系统介绍南京大气资料中心部分资料的提纲

根据基金会地学部林海副主任的指示,为满足基金项目研究工作的需要,我们将在南京大气资料服务中心第一期(1993～1995年)工作的书面总结中,对此期间资料中心扼要介绍过的四份有广泛应用价值的资料(FIFE 资料、Trends’93资料、黑河地区地气相互作用观测实验研究项目(简称 HEIFE)资料、TOGA 资料)作较详细系统的介绍。其中 FIFE、Trends’93、TOGA资料的介绍材料由南京气象学院吴洪宝、王振会两位专家撰稿,HEIFE 资料介绍由陶泽宏、左洪超、胡隐樵编的《HEIFE 数据库使用手册》改编(已征得作者同意)。整个介绍材料约10万字,已定稿。     

前言

为了及时反映和交流中国科学院和国家自然科学基金委支持的重大中日合作项目“黑河地区地-气相互作用野外观测实验研究(HEIFE)”的研究进展和已经取得的阶段成果,“HEIFE专刊”第三辑出版了。本辑共收集了15篇论文,除1篇综述和1篇转载外,其余13篇均为研究成果。其中第1,2,3篇论文是有关边界层过程的。“干旱地区中尺度非均匀边界层气候的数值研究”一文利用β—中尺度模式研究了干旱地区非均匀下垫面     

前言

“黑河地区地气相互作用野外观溅试验研究(HEIFE)”野外观测1工作已于1992年10月15日全部结束。先后进行了“先行性试验(POP)”(1988年9月4-19日),“正常观测试验(FOP)”(1990年6月—1991年10月15日,其中日方负责的001和005微气象站和五个自动气象站延续到1992年10月15日);“先行性加强期(PIOP)”(1990年8     

“HEIFE”中‘中方’微气象塔的仪器精度和观测误差

本文分析了“黑河地区地气相互作用的观测试验(HEIFE)”中‘中方’微气象观测塔的仪器测量精度和各湍流通量的观测误差。结果表明,仪器精度基本能够满足近地面层的观测要求。     

黑河试验区沙漠和戈壁的总体输送系数

本文利用黑河试验(HEIFE)1990年8月16日—9月15日的观测资料,对沙漠和戈壁的总体输送系数进行了研究。结果表明:沙漠和戈壁的中性总体输送系数分别为2.2×10~(-3)和1.6×10~(-3),对应的粗糙度分别为4.5×10~(-3)和1.7×10~(-3)m。中性总体输送系数随风速无明显变化。 文中还求得总体输送系数与总体理查逊数及粗糙度之间的拟合关系式。并利用黑河试验其它时段的观测资料对它的适用性做了初步检验。     

黑河地区高分辨陆地分类的综合分析

本文综合了国内外诸种有关资料,借鉴了国际上较通用的下垫面特征分类标准,也结合黑河地区下垫面的实际情况,对HEIFE试验区及其邻近地区的下垫面特征(包括地表特征、土壤特征及地形高度)进行归纳分类,形成了两种高分辨率(分别约为6km×6km及3km×3km)的下垫面特征的格点化资料,可供该地区地气相互作用研究用。     

卫星遥感结合地面观测资料对中国西北干旱区地表热力输送系数的估算

本文利用黑河野外试验 (HEIFE) 地面观测资料, 采用空气动力学方法计算了干旱区内不同下垫面的地表热力输送系数CH, 结合由美国国家海洋和大气局 (NOAA) 系列卫星遥感观测的反映地表植被特征的归一化差值植被指数 (NDVI) 资料, 经拟合得到了针对我国西北干旱区不同下垫面的CH-NDVI参数化关系式, 并对此关系式进行了合理性检验。结果表明: 对于区域尺度而言, 在缺乏用其他方法获得较准确的区域CH值的情况下, 利用卫星遥感结合地面观测资料对其估算是较为可靠的方法。     

干旱及半干旱地区地表能量通量的卫星遥感参数化

对干旱及半干旱地区非均匀地表区域地表能量通量的研究是一个十分重要但又是一个难点问题。作者提出了一个基于卫星遥感和地面观测的参数化方案,并把其用于中国西北地区“我国重大气候和天气灾害形成和预测理论的研究”(国家重点基础研究发展规划项目G1998040900,1999-2003)的“敦煌试验”区和“黑河试验”(HEIFE,1989-1994)区,并利用4个景(“敦煌试验区”:2000年6月3日-初夏、2000年8月22日-夏末和2001年1月29日-冬天:“黑河试验”区:1991年7月9日-夏季)的陆地资源卫星Landsat5 TM和Landsat-7 TM资料进行了分析研究,得到了有关干旱及半干旱地区非均匀地表区域地表特征参数、植被参数和地表能量通量的分布图像。最后还讨论了参数化方案的适用范围和需改进之处。     

NCEP／NCAR新近发布的再分析月平衡资料介绍

NCEP/NCAR新近发布的再分析月平均资料介绍1 998年 NCEP/ NCAR发布了 1 95 8～ 1 997年的 40 a再分析月平均资料。随着再分析计划执行的不断进展 ,目前这些资料覆盖的时间有了延伸 ,变量得到扩充。NCEP/ NCAR挑选了一些新的再分析产品编辑在一张 CD- ROM上发布。该光盘上的资料包括 :1 )月平均场 (一部分为 1 948～ 1 998年 ,另一部分为 1 95 8～ 1 998年 ) ;2 )气候场 ( 1 979～ 1 998年共 2 0 a的平均 ) ;3)观测场。除资料目录和文件以外 ,该光盘还存储着应用这些资料的软件及一些详细的文字叙述文件 ,内容丰富。这里简要介绍…     

青藏高原草甸下垫面湍流强度相似性关系分析

利用“全球能量水循环之亚洲季风青藏高原试验(GAME／Tibet)”1998年加强期(IOP)的观测资料，分析研究了青藏高原草甸下垫面上的无量纲风速、温度及湿度方差相似性，并与HEIFE戈壁沙漠和绿洲及海洋下垫面作了比较，得到了一些有关青藏高原草甸下垫面上动力及热力学参数的有益的结论。     

HEIFE戈壁地区近地层大气的湍流结构和输送特征

根据黑河地区地气相互作用实验研究(HEIFE)1988年POP和1990年PIOP实验的观测资料,分析了戈壁地区近地层大气的湍流结构,主要是风速分量和温度方差的相似关系,以及各有关量的功率谱和湍流通量的协谱。1988年POP期间发现的戈壁近地层大气中白天经常出现的水汽由上而下输送等特殊现象,在1990年PIOP中得到进一步的验证。文中分析了有关物理机制,认为这一现象和众所周知的“绿洲效应”是戈壁-绿洲这一地区性中尺度环流影响的两个侧面。     

中国西北大气沙尘光学特性的数值试验

利用 1991年 2月下旬～ 5月中旬HEIFE张掖和沙漠站的大气浑浊度观测、地面辐射观测及同期卫星资料 ,借助NCARCCM 3中的辐射模式CRM ,模拟估算了我国西北大气沙尘气溶胶的部分光学参数 ,单次散射反照率 (ω0 )和光学厚度比 [k(τλ=8～ 14 /τλ=0 .55) ]。计算结果表明 ,清洁天ω0 和k(τλ =8～ 14 /(τλ =0 .55)在沙漠和绿洲均为 0 .94和 0 .1;浑浊天ω0 在绿洲为 0 .90 ,沙漠为 0 .84 ;k(τλ=8～ 14 /τλ =0 .55)在绿洲为 0 .3 ,沙漠为 0 .4。在气候模式中 ,可将我国西部沙尘源区大气沙尘的ω0 和k(τλ =8～ 14 /τλ=0 .55)分别取为 0 .88和 0 .3。     

国家自然科学基金委员会地球科学部南京气象学院大气资料服务中心资料通讯(20)

南京大气资料服务中心(全称"国家自然科学基金委员会地球科学部南京气象学院大气资料服务中心")自1993年3月正式开展资料服务工作以来,已通过<资料通讯>(1995年以前为<资料目录>)发布大量大气资料信息,受到国内气象科研、业务和教育工作者高度重视.根据广大用户要求,这里提供1994年1月以来通过<资料通讯>(共19期)发布的全部资料的信息索引,以便用户迅速查找所需资料.用户如需了解详情,可查阅相应卷(期)的<资料通讯>,除此之外,还可查阅<南京气象学院学报>和"南京大气资料服务中心"网站. 1 1987-1989年FIFE资料(第1卷第1～3期,总第1～3期) (1)1987、1989年的观测及其产品资料(共28大类)(第1卷第1期,总第1期,1994年1月).内容为:1)NASE C-130飞机收集的8个波段辐射资料;2)由1)生成的产品;3)自动化气象站;4)云像;5)气溶胶光学厚度;6)土壤含水量;7)地面反射率,辐射性能,温度;8)土壤湿度;9)地面和大气双向观测资料;10)光合作用箱资料;11)叶片光合作用;12)降水;13)卫星推断和系数;14)甚高分辨率辐射仪观测;15)STOP卫星高分辨率可见光资料产品;16)卫星资料生成产品;17)声波大气探测资料;18)土壤湿度剖面资料;19)流量;20)地温,地面辐射,入射和反射短波,光合作用有效辐射,反射和损耗的长波辐射;21)植物生物物理资料;22)植物种类;23)植物种类参考;24)水温;25)风廓线;26)AVHRR图像;27)卫星HRV图像资料;28)卫星图像资料. (2)1987、1989年飞机和卫星探测加工后的图像产品,地理信息系统的各类图像和数字化照片(第1卷第2期,总第2期,1994年7月).包括:1)热成像仿真图像;2)绿度图像和标准植被指数值;3)日射和光合作用有效辐射图像;4)土壤湿度的网格陈列;5)地理信息图像;6)数字化场地照片等. (3)1987-1989年地面、卫星和飞机观测资料(11组)(第1卷第3期,总第3期,1994年10月).包括:1)垂直大气探测和廓线,地面辐射,植物组成结构和生物学特征,地面通量测量,土壤湿度,土壤性质,地面气象观测,场地特有卫星和飞机观测及大气订正系统,大气光化学性质,水文资料,飞机观测边界层通量.     

河西地区不同下垫面边界层特征分析

利用1991年10月HEIFE实验期间获取的系留气球梯度探测资料．对比分析了黑河地区常见的三种不同下垫面(绿洲、沙漠和戈壁)边界层风、温度、湿度场的分布规律。客观验证了河西地区秋季午夜后出现的低空急流和逆湿气层两大特点,为进一步研究黑河地区水分与能量循环对环境的影响、土地的开发利用等提供事实依据。     

用变分法修正黑河试验数据的初步研究

为了对黑河试验观测资料进行订正,利用一个一维边界层垂直扩散模式和以拟牛顿极小化算法为基础的最优化方法建立了一个变分同化系统,其中,目标函数相对于控制变量的梯度用扰动法求取.并利用模式资料和黑河试验若干时刻的观测资料进行了一些数值试验.试验证明,将初始场变量与模式误差系数同时作为控制变量加以调整,能够有效调整初始场观测资料.并且,用变分同化方法能够较线性插值(时间、空间)方法更有效、合理的修正黑河试验观测资料场的种种缺陷.     

我国大气科学的一个重大综合型野外观测实验"西北干旱区陆气相互作用观测实验”在敦煌正式启动

由中国科学院寒区旱区环境与工程研究所高原大气物理部分 (原中国科学院兰州高原大气物理研究所 )承担的“国家重点基础研究发展规划”首批启动项目“我国重大气候灾害的形成机理和预测理论研究”的“西北干旱区陆—气相互作用观测实验” ,于 2 0 0 0年 6月 1日在敦煌、五道梁及临泽等地正式启动。该实验启动会上 ,国家科学技术部基础研究司杨启文司长、中科院资环局陈泮勤副局长分别致词 ,并为“敦煌陆—气相互作用观测实验站”揭牌。该项目首席科学家黄荣辉院士宣布 :“西北干旱区陆—气相互作用观测实验”正式开始。　　黄院士首先指出 ,…     

青藏高原能量和水循环试验研究--GAME/Tibet与CAMP/Tibet研究进展

“全球能量水循环之亚洲季风青藏高原试验研究”(GAME/Tibet)和“全球协调加强观测计划(CEOP)亚澳季风之青藏高原试验研究”(CAMP/Tibet)的加强期观测和长期观测已经进行了8年多,并取得了大量的珍贵资料和一系列研究成果。本文首先介绍了GAME/Tibet和CAMP/Tibet试验的科学目标、研究内容、试验区概况、仪器设置、观测时间及资料采集的情况,然后介绍了这两个试验在地气相互作用的观测研究、观测与卫星遥感资料相结合估算区域陆面过程参数和对青藏高原陆面过程的数值模拟及藏北高原降水的时空变化等方面的研究进展,同时指出了目前试验研究中所存在的问题并提出了解决问题的途经。     

资料通讯

第 5卷第 4期 (总第 17期 ) 2 0 0 0年 9月NCEP/ NCAR逐 6小时再分析资料简介继美国环境预报中心 ( NCEP)和国家大气研究中心 ( NCAR)联合推出月平均再分析资料( 1 949- 0 1 )和日平均再分析资料 ( 1 95 8- 0 1 - 0 1 )后 ,最近又正式对外发布逐 6 h再分析资料集( 1 95 8- 0 1 - 0 1 T0 0 ) ,这为研究天气尺度和中尺度系统变化过程提供了良好的条件 ,并能为中尺度数值模式及区域气候模式提供初始场和侧边界条件。该资料以 net CDF( network Common Data Form)的形式存储 ,通常可用 COLA发展的自由软件 Gr ADS或 PMEL发展的可…     

利用太阳直射光谱计算平川上空水汽和臭氧总量

本文利用“HEIFE”1991年10月加强观测期在平川荒漠地区观测的太阳光谱资料．对平川上空大气中水汽总量和臭氧总量进行了计算。计算指出利用多渡段太阳光谱资料拟合Angstroem参数,并引入1hλ的三次多项式．大大地提高了气溶胶光学厚度的计算精度．在上述基础上计算出平川上空10月份臭氧总量平均为0．323cm-atm,水汽的光学厚度为0．238．分析发现该地区水汽总量与地面相对湿度有较好的相关．其相关系数达0．825。文中对水汽计算的几种方法还进行了比较与讨论。     

近50年来黑河山区汇流区温度及降水变化趋势

利用有关水文气象观测资料、史料和树轮资料,对黑河山区汇流区降水近50年来的变化特征及其与全球气候变暖的对应关系、变化的可能成因及变化趋势进行了分析。结果表明：黑河山区汇流区降水对全球气候变暖响应比较明显,近50年来黑河山区汇流区降水随全球气温升高呈缓慢增加的趋势。由于西太平洋副热带高压与全球气温变化有着密切的关系,而西太平洋副热带高压的增强和扩大有利于东亚夏季风向北推进至更北,从而使祁连山中西部降水增加。因此,总体来说,全球气候的变暖有利于黑河山区汇流区降水的增加。目前,黑河山区汇流区正处于1980年代开始的历史上有资料记载以来的第5个温暖期和第3个暖湿期,预计在相当一段时期内,黑河山区汇流区降水将随着全球气候的进一步变暖,继续维持这种缓慢增长的状况。