南极罗斯海恩克斯堡岛短期气候特征分析

南极罗斯海恩克斯堡岛(Inexpressible Island)是中国南极新建考察站重点预选区域。本文利用1988—2012年曼努埃拉自动气象站(AWS Manuela)资料统计分析了该岛的气温、相对湿度、气压和风速风向等要素的特征和变化趋势。结果表明,该岛多年平均气温为-18.5℃,年平均气温有降低趋势;多年平均相对湿度较低,仅为45%,但春夏秋冬各季节的平均湿度均有增加趋势;多年平均气压为979.7hPa,无显著变化趋势;该站点多年平均风速为12.0 m·s-1,风向以WNW为主。干冷的下降风为该岛风场的主要特征,强下降风事件多发生在冬季(49.8%),其风速在25—45 m·s-1之间,冬季单次强下降风事件的平均持续时间达10 h以上。和中山站相比,该站点气温更低、空气更干燥、风速更大,这对该岛的越冬考察活动将带来巨大挑战。     

南极固定翼飞机航空气象保障业务述评

中国已经开始利用固定翼飞机在南极开展科学考察和执行后勤保障任务,建立较完备的南极机场气象观测系统和航空气象预报保障系统并提供安全可靠的气象保障服务已迫在眉睫。在对国际上已开展的南极固定翼飞机航空及其气象保障业务现状调研的基础上,对影响南极固定翼飞机飞行的低云、低能见度、结冰、低空风切变等关键气象要素进行了论述。结合我国国内民用航空和空军航空气象保障的情况,讨论了在南极开展固定翼飞机航空气象保障所需的机场气象观测设备、数值天气预报资料和航空气象预报内容等问题。提出了对我国南极固定翼飞机航空气象保障工作的设想:根据极地天气气候特点,评估机场地理位置和当地历史天气事件及气候背景,建立较为完备的气象观测系统;参照民航气象预报内容,重点考虑中山站的机场预报、着陆预报和起飞预报,并加强关注可能对航空产生危险的下降风、吹雪、雪暴和低空风切变等天气现象。     

南极Dome A至普里兹湾沿岸下降风特征

本文利用我国极地数值天气预报系统和美国南极中尺度预报系统的存档数据,分析了Dome A至普里兹湾沿岸地区下降风风场的时空分布和大气质量通量,给出了该地区下降风的基本特点。该地区下降风受南极冰盖地形影响强烈,艾默里冰架西侧等陡峭地区风速总体较大;下降风随季节变化较大,冬季的下降风较强。强下降风在前进过程中有绝热增温现象,并给艾默里冰架西部带来近表层升温。下降风风速最大处位于地面以上约100～200 m高度,风速较大地区的下降风在垂直方向上分布较为深厚。下降风在普里兹湾沿岸的表层大气质量通量在时空分布上极不均匀,艾默里冰架西侧的下降风气流较强时,普里兹湾海域有较多的中尺度气旋活动。下降风引发普里兹湾中尺度气旋旋生的过程值得关注,需进一步研究下降风引发中尺度气旋的机理。     

南极沿岸固定冰观测与研究述评

南极固定冰的变化能够直接反映南极的局地气候变率,因此是数值模式验证的理想载体,对固定冰的观测研究结论也能用于评估南极海冰的年际变化。现今国际上对南极固定冰的观测和研究日渐丰富和深入,并逐渐形成了由多个国家参加的联合观测网。就海冰厚度、冰芯结构、表面辐射收支等现场测量和相机、卫星等遥感观测方面,总结了目前国内外南极固定冰观测的技术手段和研究进展,并分析了不同空间尺度上的南极固定冰年际变化特征。对南极固定冰观测研究目前存在的问题和未来的发展方向进行了探讨。     

2014年初雪龙船在南极被海冰围困期间海洋气象环境分析

2014年初雪龙船为救援俄罗斯"绍卡利斯基院士"号船,在南极联邦湾被海冰围困,及时掌握雪龙船周边的冰情变化,以及给出准确的天气形势判断和预报,是此次雪龙船顺利脱困的关键。通过对雪龙船被困期间的海冰、气象和海洋环境状况综合分析发现,造成雪龙船被困的主要因素,一是由于雪龙船被困区域靠近大陆架,冰山较多,多年冰和当年冰夹杂在一起,海冰类型较为复杂;二是由于受连续多个气旋影响,在雪龙船受困海域,偏东大风持续时间长,风力大,导致海冰自东向西堆积,致使雪龙船被困。     

南极特拉诺瓦湾下降风特征

南极罗斯海特拉诺瓦湾(Terra Nova Bay)是强下降风汇集区之一。采用高分辨率南极中尺度预报系统(Antarctic Mesoscale Prediction System,AMPS)资料和特拉诺瓦湾难言岛Manuela自动气象站实测数据,分析了特拉诺瓦湾及其附近地区的下降风特征。AMPS对难言岛地区风速和气温有较好的模拟能力,但风向比实测值偏西约30°。难言岛地区风速从1月开始迅速增大,4—9月风力平均为8级以上。难言岛夏季1月份的风速变化滞后气温变化约3 h;冬季7月份风向稳定为西至西南。特拉诺瓦湾及其附近地区下降风来自西岸海拔较高的冰盖,其风向的空间分布特征基本几乎不随季节而变化。下降风风速有显著的季节演变特征,11月至次年1月较小,3—9月风速较大。特拉诺瓦湾西岸等几处冰川地带在冬季是强风汇集区,难言岛处于Reeves冰川下降风汇集区中。该汇集区上边界和南北两侧均有清晰的分界线,风速较强区从地面延伸至650—800 m高处,风速最大值距离地面高度约为50—200 m。强下降风气流受难言岛地形阻挡,风速有所减弱,气流越过难言岛之后,风速再次加强。特拉诺瓦湾地区下降风流动过程中近地面气团位势温度变化幅度很小,表明下降风在从内陆高原到沿岸地区的流动是干绝热过程。     

2008/2009年冬季南海冷涌天气过程的海-气热通量交换及热量收支

冬季风期(11月—翌年3月)南海显著的气候特点是盛行东北季风并频繁地发生冷涌天气过程。使用2008年10月到2009年4月在西沙群岛永兴岛近海进行的海-气通量观测试验资料,分析了西沙海域冬季风期,尤其是冷涌时段的海-气通量交换和热量收支特征。结果表明:冬季风前期由于海-气温差增大,感热通量比西南季风期稍增加;潜热通量平均值与西南季风期接近;太阳总辐射明显降低,大气长波辐射减小,海洋热量净收入成为负值,使得秋季之后海面温度不断降低。冷涌期间海-气之间的感热通量高于冬季风期平均值,潜热通量大部分(1月份之前)也高于冬季风期平均值;由于潜热通量增大和太阳短波辐射减小,1月份之前的冷涌过程海洋热量净收支普遍出现较大负值,海洋失热量强于冬季风期,甚至强于2008年台风过程平均值。到了冬季后期太阳总辐射增强,海洋热量净收入转为正值,海水温度又逐渐升高。季节之间比较,观测区感热通量以冬季风期间最大,秋季次之,春季最小;而潜热通量夏季风期出现最大值,冬季次之,秋季最小。     

2016年夏季北冰洋浮冰站近地层辐射和湍流通量观测

2016年8月7－14日中国第七次北极科学考察期间，在83°N附近设立的长期浮冰站开展了辐射和湍流通量观测研究。结果表明，观测期间反照率变化范围为0.64~0.92，平均反照率为0.78；基于现场观测数据评估了PW79、HIRHAM、ARCSYM和CCSM3 4种不同复杂度的反照率参数化方案在天气尺度的表现，最为复杂的CCSM3结果优于其他参数化方案，但不能体现降雪条件下的反照率快速增长。浮冰区冰雪面平均净辐射为18.10 W/m2，平均感热通量为1.73 W/m2，平均潜热通量为5.55 W/m2，海冰表面消融率为（0.30±0.22） cm/d，表明此时北冰洋浮冰正处于快速消融期。冰面的平均动量通量为0.098（kg·m/s）/（m2·s），动量通量与风速有很好的对应关系，相关系数达0.80。