1644年以来西太平洋暖池海温重建

利用西太平洋地区8个珊瑚代用资料序列重建了1644年以来3～7月平均西太平洋暖池区平均海表温度（SST）．统计分析表明高通滤波后的高频重建和原始值重建结果都有较高的可靠性．近360年来暖池SST存在明显长期趋势变化：1644～1825 AD有显著上升趋势（＋0．04℃／100a）,1826-1885AD呈显著下降（-0．24℃／100a）,1886～2006 AD有强烈上升趋势（＋0．28℃／100a）,其中20世纪50年代以来的增温达N＋0．67℃／100a,是过去360多年中最强的．暖池SST突出的周期包括年际尺度的～2．1,～2．3,～2．9,～3．6,～3．8a周期以及80．7a的低频周期．暖池SST与我国黄淮流域夏季降水变化有显著的相关性,重建时段（1880～1949 AD）SST与区域平均夏季降水量相关系数达到-0．44,与观测时段（1950～2005 AD）二者的相关（-0．46）接近．这种关系在近360年来的旱涝等级中也是显著的,1644～1949 AD区域平均旱涝等级与重建SST相关系数为-0．20,在年代际尺度上二者关系更为明显,低通滤波后的相关系数为-0．42．这说明近360多年来当暖池SST偏高（低）时,黄淮流域降水易偏少（多）．长时间序列的暖池SST重建结果,对分析历史时期我国东部旱涝气候变化机制提供了有用的信息．     

近50年来中国冬季风寒温度的变化

风寒温度是冬季表征人体热舒适度常用的参数,也是气候变化影响研究中关注的要素。本文利用中国地面国际交换站气候资料月值数据集的气温和风速,分析1956-2005年中国冬季风寒温度的时间和空间变化特征。结果表明,近50年来中国冬季风寒温度普遍呈上升趋势,全国平均升高3.2 ^oC,变化速率达0.64 ^oC/10a;西北、华北、东北和青藏地区的上升速率分别为0.79 ^oC/10a、0.84 ^oC/10a、0.81 ^oC/10a、0.80 ^oC/10a,其中华北北部农牧交错带地区上升趋势最为强烈,超过1 ^oC/10a;35^oN以南的我国南方地区上升速率较低,为0.39 ^oC/10a。风寒温度的这种变化特征是近50年来气温升高和风速下降综合作用的结果。其中气温变化造成的风寒温度上升是2.4 ^oC,而地表风速下降对风寒温度的贡献为0.8 ^oC。东亚气温和风速的变化受诸多大气环流系统的影响,分析表明影响东亚气候的几个主要环流因子中,西伯利亚高压、北极涛动、西太平洋遥相关型和欧亚遥相关型等与风寒温度有显著相关。这四个环流因子一起能解释50年来全国平均风寒温度方差的46.7%。全国平均气温与这四个环流因子的相关分别达到-0.65,+0.49,+0.31和-0.32;而平均风速与北极涛动的相关最显著,达-0.51。     

中国夏季日降水频次的周末效应

利用1979-2002年194个站日降水资料分析了我国东部地区夏季日降水频次的周内变化,发现降水频次存在明显的周末效应。表现为周末降水频次的增加以及周中降水频次的减少,极小频次出现在星期三。其中小雨频次的周末效应表现更为突出。造成降水周末效应的主要原因可能与人类活动导致的气溶胶浓度的周循环有关。夏季周中气溶胶浓度的增加不利于暖云降水,反之,周末气溶胶浓度的下降则导致了周末降水频次的相对偏高。     

北斗三号多频点双频组合共视时间传递性能分析

针对北斗二号(BeiDou-2) B1I&B2I标准双频无电离层伪距组合解算的共视比对结果中存在明显的噪声进而影响其短期稳定性的现象, 开展了在BeiDou-2和北斗三号(BeiDou-3)现有可用频率信号中选取最优双频组合的研究, 以期改善BeiDou的共视时间传递性能. 基于开发的CGGTTS (Common GNSS (Global Navigation Satellite System) Generic Time Transfer Standard)软件所生成的标准共视文件, 完成了中国科学院国家授时中心(NTSC)与捷克光电研究院(TP)之间GPS、Galileo、BeiDou-2 B1I&B2I及B1I&B3I和BeiDou-3 B1I&B3I及B1C&B2a双频无电离层伪距组合共视时间比对试验, 并用Vondark滤波对各双频组合的共视结果降噪处理, 通过计算滤波残差的RMS值来评估共视时间比对的精度. 结果表明, 利用BeiDou-3 B1C&B2a组合伪距值获得的共视时间比对结果噪声相对较小, 相比BeiDou-2 B1I&B2I、B1I&B3I和BeiDou-3 B1I&B3I组合的RMS (Root Mean Square)值分别提高约46%、52%和37%, 与GPS P1&P2组合的精度相当, 且与Galileo E1&E5a组合相差不大. BeiDou-3 B1C&B2a组合链路的短稳(< 1d)要优于BeiDou-2 B1I&B2I、B1I&B3I和BeiDou-3 B1I&B3I组合, 且与GPS P1&P2、Galileo E1&E5a组合的稳定性相当; 6条共视时间比对链路的中长稳(> 1d)基本一致.     

浒苔螺旋压缩固液分离的研究

针对浒苔脱水工作效率低及工人劳动强度大等问题,设计出一种浒苔螺旋压缩机,实现浒苔固液分离过程的自动化。介绍了其结构组成、系统特性、工作原理并提出研究方法,利用有限元分析软件对单螺杆仿真分析,通过浒苔脱水实验进行补充验证。研究结果表明:浒苔压缩脱水之后体积减小2/5,有效节省了鲜浒苔的占用空间,利于快速装袋处理;进行螺旋单螺杆模态分析,取前6阶位移云图比对分析,单螺杆的变形稳定;取10阶振频分析,螺杆的振动频率都在低频级5.1Hz附近,激励频率小且相对稳定,不会产生共振现象;压缩机压力场仿真分析中,在20~150N的出口阻力下其正常工作所产生的轴向压力在640N上下波动,转矩值在14~15N·m;浒苔在压缩机脱水过程中不打滑或堵塞的情况下,出口阻力越大浒苔脱水效果越好,而速度只是加大了脱水速率。浒苔螺旋压缩机固液分离技术的研究为浒苔打捞脱水处理装置的开发研究提供一定的参考。     

荣成俚岛近岸海域大叶藻的生态学研究

2008年6月,对山东荣成俚岛南起马他角,北至俚岛湾东端"外遮岛"之间2 m以浅近岸海域大叶藻的分布、生物量、形态特征、花及栖息环境进行了调查。结果显示,该海域大叶藻呈片状分布,每片面积在1.5~2.0 m2之间,平均分布密度1 650株/m2;大叶藻平均生物量为3.754 g/株;平均根质量0.432 4 g/株,根长范围2~14 cm,平均根长4.829 5cm,根的平均直径为0.1 mm;平均茎质量0.460 9 g/株,平均茎长4.407 cm/株,茎的平均直径为2.159 mm;平均节数为9.27节/株,平均节长5.144 mm;平均叶质量2.294 g/株,叶长范围17~70 cm,平均叶宽5.28 mm,平均叶长45.23 cm,平均叶鞘长6.824 cm;单性花,雌雄同株,2个雌花之间有2个雄花,每个花序轴上有雄花13~19个,雌花7~11个;底质环境为砾砂。调查结果丰富了大叶藻生态学的研究内容,也为大叶藻受损生物群落的生态修复技术奠定了先期工作基础。     

夏季南亚高压对其邻近UTLS区域臭氧分布的影响

利用欧洲中期数值预报中心（ECMWF）提供的ERA5高分辨率月平均再分析资料，分析了1991—2020年共30 a夏季6—8月南亚高压对其邻近上对流层—下平流层区域臭氧（O₃）分布的影响。结果表明：ERA5资料能清晰地刻画出南亚高压夏季6—8月的月变化及振荡特征，同时能很好地反映出对应的臭氧低值这一现象。此外，ERA5高分辨率资料还能揭示出臭氧低值的范围和强度变化与南亚高压的范围和强度变化之间存在紧密联系。当南亚高压异常偏强（弱）时，邻近区域的臭氧低值增强（减弱），当南亚高压中心位置发生振荡时，臭氧浓度纬向偏差的中心也随之发生变化，这种变化在南亚高压偏强年时更明显。但这种联系有一定复杂性，不同月份的相关性存在差异。南亚高压对臭氧浓度的这种影响主要与对流层的空气输送有关，臭氧低值中心位置和范围的变化与位涡低值、位温纬向偏差负值区域分布相对应。     

CMIP6-WACCM模式对北半球反气旋型Rossby波破碎趋势的预估

利用CMIP6中的CESM2-WACCM模式逐日资料，预估未来2020—2099年SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5三种不同排放情景下北半球对流层顶附近反气旋型Rossby波破碎（Anticyclonic Rossby Wave Breaking， AWB）的空间分布、发生频率、水平尺度、对称结构及其长期趋势。总体而言，未来四个季节AWB都在北太平洋和北大西洋有高频区。夏季北太平洋高频区发生频数显著多于北大西洋高频区，其他三季相反。两高频区在三种不同情景下，AWB物质经向输送通常以对称输送为主，但北太平洋区内冬、春、秋三季在SSP2-4.5情景下AWB物质向极净输送，北大西洋区内夏季在SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下AWB物质向赤道净输送。未来的长期趋势显示，两高频区内各季节的AWB发生频数、水平尺度和物质向极输送主要呈减小（减少）趋势，且温室气体排放量越大，减小趋势越显著。在SSP5-8.5情景下，北太平洋夏季AWB总面积变化趋势为-365.5个1°×1°标准经纬度网格/10 a，该变化由区域内AWB平均尺度减小（-2.7个标准化网格/10 a）和发生频率减少（-1.9个/10 a）共同导致；该区域的向极输送率变化率为-0.016 5/10 a。北大西洋秋季AWB发生频数变化率为-2.3个/10 a，导致其总面积则以-440.4个标准化网格/10 a的速度减小。     

北半球极区平流层冬季12月与1—2月气候变化形势的对比

根据1980—2000年ERA-Interim再分析的风场和温度场资料,计算12月与1—2月北半球行星波的EP通量及其散度,并按冬季不同月份分析了平流层整层温度和风场从20世纪80年代到90年代变化的特征及其与行星波活动变化的关系。结果表明,12月高纬度地区中低平流层呈增温趋势;而1—2月温度变化呈冷却趋势。在12月中高纬度中上平流层纬向风明显减速;而在1—2月高纬度中高平流层,随着纬度和高度的增加,纬向风呈明显加速趋势。冬季北半球行星波主要沿低纬度和极地波导两支波导向上传播。但是,12月行星波沿低纬度波导的传播减弱,沿极地波导向平流层整层的传播则明显增强。而1—2月行星波沿低纬度波导的传播明显增强,沿极地波导向平流层的传播则减弱。因此,北半球极区平流层1980—2000年间12月与1—2月波流相互作用的年代际变化形势趋于相反,有必要针对冬季不同月份分开进行讨论。     

一种数值积分方案用于球函数分析的试验

针对半球月平均位势高度场球函数分析的实际问题,分析比较了吴新元提出的数值积分公式与常用的梯形积分公式、辛卜生积分公式在标准化缔合勒让德函数^↑Pm^m＋2k模、交角计算中的误差。结果表明：对m=0,1,吴新元数值积分公式的^↑Pm^m＋2k模、交角计算精度明显高于常用的两种积分公式;对m≥2,吴新元数值积分公式的精度虽低于梯形积分公式,但其模、交角误差低于10^-4、2×10^-3°。由于半球月平均位势高度场球函数方差谱具有低维、低阶的基本特征,故用吴新元数值积分公式替代常用积分公式可明显提高月平均位势高度场球函数分析精度。