双月刊

ISSN 1006-9585

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      2020年第25卷第6期

      • 李刚,李崇银,周文,闻斌

        2020,25(6):575-587, DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2019.19074

        摘要:利用1951~2017年我国西南地区26个台站的降水观测资料,本文研究了该地区春季及其各月降水的基本气候特征。结果表明:5月是春季我国西南地区降水最多的月份,其占春季总降水的55.3%,此外,5月降水年际变化强度最大;西南地区春季及其各月降水均具有显著的年代际变化特征,5月降水在春季降水的年代际变化特征中占据主导地位;在年代际突变特征方面,西南地区春季降水存在显著的年代际突变特征,其在1970年代后期发生了减少突变,而在1990年代中后期发生了增加突变;在变化趋势方面,春季西南区域平均降水的变化趋势不明显,但从空间上看,西南地区东部表现出显著增多的趋势,而西部则表现出显著减少的趋势;在周期方面,西南地区春季及其4~5月降水均具有显著的年际和年代际变化周期,需要说明的是,3月降水没有明显的年代际变化周期,总体上看,5月降水在春季降水周期变化中占据主导地位。

      • 陈可鑫,陈光华,向纯怡,李兴良

        2020,25(6):588-600, DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2020.19122

        摘要:基于多平台热带气旋表面风场资料(MTCSWA),研究了2007~2016年6~11月西北太平洋上不同尺度热带气旋(TC)的气候统计特征,TC各级风圈半径在不同象限的变化特征、风场结构的对称度及二者与强度变化之间的相关性。利用7级风圈半径与TC近中心最大持续风速(MSW)来定义TC的尺度和强度。结果表明,西北太平洋上TC的平均尺度为221.9 km,其中小TC平均尺度为96.4 km,大TC平均尺度为346.4 km。大TC活动位置的空间分布较小TC更为集中,整体活动范围较小TC偏北。TC尺度的峰值出现在8月和10月。在TC的风场结构中,7级、10级、12级风圈的平均半径分别为221.9、121.0、77.4 km。TC风圈的对称度的统计结果表明7级风圈的对称度最低,12级风圈的对称度最高。相关分析表明,在TC的生命史中,各级风圈半径与其强度存在一定的正相关关系,其中12级风圈半径与强度的相关性最低;对于同一风圈而言,在TC的不同发展阶段中,不同象限的风圈半径与强度的相关性不同。在TC的风场结构中,风圈的对称度与TC强度的相关性随着风圈强度的增强而减弱,只有7级风圈的对称度在TC的整个生命周期中表现出与TC强度之间的弱的正相关关系。

      • 秦明月,李双林

        2020,25(6):601-615, DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2020.19154

        摘要:2018年1月中下旬至2月初我国发生了一次大范围的持续低温异常事件,给国民经济和人们生活带来了很大的不利影响。这次持续低温事件与众所周知的2008年1月发生在我国南方的持续雨雪冰冻事件(简称“0801”事件)有一个共同点,二者都是发生在La Niña和前秋北极海冰显著减少的背景之下。对比这两次事件发生的大气环流和热力背景,对认识冬季持续极寒事件的形成有重要意义。本文利用NCEP/NCAR大气环流再分析资料和NOAA卫星观测OLR资料,对这两次过程进行了比较。结果显示,与“0801”事件相比,2018年1月中下旬的低温事件表现出以下明显不同的特征:(1)过程持续短,冷空气路径偏东;(2)乌拉尔阻塞和东亚大槽并存,呈“西高东低”型,不同于“0801”高纬阻塞和低纬南支槽并存的“北高南低”型;(3)异常的环流型与自大西洋经乌拉尔山至东亚传播的波列有关,西伯利亚高压持续时间短;(4)热带对流活跃在海洋性大陆和西太平洋,不同于“0801”主要在印度洋。后者对该年南支槽和西太平洋副热带高压增强有显著贡献。最后,2018年过程期间水汽输送也不如“0801”强,导致降水弱。

      • 徐旗,吴其重,李冬青,王晓彦,王辉,王蓉蓉,肖晗,陈焕盛

        2020,25(6):616-624, DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2020.19158

        摘要:为更好地改进提高模式预报性能,评估了新一代WRF-CMAQ(Weather Research and Forecasting model-Community Multi-scale Air Quality model)模式系统的不同网格分辨率预报产品对2018年北京市城六区空气质量预报结果的影响。分析表明:(1)基于首要污染物为PM2.5的预报数据集,模式系统1 km网格分辨率(BJ01)和3 km网格分辨率(BJ03)等级准确率优于官方预报结果,模式系统BJ01和BJ03区域4天内预报等级准确率均达到50%以上,24 h内准确率达60%以上,官方预报24 h内等级准确率为59%。本文引入预报综合评分法,基于IAQI(Individual Air Quality Index)和等级级别正确性双因素的预报综合评分结果显示,模式系统BJ03得分75.0分最高,BJ01次之,优于官方预报结果,模式9 km网格分辨率(BJ09)得分69.1分最低。(2)基于模式系统2018年长时间序列预报结果分析表明:模式系统预报的PM2.5浓度与实测的变化趋势较为一致,其中模式系统BJ03结果与实测PM2.5浓度相关系数达0.76,覆盖区域较大的BJ03和BJ09对PM2.5浓度峰值模拟较好。中重度污染过程的PM2.5浓度峰值模式预测误差表明,不同分辨率模式预报峰值误差的变化趋势基本一致,覆盖区域更大的粗分辨率模式预报结果高于覆盖区域小的细分辨率模式预报结果。与预报综合评分结果一致,统计分析结果也表明BJ03区域预报效果最好,平均偏差为0.83 μg/m3;而BJ01区域预报整体偏低,BJ09区域预报整体偏高。(3)基于不同网格分辨率预报效果的空间差异性分析表明:同一站点在不同分辨率上表现不一致,BJ01区域中农展馆站表现最好,BJ03区域中万柳站表现最好,BJ09区域中东四站表现最好。

      • 王庆万,胡淑娟,贾蓓,周冰倩,高晨斌

        2020,25(6):625-636, DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2020.19160

        摘要:西太平洋副热带高压(简称副高)活动规律及其变异的动力学机理问题一直是我国气象学家的重要课题。本文针对现有研究和预测中常用的高度场指数不能全面、准确刻画全球变暖背景下的副高演变特征的缺陷,利用全球大气环流三型分解模型中的流函数能够等价描述副高三维空间几何图像的优势,以500 hPa水平型环流流函数的零等值线为客观标准,给出了副高面积、强度、脊线及西伸脊点指数的新定义,并以2018年夏季副高的短期结构演变特征及其与我国东部地区降水之间的关系研究为例,验证了本文新定义副高指数的客观性与合理性。本文利用全球大气环流三型分解模型中的水平型环流流函数新定义的副高指数,不仅从形态上准确刻画了副高的大尺度涡旋环流特征,而且全球大气环流三型分解的动力学、热力学方程组为进一步利用新指数开展副高异常演变的机理研究提供新的理论工具。

      • 胡洵,蔡旭晖,宋宇,康凌

        2020,25(6):637-648, DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2020.20019

        摘要:利用2017年151个地面气象站的逐时观测数据和相关高空资料分析关中盆地近地面风场与输送特征。首先分析盆地内代表性站点的风速和风向观测事实,然后用CALMET风场诊断模式和轨迹计算模式获取当地逐小时风场和每日逐小时传输轨迹,分析风场类型。结果表明:关中盆地内日平均风速约1~3 m s-1,夏季风速高、秋冬季低;盆地中央的主导风向以沿地形走向的东北风和西南风为主,盆地四周测站的主导风向表现出顺着地形向盆地中央汇流的趋势。各站主导风向的季节变化不大。盆地内风场分为系统控制型、弱天气背景型和局地环流型3类,全年出现日数比例分别占8%、17.3%和74.7%。以山谷风日夜循环为特征的局地环流型风场最多。以西安城区为源点的大气输送轨迹显示,系统控制型风场以偏东北方向的输送为主,弱天气背景型和局地环流型风场的轨迹输送都大致以偏东北和偏西(以及偏西南)沿盆地走向以及偏东南朝向秦岭山地这三个方向为主。局地环流型的轨迹影响范围小,集中于盆地中央和南侧山地之间,表明这是一种不利于污染扩散的风场类型。

      • 彭静漫,刘少锋,戴永久,魏楠

        2020,25(6):649-666, DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2020.20021

        摘要:模式评估是模式发展中不可或缺的重要一环。本文利用最新版陆面模式评估软件—ILAMB(International Land Model Benchmarking)对通用陆面模式 (The Common Land Model, CoLM)进行客观评估,并与NCAR陆面模式CLM5(Community Land Model version 5)结果进行比较。作为一个陆面模式评估软件,ILAMB能对参与评估的模式变量自动生成诊断图形并对模式性能进行评分。评估结果表明,CoLM总体性能良好,模拟结果与基准数据较为接近。与CLM5相比,CoLM在总初级生产力及水文方面的表现略微逊色,在辐射方面则表现相当,对部分变量如地表向上长波辐射、地表净辐射等的模拟甚至优于CLM5。通过对比CRUNCEPv7和GSWP3v1两种强迫资料发现,它们在气候平均态上具有一定的差异,模式在GSWP3v1强迫下的表现相对较好。CoLM和CLM5在CRUCNEPv7强迫下模拟的潜热通量在亚马逊平原、亚洲东部和南部地区以及北美东部一带正偏差显著,而在GSWP3v1强迫下的模拟则有明显改善。这两个模式对感热通量的模拟在非洲北部、亚洲中部一带均明显偏高。在辐射方面,CoLM模拟的地表向上短波辐射在全球以偏高为主,这在一定程度上造成了地表净辐射的模拟偏低。各组试验模拟的地表向上长波辐射得分相差不大,但在具体的空间分布上有一定的差别。

      • 张硕,邓博文,许瑶瑶,赵俊芳,侯美亭,郭跃东,靳少非,郑德祥

        2020,25(6):667-676, DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2020.20022

        摘要:采用集合经验模分解(ensemble empirical mode decomposition, EEMD)以及滑动t检验方法,基于漠河市1958~2019年逐日气温及降水数据,对其进行了趋势及突变分析。结果表明,漠河市日平均温度年平均整体呈增温趋势,EEMD非线性增温速率为0.43℃ (10 a)-1,滑动t检验显示漠河市近60年来年均温突变时间点为20世纪80年代中后期;漠河市日最高温度年平均呈增温趋势,EEMD非线性增温速率为0.61℃ (10 a)-1,滑动t检验显示漠河市近60年来日最高温年平均突变时间点为20世纪80年代中后期;漠河市日最低温年平均变化趋势为先增加后减小,整体呈增温趋势,EEMD非线性增温速率为0.21℃ (10 a)-1,滑动t检验显示漠河市近60年来日最低温年平均突变时间点为20世纪80年代前中期和20世纪90年代中后期。漠河市年降雨量、夜间年降雨量和白天年降雨量均呈先减后增的变化趋势,且增加幅度远高于减小幅度,整体呈增加趋势,EEMD非线性降雨量增加速率分别为14.05 mm (10 a)-1、7.71 mm (10 a)-1和5.12 mm (10 a)-1,滑动t检验显示漠河市近60年来年降雨量、夜间年降雨量和白天年降雨量均不存在时间突变点;EEMD和线性趋势分析均表明漠河市近60年来气温和降水都均呈增加趋势,但前者增加速率远高于后者,说明传统的线性趋势分析可能会低估漠河市的气温及降水的增加趋势。

      • 何源,李双林,胡超涌

        2020,25(6):677-694, DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2020.20035

        摘要:降水(P)与气温(T)之间的关系,即水热关系(PTR),在夏季一定程度上可反映干旱—高温热浪(或洪涝多雨—凉夏)极端气候灾害事件的发生情况。三峡库区内的清江流域,存在发育良好的洞穴,其沉积物中碳氧同位素序列长,可一定程度代表降水或气温信息,存在构造长序列PTR指标的可能性。从现代器测与再分析记录出发,研究清江流域PTR的演变特征和成因,可为利用石笋碳氧同位素构造PTR代用指标提供一些物理基础和启发。本文利用清江流域6个站(巴东、建始、利川、恩施、五峰、宜昌)1960~2016年逐日气温与降水观测资料及NCEP耦合预报模式再分析(CFSR)、日本气象厅55年再分析(JRA55)和欧洲中期天气预报中心再分析(ERA-interim)等3套资料,分析了清江流域PTR季节性差异、年际与年代际变化及其与东亚夏季风的联系。结果表明:1)PTR有明显季节性差异,夏季为显著负相关,其他季节不明显;2)夏季PTR存在明显年代际变化,表现出20~25年准周期振荡特征。在过去的几十年间, 1965~1976年和1993~2011年期间水热相关不显著,而1977~1992年为显著负相关,即分别在1974年、1986年、1992年发生了年代际转折;3)夏季PTR年代际变化和东亚夏季风强度有一定的联系。在水热显著负相关时段(1977~1992年),夏季风偏弱;PTR不显著时段(1965~1976年和1993~2011年),夏季风偏强;4)机制上,夏季风减弱,南北方气流交汇位置靠南,清江流域水汽增加,上升运动增强,云量与降水增加,导致地表热通量减少,地面气温下降,PTR为显著负相关。夏季风增强时,南北气流交汇区北移,清江流域水汽减少,下沉运动增强,导致云量减少而地表热通量增加,使得气温上升,进一步使气温垂直递减率增加,降水效率对降水贡献为正,表明气温上升利于降水增加,同时云量/降水对气温的影响减弱,但并未消失,使得PTR不显著。5)太平洋年代际振荡(IPO/PDO)对清江流域夏季PTR起着一定的调制作用。

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      • 王哲, 王自发, 李杰, 郑海涛, 晏平仲, 李健军

        2014,19(2):153-163, DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2014.13231

        摘要:为解析大气污染物与气象的双向反馈机制及其对气象和环境的影响,建立基于Mie散射理论的气溶胶—光学性质模块,研制气象-化学双向耦合器,以嵌套网格空气质量预报模式NAQPMS (Nested Air Quality Prediction Modeling System)为基础,建立了NAQPMS和中尺度气象模式WRF (Weather Research and Forecasting Model)的双向耦合模式(WRF-NAQPMS)。利用此模式数值模拟了2013年9月27日至10月1日的北京-天津-河北地区一次秋季严重灰霾过程。结果表明,考虑气溶胶辐射反馈的双向耦合模式模拟的气象要素和细颗粒物(PM2.5)浓度与观测结果更为一致。灰霾期间,气溶胶直接辐射效应显著改变了边界层气象要素,北京-天津-河北地区地面接收的太阳短波辐射减少25%,2 m高度的温度平均下降1 ℃,湍流动能下降20%,10 m高度的风速降低超过0.2 m/s,边界层高度下降25%,使得边界层大气更加静稳,进而造成了重污染地区污染进一步加剧,如石家庄近地面细颗粒物浓度增加可达30%。分析表明灰霾与边界层气象要素之间存在一种正反馈机制,采用该机制的双向耦合模式有利于准确模拟和预报灰霾污染过程。

      • 郑思轶, 刘树华

        2008,13(2):123-134, DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2008.02.02

        摘要:利用1961~2000年北京13个台站的气候观测资料及北京统计年鉴资料,分析了过去40年北京城区、郊区的气温、相对湿度和降水等气候因子的年际、季节变化趋势,结合北京城市化进程中人口、基本设施投资额、房屋施工面积和道路面积等城市发展数据的年际变化进行分析。结果表明:在这40年中,北京城区、郊区的年平均温度都呈明显上升趋势,城区比郊区上升幅度快,热岛强度也在不断加强,其中以城区最低温度上升最为明显,并且热岛强度与北京人口等城市发展数据的年际变化有较强的相关性。城区年平均相对湿度总体呈下降趋势,郊区则略有上升;本地年均降水量呈下降趋势,城区下降幅度比郊区明显,并且波动性增强。各气候因子的季节变化趋势总体上与年平均变化趋势一致,个别季节变化趋势受城市化及季节自身因素影响,与年平均变化趋势有所差异。过去40年北京城区、郊区的气候演变趋势及与城市发展数据的关系表明,城市的快速发展和城市化进程的加快已经对北京局地气候变化产生了重要的影响。

      • 任国玉, 封国林, 严中伟

        2010,15(4):337-353, DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2010.04.01

        摘要:国家“十一五”科技支撑计划重点项目“我国主要极端气候事件及重大气象灾害监测、检测和预测”对相关科学问题研究工作做了部署,其中课题二“近百年来我国极端天气气候事件变化特征及其影响(2007BAC29B02)”重点探讨全球变暖背景下中国区域极端气候变化规律。经过近两年多时间的研究,课题组取得了若干可喜的成果。

      • 夏俊荣, 王普才, 闵敏

        2011,16(6):733-741, DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.06.07

        摘要:2007年12月11~14日,中国科学院大气物理研究所与法国Leosphere公司在该研究所位于北京市北三环和北四环之间的325 m气象塔试验场内联合开展了一次测风激光雷达Windcube的外场演示试验。Windcube观测数据随后与325 m气象塔上的风杯风速仪测得的风速资料进行了对比,结果是:由两种手段获得的所有6层匹配高度(63 m、80 m、100 m、120 m、160 m和200 m)上的10 min风速平均值一致性很好,相关系数都达到或超过0.98。使用矢量法对6层高度上的风向资料进行平均,得到风向的10 min平均值,两者的相关系数均达到0.99。与国产测量低层大气风廓线的高精度多普勒激光雷达相比,Windcube的风速测量精度稍优,风向表现相当。验证结果表明,该型多普勒测风激光雷达是一款观测结果可靠、机动性能良好的低层大气风廓线测量仪器。

      • 赵天保, 艾丽坤, 冯锦明

        2004,9(2):278-294, DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2004.02.05

        摘要:美国国家环境预报中心(NCEP)和国家大气中心(NCAR)的全球再分析资料,在很多气候模拟和预测研究中都被作为区域气候模式的驱动场和初始场资料,并用来检验模拟结果的.作者通过对NCEP的2种再分析资料NCEPI和NCEPⅡ与中国台站观测资料的月平均温度和月降水总量进行相互插值,分析和比较了NCEPⅠ、NCEPⅡ再分析值与中国区域内观测值之间的差异以及2种再分析资料之间的差异.从结果可以看到,NCEP再分析资料的月平均温度较观测值普遍偏低,而月降水总量较观测值则偏高;就季节变化而言,NCEP再分析值在夏季和年平均模拟的较好,冬季较差.同时可以看到,在温度和降水方面NCEPⅡ较NCEPⅠ都有所改进,尤其在中国东部地区,改进较为明显.

      • 吉东生, 王跃思, 孙扬, 马志强

        2009,14(1):69-76, DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2009.01.08

        摘要:作为酸雨和细粒子的前体物,SO2对空气质量和人体健康乃至气候与环境的影响十分重要,特别是在不利于扩散的气象条件下,SO2可造成城市短时间严重污染事件。作者以2006年北京325 m气象塔15 m观测平台SO2观测数据为基础,结合同步气象资料分析研究发现:1) SO2浓度冬季高、夏季低;全年日均值为(22.5±22.1)×10-9,最大日均值能达到113×10-9。日变化呈现双峰型,峰值出现在北京时间08:00和22:00;并且季节差异明显,冬季浓度为夏季的4.5倍,采暖期为非采暖期的3.2倍。2) 风向、风速与SO2扩散和输送密切相关,高浓度SO2在东北、东、西方向上出现频率分别为25.8%、13.8%和11.8%;而西北、北方向上的风速越大对SO2清除效果越好。3)利用平均晴空指数划分采暖期阴霾天和晴天,发现阴霾天混合层高度与平均风速仅为(376±204) m和1.1 m·s-1,容易造成SO2累积。4) SO2污染过程呈现周期性的局地累积—清除特征,地形、静风和暖低压是造成北京2006年1月一次重污染事件的成因。

      • 蔡榕硕, 陈际龙, 谭红建

        2011,16(1):94-104, DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.01.09

        摘要:利用长时间序列HadISST、ERA-40高分辨率的海洋大气再分析资料和经验正交函数(EOF)及回归分析等方法,分析了近50年来中国近海表层海温(SST)、东亚季风的时空变化特征及两者的关系。结果表明:中国近海冬、夏季SST有明显的年际和年代际变化,并均在1980年代中期发生了位相转折,之后呈现显著的上升趋势。其中,冬季的主要升温区位于东海,而夏季则位于黄海,冬季升温明显强于夏季。进一步分析发现,1955~2006年冬季东海的SST上升了1.96 °C,1971~2006年夏季黄海的SST上升了1.10 °C。其次,东亚冬、夏季风低空风场也有显著的年际和年代际变化。东亚冬、夏季风低空风场除有2~4 a的年际振荡周期外,分别自1980年代和1970年代末以来出现明显的年代际减弱趋势。第三,中国近海SST对东亚季风EOF模态时间系数的回归分析表明,中国近海冬季SST与东亚冬季风年代际变异的关系要强于与东亚季风年际变异的关系,且东亚冬季风年代际减弱有利于中国近海特别是东海及附近海域SST的年代际上升,而中国近海夏季SST与东亚夏季风年代际变异则没有明显关系。中国近海SST与东亚季风年际变异的相关区域主要为南海区域,冬季比夏季更为明显,且南海冬、夏季SST与经向南北风和副热带反气旋(高压)的年际变异有明显关系。

      • 赵天保, 符淙斌

        2006,11(1):14-32, DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2006.01.02

        摘要:再分析资料在气候变化研究中有着广泛的应用,但是再分析资料在不同时空尺度上的可信度能够影响到研究结果.作者就中国区域的月平均地表(2 m)气温和降水两种基本气候变量在空间分布及其变化趋势上对ERA-40和NCEP-2与观测资料之间的差异做了一些比较和分析,对两套再分析资料的可信度进行了初步的检验.结果表明:两套再分析资料基本上都能反映出中国区域的温度场和降水场的时空分布,尽管在中国西部,尤其是青藏高原地区的差异比较较大;再分析资料在东部地区的可信度高于西部,温度场的可信度要高于降水场,ERA-40可信度要高于NCEP-2.

      • 刘玉芝

        1999,4(1):98-103, DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.1999.01.21

        摘要:将1951~1980年郑州地区的气象要素(气温、风速、降雨量)的距平值与“五运六气”学说所推论气象作对比分析,两者结果比较一致。继之,收集了1953~1983年同一地区传染性肝炎、痢疾、伤寒、流行性感冒、猩红热、流行性乙型脑炎(这6种病在1983年以前均无疫苗或无有效预防)的流行资料进行分析,说明“五运六气”学说中的发病率与气候变化有较好的关系。

      • 张贺, 林朝晖, 曾庆存

        2011,16(1):15-30, DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.01.02

        摘要:用大气环流模式CAM3.1和IAP AGCM4.0对模式中动力框架与物理过程之间的相互作用及响应关系进行了初步探讨。选用理想的物理过程(Held-Suarez强迫)及完整物理参数化方案,分别对两个模式积分了60 d。试验表明,动力框架与物理过程之间的相互响应在低纬对流层和高纬对流层中上层有着较大的区别。在低纬对流层,动力框架及物理过程产生的温度倾向都有着较大的变率,对总的温度倾向的变率均有较大的贡献,且二者之间为相互补偿的反相关关系;在高纬对流层的中上层,总的温度倾向的变化主要依赖于动力框架的贡献,物理过程造成的倾向变化很缓慢,可近似地看做定常的强迫,且物理过程产生的温度倾向与动力框架产生的温度倾向之间为正位相的响应关系。此外,还对各个物理参数化方案之间的相互作用及响应关系进行了分析。结果表明,在所有过程中,湿过程所引起的温度倾向的变化最为显著,对总的物理过程倾向的贡献也最大;在高纬地区,长波辐射冷却也有较大的变率;短波辐射加热率及垂直扩散加热率的变化相对较小;长波辐射冷却和短波辐射加热之间为近似负反馈的响应关系。

      • 周连童

        2009,14(1):9-20, DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2009.01.02

        摘要:利用1951~2000年我国西北干旱、半干旱区地温、气温和表面风场逐日4个时次(北京时间2、8、14和20时)的台站观测资料,以及NCEP/NCAR和ERA-40再分析资料,计算并比较了在我国西北地区春夏季感热输送的差异。分析结果表明:NCEP/NCAR和ERA-40的感热输送再分析资料都能显示出我国西北地区是欧亚大陆上的感热中心之一。从年代际时间尺度上,ERA-40再分析资料的感热资料更接近于实际台站观测资料计算得到的感热资料。

      • 虞海燕, 刘树华, 赵娜, 于永涛, 于丽萍, 曹海维

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

        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。

      • 孙国栋

        2009,14(4):341-351, DOI:

        摘要:利用一个基于过程的动态植被模型LPJ DGVM(Lund Potsdam Jena Dynamic Global Vegetation Model),模拟了中国区域潜在植被分布,考察了1981~1998年中国区域净初级生产〖JP〗力(NPP)、异养呼吸(Rh)和净生态系统生产力(NEP)的年际变化。模拟结果表明,在LPJ模型提供的植被功能类型(PFT)划分的条件下,中国区域除了分布裸土外,主要分布了6种潜在植被功能类型,即热带常绿阔叶林带、温带常绿阔叶林带、温带夏绿阔叶林带、北方常绿针叶林带、北方夏绿针叶林带和温带草本植物。在所考察的时间段内,中国区域总NPP从2.91 Gt · a-1(C)(1982年)变化到3.37 Gt · a-1(C)(1990年),平均每年增加0.025 Gt(C),其平均增长率为096%。中国区域总Rh从2.59 Gt · a-1(C)(1986年)变化到3.19 Gt · a-1(C)(1998年),具有105% 的平均年增长率,即平均每年增加0.025 Gt(C),并且中国区域温带草本植物相比其他植被功能类型,其NPP和Rh线性增加的趋势最为显著。研究结果还表明,LPJ模型在引入火灾机制后,中国区域总NEP的变化范围更加合理,即每年总NEP在-0.06 Gt · a-1(C)(1998年)和0.34 Gt · a-1(C)(1992年)之间变化,其平均值为0.12 Gt · a-1(C)。该结果表明,在所考察的时间段内,中国区域的陆地生态系统是碳汇。上述结果与其他研究结果基本一致,因而此模型模拟中国区域潜在植被分布和碳循环是有效的。

      • 杨辉, 李崇银, 潘静

        2011,16(1):1-14, DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.01.01

        摘要:2007年8月10日第7号台风“帕布”在广东沿海消失后,尾随而上的南海季风槽给华南沿海和台湾岛带来持续多日的暴雨和大暴雨。由于南海季风槽是华南最主要的降水系统,因此研究了8月第3候引发华南大暴雨的南海季风槽的异常特征及其可能的原因。首先分析了季风槽的气候平均时空特征。研究表明低层辐合、高层辐散位于季风槽的南侧,表现了季风槽独立的空间结构特征。南海季风槽强度8月中旬最强。对2007年季风槽的分析表明,该年8月第3候的南海季风槽强度偏强,低层正涡度、辐合以及高层辐散偏强。同时印度季风槽也偏强。南亚高压中心位于青藏高原上空并加强是整个亚洲季风槽增强的主要原因。青藏高原上空增温引起高空东风急流和低空西南季风的加强,增加了华南沿海高空辐散和低空辐合, 对于南海季风槽的加强和维持起着重要的作用。此外,西太平洋副热带高压位于日本上空并且强度偏强,西风带长波槽偏强并向我国西南深入也有利于南海季风槽加强。南海季风槽具有30~60天季节内振荡特征,30~60天大气季节内振荡对南海季风槽向北迁移及加强有重要影响。

      • 杨金虎, 江志红, 王鹏祥, 陈彦山

        2008,13(1):75-83, DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2008.01.10

        摘要:基于中国1955~2004年314个台站逐日降水资料,根据百分位值方法定义了不同台站的极端降水阈值,进而对中国年极端降水事件的时空特征进行了探讨分析。结果表明:江淮北部、湖南、四川西南部及西藏和新疆西部地区与中国其他区域呈反向变化特征,是中国年极端降水事件的主要空间异常模态;中国年极端降水事件的时间变化存在明显的区域性差异,东北、西北东部、华北表现为减少趋势,其中东北和华北发生了突变,而西北西部、长江中下游、华南及青藏高原表现为增加趋势,其中西北西部、长江中下游发生了突变;中国各分区年极端降水事件的周期振荡不完全一致;中国年极端降水事件与年降水量之间存在较好的相关性,从季节来看,夏季极端降水事件与年降水量的相关性最好。

      • 李崇银, 朱锦红, 孙照渤

        2002,7(2):209-219, DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2002.02.08

        摘要:概括的介绍了中国科学家近几年在年代际气候变化方面的研究进展,包括中国气候的年代际变化特征,北大西洋涛动(NAO)和北太平洋涛动(NPO)与中国年代际气候变化的关系,北太平洋海面温度(SST)年代际模及其影响,大气环流系统的年代际变化以及气候突变问题.

      • 俞淼, 陈海山, 孙照渤

        2011,16(1):47-59, DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2011.01.05

        摘要:利用MODIS卫星观测资料,对一个考虑了生态系统碳氮循环过程的动态植被模型ICM的模拟性能进行了评估。重点对反映植被动力学的关键参数——叶面积指数(LAI)的模拟结果与观测进行了对比分析,评估了ICM对LAI季节变化特征的模拟能力。结果表明,ICM基本能够模拟出植被的季节变化特征。总体而言,模拟值在低纬度和高纬度地区大于观测值,中纬度地区小于观测值;模拟的植被生长常落后于观测,造成了模拟偏小值的出现与植被的生长季节相对应;模拟没有表现出热带常绿阔叶林和农作物LAI季节变化的双峰结构;模式对草地的模拟总体上优于林地。结果可为进一步改进动态植被模式的参数化方案和优化模型参数提供一定参考。

      • 朱佳, 王振会, 金天力, 郝晓静

        2010,15(3):295-302, DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2010.03.09

        摘要:基于小波分解(WT)和最小二乘支持向量机(LSSVM)理论,建立了将二者相结合的大气臭氧含量时间序列预测模型。采用香河等4个观测站的月平均臭氧总量观测样本,经小波分解为不同频段的子序列,将这些子序列分别进行LSSVM预测,最后经小波重构得到月平均臭氧总量时间序列预测结果。实验表明该方法能有效预测大气臭氧含量,与支持向量机(SVM)以及人工神经网络(ANN)的预测结果相比,该方法具有较高的预测精度。

      • 任国玉, 初子莹, 周雅清, 徐铭志, 王颖, 唐国利, 翟盘茂, 邵雪梅, 张爱英, 陈正洪, 郭军, 刘洪滨, 周江兴, 赵宗慈, 张莉, 白虎志, 刘学峰, 唐红玉

        2005,10(4):701-716, DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2005.04.01

        摘要:总结了"十五"攻关课题有关中国温度变化研究的若干进展.在资料质量控制和序列非均一性检验及订正的基础上,更新了中国地面近50年、100年和1 000年气温序列.研究表明,不论是近54年还是近100年全国年平均地面气温升高趋势一般比原来分析结果表明的要强,分别达到0.25℃/10 a和0.08℃/10 a.中国现代增暖最明显的地区包括东北、华北、西北和青藏高原北部,最显著的季节在冬季和春季.近50多年中国近地面气候变暖主要是平均最低气温明显上升的结果,全国范围内极端最低气温也显著升高,而极端最高气温升高不多.中国与温度相关的极端气候事件强度和频率一般呈降低趋势或稳定态势.研究发现,城市化因素对中国地面平均气温记录具有显著影响,但在现有的全国和区域平均温度变化分析中一般没有考虑,因此需要在将来的研究中给予密切关注.在增温明显的华北地区,1961~2000年间城市化引起的年平均气温增加值达到0.44℃,占全部增温的38%,城市化引起的增温速率为0.11℃/10 a.中国其他地区的增温趋势中也或多或少反映出增强的城市热岛效应影响.20世纪60年代初以来中国对流层中下层温度变化趋势不明显,仅为0.05℃/10 a,比地面气温变化小一个量级;对流层上层和平流层底层年平均温度呈明显下降趋势,变化速率分别为-0.17℃/10 a和-0.22℃/10 a;整个对流层平均温度呈微弱下降趋势.中国对流层温度与地面气温变化趋势存在明显的差异,但这种差异在20世纪80年代初以后趋于减小.近千年来中国地面气温变化史上可能确存在"中世纪温暖期"和"小冰期"等特征性气候阶段,但"中世纪温暖期"的温暖程度似乎没有过去认为的那样明显.从全国范围看,11世纪末和13世纪中的温暖程度可能均超过了20世纪30~40年代暖期,表明20世纪的增暖可能并非史无前例.中国20世纪气候增暖的原因目前还不能给出明确回答.一些迹象表明,人类活动可能已经对中国的地面气温变化产生了影响,但太阳活动及气候系统内部的低频振动对现代气候变暖可能也具有重要影响.

      • 唐晓, 王自发, 朱江, 吴其重, GBAGUIDI Alex

        2010,15(5):541-550, DOI: 10.3878/j.issn.1006-9585.2010.05.02

        摘要:利用蒙特卡罗不确定性分析方法,分析了嵌套网格空气质量模式系统(NAQPMS/IAP)中154个模式输入变量不确定性对臭氧模拟的影响,量化了模式在北京奥运会期间臭氧模拟的不确定性,并确定出了主要不确定性因子。结果表明:(1)在奥运会期间(2008年8月8日~2008年8月24日),北京城区臭氧模拟的平均不确定性为19 ppb,不确定性存在明显的日变化特征,白天不确定性大,夜间不确定性小。(2)在白天,北京城区近地层臭氧模拟最重要的不确定性来源是局地前体物排放,其次是NO2光解系数、风向、北京周边前体物排放和垂直扩散系数。另外,地面约150 m以上,对臭氧模拟影响最大的不确定性因子是风向和北京周边前体物排放;夜间,北京城区近地层臭氧模拟的最大不确定性来源是局地NOx排放和垂直扩散系数。