树轮δ13C的角分布及其在气候重建中的应用

利用天目山的两棵柳杉和庐山的一棵冷杉共3个树盘，分析了树轮δ^13C沿方位的变化，结果表明，树轮在不同方位上的δ^13C值不同，存在方位角分布，平均最大差异为0.8‰－1．5‰，各方位的δ^13C年序列间存在较好的相关性，变化趋势基本一致，表明各方位δ^13C都记录了基本相同的气候信息。δ^13C的方位差异与其年际差异在量级上大致相当，具有独立的研究意义，通过柳杉一号树轮与气候要素的研究表明，从树轮δ^13C的角分布中能够提取出更多有气候意义的信息，而且相对于多个方位的平均和全轮均匀采样而言，重建的精度和可靠性有所提高。     

黑云杉林大气CO2稳定同位素组成δ13C,δ18O的分析

研究CO₂稳定同位素特征可以揭示光合、呼吸作用等众多信息,从而有助于了解生态系统与环境之间的碳循环过程。利用大气CO₂浓度及其稳定同位素的测定资料,分析稳定同位素比δ¹³C、δ¹⁸O,发现两者具有相似的时空分布特征。主要表现在δ¹³C和δ¹⁸O在冠层内具有明显的垂直变化趋势,冠层上部重同位素含量较高,而底部含量较低。从时间变化看,δ¹³C和δ¹⁸O在午后到日落具有较高的水平,而凌晨,δ¹³C和δ¹⁸O较低。运用Keeling图法分析δ¹³C、δ¹⁸O和CO2浓度的关系,发现δ¹³C值主要受光合和呼吸作用影响,与CO₂浓度的高低密切相关;而δ¹⁸O的变化比较复杂,因为δ¹⁸O除受光合、呼吸强度影响外,还取决于环境空气湿度。     

天目山柳杉树轮δ13C对华东地区降水序列的重建

对采自天目山的柳杉树轮进行交叉定年后,得到树轮的δ¹³C年序列。将δ¹³C年序列去除大气CO₂的影响,保留其高频振荡部分。利用华东地区部分气象站的降水资料,通过主成份分析,分析了降水与树轮δ¹³C之间的关系。考虑滞后效应,利用回归方法重建了过去一百多年来的华东地区不同时段的降水序列,并分析其变化特征。     

兰州不同时期黄土有机质碳同位素与气候的关系

基于兰州九州台黄土剖面的土壤有机质δ13C分析,讨论了兰州地区末次间冰期和全新世2个时期气候以及地表植被的变化特征.结果表明,该地区末次间冰期δ13C变化范围为-29.97‰～-25.52‰,平均值为-27.79‰;全新世δ13C变化范围在-20.82～-34.40‰之间,平均值为-28.99‰.从δ13C平均值来看,该地区在以上两个时期地表植被主要为C3植物.末次间冰期九州台剖面δ13C表现出3峰夹2谷的特征与同一时期深海SPECMAP曲线有着良好的对应,表明了该时期兰州地区的气候变化与全球是一致的,全新世土壤有机质δ13C所反映出的3个不同的变化阶段对应于早、中、晚全新世阶段.结合黄土高原其他剖面相应时期的土壤有机质δ13C的研究结果,我们观察到陕西关中地区的黄土剖面末次间冰期和全新世土壤有机质δ13C要大于黄土高原西部的兰州等地区,气候差异引起的地表植被中C3、C4植物比例不同是造成两地区土壤有机质δ13C差异的主要因素.研究结果表明,黄土高原土壤有机质δ13C是揭示该地区气候变化的一个良好代用指标.     

胡杨树轮δ13C记录的艾比湖地区夏季最高温度变化

摘要：艾比湖是新疆北部生态环境最为敏感和脆弱的地区,这里分布的大片长龄胡杨是过去气候变化良好的记录体。本文利用艾比湖东岸的胡杨树轮资料,分析其宽度和稳定碳同位素组成,建立了树轮宽度年表和δ^13C序列,并对δ^13C序列进行了校正处理。树轮参数的气候意义分析表明胡杨树轮宽度所含的气候信息较少,而树轮δ^13C校正序列与精河夏季高温显著负相关,为荒漠平原区树轮气候研究提供了新的资料。研究区夏季的高温超过了光合作用的适宜温度,降低光合作用速率（A）,而地下水埋深较浅,叶片气候导度（g）并没有因受到水分条件限制而减小,在以上两个因素的共同作用下,叶片内部二氧化碳浓度（Ci）升高,导致胡杨δ^13C与夏季高温负相关关系。建立了胡杨树轮δ^13C校正序列与精河夏季高温的转换方程,方差解释量为33．0％。重建的精河145a来夏季高温序列反映了这一地区气候变暖的趋势,其升温的幅度高于北半球夏季升温幅度,但二者冷暖阶段变化并不完全一致。     

全球变化背景下天山西部雪岭云杉径向生长和水分利用效率对气候要素的响应

全球气候变暖和大气CO2浓度(Ca)急剧上升已成为不争的事实,并对森林生态系统有着深远的影响,全面理解森林生态系统对全球变化的响应至关重要。中亚干旱区特有树种雪岭云杉(Picea schrenkiana Fisch. et Mey)树轮稳定碳同位素(δ13C)和水分利用效率(iWUE)对气候变暖和大气CO2浓度急剧上升的响应缺乏研究。本研究利用天山西部伊犁河流域的雪岭云杉树轮样本,使用树木年代学方法和树轮稳定碳同位素技术,建立树轮宽度年表、稳定碳同位素(δ13C)以及内禀水分利用效率(iWUE)序列,分析了树轮δ13C和iWUE的长期变化特征,探讨了树轮δ13C和iWUE对气候的响应规律以及iWUE与树轮宽度的关系。结果表明,主要的气候因子并没有强烈地限制树木径向生长;夏季平均气温对树轮δ13C分馏有重要影响,iWUE的长期变化受到全球Ca增加和升温趋势影响,但直接影响iWUE年际变化的主要因素是饱和水汽压亏缺(VPD)。全球升温和Ca增加导致了iWUE的持续升高,但并没有导致雪岭云杉树木径向生长的明显增加。     

天目山树轮碳同位素与周边地区旱涝变化关系的研究

根据帕尔默干旱模式的基本思路,建立动态的能反应旱涝持续特征的适合于天目山地区的旱涝指数。对采自天目山的柳杉树轮进行交叉定年后,测得树轮的δ^13C年序列,将δ^13C去除大气CO2趋势影响后的高频变化与不同时段的旱涝指数进行相关分析,结果显示：春夏季的旱涝指数与当年和滞后一年的δ^13C序列有着比较显著的相关性,表明树轮δ^13C对春夏季旱涝的发生有着比较好的响应。根据此显著相关性,利用多元回归方程重建了历史时期的春夏季旱涝指数,分析表明天目山地区春夏季旱涝的发生具有比较明显的年代际变化特征,为研究该地区气候变化特征提供了较可靠的参考依据。     

天目山柳杉树轮δ^13C对华东地区降水序列的重建

对采自天目山的柳杉树轮进行交叉定年后，得到树轮的δ^13C年序列。将δ^13C年序列去除大气CO2的影响，保留其高频振荡部分。利用华东地区部分气象站的降水资料，通过主成份分析，分析了降水与树轮δ^13C之间的关系。考虑滞后效应，利用回归方法重建了过去一百多年来的华东地区不同时段的降水序列，并分析了其变化特征。     

天山北坡东部树轮宽度和稳定碳同位素的环境响应分析

在天山北坡东部森林上限采集雪岭云杉样本,建立了树轮宽度年表和稳定碳同位素序列,采用相关函数分析了树轮宽度与木垒气象站温度和降水的关系,发现这一区域的树轮宽度主要受到水分条件的限制,但由于采样点位于森林上限,温度也限制了树木的生长,导致了树轮宽度记录降水信息能力减弱。树木年轮稳定碳同位素序列反映了工业革命以来,由于化石燃料燃烧,大气CO2浓度增加,大气δ13C降低的事实。将树轮δ13C序列进行校正后与木垒月气象资料的相关分析表明,树轮碳同位素序列与温度和降水的关系较为复杂,可能受到多种因素的共同影响。这一区域森林上限的树轮碳同位素并不是反映气候变化的最好指标。     

祁连山空中云水资源开发潜力研究新进展

祁连山及河西走廊地区是我国气候变化敏感区和生态脆弱区。本文通过对2005a以来祁连山云水资源相关最新研究成果的总结,旨在揭示气候变暖对祁连山云水资源影响包括气候变化、水汽时空变化、地形云特征的基础上,分析评估了祁连山云水资源开发潜力及效益。实验研究表明,在祁连山区开展人工增雨(雪)作业,每年可增加降水量3.7×10_⁸～７.4×10_⁸m_³。近10年来,甘肃春季飞机人工增雨作业年均增加降水量为13.5×10_⁸m_³,平均投入产出比为1:30。     

我国近30年龙卷风研究进展

从3方面总结了龙卷风研究成果:①研究概况,最初的龙卷风灾后调查到开展天气气候特征分析至近年来开展龙卷风本体结构、产生机制的探讨,获得了丰硕成果;②研究方法提高,从事实调查到利用统计方法,从利用台站常规观测资料到运用卫星、多普勒雷达、风廓线仪等非常规资料开展分析,近年数值模式WRF、ARPS等也被用来研究龙卷风,研究的方法手段不断得到改进;③龙卷风研究、预报面临的困难和未来展望。     

2006年中国气候概况

2006年，全国年平均气温较常年偏高1.09℃，为1951年以来最暖的一年；与此同时，全国平均年降水量较常年略偏少。2006年，我国气象灾害频发，各类气象灾害中，热带气旋所造成的直接经济损失和死亡失踪人数最多，干旱造成的受灾人口和农作物受灾面积最多。总的来看，2006年我国气象灾害造成的经济损失为1999年以来最重。     

河西走廊农业区春季气溶胶光学特性

为研究干旱农业区农耕季节气溶胶的基本光学特性,2014年4月利用地面气溶胶移动集成系统在甘肃武威黄羊镇农场开展气溶胶综合观测试验。结果表明,河西走廊黄羊镇农场PM2.5和PM1.0的散射系数以及PM2.5的吸收系数分别为98.2±38.3、74.6±29和8.8±6.3 Mm-1,均小于中东部地区观测值。气溶胶单次散射反照率为0.90±0.03,PM2.5和PM1.0的Angstrom指数分别为1.31±0.29和2.10±0.24。散射系数和吸收系数的日变化具有明显的双峰特征,单次散射反照率在散射系数出现峰值的时间段出现谷值。黄羊镇农场受人为气溶胶影响较大,西、西南和东南方向来的气溶胶散射系数和吸收系数值较大,西北方向传输过来的气溶胶主要是农业生产活动产生的。     

城市气象研究进展

中国数十年来在城市气象研究这一新兴学科领域开展了大量研究并获得了多方面的丰硕成果。文中从城市气象观测网与观测试验、城市气象多尺度模式、城市气象与大气环境相互影响、城市化对天气气候的影响等4个方面论述了城市气象的主要研究进展:中国各大城市已建立或正在完善具有多平台、多变量、多尺度、多重链接、多功能等特点的城市气象综合观测网;北京、南京、上海等地开展了大型城市气象观测科学试验,被世界气象组织列入研究示范项目;成功开展了风洞实验、缩尺度外场实验研究;建立了多尺度城市气象和空气质量预报数值模式,并应用于业务;在城市热岛效应、城市对降水影响、城市气象与城市规划、城市化对区域气候及空气质量的影响、城市气象与大气环境相互作用等研究领域取得长足进展。最后指出,未来需要重点从新观测技术及观测资料同化应用、城市系统模式研究、城市化对天气气候的影响机理、城市化对大气环境和人体健康的影响、城市水文气象气候与环境综合服务等方面开展科学研究与应用,为中国城市化、生态文明建设、防灾减灾和应对气候变化等国家需求提供科技支撑。      

武汉市气候变暖与极端天气事件变化的归因分析

根据武汉市1951—2007年间年平均、最高、最低气温与8类年极端天气日数的序列,计算分析其变化趋势及年平均气温与极端天气日数的相关性,引入格兰杰因果性检验法,探讨气候变暖与极端天气事件之间的因果关系。结果发现:(1)近57年来武汉市年平均最低气温增幅为0.45℃/10a,明显高于年平均最高气温0.19℃/10a的增幅,可见气候变暖主要是由夜间气温升高所致;(2)高温和闷热天气事件为增多趋势,其中闷热天气事件最明显,达到2.8 d/10a,而年雷暴、降雪、低温、大风、雾日则均为下降趋势,雷暴、雾和低温事件降幅明显,每10年减少3.0 d、4.0 d和2.1 d。大风和降雪事件,每10年减少1.8 d和1.5 d。暴雨事件波动幅度较小。(3)年平均气温与当年及超前、滞后1～2年的极端天气事件具有高相关性;(4)格兰杰因果性检验结果发现,气候变暖是闷热天气增多和降雪事件减少的原因,同时亦是大风和低温减少的结果。这种因果关系的存在对极端天气事件预测和预估有重要的价值。     

Current activities in aerobiology in Japan

A brief review of the research activities of Japanese scientists in aerobiology, which is one of the interdisciplinary sciences closely related to atmospheric turbulence and diffusion as well as to biology, is presented in order to make contacts with interested scientists in other countries.     

Meteorology in watershed research in Alberta

A preliminary investigation of monthly rainfall patterns analysed from 24‐hour computer forecasts of precipitation was performed. These patterns are compared with the observed precipitation and long‐term normal patterns. Recommendations are made to incorporate the method into a verification program for the computer product.     

我国东部地区冬季模式边界层探空效果评估

应用中尺度气象模式MM5对2006年和2007年12月东部地区进行逐日模拟,并用地面常规观测资料及南京和安庆12h一次的逐日探空资料对模拟的地面及边界层内气象要素进行检验,计算地面和边界层内不同高度的温度、湿度、风向和风速等要素的多种常用统计参数;并分别评估雾发生前和发生时边界层探空的模拟效果。结果表明:(1)MM5模式模拟的地面温度和湿度均较理想,但风速误差较大。温度、相对湿度、风速的观测与模拟的偏差概率分布均呈近正态分布,峰值中心分别为-1.52℃、4.59%和1.92m·s-1,白天模拟效果优于夜间。(2)以南京、安庆两站为例,模拟的08:00(北京时,下同)和20:00边界层内探空基本可靠,但20:00的效果比08:00好;模拟效果均随高度上升而变好;且南京站边界层内温度、湿度的模拟效果优于安庆站,但安庆站风的模拟效果优于南京站。(3)以南京站为例,雾发生前和发生时温度、湿度模拟效果较平均情况差,风速模拟较其他模拟时段无明显变化。(4)南京、安庆冬季近地层逆温发生频率都比较高,常见多层逆温,MM5模式能再现近地层逆温,但有高估的倾向,且对边界层中上部逆温模拟效果不佳。此外,敏感性试验的结果表明,模拟方案中地面负的温度偏差不是由近地层高垂直分辨率所致。     

Trends in Temperature Extremes in Association with Weather-Intraseasonal Fluctuations in Eastern China

Trends in the frequencies of four temperature extremes (the occurrence of warm days, cold days, warm nights and cold nights) with respect to a modulated annual cycle (MAC), and those associated exclusively with weather-intraseasonal fluctuations (WIF) in eastern China were investigated based on an updated homogenized daily maximum and minimum temperature dataset for 1960–2008. The Ensemble Empirical Mode Decomposition (EEMD) method was used to isolate the WIF, MAC, and longer-term components from the temperature series. The annual, winter and summer occurrences of warm (cold) nights were found to have increased (decreased) significantly almost everywhere, while those of warm (cold) days have increased (decreased) in northern China (north of 40°N). However, the four temperature extremes associated exclusively with WIF for winter have decreased almost everywhere, while those for summer have decreased in the north but increased in the south. These characteristics agree with changes in the amplitude of WIF. In particular, winter WIF of maximum temperature tended to weaken almost everywhere, especially in eastern coastal areas (by 10%–20%); summer WIF tended to intensify in southern China by 10%–20%. It is notable that in northern China, the occurrence of warm days has increased, even where that associated with WIF has decreased significantly. This suggests that the recent increasing frequency of warm extremes is due to a considerable rise in the mean temperature level, which surpasses the effect of the weakening weather fluctuations in northern China.