江淮地区旱涝时期大气潜热能和大气感热能的计算与比较

旱涝灾害的发生，追究其形成的物理原因，主要是由于地球和大气系统能量传输异常而导致水、热收支与循环变异所造成．本文选取江淮流域夏季出现洪涝和干旱年份的水、热资料，计算了江淮地区整层大气柱以及从地面到１５０ｈＰａ共分１０层的逐层大气的潜热能和感热能，对其的能量含量、能量输送量及能量源、汇（辐合、辐散量）作了时空分布特征的分析比较，探讨了旱涝形成的物理原因．     

中国异常增暖来年江淮流域易发生大洪水

在1987年以来全球气温明显增高的同时，中国气温也显著增高，1997年达到了峰值，2006年又出现了次峰值.为搞清异常增暖对中国旱涝等灾害的发生可能带来的影响，本文重点统计分析了中国年平均气温对全球年平均气温的响应关系，并分析研究了1951～2006年期间中国月年平均气温的年际变化特征和汛期主要多雨带类型及发生严重洪涝区域之间的对应关系.结果发现：（1）3个中国年平均气温异常偏高但8月气温不高的来年汛期主要多雨带和严重洪涝区域都发生在淮河流域（3/3）；（2）5个年平均气温偏高且8月气温也明显偏高的来年汛期长江流域发生了大洪水和严重洪涝（5/5），特别是其中2个8月气温特高的来年（1954、1998年）汛期长江流域发生了特大洪水和严重洪涝（2/2）.对这个前兆强信号的发现和揭示，不但证明了全球和中国异常增暖对来年中国汛期水旱灾害的重大影响，也对准确预测中国汛期主要多雨带分布类型和江淮流域的大洪水和特大洪水有特别重要的应用价值.     

江淮地区旱涝灾害年份的水分气候研究

选取江淮地区夏季出现大面积洪涝年份（１９８０，１９９１年）与大面积干旱年份（１９７８，１９８５年），利用我国１２６个探空站每日两次的探空资料及江淮地区气象站的观测资料，计算了从地面到高空１００ｈＰａ共１１层的逐层和整层大气的水汽输送方向、水汽输送量和水汽通量散度，探讨了大气中的水分传输特征；同时计算了江淮地区地面的降水量、蒸发量和地面余水量，分析了地面的水分收支和水分盈亏。从而较全面地揭示了江淮地区干旱和洪涝灾害年份水分气候的特征与差异，对江淮地区旱涝灾害的致灾因子和成灾规律进行了物理分析。     

地下流体异常性质定量判别方法探索与地震预报

采用异常频次累加法和异常频次变化速率法研究了中强地震前后一定范围内地下流体群体异常随时间的演化特征．结果表明：地震前后地下流体异常频次累加曲线和变化速率曲线变化特征表现为“平稳（零值波动）—加速（连续正值）—恢复（连续负值）”３个阶段;地震与异常的关系表现为“加速（连续正值）—地震”的形式．利用该方法可以对地下流体异常性质（即非震异常、震前异常和震后异常）进行一定程度的定量判别．     

2013年1月中国东部持续性强雾霾天气产生的气象条件分析

2013年1月,在中国东部地区发生了强度强、持续时间长、发生范围广的雾霾天气．本文利用资料诊断,从大气环流背景场和雾霾天气演变过程两个方面,分析了气象条件在这次持续性强雾霾天气发生中的作用．结果表明,2013年1月东亚冬季风异常偏弱,在中国东部区域,对流层中低层的异常南风有利于水汽向中国东部地区输送,500hPa的高压异常抑制了对流的发展,而表面风速的减弱不利于近地面附近的雾霾向区域外输送,水平风垂直梯度的减小减弱了天气尺度扰动的发展和大气的垂直混合,对流层低层异常逆温层的存在使得大气近地层变得更加稳定．这些气象背景场为雾霾天气的维持和发展提供了有利的气象条件．对雾霾天气演变过程的分析表明,雾霾天气区域内的表面风速及其上空对流层中低层的水平风垂直切变对雾霾天气过程具有动力影响,二者偏小（大）时雾霾天气偏强（弱）;对流层中低层的层结不稳定性以及近地面层的逆温状况和温度露点差对雾霾天气的演变可以产生热力影响,层结不稳定性和逆温偏大（小）以及温度露点差偏小（大）时雾霾天气偏强（弱）．多元线性回归分析的结果表明,热力和动力因子对这次雾霾天气过程具有大致相同的作用,气象因子可以解释超过2／3的雾霾天气逐日变化的方差,方差贡献达到0．68．     

强震前b值与C(n)值变化的对比研究

对比研究了中国西部地区发生的６次中强地震前ｂ值与Ｃ（ｎ）值异常变化特征．６次地震前,ｂ值和Ｃ（ｎ）值都有异常显示．ｂ值异常一般出现较早,最早出现在震前１年左右;Ｃ（ｎ）值异常大多在震前半年至２～３个月出现．ｂ值曲线异常形态一般不太典型,而Ｃ（ｎ）值异常形态较典型,表现为峰值异常．地震前２种异常同时出现．还对计算上述参数的空间范围的选取及窗长和步长的选取进行了讨论．     

强震地下水动态中短临异常空间特征研究

研究了中国大陆部分强震、中强震（统称“强震”）地下水动态（水位、流量）观测结果，得到：地下水动态短临异常和一年尺度的中短期异常（以下称“中短临异常”）的空间分布及无异常测点分布，主要与强震发震机制以及震源周围的主要活断层（深大活动性断裂、强活动性断层）有关，异常空间分布符合“异常－震源地点－发震机制－主要活断层”相互之间的特定关系．最后，对地下水动态中短临异常空间分布与发震机制和主要活断层之间关系的机理作了讨论，阐述了研究结果的意义．     

震后新地震异常识别的研究

在实际的地震预测预报中，经常会遇到这样一个问题，即；当某一地区发生了一次中强地震或强震之后，我们都会提出这样的问题：原震区或其它新的地区还会不会发生中强地震，或强震？！这是必须要认真给予回答的、不能回避的重要问题。根据以往大量震例研究表明：一次中强地震或强震之后，异常一般按四种趋势发展：（１）部份异常尚未结束并仍在平稳发展；（２）部份异常不仅未结束，异常幅度反而有加大的趋势；（３）部份异常于震前结束，震后又出现新异常；（４）部份震前无异常，震后出现新的异常。本文以１９７３年炉霍７．６级地震、１９７６年松潘７．２级地震、１９７６年盐宁６．７级地震、１９８９年巴塘６．７级和１９６７年小金６．６级等地震为例，从异常形态入手，研究强震前、后异常时、空特征的演化，前兆敏感点、后效异常及与未来震中地区可能存在的关系，提出了判别震后效应与新区地震异常指标的方法。     

中强地震前朝阳地震台地倾斜异常特征分析

辽宁省朝阳地震台地倾斜长期可靠的资料,在多次中强地震前出现明显的中短期异常,为预报地震提供了重要依据。本文研究讨论了距朝阳台600km范围内发生的10次地震（4．5≤M≤6．2）前兆异常特征,结果表明：朝阳台倾斜异常的时间、形态、方向与所处的构造位置有关。异常持续时间与震中距呈现明显的线性关系,异常形态与地震的空间位置有关,短期异常是判定地震发生时间的重要指标。在此基础上判断朝阳地倾斜目前所处的异常阶段,分析预测了未来地震发生的区域和强度。     

双桥井水位地震异常特征的再认识

通过对天津双桥井水位多年来的观测资料分析认为：（1）水位动态主要是受区域地下水开采的影响；（2）水位异常形态一律为上升型或突升型，不存在下降型；（3）异常时段只有短临异常，不存在长中期异常；（4）水位地震异常映震的震级与发震区地震活动的衰减或起伏有关，并非只反映中强以上的地震。     

分层扰动位能理论及其应用——以南海夏季风的年际变化为例

在扰动位能(PPE)理论的基础上,针对不同高度上局地环流能量转换问题,本文提出了分层扰动位能(LPPE)的概念.研究表明850hPa的分层扰动位能一阶矩(LPPE1)在热带地区为正,高纬度地区为负,200 hPa高度LPPE1在北美高纬度地区出现正值分布,100 hPa及以上LPPE1热带地区为负,高纬度为正.LPPE1冬季半球的分布与年平均相似,北半球夏季大陆上出现正的极大值.在局地,LPPE1在数值上远远大于分层扰动位能二阶矩(LPPE2)及更高阶矩,因此,LPPE的分布与LPPE1的分布相似.南海季风区低层动能的季节变化与LPPE呈现反向变化关系.相关分析表明,南海夏季风(SCSSM)与春季的LPPE1偶极型分布之间存在着显著的年际(正)相关关系,可以作为SCSSM强度的一个预报因子.春季赤道印度洋、西太平洋海表温度(SST)的负(正)异常对应春季、夏季LPPE1的南负北正(南正北负)偶极型分布,夏季(JJAS) LPPE1的偶极型分布与南海季风区动能的一致增大(减小)是两者耦合模态的主导模态,夏季南海季风区的西风增强(减弱), SCSSM增强(减弱),这是能量异常影响SCSSM的一个可能的机制.     

欧亚地区夏季大气环流年际变化的关键区及亚洲夏季风的关联信号

本文利用资料分析和数值模拟方法研究了欧亚地区夏季大气环流的相关性及其与亚洲夏季风的关联信号,以期为欧亚地区的气候变异及可预测性研究提供科学依据.结果表明:欧亚区域同期(JJA)500 hPa高度场年际变化的关键区包括热带区、中纬度的贝加尔湖和巴尔喀什湖之间以及欧洲地中海附近地区;表面气温的关键区主要位于热带海洋;海平面气压的关键区包括热带的海洋性大陆区域、印度洋和非洲大陆赤道附近部分区域、中高纬的贝加尔湖与巴尔喀什湖之间的地区.另外,夏季大气环流年际变化的春季关键区明显西移/南退,特别是表面气温(其西太平洋区不再是关键区).公用气候系统模式CCSM4.0的大气模式在给定海温年际变化的情况下对于上述大气环流相关场及其关键区的模拟基本合理,其中500 hPa高度场的模拟结果较好,海平面气压场的结果逊之;对于同期和前期的结果,模式都有夸大西太平洋海温影响的倾向.对于东亚夏季风指数与大气环流的同期年际变化信号而言,其空间分布基本表现为以30°N为界呈西南东北向的波列状分布;其春季前期信号中,30°N以南的显著区几乎都位于海洋,30°N以北主要位于欧洲、巴尔喀什湖与贝加尔湖之间的地区.南亚夏季风指数的前期显著相关区比同期明显西移/南退.总之,模式的模拟结果和观测结果相当吻合,但其同期模拟结果比前期的更好一些.这些结果说明:模式对于大气环流年际变化的耦合变化信息的刻画是基本合理的,这为利用气候模式进行有关可预测性研究和降尺度预测研究奠定了基础.     

A note on some early radiosonde temperature observations in the Antarctic lower stratosphere

The behaviour of the Southern Hemisphere stratosphere has attracted considerable interest, and been compared with the Northern Hemisphere, since the International Geophysical Year (1957–58) when the sudden (explosive or accelerated) springtime warming phenomenon in the Antarctic was first observed. Over the years studies of upper air temperature and wind observations have been made, principally through the spring months when the polar vortex breakdown occurs, utilising both ground-based (rawinsonde, rocket) and more recently, satellite-derived data. Although the radiosonde-derived temperature data are limited both by the number of reporting stations, and the practical difficulty of securing observations much above the 100 hPa level, useful records exist from 1956 or 1957. These have shown that in the 1959 southern spring, the lower stratosphere was relatively colder, and the warming rate through the season was essentially more regular, with little evidence of the marked but short-lived temperature fluctuations usually found. Similar, but not quite such wide-spread conditions occurred again in the 1961 spring. In another study, 30 hPa temperature fields over the Antarctic continent, which could be drawn for the 1967 spring, showed the complexity of the polar vortex breakdown. These features are recalled because extension of the 100 hPa springtime temperature series for the Australian Antarctic station at Casey (66.3°S, 110.5°E) shows that in 1985 and part of 1986, the temperature behaviour there was similar to, but not quite so extreme as that which occurred at Mirny (66.5°S, 93.0°E) in 1959.     

南极涛动异常及其对冬春季北半球大气环流影响的数值模拟试验

利用IAP9L-AGCM模式考察了模式中与南极涛动异常相关的海温敏感区，发现南半球高纬海温异常能够强迫出南极涛动异常，而赤道东太平洋海温异常与太平洋南美型密切相关.研究了南极涛动异常对冬春季北半球大气环流及亚洲北部气温的影响，结果表明，南极涛动加强，能够引起北半球高纬环流异常和欧亚西风加强，以及亚洲北部地表气温和850 hPa气温显著增温.数值模拟支持了已有的诊断结果，也证实了冬春季节南极涛动异常下两半球高纬间的经向遥相关存在.     

Spatio-temporal characteristics of aerosol distribution over Tibetan Plateau and numerical simulation of radiative forcing and climate response

In this paper we have analyzed aerosol distribution over the Tibetan Plateau by using the global monthly mean satellite data of Stratospheric Aerosol and Gas Experiment II (SAGE II). The results are as follows: (1) Stratospheric aerosol optical depth can oscillate in the four seasons. It means that the aerosol optical depth is the thickest in winter and a little thinner in spring and the thinnest in summer and then a little thicker in autumn. We have found that the oscillation is caused by the oscillation of tropopause in different seasons. (2) Stratospheric aerosol comes mainly from sprays of volcano. After eruption of Mount Pinatubo aerosol optical depth in stratosphere over the Tibetan Plateau increases 10 times compared with before. (3) The characteristic of aerosol vertical distribution over the Tibetan Plateau is that there is an extremely high value at the altitude of 70 hPa. The most interesting thing is that the extremely high value can oscillate between 50 hPa and 100 hPa. We have verified that the oscillation is a unique characteristic over the Tibetan Plateau by comparing it with South China and North China. Then the radiative forcing and regional climate response over the Tibetan Plateau of aerosol are investigated. We have discovered such things as followed by: (1) The radiative forcing is positive because the parameterized aerosol optical depth is less than 0.14 which is the optical depth of the uniform background boundary aerosol layer. It is 0–3 W/m² in January and 0–4 W/m² in April and less than 3 W/m² in July and 3–6 W/m² in October. (2) Ground temperature rises 0.1–0.2 K in October which is the biggest increasing magnitude, and 0.01–0.02 in July which is the smallest one. It rises about 0.05-0.01 K in January and April. (3) Air temperature near the earth’s surface and the one at the altitude of 500 hPa rise too, but the increasing magnitude is less than the former one.

     

Temporal variation of over‐bank flooding of Wei River and its impact on a riparian wetland in Xi'an,China

Over‐bank flooding is one of the driving forces controlling ecological integrity of riparian wetlands. Indentifying natural over‐bank flooding regime and its temporal variations is crucial for developing conservation and restoration plans and making water resources management policies for these ecosystems. Along the midstream of the Wei River in Xi'an, China lies the Jingwei riparian wetland, which was well preserved until the 1970s. Based on historical record of hydrological and morphological data of the Wei River from 1951 to 2000, we analysed temporal variations of over‐bank flooding frequency, duration, and timing in this paper. The natural annual over‐bank flooding regime was identified as having an occurrence frequency of 2·2 times a year and average duration of 5·3 days; these flooding events typically occur between June and September with occasional occurrence in late spring and late autumn. Over‐bank flooding occurrence frequency and duration decreased significantly during the 1990s, seasonal events of over‐bank floods were changed through reduced flooding frequency during summer and disappearing flooding events in late spring and late autumn. Further investigations showed that reduced discharge in the Wei River was the principal cause for these changes in over‐bank flooding dynamics. Our analysis also showed that decreased discharge of the Wei River during the 1990s was attributed near equally to disturbances from human activities and decreased regional precipitation. Results from this study may help reestablish natural over‐bank flooding dynamics in order to ensure successful restoration of Jingwei riparian wetland. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

红河断裂带北段温泉水循环深度与地震活动性的关系探讨

利用SiO_2地热温标计算了红河断裂带北段14个温泉水的热储温度,并结合当地地温梯度计算了温泉水的循环深度,同时统计分析了886～1987年间的地震频度和震源深度。作者从水对断裂及其围岩的弱化的角度讨论了温泉水深循环对断裂强度、断裂摩擦力和地震活动性的影响。结果表明,各亚段地震活动性差异与水对各亚段的弱化程度有关。认为温泉水循环深度最深的洱源亚段相当于“滑移区”,而温泉水循环深度较浅的剑川亚段和弥渡亚段及温泉稀少的大理亚段则相当于“闭锁区”,强震将孕育于温泉水循环深度较深的地区的两端     

500百帕大气环流对云南地震的影响和震级的预测

本文用北半球５００百帕大气月均高度场资料，与云南地区每年发生的最大地震的震级作相关分析，选出其中影响地震的主要环流因子，分别构成每年上半年和下半年的最大震级预报方程。经三年的预报试验，效果尚好。     

新04号井、新10号井水位和新10号泉流量地震前兆特征的对比分析

通过分析认为乌鲁木齐地区的年降雨、年气温对新 0 4号井、新 1 0号井水位和新 1 0号泉流量没有明显干扰。新 0 4号井、新 1 0号井和新 1 0号泉的震兆特征是 0 4号井水位为负异常 ,1 0号井水位、1 0号泉流量为正异常 ,产生差异的原因可能与观测点所处的构造环境有关。预测了新疆及邻近地区未来一年或稍长一段时间内有发生 7级左右地震的可能。     

CMIP5模式对东亚冬季风指数变化及其与冬季大气环流和气温关系的模拟评估

本文评估了44个CMIP5模式对东亚冬季风环流系统,特别是东亚冬季风指数及其对应的环流和气温特征的模拟能力.结果表明:CMIP5模式对地表气温和500 hPa位势高度场模拟效果最好,对200 hPa纬向风的模拟次之,而对海平面气压和850 hPa经向风的模拟相对较差.与单个模式相比,多模式集合(MME)的模拟能力要更优,其能够很好地再现西伯利亚高压、阿留申低压、东亚低层偏北风、中层东亚大槽、高层东亚西风急流以及地表气温的空间分布.不过,模拟的环流系统偏强,造成东亚地表气温总体偏低.对于东亚冬季风指数,分别选取基于300 hPa纬向风(I_(Jhun))、850 hPa风场(I_(Wang))、500 hPa位势高度(I_(Cui))、以及海平面气压(I_(Guo))定义的四个指数表征东亚冬季风强度.MME能很好地模拟I_(Cui)和I_(Wang)指数的长期变化,还能合理再现四个指数所指示的东亚冬季风环流和气温的变化特征:对应冬季风偏强年份,西伯利亚高压、阿留申低压、东亚沿岸低层北风、东亚大槽和高空西风急流加强,东亚大陆地表气温和极端低温降低,但变化的幅度比观测结果偏弱.