黄土高原半干旱区异常能量闭合率特征分析

以兰州大学半干旱气候与环境观测站（简称SACOL站）4 a的陆面通量数据为基础,利用普通最小二乘法（OLS）和能量平衡比率（EBR）方法,对能量平衡的异常闭合特征及其与相对垂直湍强（RIw）的关系进行了研究,并进行了能量滞后分析。结果表明,能量过闭合和负闭合现象分别主要发生在白天和夜间,大小遵从正态分布;较大异常闭合产生的原因主要是日出日落时净辐射与地表热通量接近以及降水影响造成湍流通量出现异常大值。一般来说,垂直湍流运动越强,异常闭合越少,闭合度越向1收敛,反之亦然。强湍流或极弱湍流都不利于产生异常闭合,过闭合、负闭合的最适相对垂直湍强RIw约为0.11、0.14。另外,能量支出项的相对滞后也是造成包括负闭合在内的异常闭合的原因之一。剔除湍强较弱的点或将地表热通量G0、感热H、潜热LE相位相对净辐射Rn提前30 min后,异常闭合所占比重减少;月平均EBR法过闭合度降低,OLS法闭合度提高。     

WRF-WSM3微物理方案在青藏高原地区暴雪模拟中的改进及试验

通过青藏高原一次暴雪过程的模拟试验,对WRF模式中的WSM3微物理方案中的降水模拟偏差原因进行了分析,并根据观测试验结果,提出了改进WSM3微物理方案中冰核浓度的2种计算方案。通过调整温度和冰核浓度之间的关系,检验了冰核浓度Pigen过程对降水的影响。结果显示,WSM3方案对青藏高原地区的冰核浓度估计过高;当考虑了冰面过饱和度随温度区间的变化后,计算的冰核浓度可以改进降水的模拟效果;但通过温度的变化和冰面过饱和度二者的调整,降水模拟的效果并不明显。冰核浓度对温度变化的敏感存在着一个范围,冰面过饱和度和温度区间的大小存在一定关系。通过另外2个个例和敏感性试验的研究结果表明,对于温度较高的固态降水,冰核浓度的变化对降水模拟的改进不显著。     

西风角动量输送的气候特征及其与急流关系研究

利用1958～1997年NCEP/NCAR一日四次的风场再分析资料,系统地分析了季节平均西风角动量（即u角动量）经向、垂直输送通量及其三个分量（平均经圈环流、定常波、瞬变涡输送通量）的气候特征,特别是讨论了12～2月、6～8月它们与东、西风带、副热带西风急流、极夜急流之间的联系。结果表明:（1）包含纬度因子的角动量通量与动量通量在高纬地区存在显著差别,高纬对流层上部的强动量输送中心在角动量通量中不明显。而u角动量强经向输送主要在中低纬对流层顶附近和冬半球高纬平流层顶附近,副热带西风急流和极夜西风急流均位于u角动量强向极输送中心及其高纬一侧的辐合区中。（2）发现三个输送分量对急流维持的作用随纬度、季节不同。北半球冬季（夏季）的副热带西风急流主要由平均经圈环流（强度相当的定常波和瞬变涡）强经向输送及辐合维持;南半球西风急流全年均由平均经圈环流和瞬变涡旋输送及辐合维持;冬半球中平流层极夜急流主要由定常波、瞬变涡旋输送及其辐合共同维持。（3）热带东风区是牵连角动量（即Ω角动量）的高值区,它主要由平均经圈环流向对流层上部输送;冬半球副热带及中纬西风区存在u角动量垂直输送的切变区,它主要由平均经圈环流和瞬变涡旋完成;热带对流层顶附近有u角动量的定常波弱向下输送。     

海底电缆表面多次波衰减方法

海底电缆多次波衰减是国外地球物理研究的热点之一,国内研究关注相对较少,相应理论和实验研究相对匮乏。介绍了OBC多次波的压制方法,对上下行波场反褶积衰减海底电缆表面多次波方法理论及相应技术流程做出了详尽阐述。该方法不需要震源信息、不需要去掉直达波和鬼波,即可达到衰减表面相关多次波的目的,通过理论模型和实际资料的验证,取得了理想的效果。     

南海北部次表层高盐水的季节变化及其与西北太平洋环流的关系

次表层高盐水(34.68‰)作为北太平洋热带水(NPTW)的示踪,可用来研究黑潮入侵,了解南海与太平洋的水体交换。文章利用基于高分辨率混合坐标海洋模式(HYCOM)的海洋再分析资料,研究了南海北部次表层高盐水的季节变化及其影响因子。模拟结果显示,南海北部高盐水位于100~200m水深,最西可达111°E,其体积存在明显的季节变化,12月达到极大值,6月达到极小值。进一步的分析表明,其季节变化主要受低纬度西北太平洋大尺度环流的调制,与北赤道流分叉点位置的季节变化(1月到达最北端、6月到达最南端)呈现很好的相关性。受太平洋大尺度风场的影响,北赤道流分叉点上半年(下半年)向南(北)移动,导致黑潮输运增强(减弱),通过吕宋海峡进入南海的盐通量减少(增加),从而使南海次表层高盐水的盐度降低(升高)。吕宋海峡断面的流速和盐通量分布特征显示,西太平洋高盐水主要通过吕宋海峡中部(20°~21°18'N)进入南海北部。     

根据漂流浮标资料对黑潮15m层流路及流轴特征的分析

利用1979-02—2012-03共33a的水帆位于15m层的Argos漂流浮标资料,绘制黑潮流系15m层的多年年平均和月平均流场,运用特征线方法计算得到黑潮流轴,定义黑潮流动路径的边界为流速大小20~30cm/s的过渡性区域。结果显示:黑潮多年年平均流路大致是一个以(13°30′N,142°00′E)为圆心、2 235km为半径的直角弧段,其在吕宋海峡、台湾东北、九州西南及伊豆海岭附近海区发生气旋式弯曲前先进行反气旋式弯曲调整,弯曲处出现的路径开口主要是支流的并入或分支的流出;黑潮流轴整体性偏向黑潮左边界,其中在吕宋岛东北至台湾以东海域最为显著,在本州岛以南海域次之,而在东海段基本居中;黑潮流路上的流速在总体上由南向北呈增大趋势,但并非沿流路持续性逐渐增加,而是呈现出较平直流段的大流速区和弯曲调整流段的低流速区相互交错的状况,其中四国岛以南至伊豆诸岛以西流段的流速为最大。多年月平均流场显示,2月,5月,8月和11月这4个月份是黑潮流路和流轴发生变化的重要转折期,而1月,4月,7月和10月这4个月份则是各季节的代表月份。其中,冬季月份的黑潮流路和流轴最为曲折,向边缘海发生显著入侵;夏季月份的黑潮流路和流轴最为平直,左侧伴随有北向流动;春、秋两季的过渡性特征则比较明显。     

太平洋—印度洋贯穿流南海分支研究综述

从海洋动力学角度,概述了太平洋-印度洋贯穿流南海分支的主要入流和出流通道—吕宋海峡和卡里马塔海峡的研究现状。太平洋-印度洋贯穿流南海分支是太平洋、南海和印度尼西亚海域进行水体和热盐交换的传输带,对西太平洋、南海、印尼海和东印度洋的环流系统有重要影响。吕宋海峡水交换和卡里马塔海峡贯穿流都呈现冬季大夏季小的季节变化特征,对维持南海的物质、能量和动量平衡起重要作用。太平洋通过吕宋海峡向南海输运水体和热盐,并传递ENSO等气候信号,对南海的环流、水体和海洋环境都产生重要影响。卡里马塔海峡向印度尼西亚海区的水体和热盐输运对印度尼西亚贯穿流有重要意义。太平洋-印度洋贯穿流南海分支和印尼贯穿流的年际变化趋势呈反位相,两者相互调制相互影响,维持了太平洋-印度洋两大洋间的平衡关系,对全球大洋环流的结构和长期的气候变化有重要作用。     

西北太平洋累积气旋能量的年代际变化

利用1949—2011年CMA-STI热带气旋最佳路径数据集,分析了西北太平洋累积气旋能量(ACE)的年代际变化特征。结果表明,西北太平洋热带气旋(ACE)的年代际变化主要分为1957—1967高值期、1976—1986过渡期和1998—2008低值期。其中强热带风暴(STS)、台风(TY)和超强台风(SuperTY),特别超强台风是决定成分。副热带高压偏弱,垂直风切变偏小,低纬度低空正涡度异常偏东以及低纬度海表面温度(SST)正异常偏东等背景场的年代际特征,有利于形成ACE的年代高值期。     

Effects of Nitrogen Addition on Plant Functional Traits in Freshwater Wetland of Sanjiang Plain,Northeast China

To clarify the responses of plant functional traits to nitrogen（N） enrichment, we investigated the whole-plant traits（plant height and aboveground biomass）, leaf morphological（specific leaf area（SLA） and leaf dry mass content（LDMC）） and chemical traits（leaf N concentration（LNC） and leaf phosphorus（P） concentration（LPC）） of Deyeuxia angustifolia and Glyceria spiculosa following seven consecutive years of N addition at four rates（0 g N/（m^2·yr）, 6 g N/（m^2·yr）, 12 g N/（m^2·yr） and 24 g N/（m^2·yr）） in a freshwater marsh in the Sanjiang Plain, Northeast China. The results showed that, for both D. angustifolia and G. spiculosa, N addition generally increased plant height, leaf, stem and total aboveground biomass, but did not cause changes in SLA and LDMC. Moreover, increased N availability caused an increase in LNC, and did not affect LPC. Thus, N addition decreased leaf C∶N ratio, but caused an increase in leaf N∶P ratio, and did not affect leaf C∶P ratio. Our results suggest that, in the mid-term, elevated N loading does not alter leaf morphological traits, but causes substantial changes in whole-plant traits and leaf chemical traits in temperate freshwater wetlands. These may help to better understand the effects of N enrichment on plant functional traits and thus ecosystem structure and functioning in freshwater wetlands.     

Denitrification potential of marsh soils in two natural saline-alkaline wetlands

Little information is available on denitrification potential of marsh soils in natural saline-alkaline wetlands. The denitrification potentials of an open wetland in the floodplain(Erbaifangzi wetland) and a closed wetland(Fulaowenpao wetland) in backwater areas in Jilin Province of Northeast China were monitored by an anaerobic incubation at 30℃ for 25 days. Our results showed that the relative denitrification index(RDI) increased gradually with incubation time, and showed a rapid increase in the first 5 days of incubation. The RDI values declined quickly from surface soils to subsurface soils and then kept a small change in deeper soils along soil profiles over the incubation time. Denitrification proceeded much faster in the top 20 cm soils of open wetland than in the closed wetland, whereas no significant differences in RDI values were observed in deeper soils between both wetlands. The RDIs were significantly negatively correlated with bulk density and sand content, while a significantly positive correlation with clay content, soil organic matter, total nitrogen and phosphorous. The maximum net NO–3-N loss through denitrification in 1 m depth were higher in the open wetland than the closed wetland with higher soil pH values. Future research should be focused on understanding the influencing mechanisms of soil alkalinity.