大气科学：一个充满活力的前沿科学

着眼于未来发展的若干战略问题,阐述了对当前大气科学发展的状况与趋势的意见,提出了我国未来发展大气科学的思路和重点任务建议,还分析了我国大气科学研究中存在的若干问题并提出一些政策建议。     

浑善达克沙地气候因子对沙尘暴频率影响作用的模拟研究

 利用浑善达克沙地气象台站的常规气候资料,分析了气候要素和沙尘暴频率的多年变化状况,建立了能够很好描述区域沙尘暴频率年际变化的沙尘暴指数,并建立了适合浑善达克沙地气候特征的气候因子影响沙尘暴频率指数模型。结果表明,浑善达克沙地自1960年后气候逐渐变暖,并有微弱变湿趋势,沙尘暴年日数自1994年起波动增加,2000年出现极大值;沙尘暴年日数与沙尘暴指数的相关系数达0.7左右;建立的气候影响指数模型,能够用来解释当前浑善达克沙地沙尘暴频率的分布格局。     

浑善达克沙地沙尘气溶胶的辐射强迫

利用2001年春季浑善达克沙地外场观测的辐射资料及大气辐射模式,对沙尘气溶胶的局地辐射强迫进行了分析和模拟估算。计算结果表明,浑善达克沙地大气透过率日变化显著,晴天可达0.80以上,沙尘天气最低在0.01以下;白天沙尘的辐射强迫对地表有冷却作用,夜间起保温作用。观测期间,平均大气透过率为0.6,白天沙尘对地面向下长波辐射的平均强迫增加量为16.76 W.m-2,对地面净辐射能收支的平均强迫减少量为62.76 W.m-2;夜间地表长波辐射净损失量因沙尘作用减少,平均为67.84 W.m-2。     

海洋碳循环模式的研究进展

从最简单的三箱模式开始简要回顾了海洋碳循环模式的发展历史，讨论了不同发展时期各种模式的特点，并指出了海洋吸收大气CO2的能力。近年来全球海洋环流碳循环模式经常使用简单生化过程，而在过程模式和一维模式中较详尽探讨生态系统在海洋碳循环的作用。最新的全球环流碳循模式估计海洋在20世纪80年代每年吸收大气CO2为1.5~2.2 GtC。还讨论了模拟海洋碳循环的现状和存在的问题。使用含显式生态系统的碳循环模式是研究CO2生物地球循环及其对全球变化响应的发展趋势。     

A Two-Dimensional Zonally Averaged Ocean Carbon Cycle Model

ＡＴｗｏ－ＤｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＺｏｎａｌｙＡｖｅｒａｇｅｄＯｃｅａｎＣａｒｂｏｎＣｙｃｌｅＭｏｄｅｌＸｕＹｏｎｇｆｕ（徐永福）ａｎｄＷａｎｇＭｉｎｇｘｉｎｇ（王明星）ＬＡＰＣ,ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＰｈｙｓｉｃｓ,Ｃｈｉｎｅｓ...     

海洋生物过程在海洋吸收大气二氧化碳中的作用

使用一个包括浮游生物（植物、动物和细菌）和无生命氮（有机碎片、溶解有机氮、硝酸盐和铵）的食物网来描述发生在海洋上层的生物过程。并将该生物模式分别用在佛罗里达海峡的一个固定位置和从佛罗里达海峡（２４°Ｎ,８０°Ｗ）流经挪威海（６８°Ｎ,１０°Ｅ）（扩展湾流体系,ＥＧＳＳ）的一个水块中,研究了海洋中上述的生物过程对水块吸收大气二氧化碳的影响。水块模式的结果十分明显地表明了海洋中的水华季,比包括浮游植物－浮游动物－硝酸盐体系得到的峰陡,结果更合理。扩展湾流体系中平均净初级生产力为４３ｇＣｍ－２ａ－１,小于观测值。模拟的总碱度,总二氧化碳和二氧化碳分压落在观测值的范围内,在水块吸收大气ＣＯ２的总量中生物泵的作用约占１６％。     

全球海洋模式中CFC-11吸收对次网格尺度混合参数化的敏感性

以描述中尺度涡旋对示踪物的输送作用为目的的湍流混合方案GM90经证明对海洋模式的模拟能力较以前的湍流混合方案有较大的提高.该方案涉及到两个主要参数:等密度面扩散系数(A_I)和等密度面厚度扩散系数(A_ith).该文的目的就是利用中国科学院大气物理研究所(IAP)全球海洋环流模式L30T63研究以上两个系数取值大小对主动示踪物(温盐)以及被动示踪物(CFC-11)海洋分布的影响.实验结果表明这两个系数的取值可明显改变大洋温盐垂直分布以及海洋对CFC-11的吸收,且两个系数在其中起到的作用有很大的差异.从几个剖面的分析结果可知,总的来说,AI的增加使得CFC-11主要储存区的模拟结果更接近观测资料,而A_ith的增大使得模拟结果变差.     

边界条件对北太平洋海盆尺度环流模式的影响

采用Stevens开边界条件,将一个闭边界海盆尺度环流模式改造成开边界模式,对20°S以北太平洋大尺度环流进行了系统模拟。考察了开边界和不同等密面扩散系数对北太平洋环流和温盐结构的影响。模式较好地再现了太平洋大尺度环流特征,模拟出了表层赤道流系(包括北赤道流、黑潮和北太平流)以及对应的顺时针环流,同时还较好地反映了温盐场的基本分布特征。从年平均的纬向平均温度和盐度的断面分布可以看出,温跃层深度呈“W”型分布,在亚极地海区有一个梯度比较大的盐度锋区。南边界打开后使得模拟的北太平洋中层水温度和盐度更低,低盐水舌加深和向南延伸加强,更加接近观测值。增加沿等密面扩散系数后得到的中层水强度更大,尤其是34.6等盐线更接近观测资料。质量输运流函数分布表明,赤道两边各有一个翻转区,亚极地地区也存在一个浅的翻转区,打开南边界可以消除因为闭边界存在产生的假的下沉流,这些都为将来进行示踪物模拟打下基础。     

臭氧吸收参数数据库精度检验和验证

利用国际权威期刊上发表的臭氧吸收截面观测数据,检验和验证了现有的紫外正演模式TOMRAD臭氧吸收参数数据库。结果表明,在Hartley臭氧吸收带上,观测数据与数据库参数吻合状况很好;而在Huggins臭氧吸收带上,观测数据与数据库参数在部分波长上存在较大偏差,某些波长上的偏差超过50%。鉴于此,FY-3紫外臭氧探测仪资料处理计算中,选取臭氧吸收参数,必须特别慎重。     

透视内蒙古沙尘暴

1．引言沙尘暴天气对当地及其下游广大地区的生态环境、农牧业生产、交通安全、水利设施及人民生活均构成了不同程度的危害,引起了社会各界的广泛关注。扬沙天气是指大气中悬浮着沙尘微粒,使水平能见度低于10公里的天气现象;而沙尘暴的基本定义是大风扬起地面沙尘使水平能见度低于1公里的恶劣天气现象。