关于长期天气预报(续) 三、赤道东太平洋海温与大气环流

前面已谈到海水温度可能是影响长期天气变化的最主要的因子,低纬度的海温尤其重要。从两个半球的35°纬度到赤道是地球表面的热量盈余地区,大气正是从这里取得热量输送到高纬度,所以研究低纬度的热力状况有重要意义。低纬度以海洋为主,它的热力状况的变化有三个主要特微:     

利用“葵花”卫星的红外辐射资料计算海面水温

在推算大气与海洋之间的热量交换方面,海气交界的海水表面温度是非常重要的因子。因此,利用人造卫星的资料推算全球的海面水温是非常必要的。图1为海面水温的测定方法示意图。通常,船舶所测定的海面水温是采用吊桶取样法,或者用冷却水输入口测温法。这些方法可以直接求出海面下数十厘米至数米的海水温度。然而卫星所携带的红外辐射仪则可以遥感海面下数十微米的“表皮”水温。不难看出,船舶测定的是“点”温度,而卫星所测的则是“面”温度。     

太平洋目前对地球起到了降温作用

<正>尽管大气中的二氧化碳和其他温室气体的水平有所升高,但是地球的平均气温自2001年起一直保持着比较平稳的态势,这一点使多数气候科学家感到困惑。一项新研究显示,比往常更加强烈的信风将这些失踪的热量临时卷进了西太平洋相对较浅的海水中。不久前,研究人员在Nature Climate Change杂志在线版上报道说:气候模拟表明,上涌的冷水流总体上为地球降低了温度,对气候变     

厄尔尼诺-南方涛动模式研究

研制了一个海-气耦合模式,并用于讨论ENSO现象。在没有异常的外部强迫作用的条件下,该耦合模式再现了观测现象的某些关键特征,其中包括增暖事件多以3—4年的不规则时间间隔重新出现。研究表明,平均海平面温度、风和洋流场确定ENSO距平的特征空间结构。距平的锁相(phase-locking)趋势可以用与平均场年变程有关的耦合强度的变化来解释。敏感性研究发现,振荡的振幅和时间尺度对于影响海-气耦合强度的几个参数是敏感的。较强的耦合意味着较大、较长时间尺度的振荡。模式振荡的关键性因素是赤道海水上部含热量的变化率,赤道地区含热量在增暖事件之前增加,在增暖过程中急剧减少。给出了这种变化率和有关El Nino与非El Nino状态之间转化的理论。还讨论了预报El Nino事件的模式结果的含意。     

冬春季冷暖洋流对我国沿海低空大气的影响

冬春季期间,在我国东海和台湾省两侧,表层海水温度存在着很大的梯度。这是因为黑潮和我国东部近海区冷洋流交汇而形成的。这两股洋流长时间地作用于其上空的大气,就必然使后者也相应地产生性质上的差异。下面对此问题作一初步分析。 一、冷暖洋流形成的低空等温线密集带 (一)表1所示是那坝岛与闽江口历年各月平均水温与气溫差。由表1可见,从12月至次年3月,那坝岛逐月水温和气温相差达3—4℃,比闽江口大得多。表1中Tw和Ta分别表示水温和气温,其差值大小能表现海水供给大气热量多少。其间关系用以下方程表示: Q_s=P_aC_DC_p(T_w-T_a)ω 式中Q_s为感热交换热量,P_a为空气密度(其值     

厄尔尼诺事件与华北平原南部夏季旱涝的关系

华北平原南部地区(36—38°N、115—120°E,下同)地势平坦、热量丰富、光照充足、土壤肥沃,是我国粮棉,特别是棉花的主要产地。但是降水量的年际变化很大,旱涝灾害频繁,影响农业生产。近年来许多研究表明,因为海水温度异常,引起大气环流异常,因而造成大范围的旱涝灾害。本文主要统计分析了历史上厄尔尼诺年华北平原南部夏季旱涝和降水的特点,得到厄尔尼诺年的当年和次年预报华北平原南部夏季旱涝的依据。华北平原南部取德州、聊城、滨州、济南四站资料为代表。     

NOAA科学家揭示南半球海洋生物地球化学分水岭

NOAA地球物理流体动力实验室(GFDL)和普林斯顿大学的科学家发现,大气CO2、生物生产力和南半球海洋在碳隔离中的作用之间存在错综复杂的关系。流向南极大陆的海水在温度下降时会下沉,下沉时这些海水会向北流。新的研究揭示,与富营养、向北流动的中层海水相比,深层海水的影响显然     

大尺度海-气交换中表层海温的作用

一、前言热带海洋对于气候的影响,已是国内外研究海气交换的主要课题。特别是赤道太平洋东部海区,由于表层海温大的扰动发生在这一区域,所以它已是这种研究的焦点。其中最引人注目的说法是与厄尼诺事件有关的海水异常增温。 Bjerknes(1966)最初提出,沿赤道太平洋中部和东部异常高的表层海温(SST)增加了从海洋补充的热量,从而增强对流,形成     

冬、夏季风转换期间南海南部海区的气象特征

南海南部海区冬、夏季风转换时段主要的天气系统有副热带高压和热带辐合带；冬、夏季风转换的集中时段是5月上旬；气温和海水表层温度最高值时段是5月下旬；各气象要素连续变化规律与冬季风北退和夏季风逐步盛行的阶段性变化较明显；平均日变化幅度小，海水表层温度和气温日变化最高值与最低值时次差异相反，正午时段的气温又比海水表层温度值高。     

黑龙江省水稻生长季积温计算方法

以水稻为例,根据温强系数研究成果和温度日变化事实,探索一种集农学和生物学意义的积温计算方法。研究表明:利用日极端温度,通过正弦分段模拟,并经订正方程可以模拟出与实际情况相似的日温度连续变化;利用方程分段模拟出低于20℃、高于30℃的水稻温强系数,拓展了水稻温强系数的研究成果,获得了水稻三基点温度范畴的温强系数;温强系数实质是对水稻温度三基点学说的具体度量;通过时温度当量和日温度当量,实现了对水稻整个生长时期的任意时段的热量条件进行无缝量化。以哈尔滨市为例,分析了1961-2015年近55年的水稻当量积温时间特征。因计算积温时考虑了温度三基点及温度日变化的事实,提高了当量积温计算的精确度,能够突出时间和空间上的热量差异。     

土中和地表温度影响因子的分析

本文用一个土壤和地表温度的计算模式,讨论了土壤物理参数、大气中的云量、大气透明度、土壤模式层厚度以及温度初值给定方法等因子对土壤和地表温度计算结果的影响。表明:土壤密度和比热、土壤导温率越大则地表和土壤内温度日变化越小;但是,土壤内的热量传输越大。云量影响也是显著的,尤其是对土壤内温度的影响,在云量增加时,温度和热量通量均减小。透明度的影响与云量的影响类似。土壤模式层厚度的增加,对地表温度的影响较小,对土壤温度的日振幅影响很大。在夏季,温度初值对地表温度和热通量影响较小,对土壤温度影响较大。     

热带海水温度多时间尺度变化特征分析

利用高时间分辨率热带海洋浮标站点观测资料,分析热带区域海水温度多时间尺度变化特征,研究海水温度的日变化、季节变化和季节内变化。结果表明:热带海表面温度(Sea Surface Temperature,SST)具有不对称性的日变化特征。SST日较差与天气状况关系密切。有降水日的SST日平均值和幅度均低于无降水日,其不对称性具有区域性差异。在不同ENSO位相年份下的SST日平均值和振幅变化具有区域性,太平洋西部(Western Pacific,WP)的平均值和振幅差距较小,太平洋东部(Eastern Pacific,EP)和印度洋(Indian Ocean,IO)区域在El Niňo年的日平均值和振幅均大于La Niňa年。SST随季节变化具有区域性特征,WP区域SST的日平均温度和振幅在秋季最大,冬季最小;而EP和IO区域的日平均温度和振幅在春季最大,夏季最小。且SST日变化幅度随季节变化显著,主要受太阳短波辐射、降水和风速随季节变化的调制。此外,在季节内振荡时间尺度上,海水温度在200 m深度内随时间呈周期性变化,海水温度出现最大变率的中心位于100～150 m的深度范围内。不同区域由于温跃层深度不同,最大变率位置也有所差别。对海水温度变化特征分析可以为海—气耦合模式提供观测依据,以便准确地评估模式对海水温度的模拟效果。     

一个利用热量平衡方法对融雪、雪面温度和冻结深度的预报模式

研究出一个以热量平衡方法为基础的融雪模式。这个模式考虑了雪面和整个雪盖两方面的热量平衡,并同时预报雪面温度和冻结深度。运行此模式需要实测的或估算的入射辐射资料。融雪和雪面温度的计算值与观测值是一致的。检验了融雪与最大液水含量、热传导率和雪反照率等几个参数的关系。发现随着液水含量或热传导率增加,融雪量就减少。反照率对估算融雪具有很大的作用。利用本模式,估算了583km~2流域的径流量,并且用水坝的入流量资料加以证实。     

不同草原类型天然牧草生长发育气象条件分析

通过对内蒙古草原3种不同草原类型,牧草生长发育过程和气象条件关系的分析研究,得出:主要牧草各发育期所需≥0℃积温变幅值和天然牧草各生育期所需热量;牧草返青与黄枯期主要取决于温度状况,而与水分关系较小;利用前10天的平均气温可以判断某生长期的发育进程;牧草对水分的需求主要体现在生长盛期,在典型草原和荒漠区更为明显,适当的干旱可使牧草有早熟现象;牧草的产量主要取决于水热搭配状况,通常情况下水分是典型草原与荒漠草原牧草产量的限制因子,热量可成为草甸草原的限制因子。旬降水量草甸草原达40mm、典型草原达30mm、草原化荒漠达10mm,产量有明显增加。     

海洋气象学的进展

大气和海水的运动过程,都是地球流体动力学过程,方程组几乎是一样的。虽然有些现象,如海雾、台风的发生发展等,早就被人们注意到,它们是受到海洋的影响。同样,如海浪、风海流、海冰、风暴潮等是受大气的影响。但把二者结合起来作为一门边缘学科进行研究,则是近几十年才逐渐开始的。 1959年,WMO对海洋气象学的定义是:“是气象学的一个分支,是关于大洋上空大气现象、它们对浅和深海水的影响和洋面对大气现象影响的研究。”但从目前国内分工考虑,本文将着重探讨上述定义中的第三个问题,即洋面对大气影响的问题。另外,海洋与大气是相互作用的一个耦合系统,大气主要是以施力的形式向海洋传递能量,海洋则以提供热量的     

地表热平衡温度的一种计算方法

本文提出了地表热平衡温度的一种计算方法。将土壤分成表层和深层,利用热量守恒原理导出了表层和深层土壤平均温度的预报方程以及地表温度的计算公式。这种方法物理意义明确,计算简单,能够很好地描写地表和土壤温度的日变化现象。並可用来研究不同土壤热力性质、天空状况和近地层大气特性对地表和土壤温度的影响机制。还可用于大气环流和气侯模式,较好地反映陆气或海气的相互作用。 计算结果表明,本文所提出的地表温度计算方法较通常所用的强迫恢复法更合理。我们将它定名为“热量平衡法”。     

“幼鲍安全越冬的气象水文指标及冬季温度海水预报方法研究”通过鉴定

“幼鲍安全越冬的气象水文指标及冬季海水温度预报方法研究”课题于5月15日在大连由省气象局主持进行了技术鉴定。该课题是由大连市海洋气象科研所、大连市养殖公司石庙苗种场和大连市气象台共同完成的。从1986年开始历经3年的试验研究,将大连沿海冬季水温分成高温、正常温度、低温3种不同年型,针对不同年型提出     

谈谈积温

作物的生长发育需要一定的温度条件。不同作物或同一作物的不同生长发育期,对于温度条件的要求是各不相同。作物在完成某个或全部生育期时,还需要一定的热量,这个热量通常是用相应时段内逐日平均气温的累积值来表示的,这个累积温度就叫做积温。     

2008年夏季风期间西沙海域海-气通量交换及热量收支

2008年4—10月在中国南海西沙永兴岛近海进行了第4次海-气通量观测试验,获得了整个夏季风期间近海面层湍流脉动量及辐射、表层水温、波浪及距水面3.5、7.0、10.5m高度温、湿、风梯度观测资料,根据涡动相关法和COARE3.0法计算结果研究了2008年南海西南季风爆发、发展、中断、衰退包括暴雨、台风、冷空气影响等天气过程中海-气通量交换和热量收支变化。结果表明:(1)季风爆发前的晴天太阳总辐射强,而海洋失热量较小,热量净收支为较大正值,海面温度迅速升高。季风爆发期太阳总辐射仍然较强,大气长波辐射也有所增强,而海面长波辐射变化很小,故海面净辐射收支仍为正值;(2)季风活跃期特别是降水阶段感热通量增大,季风中断阶段变小;季风活跃期虽然潜热通量增大,由于太阳短波辐射没有减少,海洋净热量收支稍有盈余;中断阶段潜热通量、感热通量减少,海洋吸热大于季风活跃期;降水阶段由于太阳短波辐射减小,感热通量增大,海洋热量收支出现较大负值,海面温度很快降低。季风衰退期风力减弱,湿度减小,潜热通量减小,海洋热量收入又出现较大正值,海面温度回升;(3)台风影响过程中潜热通量随着风速增强迅速增大;感热通量因降水情况不同而有差异,晴天时减小,大雨时剧烈增大;由于太阳短波辐射减少、潜热通量剧增,海洋热量净收支出现负值,促使海面温度迅速降低;(4)动量通量主要与海表面风速有关;动量通量τ与风速V的关系可以表示为τ=0.00171v~2-0.003809v+0.02213。     

塑料大棚内土壤的热特性

在我国塑料大棚农业已经相当普及.对于棚内特有的光、温条件的研究也在逐步深入,但对热量的研究,以往多注意地上的空气温度,而较少重视土壤热量变化对作物的影响.实践证明,土温影响作物根系的生长活动、生理生化过程,摄取水分和养分的速率,土壤中微生物的活性,有机物转化等.为有效地控制温室环境,使其适应作物生理的需要,有必要从研究棚内土壤热特性入手,找到其土壤热量平衡的特点.