中纬度地区混合云中稳定同位素分馏的数学模拟—以乌鲁木齐降水为例(英)

介绍的数学模型考虑了混合云中液、固态共存时以及冰面过饱和环境下稳定同位素的动力分馏效应。利用该数学模型,模拟了不同冷却条件下稳定同位素的温度效应。在相同的湿度条件下,湿绝热冷却过程中δ18O随温度的变化率小于等压冷却过程。冰面过饱和比Si的增大意味着动力分馏效应的增大。与平衡态相比,它的作用使得稳定同位素的综合分馏系数减小,从而使得降水中δ18O随温度的变化趋缓。模拟显示,湿绝热冷却过程中大气水线(MWL:=bδ18o+d)的斜率b和常数d均大于等压冷却过程。全球大气水线位于湿绝热冷却过程和等压冷却过程条件下分别模拟的两条大气水线之间。b和d的大小与Si呈正比。Si愈大,动力分馏效应愈强,b和d也愈大。反之亦然。然而,b和d的大小对云中含水量的变化具有低的敏感性。利用动力分馏模式模拟了乌鲁木齐降水中稳定同位素的变化。模拟的稳定同位素比率-温度以及δD-δ18O曲线分别与乌鲁木齐实测的稳定同位素比率-温度同归线以及大气水线有非常好的一致性。     

沿三条水汽输送路径的降水中(&)18o变化特征

分析和比较了沿三条水汽输送路径降水中稳定同位素的变化.沿南方水汽路径,低纬度地区取样站降水中平均δ18O的季节差异较小.自曼谷起,降水中δ18O的季节差异明显增加.沿北方水汽路径,郑州以西取样站暖半年与冷半年平均δ18O的季节差异均大于零.随着经度的增加,降水中平均δ18O的季节差减小.沿高原水汽路径,印度次大陆南部降水中的δ18O相对较高,随着纬度的增加,降水中δ18O逐渐减小.在翻越喜马拉雅山后,由于强烈的洗涤作用,降水中δ18O急剧下降.     

水体蒸发过程中稳定同位素的分形机制

The variations of stable isotopes in atm ospheric vapor and precipitation are caused by stableisotopic fractionation during phase changes in w ater cycle. The isotopic fractionation m ainlyhappens in the m ass transportation of stable isotopes from free w…     

土壤湿度的一种统计预报模型初步试验

探讨土壤湿度模拟与预报的可能途径，本文从水量平衡的物理原理出发，利用统计模型建立完全预报方程与简化预报方程，以淮河流域能量与水循环试验(HUBEX)的外场观测试验区所得淮河史灌河流域土壤水分的加密观测资料及其同期降水、蒸发、径流等水文观测资料(逐日资料)为例，进行了预报试验。结果表明，预报精度约为87．3％-88．3％。可见，利用前一日和前两日的降水和土壤湿度可以尝试作为估计未来土壤湿度的预报因子，但这只是一次初步的试验。     

青藏高原大气总水汽量的反演研究

利用2001年青藏高原89个气象站资料、NCEP格点再分析资料以及2001—2003年7月3个地基GPS站的大气总水汽量观测资料,对GPS遥感的大气总水汽量与探空观测结果做了比较,研究了大气总水汽量变化对降雨形成的影响,大气总水汽量与地面水汽压的关系,分析了青藏高原大气总水汽量的时空变化特征及其成因。结果表明:GPS遥感的大气总水汽量与探空观测结果吻合得较好,2001年那曲站两种结果相比均方根误差仅0.15 cm;大气总水汽量与地面水汽压之间有良好的相关关系;不同季节高原上基本都存在3个明显的大气总水汽量高值中心:即东南部、西南部和西北部;高原大气总水汽量分布的季节变化与500 hPa风场及整层大气水汽通量的变化关系密切。     

固城生态气象综合观测试验站建设

中国气象科学研究院固城生态与农业气象试验站位于华北平原东北部的河北省定兴县固城镇东(39°08′N,115°40′E,海拔高度15.2 m),占地15 hm2,是中国气象科学研究院直属唯一的国家级农业气象试验站,也是中国气象局农业气象试验站网的龙头站,在全国农业气象试验站中科研观测设施最为齐全.2004年固城站被选为中国气象局7个率先在全国气象部门开展生态气象观测试验的野外台站之一,并明确要求固城站承担起7个生态气象观测站的示范和技术指导的责任.同时,固城站还承担着气象系统生态气象观测试验站网数据观测、收集、处理和分析的任务.2005年在基础设施的改造建设、科研野外试验、常规监测和业务服务方面,都圆满地完成了任务.     

湿润气候区非均匀地表平均蒸散发率参数化方案研究

从水文过程的物理机制出发,提出湿润气候区平均蒸散发率的一种统计-动力参数化方案.将陆面蒸散发过程的复杂机制分解为地表层裸土及植被两种下垫面的土壤水分饱和区与非饱和区影响下的通量贡献.从理论上推导出考虑土壤含水量次网格尺度非均匀性的区域蒸散率解析表达式.根据湿润气候区土壤水分空间分布PDF的特点,给出适用于湿润气候区的平均蒸散发计算式.以长江三角洲为例进行的数值试验证明其合理性与可行性.     

中国西南地区降水中氧稳定同位素比率与相关气象要素之间关系的研究

分析了中国西南地区降水中稳定同位素比率与不同高度的温度、气压、湿度的关系以及影响该地区降水中稳定同位素比率的因子. 在天气尺度下, 蒙自、思茅、腾冲降水中δ ¹⁸O与取样时的降水量、水汽压、大气水汽总量均存在显著的负相关关系; 与各标准层(400, 500, 700, 850 hPa)的日平均温度存在显著的负相关关系, 这个结果与中高纬度内陆区存在的显著温度效应不同. 另外发现, 降水中δ ¹⁸O与各标准层大气的温度露点差ΔT_d存在显著的正相关关系. 在年尺度下, 昆明站的年加权平均δ ¹⁸O不仅与年降水量存在一定程度的负相关关系, 并且与500 hPa的年平均温度存在显著的负相关关系. 在夏季风异常强盛的年份, 更多来自低纬度海洋的暖湿空气通过中国的西南水汽通道向北输送, 并在沿途形成异常的强降水. 异常强的凝结过程将释放更多的凝结潜热加热大气, 使降水时的大气温度升高. 伴随降水量的增加, 降水中δ ¹⁸O的降低; 反之, 在夏季风异常弱的年份, 降水量小, 降水时的大气温度较低, 因此, 降水中的δ ¹⁸O较高.     

北美洲降水中稳定同位素的时空分布以及与ENSO的关系

分析了北美洲降水中δ¹⁸O的时空分布特征以及与温度、降水量、ENSO的关系.结果表明:无论是在陆地还是在海洋,北美降水中平均δ¹⁸O的纬向分布是非常显著的.随着纬度的升高,降水中δ¹⁸O迅速减小.整个北美大陆均存在温度效应,并随纬度的增加而加强.不同季节温度效应分布的差异仅表现在其范围和强度的变化上.降水量效应主要出现在低纬度海洋、中低纬度太平洋的东海岸和湾流的西北海岸.在内陆区,降水量效应不存在.不同季节降水量效应分布的差异也仅表现在其范围和强度的变化上.在大陆内部和高纬度地区,对应显著的温度效应,δ¹⁸O的季节差异Δδ¹⁸O具有较大的正值;在低纬度海洋,对应显著的降水量效应,Δδ¹⁸O较小或为负值;在相同的纬度,陆地上的Δδ¹⁸O明显大于海洋.代表大陆性特征的渥太华站和代表海洋性特征的中途岛站降水中δ¹⁸O与Ni o-4的SST具有显著的正相关关系,其中,尤以5月的δ¹⁸O与Ni o-4的SST的连续相关关系最显著,表明ENSO事件的强信号对该时期陆地和海洋降水中稳定同位素的变化具有重要影响.     

LOW FREQUENCY VARIABILITY OF INTERANNUAL CHANGE PATTERNS FOR GLOBAL MEAN TEMPERATURE DURING THE RECENT 100 YEARS

The TEEOF method that expands temporally is used to conduct a diagnostic study of the variation patterns of 1, 3, 6 and 10 years with regard to mean air temperature over the globe and Southern and Northern Hemispheres over the course of 100 years. The results show that the first mode of TEEOF takes up more than 50% in the total variance, with each of the first mode in the interannual oscillations generally standing for annually varying patterns which are related with climate and reflecting long-term tendency of change in air temperature. It is particularly true for the first mode on the 10-year scale, which shows an obvious ascending trend concerning the temperature in winter and consistently the primary component of time goes in a way that is very close to the sequence of actual temperature. Apart from the first mode of all time sections of TEEOF for the globe and the two hemispheres and the second mode of the 1-year TEEOF, interannual variation described by other characteristic vectors are showing various patterns, with corresponding primary components having relation with long-term variability of specific interannual quasi-periodic oscillation structures. A 2 T test applied to the annual variation pattern shows that the abrupt changes for the Southern Hemisphere and the globe come closer to the result of a uni-element t test for mean temperature than those for the Northern Hemisphere do. It indicates that the T 2 test, when carried out with patterns of multiple variables, seems more reasonable than the t test with single elements.