漠河极光现象特征分析

1概述(1)什么是极光?极光是一种发生在地球极地大气高层罕见的自然现象。极光的产生是由太阳发出的高速带电粒子受地球极地磁场影响偏向两极,并使大气中的分子、原子激发或电离而形成绚丽多彩,奇异壮观的彩色发光现象。由于漠河位于北半球,在漠河出现的极光是地球北极发出的极光,所以在漠河看到极光称为“北极光”。(2)磁场的作用。由于地磁场的作用,这些高能粒子转向极区,故极光常见于高纬地区。在大约离磁极25°～30°的范围内常出现极光,这个区域称为极光区。在地磁纬度60°～45°之间的区域称为弱极光区,地磁纬度低于45°的区域称为微极…     

山东一次持续性平流辐射雾过程特征及成因分析

2017年1月1—5日,山东出现了一次大范围的平流辐射雾过程。利用山东地区自动气象站观测资料、青岛探空站资料、风廓线雷达资料和NCEP/NCAR再分析资料,通过分析此次连续大雾过程的大尺度环流背景场、温湿场特征,地面、高空气象要素条件,揭示了其形成原因、维持机制和消散机理。结果表明：中高纬度平直的大气环流、静稳的垂直结构是此次大雾形成的背景条件;水汽输送阶段变化造成的低层水汽浓度变化是大雾阶段变化的原因;两次弱低槽冷锋过程显著增加了雾的强度和范围,也使雾的性质由平流雾变为辐射雾。当低层水汽持续减少,中低层东风气流增强并破坏了大气的稳定层结时,大雾逐渐消散。     

中国东部地区夏季对流层大气辐射加热的研究

应用TOVS资料及MORTRAN3模式，研究中国东部夏季对流层的太阳短波辐射和红外辐射对大气的加热状况。考虑不同纬度，不同大气状况下12个站点43个样本的太阳加热率和红外冷却率情况，分析发现：在夏季的对流层，太阳加热率随着距地面的高度增加而减小，它的大小及变化率与纬度、天顶角及当时大气的状况有关，同时，太阳加热率也存在日变化。红外冷却率在对流层中、高层有极小值，它的大小及变化率与当时的大气状况及纬度有关。将本文的结果与前人的结论及实况相比较，发现本文较为真实地反映了中国东部地区夏季对流层的辐射加热情况，利用卫星资料计算的结果基本可信，     

地球大气纬向风系、副热带高压和太阳较差自转的形成机制

利用N S(Navier Stokes)方程和一个基本假设推导出星体大气平均纬向风和平均气压公式,根据公式讨论了地球大气纬向风系和平均气压以及副热带高压的成因并进行了数值模拟。结果发现,地球大气纬向风是大气微团密度与基准大气密度存在差异而形成的,大气微团的密度大于（小于）基准密度,则为西风（东风）;密度的差距越大,风速越强。在中高纬度地区大气微团吸收的太阳辐射少而向空间辐射多,导致其密度变大,因此在中高纬度盛行西风;而在低纬度地区,因为吸收的太阳辐射多使大气微团密度变小而盛行东风。夏季（冬季）太阳辐射增强（减弱）使得大气微团密度变小（增大）,进而导致中高纬度地区西风减弱（增强）和低纬度地区的东风加强（减弱）。风速的大小还与纬度的余弦成正比,这就使得最大西风带位于中纬度地区而不是大气微团密度最大的极地附近;也使得最大的东风不是发生在太阳直射点附近而是靠近赤道一侧。根据气压公式和大气密度的经向差异可以得出中高纬度区域气压随纬度的升高而减小的分布特征,而太阳辐射所造成低纬地区密度的减小是该区域气压大于中高纬度的主要原因;在赤道上纬度的正弦为零,使得气压在赤道上存在极小值,导致了赤道槽和副热带高压的形成,且太阳辐射越强、副热带高压越强。因为纬度正弦因子的存在,使得副高脊线总是位于太阳直射点的向极一侧。在假定太阳大气为理想气体的情况下,由N S方程推导出太阳大气自转角速度随纬度的变化公式,由此解释了太阳较差自转的成因在于低纬地区的大气微团密度大于高纬度,并且在赤道上大气微团的密度最大。该公式与观测得到的经验公式在略去高阶小项后一致。由此认为,太阳大气的运动在形成机制上与地球大气没有区别,不同的是在太阳表面没有象地球表面那样受太阳辐射的影响,N S方程是所有星体（包括恒星、行星）大气共同遵守的动力方程。     

北半球中高纬度大气低频变化的若干基本特征

根据１９８４－１９８６年ＥＣＭＷＦ／ＷＭＯ客观分析资料的分析结果，揭示了中高纬度大气低频变化的若干特征。结果表明，中高纬度低频扰动的相当正压结构可以用低频扰动的“结构参数”来表征；中高纬度低频动能的高值区与西风急流的同非对称性和经向切变紧密相关；中高纬度低频振荡的传播具有显著的地域性和汇合、分离特征，并可利用中太平洋地区低频反气旋和低频气旋的涡旋对的逆时针打转来解释；东亚西风急流入口区所在经度是中     

媒体扫描

<正>《科学》2014年10月17日本期的封面报道和一个专栏,其主题是"瞄准太阳"。封面照片给出2014年5月9日一次日冕物质抛射被IRIS(the Interface Region Imaging Spectrograph)捕捉到的紫外图像。NASA于2013年6月发生了IRIS,这就为科学家研究太阳表面和外层大气之间复杂的交界面提供了便利。专栏的5篇研究报告,从不同层面对太阳及交界面的演变进行了分析。     

太阳活动与气候异常

太阳活动泛指太阳大气的运动和变化。太阳是由太阳大气构成的一个非常庞大、炽热的气体球。它的大气层从里往外,可分成光球、色球和日冕三层。就总体而言,太阳是一个稳定、平衡、发光的气体球,但它的大气层有时却处于局部的激烈运动中,这种局部太阳大气的激烈运动,便称为“太阳活动”。     

第十三讲 热带大气动力学基础

在第一讲里已指出,热带大气动力学的研究是一项极为重要的课题。这不仅因为热带大气的运动与中高纬度地区的大气运动相比有着许多不同的特点,而且在所谓的大气“热机”中,驱动大气热机的太阳辐射能大部分为热带地区的地球大气所吸收,以后通过大气运动才由热带将能量输送给中高纬度地区,因而热带是大气热量、动量和水汽的源。因此,热带大气动力学的研究对揭露全球大气运动的规律也有重要的意义。热带大气动力学的内容极其广泛,这里只能就其基本部分作简单介绍。     

CHAMP卫星观测的热层大气密度变化特征

采用2001-2010年CHAMP（CHAllenging Minisatellite Payload）卫星高精度加速度计反演的热层大气总质量密度观测数据,对400 km高度大气密度的变化特征进行了分析与研究。结果表明,太阳辐射高低整体上控制着热层大气密度数值大小变化,在太阳宁静期热层大气密度受地磁活动控制,其最大值区域在地磁12-18时（地方时）内移动,重复周期为4~5个月,与地磁活动的Ap指数变化相似。对比经验模式与CHAMP卫星观测值,两者偏差纬向分布较均匀,经向变化明显;当太阳活动处于中低水平即F_10.7小于120时,模式值偏高5%~10%;当F_10.7大于130时,模式值偏低10%以上。为经验模式的改进提供相应的参考。     

国外专题摘要

(译编7504)《大气潮汐》摘自E.T.斯特林格(Stringer)《气候学基础》第一章第四节。大气潮汐是大气振动中一种特殊的全球性周期运动。它是由太阳和月球共同激发引起的,类似于海洋潮汐。但因地球表面的影响,大气潮汐远小于海洋潮汐。它在近地面振幅很小,被气旋和反气旋的非周期变化所掩盖。但其影响范围很大,可高达60公里以上。月球潮汐完全是由引力作用造成的,太阳潮汐效应则是引力与热力两种作用。其中热力作用比引     

中国西北地区大气气溶胶散射光学厚度分析

提出一种利用地方气象台站测得的地表宽谱 ( 0 .3～ 4 μm)逐日太阳辐射日总量资料 (包括太阳总辐射和漫射太阳辐射 )来估算晴空无云天气条件下背景大气中大气气溶胶散射光学厚度的方法 ,这主要是基于地表的太阳总辐射和漫射太阳辐射对大气气溶胶散射光学特性的敏感性。该方法建立在观测数据和模式计算结果相互比较的基础上 ,而不需要知道某地相关的云、臭氧或水汽的探空资料。利用此方法 ,我们使用来自我国西北干旱地区 6个地方气象台站 (兰州、敦煌、民勤、格尔木、乌鲁木齐、喀什 ) 1986— 1992年的逐日太阳总辐射和漫射太阳辐射日总量资料 ,得到了大气气溶胶散射光学厚度在年际和月际间的时空变化特征     

海—气相互作用研究的现状与进展

浩瀚的海洋,运动不息;海洋上空的大气,也无时无刻不在流动变化。在大气的底层,海洋与它紧紧的连接在一起,它们相互作用,相互影响,是大自然里一双重要的对偶系统。 一、海—气相互作用 研究的重要性 地球外部的能量主要来源于太阳,大气中风、云、雨、雪等一系列变化的能源、是由太阳供给的。而太阳辐射当其通过大气时,由于干空气本身不吸收太阳的短波辐射,仅仅是其中很少的一部份被大气中所含     

南海季风爆发前后辐射特征分析

利用“2000年南海海气通观测”项目现场观测的辐射资料分析了南海季风爆发前后南海太阳总辐射，海面反射辐射，大气长波辐射，海面长波辐射，净余辐射的日变化和逐日变化规律的实际事实，结果表明，季风爆发前后，云系增多云层增厚，对太阳总辐射，海面反射辐射，海洋和大气长波辐射均有显著的影响，季风爆发期间产生的大浪对海面反射辐射，洋面反射率影响很大，可导致两者的强度急剧增加。     

全球大气能量演变及其与太阳活动的关系

利用1979—2010年间的JRA-25再分析资料、太阳常数观测资料,重现了1979—2010年间的各能量的时间序列,并对整层大气、对流层大气和平流层大气这3个大气层能量的演变规律及其与太阳活动的关系进行了分析。结果表明:(1)整层大气的总能量和对流层大气的总能量,两者都存在一个显著的3.7 a的周期;而平流层大气的总能量具有一个显著的11~22 a的振荡周期;平流层大气对太阳活动的响应,与对流层大气对太阳活动的响应有所不同:平流层大气的总能量的变化略落后于太阳常数的变化,但是整层大气和对流层大气的总能量的变化均是超前于太阳常数的变化。(2)整层大气、对流层大气和平流层大气这3个层次的总能量和太阳常数分别具有显著的4~11 a的共振周期、5.5~7.3 a的共振周期和3.7~11 a的共振周期。     

成都地区一次持续性暴雨过程的水汽特征分析

利用地基GPS技术反演得到的大气可降水量资料、FY-2C卫星水汽图以及NCEP 1°×1°再分析资料,分析了2008年9月23—26日成都地区一次持续性暴雨的水汽特征。结果表明,降雨期间的水汽主要由来自孟加拉湾的暖湿气流和来自"黑格比"台风的高低空急流组成;暴雨发生前对流层中低层水汽充足,大气层结极不稳定,水平风的垂直切变较明显;高时间分辨率的地基GPS资料不仅可获得水汽实时变化的信息,而且对于暴雨发生时间和暴雨强度都有一定的指示性;结合中尺度数值模拟的结果,发现此次暴雨过程中可降水量的变化能反映区域水汽辐合辐散的变化,降水与否或降水大小不仅取决于大气中水汽含量的多少,更受到大气动力和热力条件的影响,水汽辐合的强弱具有关键作用。     

第80页评刊 来信截至2014年10月15日

<正>@huangct作为天文爱好者、气象工作者,看到"天文因子与气候变化"这个专题还是很有兴趣的。主编语提到地球所接收到的太阳辐射能量可以通过太阳总辐照度(TSI)进行量化,而TSI会受到太阳黑子、光斑、耀斑、谱斑、日珥和日冕物质抛射等太阳活动影响而发生改变,而文章《海洋热含量对太阳总辐射11年周期变化的响应》也提到TSI随太阳黑子数有周期变化。这些介绍的都是太阳内部变化改变TSI从而影响气候的变化,而地球绕太阳公转运动中会受到其他大行星的引力干扰使轨道参量变化,这样也会有地球接收太阳辐射的日照     

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     

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。     

涪陵区近54a伏旱高温气候与2006年特大干旱特征分析

利用涪陵区1953—2006年伏旱资料、大气环流资料、大气物理量资料等,分析了近54 a涪陵区伏旱高温气候的变化特征以及2006年出现在涪陵区的特大干旱(伏旱)。结果表明:涪陵区伏旱高温气候变化与全球气候变化有关,其形成和时空分布与北半球盛夏大气环流型密切相关。500hPa冬季贝加尔湖地区为明显负距平、亚洲中高纬度地区盛行纬向环流、副热带高压偏西偏北并与发展东移的青藏高压结合交替影响四川盆地,盛夏100hPa西欧高度场偏高、欧亚大陆中高纬度呈+-+分布,是造成涪陵区伏旱高温主要环流特征。     

《气候变化纵横谈之二》──太阳活动与气候变化

太阳是目前能观测到的1020个恒星之一。其他恒星比太阳离地球远27万倍以上,所以在望远镜中看起来只是一个光点。但对太阳,却可以仔细观测它的表面及其大气中发生的物理现象。太阳大气中发生的一系列物理现象,统称太阳活动。人类早已发现,太阳活动与气候变化息息相关。太阳概况太阳的半径6．96×10‘m,约为地球半径的109倍;质量1．99×1030kg,约为地球质量的33万倍。由于温度很高,太阳完全处于气体状态。由里向外可分为内核、辐射区和对流层三部分。内核是发生氢核反应的太阳中心区域。由于热核反应的结果,4个氢核结合成一个氦核;…