二氧化碳和阳光紫外辐射对龙须菜生长和光合生理的影响

为探讨太阳紫外辐射(UVR,280~400 nm)和CO₂浓度变化对大型海藻的复合效应,选择了常见的经济海藻龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)为实验材料,研究了UVR(阳光紫外辐射)和CO₂对其生长、光合作用、色素以及紫外吸收物质含量变化的复合作用。实验设置两个CO₂梯度(380×10^-6和800×10^-6)和三种太阳辐射处理(PAB处理——全波长辐射处理, PA辐射处理——滤掉紫外线B和P处理——滤掉全部紫外线)。结果表明,CO₂加富(800×10^-6)显著地促进了龙须菜的生长,而UVR则产生抑制作用,但两者之间复合作用不显著。UVR促进了藻体的紫外吸收物质的合成,而且在高浓度CO₂下经PAB辐射处理的含量要显著高于正常CO₂浓度水平下的,这表明高浓度CO₂促进了紫外吸收物质的合成。在光合作用受限制的低PAR条件下,紫外线A(UV-A)促进其光合作用,但高浓度CO₂却抑制了藻体的光合作用速率。在正常浓度CO₂水平下生长的藻体,UVR显著降低其光合作用能力,但是在高浓度CO₂下生长的藻体,UVR这种负面效应不显著。UVR显著降低藻红蛋白的含量,高浓度CO₂ 在P和PA辐射处理下也显著降低藻红蛋白的含量,但在PAB辐射处理下却呈现相反的结果。高浓度CO₂下生长的藻体通过增加体内紫外吸收物质的含量来维持较高浓度的藻红蛋白含量,增强了其抵御UVR的能力。     

阳光紫外辐射对水生动物的影响及作用机制

阳光紫外辐射对水生动物个体水平如生长、发育和存活等方面产生不利影响.从DNA损伤、蛋白质损伤、呼吸爆发和细胞凋亡等方面较系统地分析了影响机制,另外,还从逃避紫外辐射、光保护物质、DNA修复、体内的抗氧化系统等方面分析了水生动物对阳光紫外辐射的响应机制.最后提出应当重点开展原位实验、长期效应、间接影响、群落及生态系统和响应机制等工作.     

1999年6月下旬长江中下游梅雨锋低涡扰动的结构研究

1999年6月下旬在长江中下游发生长达10天之久的连续性暴雨,作者对其进行了全程中尺度四维同化数值模拟,利用时空高分辨的模式输出,对梅雨锋上与强降水密切相关的5个低涡的活动特点和四维结构进行了综合分析:识别和追踪每个低涡的活动路径,分析其主要特征的垂直结构、水平分布和时间演变,并通过轨迹和气块物理属性个别变化的计算,揭示构成低涡的三股气流,分析低涡区水汽及冷空气来源和湿斜压锋区的形成.     

地面热通量对降水的影响

本文利用一个10层细网格模式,在考虑边界层摩擦和积云对流参数化的基础上,设计了几种方案,就地面热通量对暴雨系统的影响进行敏感性试验,得出以下初步结果:(1)在一定的环境流场下,地面热通量对最大降水的发生时间可能发生影响,可使午后降水减小,凌晨降水加大;(2)地面热通量对降水影响的主要机制是通过改变近地层的层结稳定度来改变地面湍流系数,并与低空急流中心风速的水平分布不均相耦合,造成水平散度场和水汽辐合场的改变,并通过平流作用将此变化了的场移至雨区上空,引起雨区降水条件的改变;(3)云和CO_2对辐射和地面热     

长江中游一次β中尺度低涡的数值模拟

利用PSU/NCAR的中尺度数值模式MM5,对1999年6月29日的一次东移低涡过程进行了数值模拟,结果表明:在东移的a中尺度低涡的东南部边界层激发出一个β中尺度的涡旋,该β中尺度涡旋与一强暴雨区相伴移动,稠密的实况降水资料证实了这一暴雨雨团的存在和移动过程。模拟分析揭示β中尺度涡旋出现在停滞的α中尺度低涡南侧偏西气流与暖区偏南气流相遇处及中尺度山脉的背风坡;在中尺度山脉背风坡的地面和近地面层分别有中尺度低压和增强的东南气流存在,由此产生或加强了近地面的强涡度和强辐合,有利于对流系统的发生发展。     

区域气候模拟中Betts-Miller对流参数化方案的敏感性试验

利用NCAR RegCM2气候模式,对Betts-Miller对流参数化方案中影响参考态的几个关键性参数:稳定度参数α、云底和冻结层参考态的饱和气压Δp*和对流调整时间τ进行了敏感性试验,分析这些参数的不同取值对区域气候模拟的影响及意义,并由此提出适合我国东部地区汛期区域气候模拟的Betts-Miller对流参数化方案中较优的关键性参数取值.     

Sensitivity Experiments of an Eastward-Moving Southwest Vortex to Initial Perturbations

Whether the initial conditions contain pronounced mesoscale signals is important to the simulation of the southwest vortex. An eastward-moving southwest vortex is simulated using the PSU/NCAR MM5. A modest degree of success is achieved, but the most serious failure is that the formation and displacement of the simulated vortex in its early phase are about fourteen hours later than the observed vortex. Considering the relatively sparse data on the mesoscale vortex and in an attempt to understand the cause of the forecast failure, an adjoint model is used to examine the sensitivity of the southwest vortex to perturbations of initial conditions. The adjoint sensitivity indicates how small perturbations of model variables at the initial time in the model domain can influence the vortex. A large sensitivity for zonal wind is located under 400 hPa, a large sensitivity for meridional wind is located under 500 hPa, a large sensitivity for temperature is located between 500 and 900 hPa, and almost all of the large sensitivity areas are located in the southwestern area. Based on the adjoint sensitivity results, perturbations are added to initial conditions to improve the simulation of the southwest vortex. The results show that the initial conditions with perturbations can successfully simulate the formation and displacement of the vortex; the wind perturbations added to the initial conditions appear to be a cyclone circulation under the middle level of the atmosphere in the southwestern area with an anticyclone circulation to its southwest; a water vapor perturbation added to initial conditions can strengthen the vortex and the speed of its displacement.     

华东中尺度地形对浙北暴雨影响的模拟研究

以一次梅雨降水为例，利用中尺度模式进行一系列中尺度地形对降水的增幅影响的敏感性试验。结果表明，中尺度地形对强降水区域的分布和强度有很大的影响，强降水中心位于地形附近，地形引起的１２小时降水增幅高达总降水的９０％以上；中尺度地形作为一种外界迫动，初始在低层形成气旋性辐合和水汽热量的集中，然后通过凝结潜热释放所造成的中高层增温和高层辐散，使得地形垂直环流加强和向上伸展。于是在降水、潜热释放与地形垂直环流之间出现一种正反馈机制，导致地形对降水的强烈增幅；同时午后下垫面加热所形成的不稳定层结也有利于地形垂直环流的不稳定发展，产生新的雨峰；初始场的中尺度扰动似乎在降水的地形性增幅中并不起明显作用。     

梅雨锋上中间尺度扰动的模拟试验

使用10层90km格距的中尺度模式,对1982年6月20日长江中游的大暴雨过程作了数值模拟试验.将模式输出场进行尺度分离,重点分析影响暴雨的中间尺度扰动及其结构特征的变化;并以重力惯性波不稳定初步解释了在一定的天气尺度环境下,扰动及其伴随降水的强烈发展.     

暴雨过程中中尺度地形作用的数值试验

本文利用美国PSU/NCAR中尺度模式（MM4）对1991年7月4—5日浙西皖南山区的大暴雨过程进行了地形作用的数值模拟对比试验。结果表明，中尺度地形对强降水区的分布和强度有重要影响，强降水中心位于山地附近；地形的动力及屏障作用对气流有明显影响；山区的水汽和热量对静力不稳定亦具有相当作用。