太阳准周期变化对北半球夏季平流层加热率的影响

采用1979—2013年6—8月欧洲中期数值预报中心ERA-Interim逐月再分析资料和2004—2010年6—8月美国国家大气和海洋管理局太阳光谱辐照度资料,利用北京气候中心大气辐射模式,计算了北半球平流层夏季臭氧加热率(Ozone Heating Rate,OHR)和净加热率(Net Heating Rate,NHR),分析了太阳准11 a变化中太阳活动强年与弱年纬向平均OHR(NHR)的差异,并讨论了差异形成的原因。结果表明:太阳活动强年比弱年的紫外辐射明显要强,导致OHR、NHR整层增强,且随高度增加而增加;臭氧浓度在平流层下层较小,在平流层上层较大,该变化导致OHR、NHR有类似的变化型,且稍向高处偏移;OHR、NHR在平流层上层的变化,由紫外辐射和臭氧共同作用,其他地区均为臭氧起主要作用。     

Seasonal variation in species composition and abundance of demersal fish and invertebrates in a Seagrass Natural Reserve on the eastern coast of the Shandong Peninsula,China

Seagrass habitats are structurally complex ecosystems, which support high productivity and biodiversity. In temperate systems the density of seagrass may change seasonally, and this may influence the associated fish and invertebrate community. Little is known about the role of seagrass beds as possible nursery areas for fish and invertebrates in China. To study the functioning of a seagrass habitat in northern China, demersal fish and invertebrates were collected monthly using traps, from February 2009 to January 2010. The density, leaf length and biomass of the dominant seagrass Zostera marina and water temperature were also measured. The study was conducted in a Seagrass Natural Reserve(SNR) on the eastern coast of the Shandong Peninsula, China. A total of 22 fish species and five invertebrate species were recorded over the year. The dominant fish species were Synechogobius ommaturus, Sebastes schlegelii, Pholis fangi, Pagrus major and Hexagrammos otakii and these species accounted for 87% of the total number of fish. The dominant invertebrate species were Charybdis japonica and Octopus variabilis and these accounted for 98% of the total abundance of invertebrates. There was high temporal variation in species composition and abundance. The peak number of fish species occurred in August–October 2009, while the number of individual fish and biomass was highest during November 2009. Invertebrate numbers and biomass was highest in March, April, July and September 2009. Temporal changes in species abundance of fishes and invertebrates corresponded with changes in the shoot density and leaf length of the seagrass, Zostera marina.     

1951—2017年冬季中国南方持续性冰冻雨雪事件的气候特征及其与环流异常的联系

采用1950—2018年中国753站逐日气温和降水资料及NCEP/NCAR逐日再分析资料,确定了1951—2017年冬季中国南方强持续性冰冻雨雪事件,并对其时空特征、区划及事件爆发日的环流特征进行分析。结果表明：1）中国南方持续性冰冻雨雪事件存在显著的2～3 a周期变化,且1985年前后发生了突变,虽然近年来其强度呈显著减弱趋势,但仍然发生了多次强持续性冰冻雨雪事件;2）持续性冰冻雨雪事件在中国南方中西部发生频次高、持续日数长,在中国南方中东部则强度更大;3）中国南方37次强持续性冰冻雨雪事件可划分为华中型、华南型和西南型3类;4）3类持续性冰冻雨雪事件爆发日,欧亚大陆500 hPa位势高度异常呈现北高南低,蒙古高压显著偏强、中心南进,该配置有利于北方冷空气向南输送,且南支槽显著加深,水汽向北输送活跃。三者的不同之处在于蒙古高压强度及影响范围存在差异,其中西南型最强、范围最大、南伸显著,华南型次之;华中型、华南型的水汽输送受南支槽和副热带高压共同影响,而西南型的水汽输送仅受南支槽调控。     

南半球10 hPa极地涡旋的多尺度变化特征分析

利用NCEP/NCAR 10 hPa月平均高度场资料, 计算了1948\_2007年南半球10 hPa极地涡旋的强度指数P、 面积指数S和中心位置指数(λc, φc)。用它们分析了南半球10 hPa极地涡旋的季节变化、 年际异常及其可能成因, 分析了10 hPa极地涡旋强度与南极涛动的关系。结果表明： (1) 南半球10 hPa极区12月~1月受反气旋控制, 3~10月受气旋控制, 2月、 11月为环流转换季节。(2) 1(7)月反气旋(气旋)指数P\, S均在1970年代后期发生了显著的跃变; 跃变前反气旋(气旋)由极弱(极强)振荡地增强(减弱)至接近气候均值, 跃变后反气旋由极强振荡趋于气候均值, 气旋在偏弱的状态下振荡。(3) 1月反气旋中心位置存在显著的年代际变化, 而7月气旋中心位置的年际变化明显。(4) 臭氧异常可引起南半球10 hPa 1月极地反气旋年际异常(正相关), 但与7月极地气旋异常无关。(5) 1月、 7月极地涡旋强度指数P与南极涛动指数(AAOI)呈显著的负相关, 可由P来表征AAOI。     

传统梅雨区西北部梅雨期降水特征研究

本文从气候平均角度及年际时间尺度对传统梅雨区(28°~34°N,110°~123°E)的西北部(NW区)梅雨期降水及其与大气环流和海温的关系进行了研究,重点比较其与典型梅雨区梅雨期降水的异同。结果表明:(1)气候平均而言,850 hPa层次上大于40 g·m·kg^-1·s^-1的水汽输送带无法覆盖NW区,导致该地区在35~37候没有类似于江南地区、长江中下游地区和江淮地区梅汛期集中性降水的特征。(2)1979—2017年共39 a中,NW区有24 a出现了梅雨现象,有15 a为空梅,平均入梅日期为6月27日,比长江流域偏晚13 d,平均出梅日期为7月13日,与长江流域相近,梅雨期平均日降水量与长江流域相当。(3)NW区梅雨期时,雨量偏多的地区在我国黄淮地区,此时江南地区雨量偏少。东亚夏季风系统成员,如南亚高压、西太平洋副热带高压、青藏高原南部梅雨锚槽、低层西北太平洋反气旋等都比长江流域梅雨时偏北。(4)与典型梅雨区不同,NW区的入梅时间与赤道印度洋、赤道中东太平洋等关键区海温没有显著关联。     

阳信洼陷火成岩与CO2气成藏关系

通过对阳信洼陷火成岩发育和分布特征的分析、岩石矿物包裹体主挥发分和气藏组分含量的比较、火成岩的发育时代和岩石类型的不同所造成的含气性差异的分析,说明了火成岩与CO2气成藏的关系;研究表明阳信洼陷的CO2气主要为幔源无机成因气,幔源CO2气成藏受断裂活动和岩浆活动的控制,深大断裂的活动为岩浆活动创造了条件,岩浆是CO2气运移成藏的载体,火成岩的发育和分布为CO2气成藏提供了保障;结合阳信洼陷隐伏火山口的发育特征,采用幔源^3He通量法和CO2通量法对阳信洼陷CO2气的资源量进行了估算,为该区CO2气资源的勘探打下了基础。     

大叶藻移植方法的研究

为探索适宜的大叶藻(Zostera marina)移植修复方法,2008年10～11月,利用沉子法、枚钉法、直插法、夹苗法和整理箱法,在山东荣成俚岛近岸海域进行了大叶藻移植试验,监测了移植后1个月内大叶藻的生长、存活与渗透压的变化,比较了天然大叶藻和移植大叶藻之间的差异,并分析了移植海区主要环境因子与大叶藻生长与存活之间的关系。结果显示,5种移植方法大叶藻的平均存活率为沉子法(100%)>枚钉法(86.7%)>直插法(66.7%)>夹苗法(20%)>整理箱法(0%);移植大叶藻的平均绝对生长率为沉子法(0.358 cm/d)>直插法(0.242 cm/d)>对照组(0.211 cm/d)>枚钉法(0.083 cm/d)>夹苗法(0.067 cm/d);与天然大叶藻相比,移植后大叶藻根的渗透压显著升高,而茎和叶的渗透压则显著降低(P<0.01);移植后大叶藻的生长与存活和移植海区水流、光照、底质等主要环境因子显著相关。研究结果为研发适宜的低成本大叶藻受损生物群落生态修复技术提供了参考。     

一次切断低压诱发的暖区深对流与异常副热带锋及其平流层-对流层交换

采用Cloudsat/CPR云雷达,FY2C/TBB亮温,Aura/MLS大气成分等卫星遥感资料,结合ECMWF气象分析资料和HYSPLIT4轨迹模式,研究了2009年6月一次东亚切断低压的暖区深对流和异常副热带锋面的结构和演变.分析表明,由于低压切断前的旧槽背景,在低涡的近成熟期,内部冷、暖锋降水偏弱,边沿的高空副热带锋面异常发展到对流层底部,低空西南暖湿水汽在副热带锋前聚集,形成千公里长的暖区深对流降水带.随着该锋面的快速东移,副热带锋区进入原暖区雨带,锋区热力间接次级环流的强上升支,加强了锋下冷侧（原暖湿区）的深对流,但该锋面阻挡了来自暖侧的水汽补充,降水结束.该异常副热带锋区还发生了强烈的平流层-对流层相互交换,在高空急流出口区的下方,平流层1.5PVU等位涡线向下入侵可达5.5 km（约500 hPa）处,锋下向上的深对流注入可达10 km,在入侵-注入混合区,臭氧和水汽的散点图上出现了二者浓度双高和双低的特殊气团.     

利用化探精查技术检测二氧化碳气藏

化探精查技术检测二氧化碳气藏异常方法是基于油气渗透理论,通过对CO₂(土壤或水中)和土壤全烃、碳酸钙、汞、同位素、荧光等地表地球化学指标组合异常的分析,结合地质—地球物理资料,预测CO₂气藏分布。笔者通过对济阳坳陷花沟地区化探方法、化探资料和气藏分布的综合分析,在区域地球化学背景分析研究基础上,指出区带异常,并结合油气地质、地球物理资料,对圈定的化探异常区进行分级评价,预测CO₂气藏聚集的有利区带,探索化探精查预测技术检测CO₂气藏的方法。     

北半球冬季平流层温度和Brewer-Dobson环流对11 a太阳循环的响应

采用北京气候中心大气辐射模式(BCC-RAD)、日本气象厅JRA-55月平均再分析资料,研究了北半球冬季低纬度平流层上、下两个温度异常区对太阳周期的响应及其机制。结果表明,太阳活动偏强年,低纬度的上平流层温度暖异常是由臭氧短波加热异常引起的,它在中纬度的上平流层激发出异常强西风,阻碍行星波正常上传,由波破碎驱动的Brewer-Dobson环流也减弱,该环流上升支减弱的动力加热作用导致了低纬度的下平流层暖异常。