用全球大气混合层海洋环流模式模拟二氧化碳增加对土壤湿度季节变化的影响

本文利用全球三维大气耦合混合层海洋环流模式模拟大气中二氧化碳浓度增加对土壤湿度的影响。敏感试验(2×CO_2)与控制试验(1×CO_2)对照表明,当大气中二氧化碳浓度增加时,全球土壤湿度在各季发生明显变化。其中两半球低纬度地区在冬季土壤温度变温,两半球中纬度地区则在各季土壤湿度变干,北半球高纬度地区土壤湿度在夏季变干,其余各季变温。分析大气中二氧化碳浓度增加造成土壤温度全球变化的可能物理机制表明,地面水循环和热量循环是重要的因素。     

二氧化碳浓度变化的敏感性试验

本文使用辐射对流模式,研究了二氧化碳浓度渐增引起的非线性现象.以及,二氧化碳浓度倍增时的增温幅度对温度初始场,不同对流调整方案、二氧化碳吸收经验公式参数以及迭代次数的敏感性.结果表明:(i)二氧化碳浓度渐增情况下的增温幅度随二氧化碳浓度增加呈分段线性关系,温度增加幅度由快到慢;(ii)尽管二氧化碳浓度倍增时的增温△T随调整方案、初始场垂直温度分布、回代次数的不同而有不同程度的变化,但对中纬度冬季而言,平均增温幅度变化在0.3℃左右.     

能量平衡气候模式的敏感性试验

本文利用简单的一维能量平衡模拟全球冰雪面积增减，太阳常数增减，地面反照率增减，大气中二氧化碳浓度增减以及气溶胶浓度增减等对全球温度的影响。同时还模拟多个因子综合对冰河期的影响。敏感试验给出各种自然变化和人类活动对全球温度影响的可能的数值结果，从而为保护大气与环境提供一定参考数据。     

气候变化对臭氧层的区域性影响

<正>气候变化带给臭氧层的消息是喜忧参半的。根据一项新研究,由于二氧化碳浓度的上升和气流的改变,北半球中部(包括美国、加拿大和欧洲在内)臭氧层可能会提前恢复;同时,整个热带地区以及南半球中部(如澳大利     

利用卡尔曼滤波方法释用数值预报产品

本文对卡尔曼滤波方法的基本原理作了简要的概述.并在ECMWF北半球的500hPa高度、850hPa温度、地面气压的0小时分析场上选取因子,利用卡尔曼滤波方法对温度和降水进行了预报及对相关结果进行了检验,结果表明利用卡尔曼滤波方法释用数值预报产品对于德阳各站的温度预报具有良好的预报能力.     

大气中二氧化碳浓度的测量

一、引言许多气体对大气形成所谓的温室效应,二氧化碳是其中最重要的一个,其他还有H_2O、CH_4、N_2O、O_2、CO等。CO_2在12—18微米波段吸收很强,拦截了原会直接散失到太空去的地球辐射。这些气体的温室效应的总和使地球地面温度比行星辐射温度高出大约35°K,这对于生物生存是至关紧要的。四十多年前卡伦德(Callendar)提出,大气中CO_2浓度在增大,这可能是当时观测到北半球增温的原因。普拉斯(Plass)1956年计算得到,如果大气中CO_2浓度增加一倍,平均地面温度会增加3.6℃。大气CO_2的测量五十年代末还不充分,从1957年     

利用卡尔曼滤波方法释用数值预报产品

本文对卡尔曼滤波方法的基本原理作了简要的概述。并在ECMWF北半球的500hPa高度、850hPa温度、地面气压的0小时分析场上选取因子，利用卡尔曼滤波方法对温度和降水进行了预报及对相关结果进行了检验，结果表明利用卡尔曼滤波方法释用数值预报产品对于德阳各站的温度预报具有良好的预报能力。     

硫酸盐气溶胶对全球水循环因子的影响

  利用卫星资料进一步检验了CAM3.0模式对云的模拟能力,该模式可以较好地再现全球云的分布和季节变化的主要特征。在硫循环过程与辐射和动力过程之间双向耦合的情况下,探讨了硫酸盐气溶胶直接气候效应对水循环过程的影响。模式较好地模拟了硫酸盐气溶胶的浓度和分布变化。硫酸盐气溶胶对水循环因子的影响在不同季节和区域是不同的,其中,北半球夏季的影响最大,这是因为北半球夏季硫酸盐浓度最高。纬向平均的云量、降水和水汽的变化形势大部分相似,存在比较密切的联系。     

平流层大气质量环流脉冲事件与北半球冬季大陆尺度寒潮低温的次季节尺度预测

次季节预测是无缝隙天气预报气候预测业务的重要环节和难点所在,丰富次季节尺度预报因子、提高次季节尺度预测水平对防灾减灾工作的决策部署具有重要意义和显著价值。本文着重介绍了北半球冬季大陆尺度寒潮低温事件的次季节尺度预测新因子——平流层大气质量环流脉冲事件。平流层大气质量环流脉冲指数具有一定的次季节尺度可预测性,与逐个大范围极端温度事件存在物理联系,实时计算可行,可搭建以平流层大气质量环流变率为基础、以北半球中纬度地区冬季低温灾害次季节尺度预测为目标的动力-统计预测模型。     

气象科技动态

人为臭氧的生成会使农业减产美国麻省理工大学一项新奇的研究表明,化石燃料的广泛使用会导致臭氧浓度的增加,从而给全球植被带来损害,并造成严重的经济损失。研究显示,温度和二氧化碳的增加可能有益于植被的生长,特别是在北半球温带地区。但是,这可能无法平衡臭氧增加带来的危害,对于农作物更是如此。研究结果表明,到2100年,臭氧浓度增加将使全球农作物的生产值减少10%~20%。而这种损失在北半球温带地区表现地更加明显。相比之下,臭氧对热带地区农业的危害则较小。科学家们估计,如果这项研究属实,未来美国和中国都需要进口粮食。(中国气象报…     

各层北半球环形模态异常与地面大气温度的关系研究

文中研究了不同气压层的北半球环形模态异常时,与之相应的北半球地面大气温度的变化及其月际变率特征。为衡量温度变化的程度,使用偏最小二乘回归方法定义了一个新的耦合指数。该指数定义为对地面气温距平场和北半球环形模态指数做偏最小二乘回归分析的第1主分量。分析表明,该指数可以较准确地表现出北半球环形模态异常时相应的整个温度场变化程度。通过该指数序列分析和环形模态异常时地面气温合成分析,比较了处于不同气压层面的北半球环形模态异常与地面大气温度异常的不同关系。(1)不同层面的北半球环形模态异常与同时期的地面温度关系比较:1月对流层中高层的北半球环形模态异常与1月地面温度异常关系最密切,密切程度超过其他气压层的北半球环形模态异常,与2月地面温度关系较显著的是1月平流层低层的北半球环形模态异常;(2)环形模态异常与地面气温耦合关系的月际变率分析结果:1月位于对流层中高层的北半球环形模态异常与1月地面气温耦合关系最强烈,与其他各月地面气温的耦合逐月递减,4月之后变得不明显;1月平流层低层的北半球环形模态异常除了与1月气温关系密切外,还与2、3月地面气温关系密切,4月之后不明显。     

温室效应引起的东亚区域气候变化

用中国科学院大气物理研究所的两层大气和二十层大洋环流模式耦合的海气模式进行了控制试验和瞬变响应试验两个长期积分,并用它们的差异来分析大气中二氧化碳含量加倍所引起的东亚区域的气候变化。二氧化碳加倍以后,东亚年平均温度升高,降水增加,土壤湿度也是增加的,但存在着显著的季节性和区域性的差异。因此,又把东亚分成８个区,来详细探讨二氧化碳增加所引起的区域气候变化。选取了３个具有代表性的气候量：温度、降水和土壤湿度。二氧化碳加倍以后,温度的增加和土壤湿度的增加主要出现在冬半年的高纬度,降水增加的最大值也出现在冬半年的高纬度。另外,还初步分析了二氧化碳浓度加倍所引起的温度和降水年际变率的变化     

春季热带南大西洋海表温度异常与夏季亚澳季风区降水异常的联系

利用1979—2019年Hadley中心的海表温度资料、GPCP的降水资料以及NCEP-DOE的再分析资料等,分析了北半球春季热带南大西洋海表温度异常与北半球夏季亚澳季风区降水异常的联系。研究表明,北半球春季热带南大西洋海表温度异常与随后夏季热带西太平洋到南海（澳大利亚东侧海域到热带东印度洋）地区的降水异常为显著负相关（正相关）关系。北半球春季热带南大西洋的海表温度正异常可以引起热带大西洋和热带太平洋间的异常垂直环流,其中异常上升支（下沉支）位于热带大西洋（热带中太平洋）。热带中太平洋的异常下沉气流和低层辐散气流引起热带中西太平洋低层的异常东风,后者有利于热带中东太平洋海表温度出现负异常。通过Bjerknes正反馈机制,热带中东太平洋海表温度异常从北半球春季到夏季得到发展。热带中东太平洋海表温度负异常激发的Rossby波使得北半球夏季热带西太平洋低层出现一对异常反气旋。此时,850 hPa上热带西太平洋到海洋性大陆地区为显著的异常东风,有利于热带西太平洋到南海（澳大利亚东侧海域到热带东印度洋）地区出现异常的水汽辐散（辐合）,导致该地区降水减少（增加）。     

对流层中工业源低化学活性气体全球分布的简要模式

提出了一简要稳态扩散模式,描述来自工业源气体浓度的纬向分布,这些气体在对流层中的生命周期远大于它们在对流层中混合的特征时间。模式中考虑了气体传输性质与大气大尺度湍流规模的关系。模式的检验是通过对比大气中二氧化碳气体全球浓度场的计算值和观测值实现的。结果表明,气体浓度在接近北纬70—80°处达到最大值(当大气涡流尺度在1000km时),而工业源强度最大值分布在北纬50°附近。随着涡流尺度增加,工业源强度最大的地区的气体浓度下降,而该地区外浓度增加,浓度最大值移向北极。作为实例,计算得出羰基硫化物(平流层中本底硫酸气溶胶层主要由它形成)在北半球明显随纬度变化。     

北半球增暖对我国气侯的影响

本文在分析100多年来北半球平均气温长期变化基本特征的基础上,讨论了北半球气温变化对我国气候变化的影响。结果表明,我国大范围气温距平与北半球平均气温有显著的正相关,长江中下游和华北平原的温度距平值平均为北半球平均气温距平的1.4-1.6倍。还表明,我国降水距平分布与北半球气温变化也有一定的联系。在北半球平均气温偏高和偏低年份,欧亚地区500hPa环流特征的差异是显著的。这表明,我国大范围气候距平与北半球平均气温距平的统计相关是有一定的物理基础的。     

玉溪空气负氧离子预测模型的建立

利用玉溪市九县区14台空气负氧离子自动测报系统实时观测数据和同步气象要素观测资料,使用相关分析、回归分析等方法,分析了影响空气中负氧离子浓度的主要气象因子,以及影响因子与空气负氧离子浓度的关系,并建立预测模型。结果表明,玉溪市空气负氧离子浓度年变化、季节变化与各气象因子之间无显著的相关关系。影响玉溪空气负氧离子浓度日变化的主要气象因子为空气相对湿度和空气温度。当空气温度20.4℃时,空气负氧离子浓度日变化与空气温度呈负相关关系。当空气湿度45.6%时,空气负氧离子浓度与空气湿度呈正相关关系。通过建立负氧离子浓度预测模型,实现了负氧离子预报的定量化。经检验,预报方程效果显著,在预报业务中具有参考价值。     

高被引论文选编

温度对维持海藻自上而下控制作用的影响随季节而变化——Temperature effects on seaweed-sustaining top-down control vary with season.Oecologia,2016,Vol.180,No.3.在全球气候变化的背景下,海水温度上升和二氧化碳浓度(海洋酸化)是影响海洋生态系统的两个最具影响力的因素。在生态气候变化研究中,跨季节多物种、跨营养水平设置的全因子试验是必不可少的,因为它们可以对直接和间接影响,以及两种主要环境压力因素对生态系统的影响的相对重要性进行更现实的估计。在底栖中观试验中,德国亥姆霍兹基尔海洋研究中心的Werner等测试了波罗的海沿岸黑尾藻群落对一年四个季节海水温度升高和二氧化碳浓度升高的响应。研究发现,虽然增加二氧化碳水平只产生了轻微的影响,但变暖对食草动物有强烈而持久的影响,其对黑尾藻群落的影响被发现与季节有关。夏末,受温度驱动的食草动物的崩塌,产生了从食草动物到基础物种的级联效应,导致了由附生植物形成的岩藻的过度生长。在秋季/冬季(附生植物生长期之外),由于气候变暖,捕食活动的增加导致岩藻生物量显著减少。因此,研究预测,未来水温的升高将通过改变自上而下的控制来影响海洋食物链过程,但食物链结构的具体后果取决于季节。     

CO2浓度增加对我国气候变化趋势的影响

本文通过分析较为均匀地散布在我国不同气候区域内的42个测站1881－1980年间气温、降水序列指出，过去一百年中，我国年平均气温第一主成分的长期趋势与北半球年平均气温长期趋势十分一致。按照过去一百年中我国各地气温变化长期趋势与北半球平均气温长期趋势的相互对比关系推算,在全球CO2浓度加倍时，我国大部分地区的年平均气温可望升高5℃以上。对热量平衡方程和温度、湿度经验关系的分析还表明，平均气温每升高1℃，我国华北、西北地区的蒸发量将增加10％以上。因此，CO2浓度的增加，势必将使我国干旱、半干旱地区的缺水状况更趋严重。     

研究发现北半球破坏臭氧层的物质增加

<正>日本东北大学6日发表公报说,该大学参加的一个国际小组发现,近年来,北半球大气中破坏臭氧层的氯化氢不断增加。研究小组分析了日本筑波市以及瑞士等8个地点自20世纪90年代后半期以来大气中氯化氢浓度相关数据,发现2007年以后北半球平流层的氯化氢浓度正在增加。研究人员通过模拟演算发现大气循环暂时减弱是北半球大气中氯化氢增加的一个原因。但研究人员表示,由于还要考虑气候等因素,所     

北半球近地层典型区CO_2体积分数时空分布及成因

利用GEOS-Chem全球三维大气化学传输模式,分析了北半球近地层CO2体积分数的时空变化特征及其成因。2006—2010年的5 a的模拟结果表明:北半球中纬度近地层CO2体积分数存在着两个高值中心,即亚洲东部和北美东北部。在季节尺度上,亚洲东部CO2体积分数最大值出现在春季,而北美东北区域CO2体积分数最大值出现在冬季;而两个地区的CO2体积分数最低值都出现在夏季。在年际尺度上,两个区域CO2体积分数的年际变率增幅明显高于北半球其它区域,且CO2体积分数高值出现时间的年际差异较大。另外,模拟分析发现北半球森林、农田、草原典型区域,所对应的CO2体积分数具有不同的季节变化特点,它们的CO2季节内变幅依次减小。进一步分析发现3种不同典型区域的CO2体积分数与叶面积指数(LAI)季节变化,具有很好的负相关性。可见陆地生态系统作为碳汇,对近地层CO2体积分数的季节变化具有重要的作用。而温度和降水是影响LAI的最重要的两个气象因子,它们与CO2体积分数季节变化存在内在联系,模拟结果表明北半球大部分陆地近地层CO2体积分数与温度、降水呈现显著的负相关。