斯里兰卡穹顶区的形成和演变机制分析

通过SODA再分析资料和AVISO观测资料研究了斯里兰卡穹顶区（SLD）的迁移和消散机制.斯里兰卡穹顶区是孟加拉湾西南部的一个气旋涡旋,主要出现在西南季风（5-9月）期间,与西南季风海流侵入孟加拉湾同时存在.正风应力旋度引起的Ekman抽吸是形成SLD的主要原因.回归分析结果表明SLD区域的风应力旋度与Ekman抽吸存在较强的正相关（r²=0.93,p>0.5）.此外,结果表明SLD在发展过程中的移动主要受正风应力旋度移动的影响,SLD的消减与该正风应力旋度减弱和西传的暖Rossby波有关,而冷Rossby波的传播有益于SLD的发展.在SLD消减时期,孟加拉湾涡旋（BBD）独立发展并进一步与SLD融合,回归分析发现BBD区域的Ekman抽吸与当地风应力旋度的关系密切（r²=0.76,p>0.5）,这表明了BBD在形成阶段由局地的风应力主导.9月之后,风应力旋度减弱,BBD和SLD开始了合并过程.动力方面,EKE分析显示SLD衰退的同时,BBD的EKE大幅增加;热力方面,10-11月时,由Ekman抽吸引起的SLD和BBD次表层冷水汇合,清晰地表明了二者之间的热动力学联系.     

2014—2019年北京和南京地区PM2.5和臭氧质量浓度相关性研究

自2014年以来,中国细颗粒物（PM_2.5）浓度大幅度下降,但臭氧（O₃）浓度逐年缓慢上升,厘清PM_2.5和O₃（P-O）相关性尤为关键.在本研究中,2014—2019年北京和南京PM_2.5年均质量浓度下降幅度分别为-6.86和-6.15 μg·m^-3·a^-1;而日最大8小时平均O₃质量浓度（MDA8 O₃）年均增长幅度为1.50和1.75 μg·m^-3·a^-1.研究期间,北京地区MDA8 O₃质量浓度小于100 μg·m^-3,P-O呈负相关;而当质量浓度大于100 μg·m^-3时,P-O为正相关.通过Pearson相关系数研究P-O两者相关性.在两个城市每月相关性分析中,在每日时间尺度5—9月为强的正相关;而小时时间尺度11月至次年2月趋于负相关.在北京,P-O每月和季节相关性变化大于南京.在日变化中,夏季在16时为强的正相关,春秋两季在13—17时为弱的正相关,而在春、秋和冬季8时,却为强的负相关.     

湖北省PM2.5质量浓度遥感估算与时空分布特征

针对地面站点稀疏不足以提供高空间覆盖、高空间分辨率的面域PM_2.5数据支撑区域细颗粒物污染防治的问题,以湖北地区2015-2017年的MODIS卫星遥感气溶胶光学厚度（AOD）产品数据为主预测量,结合温度、湿度、风速、压强等气象参数和植被指数数据等辅助预测量,建立了AOD-PM_2.5关系逐日变化的线性混合效应（LME）模型,用于估算湖北地区的PM_2.5浓度水平.利用十折交叉验证方法进行了模型精度评估.结果表明：1）2015-2017年的交叉验证R²分别达到0.89、0.85和0.88,利用MODIS AOD数据反演近地面PM_2.5质量浓度的线性混合效应模型能很好地用于区域细颗粒物遥感监测;2）省内PM_2.5质量浓度空间差异显著,鄂东、鄂南和鄂北高,鄂西北和鄂东南低;3）全省PM_2.5估算时空数据年均值呈下降态势,分别为65.6±39.8、57.1±34.1和48.1±28.3 μg/m³,各市除随州、咸宁2016、2017年年均值持平外,都呈下降趋势.     

山西省城市大气CO2本底筛分对比及特征分析

基于典型城市站太原站2018年3月—2019年2月的大气CO₂在线观测资料，利用筛分法（Meteorological filtering method，MET）和黑碳示踪法（Black Carbon tracer，BC）进行本底/非本底的筛分，得到了本底浓度的变化特征。结果表明，太原大气CO₂浓度季均值冬季最高，夏季最低；不同季节呈"单峰型"日变化特征，日振幅均在26.0×10^-6以上；4个季节CO₂浓度与地面风速存在显著负相关关系；CO₂浓度抬升区域主要受当地工业布局的影响，最大抬升幅度在秋季达17.4×10^-6；使用气象筛分法（MET）得到年均本底浓度为（431.4±19.9）×10^-6，人为排放等对其影响为23.5×10^-6，年振幅比同纬度其它本底站大，为34.5×10^-6；黑碳示踪法（BC）得到冬季季均本底浓度为（445.0±22.9）×10^-6，比MET筛分法得到的季均值高0.8×10^-6，两种筛分法得到的CO₂浓度变化趋势一致。     

基于卫星和Argo观测的阿拉伯海中北部海表盐度季节和年际变化

基于美国国家航天局（NASA）发射的水瓶座（Aquarius/SAC-D）卫星和欧洲航天局（ERA）发射的土壤湿度与海洋盐度（SMOS）卫星的观测资料,以及Argo海表盐度资料,重点分析了阿拉伯海中北部海表盐度的季节和年际变化.年平均情况下,Argo、Aquarius和SMOS表现出相似的海表盐度分布形态,均表现了阿拉伯海中北部高达36.5 psu的高盐特征.阿拉伯海中北部海表盐度在2—3月出现最低值,在4月之后快速升高,并在夏季西南季风的成熟阶段达到最高.阿拉伯海中北部海表盐度显著的季节变化与季风风场引起的大量蒸发和平流输送相关.夏季风期间,Ras al Hadd急流将来自阿曼湾的高盐水向东向南输送到阿拉伯海中北部海域,使海表盐度升高并达到最高值;冬季风期间,冬季风环流系统在印度半岛西侧海域形成向北的低盐水输送,造成阿拉伯海中北部海表盐度降低.该低盐水平流在冬季风后期能够影响到阿曼海.阿拉伯海中北部海表盐度年际变化主要与季风驱动的季风环流系统的变化相关,尤其是冬季风期间向北流动的印度西侧沿岸流的强弱与该区域海表盐度年际变化关系密切.     

UV-B辐射增强对不同品种花生结荚期生理特性日变化的影响

以3个花生品种（开农49号、64号和69号）为材料,通过大田模拟试验,研究UV-B辐射增强对花生结荚期叶片的净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、胞间CO₂浓度（C_i）、蒸腾速率（T_r）和水分利用效率（E_wu）日变化的影响,为筛选高产、抗旱、抗UV-B辐射花生品种提供依据.UV-B辐射设2个水平即自然光（CK,1.5 kJ·m^-2）和UV-B增强20%（T,1.8 kJ·m^-2）.结果表明,UV-B辐射增强明显抑制花生的光合作用和蒸腾作用,与对照相比,UV-B增强条件下,开农49号、64号和69号P_n日均值分别降低19.4%、27.8%、24.7%;G_s日均值降低26.7%、42.9%、28.6%;C_i日均值降低27.2%、20.4%、23.1%;T_r日均值降低17.8%、23.3%、25.1%;E_wu日均值降低16.6%、23.2%、23.9%.UV-B辐射增强对3个品种生长都具有抑制效应,但品种间存在一定的敏感性差异,其中开农49号最不敏感,因此,开农49号在抗UV-B辐射方面比其他2个品种具有更大的优势.     

斯里兰卡海域马林鱼(Makira sp.)的丰度与海表温度之间的关系

马林鱼（Makira sp.）是斯里兰卡一种有名的海洋鱼类.为了降低在近海区域捕获马林鱼的成本,研究马林鱼的丰度是否受温度的影响十分重要.因此,对2~13.5°N,76.5~88°E区域内2006年的Aqua/MODIS海表温度数据和从斯里兰卡国家水产资源研究和发展机构获取的2006年的马林鱼捕获数据进行了分析.通过对东北、东南、西北和西南海域的数据分别绘图,分析海表温度和鱼类供应的时空变化以及它们之间的关系.研究结果显示：马林鱼最大的鱼获产量区域位于斯里兰卡海域的西部海域;渔业单位捕捞量随着海表温度变化而变化;捕获马林鱼最大频率的海域海表温度为27~28℃.根据经验累积分布频率（ECDF）分析的结果,渔获率与22~31℃海表温度之间有着显著的关系,尤其与26~31℃海表温度的关系最为显著.对于不同的区域,捕捞马林鱼最合适的时间也不同,东北海域的3—5月和7—10月、西北海域的2—6月和8—9月、东南海域的2—7月和9—12月以及西南海域的3月—次年1月均适合马林鱼的捕捞.     

金华地区夏秋大气中过氧乙酰硝酸酯的污染特征

过氧乙酰硝酸酯（PAN）是由VOCs和NO_x的光化学反应生成的一种典型二次污染物,比O₃更适合作为光化学污染的指示剂.2019年6—10月对浙江中部盆地金华市大气中PAN进行了在线监测,并对影响其体积分数变化的因素进行了分析,同时还分析了一次典型的光化学污染过程.结果表明,观测期间PAN的平均体积分数为0.656×10^-9,最高体积分数为4.348×10^-9,日均体积分数水平在0.130×10^-9~2.203×10^-9之间.PAN日变化特征显著,9月为明显的双峰变化,其他月份均为单峰.受气象条件的影响,夏季的污染程度显著低于秋季.9月27—30日典型污染时段内,PAN的小时均值是整个观测期均值的2.8倍,污染以本地积累为主.前体物浓度水平差异与去除机制的不同是影响PAN和O₃相关性的重要因素,此外NO/NO₂的比值是影响PAN生成速率的重要因素,PAN的峰值基本出现在NO/NO₂比值较低的时段.在生成PAN的VOCs物种中,丙烷、乙烷和间/对二甲苯所占比例较大.     

基于多年卫星遥感的江苏省夏季城市热岛特征分析

利用2003—2020年的MODIS土地覆盖类型和地表温度等数据，从地表温度、气温和城市化的角度分析了江苏省夏季城市热岛强度和面积的时空分布和变化趋势。结果表明：近20 a快速的城市化导致了江苏省夏季热岛强度（0.07℃·a^-1）和热岛面积（529 km²·a^-1）整体均呈增加趋势；其中热岛强度前期受城区升温影响，呈明显增强（0.18℃·a^-1），后期受郊区升温影响，呈明显减弱（-0.14℃·a^-1）；热岛面积变化主要由弱热岛面积（297 km²·a^-1）和较强热岛面积（192 km²·a^-1）的增长趋势主导，强热岛面积呈前期增长（133 km²·a^-1）和后期减少（185 km²·a^-1）的变化趋势；高温对整个城区的热岛效应影响有限，但对城市核心区的热岛效应影响明显，对应的强热岛面积增加和热岛强度增强。     

利用毫米波云雷达数据反演层云微物理参数和云内湍流耗散率

利用地基毫米波雷达进行云参数及云内湍流特性的探测和反演。根据云雷达回波的功率谱数据,反演出大气垂直运动速度和云微物理参数,得到云内湍流耗散率ε的大小和分布情况,并进一步研究和分析了云内空气垂直运动与云微物理参数、反射率因子、多普勒速度、速度谱宽变化的关系,更好地了解云的演变情况。对2016年8月8日四川稻城的一次层状云过程的探测和反演表明：1）粒子有效半径随着上升气流的增强而增大,由于碰并聚合的作用,粒子数浓度也呈现相应减小的趋势。2）云内湍流耗散率ε在云底、云顶较大,云内较小,量级在10^-8~10^-2 m²·s^-3,多普勒速度能谱验证了假设雷达探测湍涡的尺度在惯性副区的合理性。3）随着上升气流的增强,云粒子的下沉运动相应减小,速度谱宽相应增大。     

The Onset of the Monsoon over the Bay of Bengal: The Observed Common Features for 2008–2011

In situ buoy observation data spanning four years(2008-2011) were collected and used to perform a composite analysis of the monsoon onset process in the Bay of Bengal(BoB).The sea surface temperature(SST) in the central BoB increases dramatically during the monsoon transition period and reaches its annual maximum just before the onset of the monsoon.This process is illustrated by the northward-propagating deep convection phase of the intraseasonal oscillation and the establishment of a steady southwest wind.It is argued that the SST peak plays a potential role in triggering the onset of the monsoon in the BoB and its vicinity.The general picture of the BoB monsoon onset summarized here reveals the possibility of regional land-ocean-atmosphere interaction.This possibility deserves further examination.     

热带海温异常对东南亚夏季风爆发的影响

通过季风指数Im定义了能表征东南亚地区降水实况的东南亚夏季风指数,根据东南亚夏季风指数测算出东南亚夏季风爆发的平均时间为5月7日.利用东南亚夏季风指数分析热带海温场及垂直速度场的变化后发现,在东南亚夏季风爆发的前期秋、冬季节,中东太平洋地区以及中西印度洋地区的冷海温有利于东南亚地区夏季风的提前爆发.当中东太平洋地区是冷(暖)海温时,对应着纬向的Walker环流及季风环流圈强(弱),东南亚地区的对流也强(弱),则东南亚地区夏季风爆发早(迟).     

异常东亚冬季风对夏季南海地区风场及热力场的影响

用合成及SVD方法,对冬季风异常在南海地区的风场和热力场中所产生的影响进行了研究,并探讨了这种相互联系的可能机制。结果表明,冬季风异常对流场的影响可以从冬季持续至春、夏季。在强冬季风年,南海夏季风爆发偏早、偏强且突发性显著;而在弱冬季风年则相反。长江流域的情况则与此相反,强冬季风时,该地区夏季对流偏弱,降水减少;弱冬季风时相反。南海地区风场的变化与该地区大气及下垫面热状态的改变有关。强、弱冬季风所对应的同期及后期的海温截然不同。在强冬季风年,热带海温场上呈现LaNi*S～/n@a型的异常分布,而在亚洲大陆近海及南海地区,则维持较强的负距平,海水温度明显偏低,强度以春季为最强。它所形成的南海及邻近地区海陆之间的温度梯度有利于夏季风的早爆发和加强;而在弱季风年,则完全相反。与异常冬季风相关联的大气的热状态同样具有季节的持续性。春、夏季季风区中大气热状态的改变,影响了夏季风特别是南海夏季风爆发的早晚及其强度的变化。由冬季风异常引起的热源变化可能也是环流隔季相关的重要纽带之一。     

A Primary Study of Interaction Between Monsoon and Sea Surface Temperature in the Neighborhood Sea Area in South Aisa

1. Introduction South Asian monson is an important weather and climate phenomenon, and it is also an important con- stituent of the global atmospheric circulation, thus people pay more attention to it (Hahn and Manabe, 1975; Zhu and Zhao, 1987; Zhu et al., 1991; Zhou and Yang, 1994; Wu and Huang, 2001; Li et al., 1999). For example, Zhu and Zhao (1987) studied the effects of terrain on South Asian monsoon by the equato- rial atmospheric balance model, indicating that ter- rain effect is …     

影响东亚夏季风降水异常的前期海温信号

采用NCEP/NCAR大气再分析资料、HadISST海温数据以及中国东亚季风区的实测降水资料,探讨前期冬季海温与东亚夏季风之间的关系。研究表明,影响东亚夏季风异常的海温变化存在2个关键区,分别位于南印度洋中部和北太平洋东部,关键区的海温与东亚季风区的降水在长江中游有显著正相关,与东亚夏季风指数有显著负相关。基于此,定义了印-太海温指数。强海温指数年的南亚高压、索马里越赤道气流、西太平洋副高偏强,有利于东亚夏季风北进,中国大部降水偏多;弱海温指数年则相反。      

Subtropical high anomalies over the western pacific and its relations to the asian monsoon and sst anomaly

Using the data of 500 hPa geopotential height from 1951 to 1995, SST roughly in the same period and OLR data from 1974 to 1994, the relation between the anomalies of subtropical high (STH for short) and the tropical circulations including the Asian monsoon as well as the convective activity are studied。 In older to study the physical process of the air-sea interaction related to STH anomaly, the correlation of STH with SST at various sea areas, lagged and simultaneous, has been calculated. Comparing the difference of OLR, wind fields, vertical circulations and SST anomalies in the strong and weak STH, we investigate the characteristics of global circulations and the SST distributions related to the anomalous STH at the western Pacific both in winter and summer. Much attention has been paid to the study of the air-sea interaction and the relationship between the East Asian monsoon and the STH in the western Pacific. A special vertical circulation, related to the STH anomalies is found, which connects the monsoon current to the west and the vertical flow influenced by the SST anomaly in the tropical eastern Pacific.     

西伯利亚高压强度与北大西洋海温异常的关系

利用NCEP/NCAR再分析资料和NOAA海温等资料,采用EOF、相关分析等方法,研究了西伯利亚高压(Siberian High,SH)强度和北大西洋海表温度(SST)的变化特征,揭示了二者的联系及其时空变化。结果表明:1)冬季SH在1960s中后期开始偏弱,2003年后略增强。2)各季北大西洋SST指数(全区平均SST的标准化距平)均在1960s中期后偏低,1990s末后偏高。北大西洋海温三极子位相由正转负的时间在春冬季(1970s初)晚于夏秋季(1960s初),而后均在1990s中期后进入正位相。3)各季偏高(低)的北大西洋SST指数和海温三极子正(负)位相均有利于冬季SH偏强(弱),但前者与SH的关系更显著,且冬季最强。北大西洋北部和西南部是影响SH强度的关键区,但SH对北部SST异常的响应范围在冬季最大,而对西南部的响应范围在夏季最大。4)当冬季大西洋SST指数异常偏高时,下游激发出的罗斯贝波列使乌拉尔山高压脊加强,使SH上空负相对涡度平流增大,高层辐合和低层辐散增强,整个对流层下沉气流深厚,促使SH增强,反之亦然。     

亚澳季风异常与ENSO准四年变化的联系分析

分析了赤道地区纬向风的年际变化特征，以及亚澳季风与ENSO在各个位相的联系。结果表明：赤道纬向风变化与中东太平洋海温变化在准四年周期上是强烈耦合的；在El Eino期间东亚冬季风弱，夏季风强，而南亚夏季风弱，反之，在La Nina期间东亚冬季风强，夏季风弱，而南亚夏季风强；东亚地区的异常北风有利于西太平洋西风异常爆发，使得东太平洋海温升高，但只有随后在中东太平洋出现持续性西风异常，El Nino才能发展，其中来自太平洋中部的异常北风（并不是来自东亚大陆地区）和南太平洋中部的异常南风的辐合对中东太平洋出现持续性西风异常起重要的作用，尤其是澳大利亚东北部的季风异常的影响更为显。     

The Onset of the Monsoon over the Bay of Bengal: The Year-to-Year Variations

In situ buoy observation data spanning four years(2008-2011) were used to demonstrate the year-to-year variations of the monsoon onset processes in the Bay of Bengal(BoB).A significant early(late) monsoon onset event in 2009(2010) was analyzed in detail.It is found that the year-to-year variations of monsoon onset can be attributed to either the interannual variability in the BoB SST or the irregular activities of the intra-seasonal oscillation(ISO).This finding raises concern over the potential difficulties in simulating or predicting the monsoon onset in the BoB region.This uncertainty largely comes from the unsatisfactory model behavior at the intra-seasonal time scale.     

Emerging role of Indian ocean on Indian northeast monsoon

This study examines the emerging role of Indian Ocean sea surface temperature (SST) on the inter-annual variability (IAV) of Indian north-east monsoon rainfall (NEMR). The IAV of NEMR is associated with the warm SST anomaly over east Bay-of-Bengal (BoB) (88.5^oE–98.5^oE; 8.5^oN–15.5^oN) and cool SST anomaly over east equatorial Indian Ocean (80.5^oE–103.5^oE; 6.5^oS–3.5^oN). The gradient of SST between these boxes (i.e. northern box minus southern box) shows strong and robust association with the Indian NEMR variability in the recent decades. For establishing the teleconnections, SST, mean sea level pressure, North Indian Ocean tropical storm track, and circulation data have been used. The study reveals that during the positive SST gradient years, the inter-tropical convergence zone (ITCZ) shifts northwards over the East Indian Ocean. The tropical depressions, storms and cyclones formed in the North Indian Ocean moves more zonally and strike the southern peninsular India and hence excess NEMR. While, during the negative SST gradient years, the ITCZ shifts southwards over the Indian Ocean. The tropical depressions, storms and cyclones formed in the North Indian Ocean moves more northwestward direction and after crossing 15^oN latitude re-curve to north-east direction towards head BoB and misses southern peninsular India and hence, deficient NEMR.