Predictability of the East Asian winter monsoon interannual variability as indicated by the DEMETER CGCMS

The interannual variability of East Asian winter monsoon(EAWM) circulation from the Development of a European Multi-Model Ensemble(MME) System for Seasonal to Inter-Annual Prediction(DEMETER) hindcasts was evaluated against observation reanalysis data.We evaluated the DEMETER coupled general circulation models(CGCMs)’ retrospective prediction of the typical EAWM and its associated atmospheric circulation.Results show that the EAWM can be reasonably predicted with statistically significant accuracy,yet the major bias of the hindcast models is the underestimation of the related anomalies.The temporal correlation coefficient(TCC) of the MME-produced EAWM index,defined as the first EOF mode of 850hPa air temperature within the EAWM domain(20-60 N,90-150 E),was 0.595.This coefficient was higher than those of the corresponding individual models(range:0.39-0.51) for the period 1969-2001;this result indicates the advantage of the super-ensemble approach.This study also showed that the ensemble models can reasonably reproduce the major modes and their interannual variabilities for sea level pressure,geopotential height,surface air temperature,and wind fields in Eurasia.Therefore,the prediction of EAWM interannual variability is feasible using multimodel ensemble systems and that they may also reveal the associated mechanisms of the EAWM interannual variability.     

2010年广州亚运限行减排对大气环境的影响

通过对亚运会、亚残运会期间限行减排各个阶段的广州和相邻城市监测到的污染物浓度以及同期的天气背景进行分析,探讨污染源、城市的地理位置、天气条件和限行减排对亚/亚残运会期间广州大气环境的影响,结果表明:由于人为限行减排、城市的地理位置和气象扩散条件等各种因素综合作用,使得亚运会期间广州统计平均的能见度基本大于10 km;机动车的限行减排对PM10的削减作用不如PM2.5和PM1明显;限行减排对广州O3浓度控制"不敏感",但是会导致浓度峰值时间相对广东东莞出现1小时左右时间"滞后";珠江三角洲(简称珠三角)的大气环境问题呈现区域性,而且污染程度不容乐观,将来对该区域的大气环境治理需要进行长期持续的联防联控。     

南海夏季风背景下的广州气溶胶光学特性变化特征

利用广州番禺大气成分站观测的气溶胶资料和美国国家环境预报中心(NCEP)/美国国家大气研究中心(NCAR)再分析资料,通过合成分析和物理诊断分析研究大尺度南海夏季风活动背景下,广州气溶胶光学特性变化特征及其可能的原因。得到主要结果:南海夏季风活跃期间,广州气溶胶的消光特性经历了一个先增长后减弱的过程。资料分析表明,行星边界层层结变化和环境风场对广州气溶胶光学特性的变化有明显的影响,而南海夏季风活跃期间区域的非绝热加热和季风对流活动激发的气旋性环流异常则是行星边界层层结变化和环境风场变化的主要因素。      

利用风廓线雷达资料对广州地区边界层日变化特征的分析研究

利用2010年11—12月亚运会期间设在广州五山站的车载式边界层风廓线雷达资料,对广州地区晴天条件下的边界层日变化特征进行分析。结论表明:（1） 折射率结构常数具有明显的日变化特征。夜间,受大气层结的抑制作用,湍流强度较弱,折射率结构常数的观测值约为10-17～10-18 m-2/3;白天,湍流在热力作用和动力作用的共同影响下,从底层大气向自由大气发展,观测值比夜间可增大两个量级,且在边界层顶部有较大阶跃。（2） 利用风廓线雷达谱宽资料可算出湍流耗散率,作为一种新的风廓线雷达二次产品,该参数对湍流的描述更为准确和细致。在晴天条件下,广州地区边界层顶从08时开始迅速上升,11时前后达到1 300 m左右,在日落前基本维持这个高度不变。      

广州2010年亚运会会期的灰霾天气问题

利用1951～2007年广州地区气象资料,分析广州地区灰霾天气的气候变化特征,重点研究了与2010年亚运会会期同期的灰霾天气特征,指出:自20世纪80年代初开始,广州地区的能见度急剧恶化导致灰霾天数增加,在10月～次年4月的旱季灰霾天数较多,雨季相对比较少;改革开放以来,11月份灰霾天气大幅增加,1994和1999年分别出现了最多的17d;本世纪以来,11月份灰霾天气最多12 d,出现在2005年,最少3d,出现在2002和2003年。广州市空气质量逐年恶化的趋势不容乐观,珠江三角洲复合型新型空气污染日趋严重的态势非常严峻;区域性特征明显,治理难度加大;广州周边的佛山、清远、东莞、江门的灰霾天气都比广州多,对广州治理灰霾天气形成了压力。     

兰州地区高云和气溶胶光学特性及其辐射效应

利用激光雷达探测分析了兰州上空的高云与气溶胶的光学参数,并用LOWTRAN7定量模拟出高云对气溶胶辐射特性的影响。结果表明,消光系数廓线与相对湿度廓线随高度的变化一致性较好,气溶胶层主要在2km以下,低层气溶胶和高云的消光系数和相对湿度较大。白天,高云的存在使云下气溶胶短波加热率减小。有云和无云时气溶胶加热率的差别在地表处最为明显,中午前后差别较大,最大为11:00的0.096K.h-1。夜间,高云的存在使云下气溶胶长波冷却率减小,在1000m以下有云和无云时气溶胶冷却率的差别小,在1000m以上差别大,最大差别出现在1500m处(02:00～04:00),为0.033K.h-1。     

黄海绿潮生消过程及其主导因素

黄海绿潮已成为中国近海一种新的自然灾害,对经济、环境等方面均有影响,研究黄海绿潮的生消过程及其影响因素,对进一步了解浒苔暴发机制、开展绿潮灾害防治工作有重要意义。基于拉格朗日运输模型(Larval TRANSport Lagrangian model,LTRANS),构建了可以模拟浒苔生长消亡的物理-生态耦合模型(Larval TRANSport Lagrangian model-Green Tide,LTRANS-GT),模拟了黄海浒苔漂移扩散和生长消亡过程,讨论了绿潮生物量季节变化特征及海表面温度、光照及氮磷营养盐在不同生消阶段所起到的作用。结果表明,在生长阶段,绿潮所在海域的海表面温度及光照处于适宜浒苔生长范围内,而氮磷营养盐浓度年际间差别较大。在消衰阶段,绿潮所在海域光照与生长阶段相比无明显差异,温度相较于生长阶段有着很明显的升高,且在浒苔消亡阶段末期平均温度均超过了26℃,温度的升高降低了浒苔的生长率,同时增加了浒苔的死亡率,此时氮磷营养盐均也处于较低水平。由敏感性试验结果发现,在生长阶段,海表面风场及表层流场的差异造成浒苔分布区域不同,带来的浒苔周围海域营养盐浓度差异是绿潮生长阶段年际差异的主导因素;在消衰阶段,温度的大幅上升及营养盐浓度的下降共同影响了绿潮消亡。     

1981—2009年辽宁省河流封冻期特征及对气候变暖的响应

利用辽宁省1981—2009年主要河流冻结和解冻日期观测资料,分析河流冻结日期、解冻日期、封冻期的变化特征及其对气候变暖的响应。结果表明,辽宁省各流域河流平均冻结日期最早出现在11月3日,最晚在11月15日;河流平均解冻日期最早出现在3月15日,最晚在3月30日;平均封冻期为120～146 d。1981—2009年河流冻结和解冻日期分别呈显著的推迟和提前趋势,封冻期呈显著减少趋势;冻结日期的早晚受11月最低气温的影响较大,同年3月地面温度的升高对解冻日期的提前影响最大,封冻期的长短对11月至次年3月平均气温的变化最为敏感。     

辽宁水稻年景预报模型研究

选用1961—2015年东北地区26个气象站月平均气温资料、国家气候中心74项环流特征量指数、NCEP/NCAR再分析资料和1986—2015年辽宁省水稻单产资料,分析了辽宁省水稻产量的时间变化特征,基于大气环流对长期天气过程影响的滞后性,考虑预报因子的显著、稳定性和独立性,应用多元线性回归方法建立水稻年景的预报模型。结果表明:(1)辽宁省水稻实际产量、趋势产量、气象产量均呈增加趋势,发生气候突变时间分别为1992、1997和1994年,实际产量与气象产量的关系较密切;(2)水稻年景预报模型经F检验,具有统计学意义,预报基本正确率为81.9%,用该模型预测2014、2015年水稻年景,均接近实际值。     

MEASUREMENTS OF PARTICLE NUMBER SIZE DISTRIBUTIONS AND NEW PARTICLE FORMATION EVENTS DURING WINTER IN THE PEARL RIVER DELTA REGION, CHINA

Particle number size distribution(PNSD) between 10 nm and 20 μm were measured in the Pearl River Delta(PRD) region in winter 2011.The average particle number concentration of the nucleation mode(10-20 nm),Aitken mode(20-100 nm),accumulation mode(100 nm-1μm) and coarse mode(1-20 μm) particles were 1 552,7 470,4 012,and 19 cm-3,respectively.The volume concentration of accumulation mode particles with peak at 300 nm accounted for over 70% of the total volume concentration.Diurnal variations and dependencies on meteorological parameters of PNSD were investigated.The diurnal variation of nucleation mode particles was mainly influenced by new particle formation events,while the diurnal variation of Aitken mode particles correlated to the traffic emission and the growth process of nucleation mode particles.When the PRD region was controlled by a cold high pressure,conditions of low relative humidity,high wind speed and strong radiation are favorable for the occurrence of new particle formation(NPF) events.The frequency of occurrence of NPF events was 21.3% during the whole measurement period.Parameters describing NPF events,including growth rate(GR) and source rate of condensable vapor(Q),were slightly larger than those in previous literature.This suggests that intense photochemical and biological activities may be the source of condensable vapor for particle growth,even during winter in the PRD.