太阳辐射日变化对气候模拟的影响

本文用两层大气环流模式,作气候模拟对于太阳辐射日变化的敏感性试验.取实测的七月纬圈平均气候资料作为初始场,积分四十天,对后三十天的结果进行平均,作为模拟的月平均状态.另一个试验则是在模式中去掉太阳辐射的日变化,其它都和第一个试验相同。比较这两个试验的计算结果,发现:若忽略太阳辐射的日变化,(i)使纬圈平均降水和蒸发都减少,尤其在中纬陆地上更为显著;(ii)部分地区土壤湿度减少;(iii)云量增加;(iv)大气顶净辐射收入明显减少;(v)地表净加热明显减少;并使土壤湿度变化不大的地区地表温度明显降低. 我们还取了一月纬圈平均气候资料作为初始场,作了同样的数值试验。得到了类似的结果. 本文的结果表明,要作出正确的气候预测,以及作中、短期降水预报,考虑太阳辐射的日变化都是必要的.     

探究二维Ikeda模式解对参数的依赖（英文）

研究目的:探索二维Ikeda模式数值解的性态及解对模式参数的依赖创新要点:首次对二维Ikeda模式解的性态进行全面细致的探究;结合非线性方程相关理论和数值试验结果给出解的分析;探究了各个分岔点大致的分岔值。研究方法:数值试验与理论分析相结合重要结论:二维Ikeda模式对于控制参数具有高度依赖性;参数值从0到1的变化过程中,模式经历了从单点吸引子、多点吸引子、产生混沌直至出现极限环的变化;模式通过倍周期分岔的方式从分岔到混沌,且分岔过程是连续的。     

基于短期历史资料的河西地区太阳辐射预报订正研究

基于数值模式的太阳辐射预报往往存在一定的系统性偏差,AVT订正方法能够有效降低预报偏差,本文利用该方法对甘肃河西地区两个光伏电站的太阳辐射预报结果进行订正。结果表明:(1)订正前预报偏差呈现明显的"先增加、后减小"日变化特征,订正后日变化特征不明显,并且订正前预报偏差与观测值线性关系显著,订正后线性关系减弱(相关系数降低、拟合优度降低);(2)太阳辐射存在明显的年变化特征,其预报偏差春季最高,其次为夏季,冬季最小,订正后不同季节的预报偏差均降低,春季和夏季降低较为明显。     

近50年中国风速变化多气候模式模拟检验

近年来,随着气候模式研究的快速发展,全球气候模式在模拟20世纪气候和气候变化特征,尤其是在模拟温度、降水等要素特征和变化及其人类活动对这些要素的影响等方面取得了丰硕的成果.然而,全球气候模式对近地层风速的模拟情况如何,目前仍缺少分析和检验.本文利用中国区域近地层风速观测资料,检验评估了参与IPCC AR4"20世纪气候耦合模式模拟"(20C3M)的19个伞球气候模式和国家气候中心新一代伞球气候模式(BCC_CSM1.0.1)模拟的1956-1999年中国近地层(10m)风速及其变化的模拟能力.研究发现,20个伞球气候模式基本上都能模拟出中国多年年(或季)平均风速分布状况,但模式模拟的平均风速一般小于观测值,尤以观测风速较大的北部和西北部地区模拟值偏小显著.气候模式模拟秋冬季风速分布的能力强于模拟夏春季的能力.模式基本上能模拟出冬、春季平均风速大于夏、秋季平均风速,但是模拟不出春、冬、夏、秋季平均风速依次减小的季节变化特征.模式及模式集成难以模拟出观测到的近50年中国年(或季)平均风速明显减小的变化趋势,少数模式能模拟出年(或季)平均风速略呈减小的变化趋势,但与观测值比相差约一个量级.模式对北部和西南部地区平均风速的变化模拟效果较好,而模式难以模拟东南-南部地区风速变化特征.     

具有海—气耦合系统的能量平衡气候模式

在文[1]的基础上,假定下垫面全为海洋,大气和海洋之间存在热量交换,而海洋中只考虑热量的湍流输送过程。在这种情况下,本文指出,考虑或不考虑海洋湍流输送对全球平均纬向分布以及冰界纬度与太阳常数的依赖关系影响不大。文中还进一步分析了各种参数变化对冰界与太阳辐射依赖的敏感性,并给出了一个简单的物理解释。分析表明,当各种参数在允许范围内变动时,可以得到与实况相近的现代气候。这时,欲要出现冰河期,太阳常数应减小14—19％,不会像一维模式那样只要减小2％。说明现代气候对太阳常数的变化是处于相当稳定的状态。这是二维模式中相互制约的物理过程在起作用的结果。     

海气相互作用的零维模式

利用文献[4],本文求出了考虑海气耦合时零维模式的平衡态,讨论了它们的稳定性和现代气候的敏感性问题。 结果表明:气候系统存在三个平衡态,两个稳定态分别表示冰期和间冰期气候;当考虑海气作用时,现代气候条件下的敏感性比不考虑海气作用时小,外参数变化为1%,温度平均变化为1°K左右。 在此基础上,就随机模式的反馈系数提出了不同的看法,对随机分析作了简略探讨,并用实际资料进行了检验。      

近50年来(1960—2007年)长江流域20 cm口径蒸发皿蒸发量与太阳辐射变化的对比

利用长江流域147个气象站点1960—2007年的地面观测数据,通过计算,对比分析了长江流域20 cm口径蒸发皿蒸发量与太阳辐射的变化关系.结果表明:长江流域近50年来蒸发皿蒸发量变化和太阳辐射变化呈显著正相关关系,二者均呈现显著下降趋势,蒸发皿蒸发量随太阳辐射的变化产生相应波动变化,而且中下游地区蒸发皿蒸发量变化受太阳辐射变化的影响程度更为明显;就季节变化而言,春夏秋冬4个季节长江流域蒸发皿蒸发量变化和太阳辐射变化同样呈现明显下降趋势,春、夏、秋3个季节二者变化关系高度相关,这三季对于流域全年蒸发皿蒸发量减少的贡献也最大;长江流域太阳辐射的显著下降是导致20 cm口径蒸发皿蒸发量持续降低的主要原因之一.     

雨滴和霰谱形参数对江淮地区强降水影响的数值研究

利用中尺度数值模式WRF-V3.4,对发生在江淮地区梅雨期一次强降水天气过程进行了数值模拟,并针对雨滴和霰粒的谱形参数不同取值做了敏感性试验,分析了谱形参数对降水量、水凝物比含水量、数浓度和粒径分布以及雨滴和霰的源汇项等的影响。结果表明,雨滴和霰谱形参数的变化会影响雨水和霰粒的比含水量和数浓度分布,因为这两个参数的变化会影响雨水和霰的相关微物理过程。当雨滴谱形参数增大时,雨水蒸发量先增大后减小,霰与云水的碰撞也减小;当霰谱形参数增大时,主要使霰融化成雨水的量减少,因此导致降水分布以及降水量级的差异。     

MM5对末次盛冰期中国气候的模拟研究Ⅰ:CO2和地球轨道参数的影响

通过模式结果与实况资料和地质记录对比,表明模式系统可以较好地模拟现代气候状况和末次盛冰期气候的变化,特别是降水的变化与地质记录符合得较好。在末次盛冰期和现代气候状况下地球轨道参数的变化对中国地区年平均温度的影响很小,但对不同季节温度变化的作用不同。冬季气温的变化比较显著,不能忽略。CO2浓度在末次盛冰期最低,其混合比为200×10-6,这使得气温降低。CO2的作用也存在明显的季节和区域特征。冬季其影响最大;但夏季其作用较小,甚至出现CO2浓度减少温度增加的现象。产生增温现象的原因是云量发生了变化,使到达地面的太阳辐射增加。这个结果表明云在气候变化中,可能起着非常重要的作用,甚至可以影响某时段和区域温度等要素变化的方向。青藏高原地区对这两个辐射因子变化的响应与中国其他地区相比偏小,原因是该地区的云量高于其他地区。相对现代气候,末次盛冰期地球轨道参数变化对气候的影响小于CO2的作用。但相对于末次盛冰期气候的变化,这两个因子的贡献都是比较小的。CO2对末次盛冰期年平均温度变化的贡献大约为3%—10%。此外,现代和末次盛冰期气候背景下,CO2的作用相同。     

《云辐射与气候》

<正>云可以将大气动力、辐射、水分循环和下垫面等多个物理过程相互耦合、通过多种方式影响气候系统,是当前气候模拟和气候变化研究中最大的不确定因子之一。该书首先结合地面与多种卫星观测资料,分别给出全球和东亚地区云与太阳辐射的变化特征及归因,研究了地面太阳辐射的变化对地面气温的影响程度。其次,基于卫星观测资料研究了气候模式中描述云辐射过程的关键物理参数(抗相关厚度)的     

我国太阳总辐射气候学计算方法的再讨论

根据我国建站时间在30a以上的辐射资料以及对应的地面站日照资料，在分析太阳总辐射统计特征的基础上，讨论了总辐射气候学计算公式中a、b系数的地理分布和季节变化特征，分析了辐射气候学计算的可能误差，得到了用日照资料估算总辐射的误差范围。结果表明，太阳总辐射月总量接近正态分布特征；总辐射气候学计算公式中的a、b系数具有较明显的时空变化特征，需按不同月份确立；通过逐年观测资料计算各基本站a、b系数，再由内插求得无辐射资料测站的a、b系数，进而计算无辐射资料站的辐射总量，其误差在可接受的范围内。     

1997/1998年青藏高原西部地区辐射平衡各分量变化特征

利用中日亚洲季风机制研究计划1997年9月~1998年10月在青藏高原西部改则和狮泉河2个站点自动气象站辐射平衡的观测资料,分析了高原西部2个地区辐射平衡各分量在不同季节的季节平均日变化和年变化特征,并且还与1979年5~8月第一次青藏高原气象科学实验的辐射观测资料和1982,1983年青藏高原辐射平衡观测实验的结果进行了比较分析。结果发现:高原西部辐射平衡各分量的变化不仅有季节之间和年际的差异,高原西部的不同地区之间的变化也有较大的差异:(1)总辐射在春夏两季相差很小,改则春季(3~5月平均)日变化的极大值甚至比夏季(6~8月平均)还大;(2)地表反照率的年际变化及两地之间的差异均可能较大;(3)大气逆辐射日变化、年变化特征与其他辐射分量明显不同,其日变化、年变化的位相均晚于其他分量;(4)两地之间地面辐射平衡的年变化似乎有一个位相差,改则的月平均最大值和最小值均较狮泉河晚了约1个月,因此从冬季到夏季的大部分时间里,改则的地面辐射平衡是小于狮泉河的,而在从夏季到冬季的大部分时间里,改则是大于狮泉河的。     

辽宁地区第一对流层顶高度变化特征分析

本文利用趋势分析、突变分析以及小波分析等方法对近42 a辽宁南部（大连）和北部（沈阳）第一对流层顶高度变化特征进行分析和比较,结果表明：近42 a,辽宁第一对流层顶高度除冬季以外其它三季和年呈下降趋势,南部地区的降幅明显大于北部;多年均值的年变化表现为在夏季最高、春秋季次之、冬季最低,各个季节南部高度值普遍高于北部;年际变化幅度在夏季最大,除冬季外,南部大于北部;发生气候突变的时段基本上都在1970年代中期前后;周期变化特征时空差异较大。     

安徽省淮南森林冠层辐射传输过程的特征

本文利用淮南森林观测站2018年7月1日至2019年6月30日冠层辐射观测,分析了淮南栎树森林下垫面冠层内外辐射变化特征。结果表明:（1）从春季到夏季,栎树冠层之上向下的太阳短波辐射增加,到冬季逐渐减少。从早春开始,由于叶片生长增多,冠层中间和冠层之下向下的太阳短波辐射下降,从秋季到冬季树叶凋落,其向下的太阳辐射增加,与冠层之上的变化趋势相反;对于向上的短波辐射,无论冠层之上、冠层中间还是冠层之下,随季节的变化都与向下的短波辐射相似,只是数值小很多。（2）冠层之上、冠层中间和冠层之下向下的长波辐射,随时间的变化从春季逐渐开始增大至夏季达到最大,随后逐渐减小并在冬季达到最小;就空间变化而言,冠层中间和冠层之下向下的长波辐射值比冠层之上的辐射值高,使得冠层对长波辐射的振幅增大,晴空条件最高可达1.3倍。（3）淮南森林区冠层之上（距地面25 m）年平均反照率为0.14,比中国北方地区（35°N）温带季风气候区（混交林为主）反照率的整体水平低0.01,表明淮南的森林茂密、灌丛更多些。（4）冠层上部分和整层的短波辐射透射率主要受叶片的影响。夏季,冠层的短波透射率平均为0.1。到了冬天,叶子凋落,透射率增加并趋于一个平稳的波动。冠层的短波辐射吸收率在夏季最高,秋季逐渐降低,随着叶子凋落在冬季迅速减小,趋于一常值。     

HEIFE绿洲区太阳总辐射和地表反射率的分光谱特征

太阳辐射的分光测量在许多研究和应用领域中都具有十分重要的意义．本文利用HEIFE临泽子站进行的太阳总辐射和反射辐射的分光观测资料，研究了黑河绿洲区太阳总辐射和地表反射率的光谱特征．研究结果表明：在太阳总辐射的光谱能量分布中，紫外和可见光部分的比倒偏小，近红外部分则偏太．在其从冬到夏的季节变化中紫外和可见光部分是由小到大，近红外部分剐是由大到小。在其日变化中0．5μm以下波段是中午大早晚小；0．7μm以上波段是中午小，早晚大；0．5-0．7μm波段的日变化不明显。紫外波段的相对日变化幅度最大．地表反射率的光谱特性有明显的季节变化，变化特征与地表植被状况有关．各波段地表反射率的日变化型有一定的季节差异，其中波长小于0．7μm部分较为明显，并与地表植被状况有关．在裸露地表各波段反射率与太阳高度角的关系中，近红外波段随太阳高度角增加而增大，紫外和可见光波段则随太阳高度角增大而减小．全波段反射率随太阳高度角增大而增大主要是近红外波段的贡献．这是裸露地表光谱反射率的重要特征之一。     

云量变化对净辐射的影响

本文对全球平均、各纬带平均和几种特殊下垫面条件下大气顶和地表面的净辐射随云量变化的情况进行定量分析,并讨论了净辐射对云量变化的敏感性随各参数改变的情况。另外还定性地讨论了云在全球气候中的反馈作用以及这种反馈作用随各参数变化的特点。指出:一般条件下,净辐射对于云量变化是敏感的,只有当气候参数变化到临界值附近时,对气候的模拟可以不考虑云量的变化。从云量对气候的反馈来看,在气候参数发生变化时,气候系统的稳定性会发生本质的改变。     

五道梁地区的太阳紫外辐射

该文利用１９９３年９月－１９９４年８月五道梁站的太阳辐射观测资料。分析了该地区太阳紫外辐射的气候学特征。结果表明：该地区的太阳紫外辐射年平均日总量为０．７３ＭＪ／ｍ＾２，小于拉萨地区、而大于高原东北侧的河南走廊地区；紫外辐射的瞬时极大值较大，７月份可达５６Ｗ／ｍ＾２，大于河区而略小于拉萨地区。     

对太阳辐射和城市空气污染变化关系的探讨

对兰州市太阳辐射和空气污染的年季变化规律分析表明：太阳直接辐射、总辐射及大气透明系数呈逐年下降趋势，散射辐射和晴天大气混浊因子呈逐年增加趋势，且从７０年代后期开始这种趋势更加明显；冬季大气污染最严重，夏季较其他季节轻，春季污染高于秋季。总悬浮微粒的年、季变化与太阳辐射和混浊因子的变化规律基本一致