冬、夏季热带及副热带穿透性对流气候特征分析

文中利用热带测雨卫星 (TRMM) 搭载的测雨雷达 (PR) 1998~2007年的探测结果, 就热带及副热带地区穿透性对流的频次、条件降水强度及垂直廓线等特征进行了分析。研究结果表明: 深对流和穿透性对流都主要发生在热带辐合带 ( ITCZ)、南太平洋辐合带 (SPCZ)、亚洲季风区、20°N以南的非洲以及美洲等地区, 它们的空间分布具有明显的地域性和季节变化特征, 而且陆地深对流更容易发展成为穿透性对流, 但绝大部分地区的穿透性对流频次不超过0.2%。对穿透性对流条件降水强度的分析表明, 热带及副热带大部分地区的穿透性对流条件降水强度在10 mm/h以上, 且洋面的条件降水强度要比陆地大, 但由于其频次较小导致其对总降水的贡献并不大。尽管深对流和穿透性对流降水廓线的外形比较相似, 但相同的高度, 深对流的降水强度要比穿透性对流偏小, 而且这种差异随海陆和纬度的不同而有所区别。此外, 热带地区 (15°S~15°N) 冬、夏季深对流和穿透性对流降水廓线都只存在较小差异, 并没有显示出明显的季节变化。     

T213L31全球模式云和对流参数化方案改进试验

针对中国业务中期数值预报模式T213对中雨量级以上的降水预报空报比较明显的问题,文中对此模式预报的降水进行了诊断分析。发现T213模式预报的总降水分布主要是由可分辨尺度降水决定的,且在降水偏多最明显的地区,可分辨尺度的降水即超过或达到了观测的总降水,表明降水空报的主要原因在于可分辨尺度降水偏多。可分辨尺度降水偏多的可能原因有：土壤湿度初始化、云变量的初始化和直接产生降水的云与对流参数化方案存在一定的缺陷。鉴于前两者是目前国际上的难点,文中针对第3个方面的可能原因进行了分析和相应的改进。包括在对流方案之前增加一次云方案的调用;对流参数化方案的闭合由“动力型”改为对流有效位能调整闭合;更复杂的对流触发机制;改进冰沉降和降水通量计算。改进的主要目的是使对流参数化方案更活跃,从而减少格点尺度对流的发生。采用改进的方案,进行了敏感性试验和2005年夏季的连续滚动同化预报试验,并与中国区域400个标准站的降水观测和GPCP的全球降水观测进行了比较。结果表明,改进的方案无论是对中国区域还是全球夏季平均的降水分布预报都好于业务,但四川省和赤道东太平洋降水偏多的问题依然存在。中国区域的降水统计检验还表明,除小雨外,其他量级在大部分时效上降水的TS评分增加,预报偏差降低。     

国家气象中心业务数值预报发展的回顾与展望

本文回顾了国家气象中心建立数值预报业务以来,国家级业务数值预报系统,主要是中、短期预报系统的发展历程,评估了目前业务数值预报的预报水平和基本特点,简述了我国业务数值预报发展的不同阶段取得的主要进展。通过对目前我国业务数值预报发展中存在的问题和不足的分析,讨论下一步的工作重点,并对未来的发展做初步展望。     

台湾岛以东海域束毛藻种群的组成与分布

分别对1996年5月和1997年7月台湾岛以东黑潮及邻近海域51个采样站位的87份网采浮游植物进行了分析,总结了束毛藻种群的物种构成和丰度分布特征,并初步探讨了水动力条件、温盐、营养盐及其他元素对束毛藻生长及分布的影响.结果表明,调查区的束毛藻种群由铁氏束毛藻(Trichodesmium thiebautii)、汉氏束毛藻(Trichodesmium hildebrandtii)和红海束毛藻(Trichodesmium erythraeum)组成,前者分布最为普遍,检出率100%,丰度最大.1996年5月束毛藻平均藻丝体密度为44.55伊102 filaments/m3,铁氏束毛藻占91%,在吕宋海峡密集,总体呈现西南高,东北低的分布态势.1997年7月束毛藻平均藻丝体密度为152.72伊102 filaments/m3,铁氏束毛藻占99%,除吕宋海峡外,台湾东北部海域为次高值区,总体呈现西南高,中部和东部低的分布态势.较之邻近海区结果,台湾岛以东黑潮及邻近海域的束毛藻平均藻丝体密度高于太平洋赤道热带海域、南黄海和东海陆架区、东海产卵场,低于台湾海峡西侧20 m 以浅和东海低氧区.在台湾岛以东海域,束毛藻的丰度分布由其特定的地理位置和黑潮流向所决定,高温高盐的黑潮水系利于束毛藻的增殖,束毛藻的丰度分布与 Fe、P 等化学因子的关系有待进一步寻找证据.     

满城防雹中的雨量变化分析

根据满城县及其周围9个气象站雨量资料的统计分析得出,满城防雹试验期间(986年5—9月至1990年5—9月)人工增雨平均效果为19.5％—20.6％。通过对比区与影响区雨量的回归分析发现,满城高炮作业的影响范围可能在下风方达35km左右。     

2010年西北冰洋浮游植物区域差异与环境关系

Global warming has caused Arctic sea ice to rapidly retreat,which is affecting phytoplankton,the primary producers at the base of the food chain,as well as the entire ecosystem.However,few studies with large spatial scales related to the Arctic Basin at high latitude have been conducted.This study aimed to investigate the relationship between changes in phytoplankton community structure and ice conditions.Fifty surface and 41 vertically stratified water samples from the western Arctic Ocean(67.0°–88°26′N,152°–178°54′W) were collected by the Chinese icebreaker R/V Xuelong from July 20 to August 30,2010 during China's fourth Arctic expedition.Using these samples,the species composition,spatial distribution,and regional disparities of phytoplankton during different stages of ice melt were assessed.A total of 157 phytoplankton taxa(5 μm) belonging to 69 genera were identified in the study area.The most abundant species were Navicula pelagica and Thalassiosira nordenskioeldii,accounting for 31.23% and 14.12% of the total phytoplankton abundance,respectively.The average abundance during the departure trip and the return trip were 797.07×10~2 cells/L and 84.94×10~2 cells/L,respectively.The highest abundance was observed at Sta.R09 in the north of Herald Shoal,where Navicula pelagica was the dominant species accounting for 59.42% of the abundance.The vertical distribution of phytoplankton abundance displayed regional differences,and the maximum abundances were confined to the lower layers of the euphotic zone near the layers of the halocline,thermocline,and nutricline.The species abundance of phytoplankton decreased from the low-latitude shelf to the high-latitude basin on both the departure and return trips.The phytoplankton community structure in the shallow continental shelf changed markedly during different stages of ice melt,and there was shift in dominant species from centric to pennate diatoms.Results of canonical correspondence analysis(CCA) showed that there were two distinct communities of phytoplankton in the western Arctic Ocean,and water temperature,ice coverage and silicate concentration were the most important environmental factors affecting phytoplankton distribution in the surveyed sea.These findings will help predict the responses of phytoplankton to the rapid melting of Arctic sea ice.     

西太平洋及其边缘海的浮游动物系统分类、物种多样性及新物种-中国海洋生物分类专著的简要编目

生物多样性的研究和保护首先从认识物种开始，并需要内容全面的的基础资料，这很大程度上依赖于通过现场调查和文献研习所获得的物种编目和分布图集研究成果。由于分类学人才储备不足，重要标本的收集和鉴定变得越来越困难。西太平洋是全球海洋生物种源中心，许多海洋生物类群的最高物种多样性都出现于该区域。本文在西太平洋及其边缘海（105-152°E，0–45°N）701个测站获取的6203份浮游动物样品分类鉴定基础之上，对1965-2008年该区浮游动物主要类群的系统分类、物种多样性和新物种新纪录进行了汇编和总结。本文共记录和编入西太平洋及其边缘海10个浮游动物类群206科686属2657种（含亚种）。包括水螅水母类99科251属697种，栉水母类12科22属59种，浮游软体动物14科36属85种，介形类8科91属416种，桡足类51科156属908种，糠虾类4科60属202种，磷虾类2科8属56种，十足类8科23属105种，毛颚类5科13属48种，被囊类5科26属81种。文中详细列举了10大类群的主要优势种，并记述了筒螅水母科2新种以及棒状水母科1新属2新种。许多赤道热带海、高纬度寒带海、深海深层的浮游动物物种在我国首次记录，较以往我国所记录的1852种增加了806种，增录43.5%，包括赤道热带种增录1.4%，高纬度冷水种增录3.5%，深海深水种增录3.2%。作者还对中国海洋浮游动物研究的5个主要领域进行了展望。本文的定性系统分类信息对海洋浮游动物多样性和生物地理学研究具有重要意义，特别是对2008年以后中国海洋生物种类全面系统总结的专著而言。     

厦门岛西北海域浮游植物生物量粒级结构及其环境影响因素

文章利用2018年9—11月厦门岛西北海域的现场调查资料，在对海域水质污染状况和富营养化水平进行评价的基础上，分析并讨论浮游植物生物量粒级结构及其环境影响因素。研究结果表明:同安湾在11月处于富营养水平，属于中度或严重污染海域；九龙江口和西海域在9-11月均处于磷中等限制潜在性富营养或磷限制潜在性富营养水平，属于严重污染海域。同安湾和西海域浮游植物分粒级的生物量占比与九龙江口存在明显差异，前者由大到小依次为微型、小型、微微型，后者由大到小依次为小型、微型、微微型。小型浮游植物生物量与硝酸盐和亚硝酸盐、溶解无机氮、溶解无机磷以及活性硅酸盐呈显著正相关，与盐度呈显著负相关；微型浮游植物生物量与真光层深度、铵盐和溶解无机磷呈显著正相关；微微型浮游植物生物量与真光层深度、铵盐和溶解无机磷呈显著正相关，与pH值呈显著负相关。影响浮游植物群落粒级结构的最重要的海洋环境因子是盐度、真光层深度和溶解无机磷，尤其是溶解无机磷浓度，其值一旦升高，浮游植物极有可能从磷胁迫状态发展为赤潮。控制排污、实时监控、增强预警能力和改善生态环境是控制和预防营养盐污染以及赤潮暴发的有效手段。     

超声波冰层钻进方法的可行性研究

人类对极地资源的开采和科学研究需要高效、环保的冰层钻探技术,热熔钻进是常用方法之一。为解决热熔钻进技术能量利用率低的问题,本文提出了一种以超声波频率振动进行冰层钻进的方法,分析了超声波振动钻进冰层的机理,通过超声波振动冰层钻进效率的计算及室内试验,得出了超声波振动冰层钻进速度大、热效率高的结论,可用于极地冰盖、冰架等冰层的钻进。     

2004年汛期(5～9月)主客观降水预报检验

随着气象事业的发展，天气预报的质量越来越依赖于数值预报产品的性能。预报产品检验是评价预报质量和提高预报水平的有效手段。针对2004年汛期（5～9月）中央气象台预报员及T213、HLAFS25、MM5、GRAPES、日本及德国等国内外数值预报模式短期时效的降水预报做了详细的统计学检验。检验结果表明，对于汛期平均而言，各模式与预报员的小雨预报较好，随降水量级的增加TS评分迅速下降，国内外数值预报模式之间降水预报水平差别不大，预报员与模式相比水平略高；但对于过程预报而言，过程不同，各模式和预报员的表现不同，预报员和MM5对河南暴雨预报较好；GRAPES和日本模式对台风暴雨预报略好；T213对于四川东部暴雨的大量级降水预报较好；无论是预报员，还是数值预报模式，北京暴雨的预报是一个典型的失败个例。同时，我们也发现检验系统存在一些问题，有待今后逐步改进。