南极大气和空间物理过程及其对全球变出响应的研究

本研究是”九五”国家科技攻关计划98－927项目（南极地区对全球变化的响应和反馈作用研究）的第三专题,项目组织部门为国家海洋局极地考察办公室。目的以南极考察站为基地。采用有国际先进水平的观测仪器。对南极扰动电离层、极隙区／极盖区动力学、大气臭氧变化及冰雪与大气相互作用过程进行系统的监测和综合分析。研究南极大气和空间物理过程及其对全球变化的作用和响应模式。背景南极地区包括南极大陆、亚南极岛屿和环绕南极大陆的南大洋,是全球大气研究计划1（GARP）、世界气候研究计划（WCRP）及国际岩6圈一生物圈计划（旧BP）…     

PAGES计划与CLIVAR计划中的交叉科学问题

过去全球变化（ＰＡＧＥＳ）是国际地圈、生物圈计划（ＩＧＢＰ）的一个核心计划，从１９９１年开始预计施行到２０１０年。气候变率与可预报性研究（ＣＬＩＶＡＲ）是世界气候研究计划（ＷＣＲＰ）新设的一个子计划，从１９９６年开始也是施行到２０１０年。两个计划有不少交叉的科学问题：（１）低纬气候变化动力学，（２）全球海洋温盐环流，（３）区域到全球尺度水的变率，（４）气候突变动力学，（５）气候模式发展及改进，（６）气候变化的检测，本文对以上问题作了扼要介绍。     

南极的气候监测

南极研究科学委员会(SCAR)的南极气象工作委员会为了积极对世界气象组织的世界气候计划(WCP)做贡献,已制定了南极气候研究计划。气候监测乃是气候研究计划最重要的组成部分。监测包括监视气候的时空自然变化和振动以及获取有关人类活动对气候的可能影响的资料。要实现气候监测,除使用现有的气象、日射测量、高空气象等方     

南极气候简介(上)

南极洲是地球上第五大陆,面积为1400万平方公里,是我国面积的1.45倍。冬季南极大陆周围海域结冰时,其面积可增大一倍。南极的大气环流强烈地影响着中、低纬度地区的天气气候。但是在过去,观测技术的落后阻碍了对南极气象的研究。自从国际地球物理年以来,十几个国家花费巨额经费在南极大陆上建起了40多个气象站和其他常年科学考察站,为研究南极的气象状况奠定了基础。随着南极矿产资源的不断发现,许多国家提出联合开发的建议,这给气象学家带来了新的课题;因为若在南极进行大规模的开发,必会破坏原来的冰源,从而引起环境条件的改变和连锁反应,造成世界气候异常。了解和研究大气、海洋、陆地、冰雪和辐射之间的相互作用,南极是最理想的地方。因此,分析和研究南极的天气和气候及其变化规律具有实际意义。 笔者通过在南极莫森站一年的气象科学考察,结合从澳大利亚气象局收集的各国南极气象和海冰资料,对南极的气候进行了初步分析,本文的目的在于让我国有更多的人了解南极的天气气候。     

我国短期气候预测系统的研究——国家“九五”重中之重项目(1996～2000)

我国短期气候预测系统的研究———国家“九五”重中之重项目（１９９６－２０００）短期气候变化是指月、季和年际时间尺度的气候变率和气候异常。许多气候灾害，如干旱、洪涝、持续性低温冷害、持续性高温（热浪）等，与这种气候变率和气候异常密切相关。根据异常气候型...     

气候模式过高估计南极变暖

NCAR的Andrew Monaghan等的研究认为,以前的全球气候模拟都过高估计了南极的变暖。该发现有助于改进气候模式,搞清楚南极大陆在本世纪是否会显著变暖这一有关全球海平面上升的热点问题。该文发表在2008年4月5日的Geophysical Research Letters杂志上。他们首次将过去50～100年的南极气候记录与模拟结果进行比较,发现在过去的100年中,南极大部分地区并未经历足以影响全球的变暖,并通过探测数据验证了气候模式对其他6个大陆气候的模拟。     

研究发现海洋暖流是南极冰雪融化的主要原因

欧盟研发框架计划资助,由荷兰、英国和美国科学家组成的研究团队,利用美国宇航局（NASA）ICESat南极观测卫星提供的数据,通过计算机模拟系统的研究分析,得出3点主要结论：（1）海洋暖流的接触是造成南极冰盖和南极冰架（Ice Shelves）下部融化的主要原因;（2）暖热大气是造成南极表面冰雪融化的主要原因;（3）海洋暖流融化大大高于暖热空气融化,因此是南极冰雪融化的最主要原因。     

南极气候简介(下)

二、南极气候带 南极大陆的地形十分复杂,大部分常年气象观测站却设在沿海地区,而内陆地区则很难建立考察站。近年来,通过国际合作,加强了对内陆气象资料的收集。但南极大陆仍是地球上气候带划分中资料最不足的地区之一。 南极大陆的气候大体上分成陆缘冰区、沿海区、内陆坡地带和高原地带气候(图4)。下面分别说明这些气候带。 (一)陆缘冰区的气候:南极大陆95％以上的机积常年为冰雪覆盖。冰雪表面的反射率的月际变化很小(表2),太阳辐射能有80％以上被反射掉。它与大气之间的相互作用相当缓慢。而陆缘冰区的海冰和大气之间的相互作用则较复杂。海冰在不同     

5月南极涛动对青藏高原西部夏季气温影响的诊断分析

青藏高原是全球气候变暖最敏感的地区之一,是北半球夏季最大的热源,其气候响应受到广泛关注。然而,有关南极涛动与青藏高原夏季气温的关系和机理知之甚少。为了研究南极涛动与青藏高原夏季气温的关系,基于1979—2020年英国东安哥拉大学气候研究中心（CRU）的逐月气温、美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的逐月海表面温度和大气环流再分析数据以及南极涛动指数等数据,采用相关、回归、合成分析等方法进行研究。结果表明,北半球夏季青藏高原西部气温与5月南极涛动存在显著负相关,即当5月南极涛动异常偏弱时,夏季青藏高原西部气温异常偏高。其影响过程为,南极涛动为正位相时,在南印度洋中高纬地区出现“负-正-负”的经向“三极子”海温模态,该模态可持续到夏季,在印度洋形成异常的纬向-垂直环流,相应在热带西印度洋和东印度洋-海洋性大陆之间的降水异常导致热带正“偶极子”降水模态,通过该降水模态在青藏高原西部引起异常反气旋环流和下沉运动,有利于高原西部气温偏高。研究结果显示,海洋的热惯性在“延长”南极涛动影响过程中起着重要的桥梁作用,可为青藏高原夏季气温预测提供科学依据。     

观测表明1999年南极臭氧洞变小

从ＮＡＳＡ卫星地球探测卫星（ＴＯＭＳ－ＥＰ）装载的臭氧总量绘图光谱仪（ＴＯＭＳ）获得的资料表明，１９９９年南极上空臭氧低值区小于去年。ＮＯＡＡ设在南极的气球探测所得资料也表明南极的臭氧洞尽管还是很大，但比去年有所减小。尽管南极臭氧洞的微小年际变化是预料中的，但与１９９８年比１９９９年臭氧洞不再加深加大是个好征兆。美国科罗拉多州博尔德气候监测与诊断实验室的ＤａｖｉｄＨｏｆｍａｎｎ说∶“该测量事实说明平流层中的氯不再增加，这是臭氧层恢复的第一步。现在我们要做的是，密切监视大气中的臭氧洞和破坏臭氧的物…     

南极上空“臭氧洞”形成和演变的分析研究

近十年来，南极地区上空“臭氧洞”的出现、演变趋势及其可能产生的生物学效应和气候效应引起世人的普遍关注和担忧。目前在南极“臭氧洞”形成理论方面，人类活动影响学说占有统治地位，但两年前魏鼎提出的“电化学－动力学”理论颇受重视。本根据作在日本南极昭和站（60°00′S，39°35′E）工作期间，收集和观测到南极臭氧数据、极地涡旋以及有关的太阳和射电活动等方面的资料，作了仔细的统计相关分析。结果为魏鼎提出的理论提供了新的直接证据，进一步指出了由太阳活动所导致的带电粒子流准11年周期变化与南极上空特有的大气环流相结合，是南极“臭氧洞”形成的重要原因，但人类活动（释放化学物质，特别是CFCs）所带来的影响也不容忽视。     

南极气候变化的季节特征

利用１９６２－１９９３年南极１６站地面至３０ｈＰａ１０个标准层上月平均温度，南极臭氧总量以及２８００ＭＨＺ太阳通量资料，采用最大熵功率变方法，研究了各季中月南极诸高度气候的线性趋势变化，熵谱特征及其可能原因。     

获奖项目

获奖项目ＡＷＡＲＤＳ１９９６年度中国气象科学研究院获奖项目一览表ＡｗａｒｄｓｏｆＣＡＭＳｉｎ１９９６获奖项目名称ＴｉｔｌｅｏｆＡｗａｒｄｓ获奖者姓名Ａｗａｒｄｅｅｓ（ｆｏｒＣＡＭＳｏｎｌｙ）获奖等级ＰｒｉｚｅＣｌａｓ南极气候与大气环境研究Ｓｔｕｄｙｏ...     

大气涛动对全球低层大气环流的贡献

人们通常用海平面气压场的状况来反映低层大气环流的状态,而全球海平面气压场的变化最突出的特征表现为大气涛动的形式,即北大西洋涛动、北太平洋涛动、南方涛动和南极涛动。这四个大气涛动控制的区域范围大体覆盖了全球,能解释全球低层大气环流方差的３８．６％（６－８月）到４５．９％（１２－２月）。而各个涛动的独立贡献有显著的区域性,仅仅用四个大气涛动不能完整代表低层大气环流的结构。对于东亚、北美大陆等地的气候,     

全球气候变暖 南极冰雪融化

全球气候变暖　南极冰雪融化１９９６年１月２５日电，英国科学家２４日说，日益变暖的全球气候引起了南极大陆冰雪消融。据英国对南极洲进行的一项调查表明，在过去的５０年里至少有５块被认为是构成了南极洲大部的冰盖发生了明显的推移。据发表在英国《自然》杂志上的调...     

近20年来中国极地大气科学研究进展

南极、北极和青藏高原是地球上的 3大气候敏感地区 ,是多个国际计划研究全球变化的关键地区。中国的南极和北极实地考察研究 ,分别始于 2 0世纪 80和 90年代 ,起步较晚 ,但近 2 0余年来有较大的进展。极地大气科学考察与研究是极地科学研究的重要组成部分。讫今为止 ,中国已组织了 2 0次南极考察和 3次北极考察 ,建立了中国南极长城站、中山站和北极黄河站等 3个常年科学考察站 ;进行了常规地面气象、Brewer大气臭氧、近地面物理、高层大气物理、冰雪和大气化学等观测 ,获得了较为系统的极地大气科学第一手资料 ;开展了有关极地与全球变化的研究 ,取得了新的进展。南极地区大气温度、臭氧和海冰的气候变化在时间和空间上都是多样的。南极地区的增暖主要发生在南极半岛地区 ,在南极大陆主体并不明显 ,近 10余年来还有降温趋势。中国南极长城站和中山站的观测资料也证实了这一点。此外 ,还揭示了南极半岛西侧和罗斯海外围的海冰变化具有“翘翘板”特征 ,由此定义的南极涛动指数可用来讨论南极海冰状况和海冰关键区的活动 ;用实地考察资料研究了极地不同下垫面的近地面物理和海 -冰 -气相互作用特征 ,给出了边界层特征参数 ;讨论了极地天气气候和大气环境特征及其对东亚大气环流和中国天气气候的影响 ;利用     

南极普里兹湾地区近10a来的气候变化特征

1引言南极地区是全球气候与环境变化的敏感区,已成为国内外学者研究的重点地区。研究表明,南极地区近40a的温度上升了约0.6℃,但南极不同区域的气候变化存在较明显的差异,如南极半岛地区的增温趋势明显,而东南极大陆许多测站的温度呈降温趋势。因此分析区域性气候变化特征时,除     

当代气候研究计划

就气候系统问题，国际上与气候及其变化有关的重要科学计划、尤其是气候变化及可预报性研究（CLIVAR）计划，作了简要介绍，同时还就气候预测问题作了讨论。     

极地气象考察与全球变化研究

南极和北极是地球上的气候敏感地区，也是多个国际计划研究全球气候变化的关键地区。极地包含了大气、海洋、陆地、冰雪和生物等多圈层相互作用的全部过程，在全球气候的形成和变化中有重要的作用。极地大气科学考察与研究是极地科学研究的重要组成部分。到2006年底，中国自主组织了23次南极考察，2次北冰洋考察和3次北极站考察；建成了南极长城站、中山站和北极黄河站，并在南极冰盖设置了3个无人自动气象站；开展了有关极地大气科学与全球变化的研究。在南北极地区，进一步加强国际合作，继续监测包括近地面温度在内的大气要素的变化，提高极地气象业务水平；拓展极地气象业务和大气科学考察研究领域，积极获取气候代用资料；进一步量化和认识极地在全球变化中的作用，及其对中国天气气候和国民经济可持续发展的影响；建立完善极地大气科学研究体系，提高极地大气科学研究水平，仍是中国极地大气科学与全球变化研究的重要内容之一。     

南极海冰与南半球大气环流关系的初步探讨

本文利用１９７３—１９８２年南极海冰北界资料，分析了南极海冰平均北界（海冰范围）的变化及其与南半球大气环流变化间的联系。１９７６年前，南极海冰平均北界偏北（海冰范围扩大），而１９７７年－１９８０年，南极海冰平均北界偏南（海冰范围缩小）。与此相对应，这两个时期的南半球大气环流具有明显不同的特点。在南极海冰平均北界偏北、海冰范围扩大时期，南极高压和绕极低压带偏弱，南半球中高纬度地区槽脊位置偏西，南印度洋和南大晒洋副热带高压偏弱，南太平洋副热带西凤减弱、中纬度西风加强，而南太平洋副热带高压和印度尼西亚低压带发展，南方涛动处于正位相阶段；在南极海冰平均北界偏南、海冰范围缩小时期，则相反。分析表明，南方涛动与南极海冰之间存在相互联系，并以南极海冰超前南方涛动约２个月时的关系最好，其次是南极海冰落后南方涛动４个月。