DEVELOPMENT OF THE 2-D COUPLED STRATOSPHERICTROPOSPHERIC DYNAMICAL-RADIATIVE-CHEMICAL MODEL—PART Ⅱ:THE RESULTS AND DISCUSSION OF SENSITIVITY EXPERIMENTS

By using the 2-D stratospheric-tropospheric dynamic-radiative-chemical coupled model,somesensitivity experiments have been done,which are interactions among ozone,radiation andtemperature,vapor effects,as well as effects of source and sink.The result of temperatureexperiment shows that feedback interaction among ozone,radiation and temperature,mainlyoccurs in the upper and middle stratosphere,the maximum of ozone concentration decrease is 1ppm,the maximum of temperature change is 6 K,and the maximum of total ozone change is 20DU.From the experiment of water vapor,we can see that the area of the middle and high latitudesof the Northern Hemisphere is sensitive to vapor change.When the maximum difference betweenboth surface sources is in the Antarctic,the maximum of ozone change is also there.Because thecharacter of surface varies with latitude,dry deposition is different in different latitudes.Thechange of dry deposition makes ozone in boundary layer quite obvious,especially in both poles.The maximum change of total volume ozone in experiments of vapor,source and sink is more than12 DU.     

南极中山站臭氧洞期间O_3廓线的观测研究

本文主要分析了１９９５年臭氧洞期间在中山站用Ｂｒｅｗｅｒ臭氧仪通过Ｕｍｋｅｈｒ（逆转）方法观测和反演得到大气臭氧垂直高度分布的变化情况，并与Ｏ３洞闭合后及１９９５年１～３月的Ｏ３廓线测量结果进行了对比，同时还与国外测站的资料进行了对比，指出南极臭氧洞期间大气臭氧的减少主要发生在平流层下层（１４～２５ｋｍ），这说明发生在平流层气溶胶冰晶云（ＰＳＣ）表面的非均相催化反应主要发生在１４～２５ｋｍ高度。     

A GLOBAL ANNUALLY-AVERAGED CLIMATE MODEL WITH CXOUD, WATER VAPOR AND CO_2 FEEDBACKS

In consideration of the radiation transter, latent and sensiole neat exchange between oceans and atmosphere, a three-dimensional autonomous nonlinear ordinary differential equation is established by statistical parameterization method. The variables of the model are the mean ocean surface temperature Tx, mean atmospheric temperature To and atmospheric relative humidity f, and the feedbacks of clouds, water vapor and CO2 are involved. The steady state corresponding to the present-day climate can be obtained from this model. The analysis of parameter sensibility in the steady state indicates that clouds have considerable negative feedback effects and water vapor may affect the sign of CO2 feedback. The stability analysis of the steady state to small disturbance indicates that with increase of the positive feedback effect of clouds, the steady state goes through such a structural variance series as a stable node→a stable focal point→an unstable focal point→an unstable node, and when the steady state bec     

Modeling the East Asian climate during the last glacial maximum

Climatologists have been paying much attention to the global and regional climatic charac-teristics during the LGM. A lot of paleodata were obtained in East Asia during the LGM[1—5] and laid the firm foundation of reconstructing East Asian paleoclimate t…     

HLAFS显式云降水方案及其对暴雨和云的模拟(I)云降水显式方案

将三套显式云降水方案移植、耦合到国家气象中心业务有限区数值预报模式HLAFS中, 显式云降水方案包括双参数暖云方案、简化混合相云方案和双参数混合相云方案,明显地改进了原模式预报系统的湿物理过程,特别是对云降水过程的模拟能力.详细介绍了这三套云降水方案的物理过程,以及与动力框架的耦合.     

A NUMERICAL SIMULATION OF THE EFFECT ON CHINESE REGIONAL CLIMATE DUE TO SEASONAL VARIATION OF LAND SURFACE PARAMETERS (PART Ⅱ)

The effect on climate due to seasonal variation of vegetation and roughness length wassimulated in Part Ⅰ of this essay.In Part Ⅱ,the individual effect of albedo and the joint effect of allthose factors (vegetation,roughness length and albedo) were calculated by numerical sensitivityexperiments.The results showed that:(1)There is no significant effect on precipitation if thealbedo of 4 seasons is used to replace the CRCM's climate average data,but the effect on landsurface temperature can be seen clearly.And the effect also can be seen in adjacent regions.(2)Ifall these three factors are used to replace the CRCM's climate average data at the same time,theeffect on precipitation is significant,the most variation value is 300mm.And the effect ontemperature is similar to what we can see if only one of these factors in CRCM is replaced bymonthly or seasonal data.(3)Seasonal variation of land surface parameters has important effectnot only on regional climate,but also on global environment.     

城市群落大气污染源影响的空间结构及尺度特征

以迅速发展的城市群落-北京及周边区域为样本, 利用2003年冬季(2月)、夏季(8月)北京城市大气环境现场科学试验(BECAPEX, Beijing City Air Pollution Observation Experiment)建筑群边界层大气污染动力-化学过程观测资料以及相关的气象要素、卫星反演气溶胶光学厚度等综合资料, 进行“点-面”空间结构动力-统计合成分析, 剖析北京大城市及周边区域大气污染影响域的空间结构及多尺度特征. 结果表明, 冬、夏季不同污染排放源对大气污染成分特征的贡献率具有显著差异, 统计模型主成分分析结果亦表明, 冬季气溶胶颗粒物成分结构以SO2和NOx影响为主; 夏季粒子成分结构则以CO, NOx影响为主. 冬、夏季北京城区不同方位测点近地层大气动力、热力结构及建筑群上边界各类污染物种均具有“同位相”变化及其“影响域”空间尺度特征. 功率谱分析发现冬、夏季颗粒物浓度和大气风场动力结构的周期谱相吻合, 冬季以长周期为主, 夏季则多为短周期, 揭示出冬、夏季大气环流季节性尺度特征对大气污染变化周期特征的影响效应. 分析城市区域热力非均匀性特征, 可发现北京地区热岛多尺度效应与高层建筑群面积非均匀扩展特征存在相关关系. 城市大气动力、热力特征空间结构中城市边界层群筑群湍流尺度特征对城市大气污染多尺度特征具有重要影响. 晴空、稳定天气条件下MODIS气溶胶变分订正分析场和污染源追踪相关合成风矢场综合分析模型均表明, 冬季北京大气污染气溶胶颗粒物的排放源可远距离追溯到北京南部周边的河北、山东及天津等地更大尺度空间范围, 气溶胶指数高值区与北京及周边地区居民户数高值区(采暖面源)空间分布存在关联. 冬、夏季空气质点后向轨迹特征呈类似上述多尺度特征, 且描述出不同季节污染源空间分布的尺度特征差异, 城区大气污染周边源轨迹路径主体来自城市近郊固定工业面源或采暖面源, 且冬季周边污染源扩散输送距离较夏季呈更远的空间尺度, 上述结论描述出城市区域大气污染源影响和大气动力结构引起的多尺度空间影响域及季节性特征. 冬季TOMS气溶胶光学厚度高值区域位于北京地区并向南延伸, 且呈南北向带状分布, 可描述出周边地形分布对区域尺度大气污染源扩散的动力影响效应. 研究分析表明: 北京周边大地形“谷地”内冬季污染程度与南部周边地区的污染排放源密切相关; 北京及周边地区冬季的气溶胶光学厚度和日照时数的“反位相”变化特征显著, 冬季云量、雾日数与气溶胶呈区域尺度相关特征, 反映了该区域尺度气溶胶影响的局地气候效应. 另外, 流域面尺度的大气干、湿沉降分布对密云水库区域尺度空间水体的影响分析亦反映了夏季水、土、气多圈层污染源影响多尺度空间结构对密云水库水质影响的可能性.     

推动创新研究，繁荣大气科学——纪念《气象学报》创刊80周年

20世纪20年代是中国现代科学技术发展史上的重要年代。不同学科的研究院、所和高等学府相继建立,各种学术期刊相继创办。继1924年10月10日中国气象学会创立之后,1925年7月《中国气象学会会刊》———《气象学报》的前身诞生了。早期的《中国气象学会会刊》覆盖着天气学、气候学、海洋学、地震学及天文学等广阔领域。不仅刊登学术论著,也发表传记、调查、特载,气象新闻、会务报告和年会记录,介绍国际气象法典及气象学会章程。内容丰富,形式多样。经过10年的实践,1935年《中国气象学会会刊》改刊名为《气象杂志》(MeteorologicalMagazine),卷…     

大气随机动力学与可预报性

偶然性与必然性过程及其相互转化是世界事物变化复杂性的根源。根据布朗运动统计理论,提出了分子热运动是不稳定流体中湍流形成之源,由此形成不同宏观尺度的随机运动是大气运动固有的属性。观测事实表明,太阳辐射作为决定大气运动与变化的主要因子,它的变化具有随机性,是大气的随机强迫因子,它对气候变化具有决定性影响。地-气相互作用是一个时变的非线性相互反馈的耦合过程,形成了下边界对大气复杂的随机强迫作用,其界面交换耦合随机动力学模式尚待建立。由于大气过程固有的随机性以及随机的外强迫耦合作用,大气确定性预报的时效是有界的,它决定于预报对象的不确定性及其空间尺度与时间尺度,以及预报时效内的大气不确定性。由此,客观存在着大气过程的报不准关系。     

一些陆面要素非均匀分布对模式计算结果影响的理论分析

应用平均参数化方法,从理论上分别研究了地表温度、地面粗糙度、积雪深度和密度非均匀分布对相关物理量计算的影响。结果表明:考虑地表温度的非均匀分布影响后,模式网格上平均地面的长波辐射通量增加,地面饱和水汽压也增加;在相同的地表温度分布变差系数和常温情况下,与长波辐射通量相比,地面饱和水汽压的变化对地表温度非均匀分布较为敏感;地面粗糙度非均匀分布对地面中性曳力系数和BATS型地面积雪覆盖率有一定的影响;积雪深度和密度非均匀分布也对地面积雪覆盖率有一定的影响。