双月刊

ISSN 1006-9585

CN 11-3693/P

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  • 2011年第16卷第3期文章目次
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    • 夏季西太平洋副热带高压南北位置变动特征及其影响

      2011, 16(3):255-272. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.03.01

      摘要 (3776) HTML (4) PDF 3.27 M (3853) 评论 (0) 收藏

      摘要:使用ECMWF再分析数据集资料中的位势高度场、三维风场、温度场、相对湿度场、海温场以及中国气象局730站地面降水资料和日最高温度资料,对比分析研究了7月份西太平洋副高位置偏南和偏北过程(持续满足南、北位置指标6天以上定义为一次南、北部型过程)所对应的动态气候特征及其演变。分析首先揭示出了西太平洋副高的南北位置变化存在季节内振荡特征;从西太平洋副高偏南、偏北位置所对应的各层环流特征、中国东部降水分布、中国日最高温度的分布,研究了西太平洋副高南北位置对东亚及西北太平洋地区天气气候的影响。结果表明,尽管同在7月份,西太平洋副高南北位置的不同对大气环流和天气气候的影响却有显著的差异,需要从大气系统变化的角度研究和认识某时期的天气气候特征。针对两类过程的演变,分析了西太平洋副高南、北位相过程开始的前兆气候特征,过程中的变化特征以及过程结束后的后延影响,揭示出了一些以前研究所忽略的气候演变特征及其差异。

    • 南京地区霾预报方法试验研究

      2011, 16(3):273-279. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.03.02

      摘要 (5097) HTML (3) PDF 692.07 K (4396) 评论 (0) 收藏

      摘要:支持向量机(SVM)方法是基于统计学理论的一种新的机器学习方法,对解决小样本条件下的非线性问题非常有效。利用2004~2007年南京站的逐日常规观测资料以及同期南京市环境质量监测点的逐日污染物浓度资料,使用SVM分类和回归方法分别建立了南京地区霾日分类预报模型和有霾日14时(北京时间,下同)能见度预报模型。预报试验结果表明:南京地区霾日的SVM分类预报结果,Ts(Threat scores)评分均在04以上;而有霾日14时能见度的SVM回归预报结果,按能见度误差范围为±3 km算,准确率均达到了86%以上;加入当天08时新资料的订正预报模型,其预报结果优于起始预报模型。二者的预报结果较为满意,可以给实际业务预测提供参考。

    • 亚洲季风区夏季近地层CO向上对流层输送过程的模拟

      2011, 16(3):280-288. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.03.03

      摘要 (3260) HTML (3) PDF 3.42 M (3092) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于全球大气研究排放源(Emission Database for Global Atmospheric Research,EDGAR,3.2版本)的CO地表排放源数据,借助于拉格朗日大气轨迹输送模式FLEXPART,通过数值模拟手段,初步探讨了2006年夏季亚洲季风区CO异常分布形成的原因及深对流向上输送和反气旋控制作用相关的输送过程。比较分析发现,受到地表排放源等不确定因素的影响,数值模拟和卫星资料反演的CO浓度存在一定偏差(体积分数相差可达2×10-8~3×10-8),但其时空变化特征具有相对的一致性。仅在大尺度风场的驱动下,模式亦可以模拟出上对流层区域CO浓度分布特征,但进一步考虑对流抬升的输送作用后,模拟结果和实际资料更吻合,表明亚洲季风区上对流层区域CO浓度大值区的形成是中小尺度对流抬升和大尺度输送的共同作用,但后者影响程度更大。亚洲季风区夏季上对流层区域的CO主要源于印度半岛北部、非洲中部和中国东北部地区的地表排放。该区域CO异常分布主要和两个输送过程相关:一个是大尺度输送和中小尺度对流抬升在垂直方向的输送,使得对流层下部的高CO浓度大气可以很快地抬升到上对流层,甚至可以达到16 km的对流层顶高度附近,然后在哈得来环流以及南亚反气旋的影响下,进一步向低纬热带地区输送;另一个是对流层中低层向东和向极一侧的输送使得印度中南部、阿拉伯半岛甚至非洲中部成为亚洲季风区内CO远距离输送的源区。

    • 山东地区一次台风降水事件的干侵入特征分析

      2011, 16(3):289-300. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.03.04

      摘要 (3639) HTML (3) PDF 5.01 M (3342) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用NCEP/NCAR再分析资料对2008年7月17~21日发生在山东地区的强降水事件进行了分析,发现这次强降水是在中低纬度系统相互作用下产生的。对干侵入特征的分析表明,这次强降水事件中干空气主要以纬向侵入为主,这与济南“7.18”暴雨不同。通过对假相当位温(θse)的诊断分析发现,干空气侵入一方面有利于锋区的形成和维持,另外一方面还能够加剧低层的对流不稳定度,有利于对流运动的维持和发展。湿位涡场的分析则表明,高位涡的下传是干空气侵入的一种可能机制,干侵入是高位涡下传的一种表现方式。

    • 中国地区卷云分布特征的星载激光雷达遥感

      2011, 16(3):301-309. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.03.05

      摘要 (4418) HTML (4) PDF 7.36 M (2845) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用2006年6月至2008年5月CALIOP(CloudAerosol LIdar with Orthogonal Polarization)水平分辨率25 km云层产品来研究中国地区的卷云分布特征。所采用的3条基于卷云气候态的质量控制标准能够有效的剔除CALIOP云种分类产品中判别误差。通过卷云水平分布的研究发现,区域性强烈的辐合上升气流和丰富的水汽导致中国南部靠近热带辐合带(ITCZ)的热带地区卷云具有约60%左右的最大发生频率。沿青藏高原抬升的暖湿空气能够产生很多地形型卷云,从而导致干旱的青藏高原东北坡出现了相对较大约30%~40%的卷云覆盖。ITCZ和季风的时空迁移主导了卷云在纬度上的季节性分布特征,同时也导致青藏高原东北坡的相对高值主要出现在春冬季节。沿纬度的卷云垂直分布的变化揭示出低纬度卷云的云顶高度更多的集中在16 km附近,这主要是因为对流层顶限制了卷云的发展。通过对多层卷云系统的研究揭示出伴随不同云种的系统的水平分布特征与各种云种的随纬度的分布密切联系。除伴随卷云发生的多层卷云系统以外,青藏高原东北部的相对高值主要是伴随海拔较高的高积云的系统的发生导致的。

    • 春季亚洲中东部地表感热通量的变化特征及其与中国夏季降水的关系

      2011, 16(3):310-321. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.03.06

      摘要 (3384) HTML (6) PDF 3.63 M (3213) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用1951~2000年NCEP/NCAR再分析资料中的逐月感热通量资料,分析了亚洲中东部春季近50年地表感热通量的气候分布特征,结果表明:亚洲中东部春季地表感热通量的高值区位于华北、西北和印度地区;低值区主要位于东北、江南和蒙古国北部;青藏高原、中国东部30°N附近地区和印度中部地区是感热通量年际变幅最大的区域。运用旋转经验正交展开(REOF)方法分析了亚洲中东部地区地表感热的时空演变特征及其与中国主要区域夏季降水的关系,结果表明:中国东部30°N附近地区的春季感热与黄淮地区的夏季降水为负相关,而夏季长江中下游流域降水与青藏高原春季感热和印度中部地区春季感热异常则为较显著的正相关。运用非绝热加热理论和合成分析,进一步分析了与春季地表感热通量异常相对应的同期和后期大气环流场的异常,结果表明:对应于中国东部30°N附近地区春季的感热通量异常,中国东南部和西南部地区存在着显著的环流场异常,伴随着春季江南地区西南风强度的改变,进而引起东亚夏季风强度及我国夏季降水的异常;印度中部地区春季地表感热通量的异常则会影响到后期印度夏季风的强弱,进而通过印度季风和东亚夏季风环流的遥相关关系,导致东亚夏季风强度变化,进而影响到中国夏季降水的异常。

    • 基于《翁同龢日记》天气记录重建的北京1860~1897年的降水量

      2011, 16(3):322-328. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.03.07

      摘要 (3637) HTML (3) PDF 1.70 M (3890) 评论 (0) 收藏

      摘要:私人日记中的天气记录是重建历史时期高分辨率降水量序列的重要资料。通过摘录、整理《翁同龢日记》中晴、雨 (雪) 记录,统计了逐月降水日数,并利用降水量与降水日数之间的转换方程,重建了北京1860~1897年的夏季和年降水量。将重建的降水量与当时的器测降水量和依据“晴雨录”重建的降水量进行对比,综合这3种资料重新估算了北京1860~1897年的年降水量,并且将估算降水量与旱涝等级进行了对比。结果表明:(1) 依据《翁同龢日记》记录的降水日数重建的降水量是基本可靠的,20年资料完整年份的年降水量平均为611.5 mm,不过由于重建方法对偏涝年降水量的估算普遍偏低,致使此重建结果低于重新估算的平均年降水量 (662.6 mm);(2) 重新估算的1860~1897年平均年降水量为701.3 mm,均方差为202 mm,与20世纪后半期相比,历史时期的降水量略大(未通过显著性检验),而古、今降水量的年际变率大致相当;(3) 1891年的器测降水量较实际偏高,1895年的则较实际偏低;并且有些年份 (如1869、1863、1885、1889和1887年)的旱涝等级尚需进一步验证。另外,验证了《翁同龢日记》中的晴雨(雪)记录在定量重建降水量方面的价值,并指出了其不足,为今后利用私人日记定量重建降水量提供了参考。

    • 西北干旱和半干旱地区地表蒸发计算方法评估应用

      2011, 16(3):329-336. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.03.08

      摘要 (3662) HTML (3) PDF 1.87 M (4404) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对我国西北地区干旱和半干旱的气候特征,以及相对简单的地表覆盖特点,论证了互补相关模型计算西北地区蒸发量的可行性。通过中国科学院山东禹城试验站农田观测资料,分析了植被多样性分布对互补相关模型的影响。得出植被的多样性以及植被物候变化的非同步变化是造成互补相关模型中关键参数——大尺度平流参数季节变化的重要原因。并利用遥感反演参数和气象台站观测数据计算了覆盖类型相对单一的西北地区蒸发。结果表明,蒸发与地表覆盖类型的空间分布一致,与气象台站20 cm蒸发皿观测数据呈现空间互补特征,其季节变化与区域降水、温度和植被物候变化相吻合。

    • 城市扩展影响下的气象观测和气温变化特征分析

      2011, 16(3):337-346. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.03.09

      摘要 (3573) HTML (3) PDF 6.83 M (3146) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于20世纪70年代的MSS(MultiSpectral Scanner)影像、1990年前后的TM(Thematic Mapper)影像、2000年和2005年前后的ETM(Enhanced Thematic Mapper)影像,对全国700多个地面气象观测站的历史时期下垫面属性进行判别,得到中国自上世纪70年代以来“进城”的气象站点,并通过电话咨询验证,最终确定“进城”且周边探测环境明显改变、气象观测受到城市化影响的站点。在此基础上,对中国各气象站点气温观测值的年际和季节变化进行了分析,通过“进城”站点和全部站点的气温变化趋势的比较,得出“进城”站点的气温变化率高于全国气象站点的平均变化率,从而验证了基于遥感影像的气象站点判别的有效性,并得出“进城”气象站点的气温观测数据在城市环境的影响下比其它站点增长的更多的结论。

    • 青海近30年来霜对气温、降水变化的响应

      2011, 16(3):347-352. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.03.10

      摘要 (3692) HTML (3) PDF 1.96 M (4025) 评论 (0) 收藏

      摘要:用线性趋势和单相关法分析了青海高原33个气象站的霜物候期及气象资料,结果表明:青海高原1978~2007年初霜、终霜变化趋势存在明显推迟、提早的区域性特征。在年代际尺度上,初霜大部分地区明显推迟,终霜大部分地区明显提早,无霜期绝大部分地区明显延长。少部分地区终霜对气温负相关显著,对降水正相关显著。部分地区初霜对气温正相关显著,绝大部分地区初霜对降水略呈增多变化响应不明显。大部分地区无霜期对气温为正相关显著,且对气温的响应比对降水的明显;初霜、终霜对气候变化的综合响应表现在无霜期的延长变化趋势存在明显的区域性差异。

    • 利用简单生物圈模式SiB2模拟锡林浩特草原地表湍流通量

      2011, 16(3):353-368. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.03.11

      摘要 (3550) HTML (4) PDF 2.17 M (3172) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用简单生物圈模式SiB2模拟了2007年7月1日至9月30日期间锡林浩特草原的地表能量分配、CO2通量、地表有效辐射温度和土壤湿度。采用锡林浩特国家气候观象台野外试验基地实地测量资料确定SiB2所需要的参数和初始值后,由该资料中30 min一次的太阳短波辐射、大气长波辐射、水汽压、气温、水平风速和降水驱动SiB2,最后将模拟结果与实际测量的湍流通量、CO2通量、地表有效辐射温度和土壤湿度进行了对比。结果表明:1) 模式分别高估净辐射、潜热通量和土壤热量通量1.1%、10%和5%,低估感热通量6%;2) 模拟的7月和8月CO2通量和观测值有较好的一致性,9月低估CO2通量14.2%;3) 模式得出的地表有效辐射温度白天低估、晚上高估;4)土壤湿度模拟合理。

    • 基于气候资源向量的相对气候生产潜力模型研究

      2011, 16(3):369-377. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.03.12

      摘要 (3988) HTML (3) PDF 771.27 K (3778) 评论 (0) 收藏

      摘要:从气候状态向量的观点出发,借助于旋转主分量分析方法,计算各站气候资源向量。在此基础上,将光照、热量、水分等气候环境条件综合为气候资源向量并分别与某种作物的标准生长模式曲线线型建立差异(作物生态适宜度)比较关系,提出一种新的农业气候生产潜力模型。由此得到相对光合生产潜力、相对光热生产潜力和相对气候生产潜力,从而改进了原有的经典计算方法。试验表明,这种改进后的相对生产潜力,具有普遍性和可比较性,适合于对某一种作物在不同地区估算产量的比较。

    • 热带对流层顶层结构的变化特征和趋势

      2011, 16(3):378-388. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.03.13

      摘要 (4318) HTML (3) PDF 3.99 M (3409) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用1989~2008年欧洲中期天气预报中心高时空分辨率的再分析资料以及1980~2019年的大气化学—气候模式模拟资料分析了热带对流层顶层(Tropical Tropopause Layer, TTL)结构的变化特征,并且预测了其未来变化趋势。结果表明,TTL结构存在明显的季节和空间变化。其厚度在北半球的春、秋两季比较薄,其季节变率在北半球的冬季最大;再分析资料表明1991年皮纳图博(Pinatubo)火山爆发导致对流层顶温度大幅升高,1992~1995年之间对流层顶温度明显下降。不考虑火山爆发的影响,1996年后对流层顶温度有所升高。近年来热带对流层顶层有抬升增暖的趋势,厚度有所减小,平流层水汽含量增多。大气化学气候模式资料预测的TTL的特征从1980~2019年也是同样的趋势。

    • 我国近59年日照时数变化特征及其与温度、风速、降水的关系

      2011, 16(3):389-398. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.03.14

      摘要 (5734) HTML (8) PDF 4.44 M (4553) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用全国194个气象站1951~2009年日照、温度、风速和降水资料,将全国按照气候区域划分为11个气候区,采用线性趋势及Morlet小波函数分析法,对全国及各区域近59 年来日照时数的季节变化和年际变化时间序列进行了分析,同时还对与日照时数变化密切相关的温度、风速、降水等气象要素进行了年际变化特征比较。结果表明:全国年日照时数呈显著减少的趋势,平均每10年减少36.9 h,各区域变化与全国一致,只是日照时数减小程度不同;1981年是全国日照时数由较强期到偏弱期的转折年;全国年日照时数在1990年代中期前有7~10 a左右的明显周期振荡;全国四季日照时数沿海地区减少速度要快于内陆,南方快于北方。全国年日照时数与温度呈负相关关系,相关系数为-0.52;与风速呈正相关关系,相关系数为0.76;与降水呈负相关关系,相关系数为-0.27;前两者均通过了99.9%的信度检验,后者通过了95%的信度检验。

    • 新元古代地球气候研究进展

      2011, 16(3):399-406. DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.03.15

      摘要 (4160) HTML (6) PDF 724.07 K (4372) 评论 (0) 收藏

      摘要:新元古代曾发生过强烈的全球性冰川作用,本文回顾了新元古代晚期全球性冰川作用存在的证据及其特点,论述了新元古代冰期产生的原因,综述了一些代表性的“雪球地球”模型并探讨了“雪球地球”对早期生物演化的影响,最后对未来“雪球地球”研究趋势进行了展望。