关于气候系统与地球系统的若干思考

分析了地球系统的基本特征和地球系统的能源和运转方式,指出地热涡和地冷涡是地面气候系统的重要成员. 利用全球地磁场资料,研究了地球内部焦耳热的分布和演变规律,结果表明:全球地磁场的变化与全球气温的变化有密切联系,而且焦耳热场的分布与地热带、火山分布、全球最大降水量带有很好的对应. 因此,要对气候变化有一个全面的认识,必须研究整个地球系统.     

从地球系统的观点看气候突变

在地球的气候史中,经历了许多次气候突变事件。这些突变对地球表层系统的演变与进化产生了巨大影响。随着全球气候变暖的持续发展,人类赖以生存的气候环境正在经历重大变化。如何科学地理解和认识这些变化,尤其是气候突变。是人类寻求对策,应对气候变化,保护自己持续发展的科学基础。文中从地球系统的角度对气候突变的科学问题进行了探讨,认为对气候突变的研究不应仅局限于大气圈,而应该对地球系统的整体变化进行研究。     

近2000年古里雅冰芯净积累量与南疆盆地南沿的干湿变化

利用1951-1991年古里雅冰芯净积累量、1951-2000年南疆盆地南沿的降水资料和1958-2000年NCEP/NCAR再分析的大气环流资料,讨论了它们之间的相互关系,并对其机理进行了初步分析,在此基础上建立了南疆盆地南沿近2000年高分辨率的干湿变化序列。     

本世纪西北气候可能转型的依据和原因分析

西北气候是否正在或已经转型不仅是个科学问题,它也与该地区甚至全国的生态建设和国民经济的可持续发展密切相关.从地球系统科学的角度出发,对西北地区气候转型问题进行了探讨.利用太阳活动周期长度、孢粉及冰芯等资料,在分析了西北气候变化的周期规律后指出,西北气候已经完成了由冷到暖的“转型”;推测西北的“千年湿期”将从22世纪开始;西北东部气候转为湿型可能要发生在2020年以后.     

我国东部的准经向降水带及其成因分析

根据我国东部明显的准经向地质构造,将我国的准经向类雨带划分为3型,分别为(1)3e:郯庐断裂及其以东沿海多雨,以西为少雨区;(2)3m:南北地震带附近的我国中部多雨,太行山-武陵山以东为少雨区;(3)3d:我国东部有两条多雨带或两条少雨带.夏季经向雨带几乎都出现在4月份地球自转减慢(ΔLOD＞0)而且加速减慢(Δ2LOD＞0)的条件下,这为汛期经向雨带的预报提供了一条有力的指标.     

Land-Air Interaction over Arid/Semi-arid Areas in China and Its Impact on the East Asian Summer Monsoon. Part I： Calibration of the Land Surface Model （BATS） Using Multicriteria Methods

To improve the land surface simulation in the arid and semi-arid areas of northern China, the observational data from two field experiments in Dunhuang and Tongyu are used to optimize the parameters in the land surface model, BATS, through calibration with the multicriteria method. Sensitivity analysis to the parameters in Dunhuang and Tongyu indicates that different parameters need to be calibrated in two sites with different environmental and climate regimes. Comparison of observed sensible heat flux, latent heat flux, and ground surface temperature with the simulated ones shows the simulations with the optimized parameters have been substantially improved. Especially, the holistic simulations with the calibration of the parameter values are much closer to the observations in the arid region (Dunhuang), and the energy partition with the calibrated parameters can also be simulated well in the semi-arid region (Tongyu). Whole results demonstrate that the parameter calibration of the land surface model is important when the model is to be used to investigate the land-air interaction.     

陆面模式（SSiB）对敦煌荒漠戈壁下垫面陆面过程的模拟及敏感性试验

利用2000年5月26日至6月15日“敦煌试验”加强观测期的资料,对SSiB在中国西北典型干旱区荒漠戈壁下垫面上的使用性能进行了检验,并进行了植被覆盖变化的敏感性试验。模拟结果表明：在没有降水的情况下,SSiB在中国西北典型干旱区荒漠戈壁下垫面上具有一定的模拟能力。同时通过敏感性试验发现,模式对一些植被参数,如反照率、叶面积指数、粗糙度长度等相当敏感,因此要准确模拟陆面过程,必须保证这些参数的代表性。     

我国西北典型干旱区和高原地区地表辐射能量收支特征的比较

利用“中国西北干旱区陆气相互作用观测试验(NWC-LAIEX)”所获取一年的地面辐射观测资料(2000年5月~2001年4月),比较分析了我国典型干旱区敦煌戈壁、临泽沙漠和藏北高原五道梁地区地表辐射能量的收支特征。结果表明:3个地区各辐射分量季节变化明显,春季一般为跳跃式增加,而秋季则急剧减小,敦煌和临泽地区总辐射月总量几乎全年都小于藏北高原的五道梁地区,冬季最为明显。五道梁和临泽地区的地表反照率有较明显的季节变化和日变化,季节变化是夏季较小,冬季大;而敦煌戈壁地区的反照率不论是季节变化还是日变化,都比较平缓;3个地区相比,临泽沙漠地区的反照率最大,五道梁地区次之,敦煌戈壁地区最小。敦煌戈壁和临泽沙漠地区的地面向上长波辐射和大气逆辐射都比藏北高原的五道梁地区大。地面有效辐射在敦煌戈壁和临泽沙漠地区是夏季大,冬季小;而在藏北高原的五道梁地区则是春秋季大,冬夏季小。地面有效辐射与地面吸收辐射之比敦煌戈壁和临泽沙漠地区量值相近,藏北高原的五道梁地区较小,夏季尤为突出。在夏季,五道梁的地表净辐射要远远大于其他两个地区,冬季3个地区量值相当。与地表净辐射相对应,五道梁地区的地面热源强度在夏季大于敦煌戈壁地区,在冬季相差不大。     

陆面过程模式SSiB在中国西北典型干旱区使用性能的检验

利用2000年5月25日～6月15日敦煌试验加强期的观测资料，检验了SSiB模式在我国西北典型干旱区的使用性能。结果表明，在无降水强迫的情况下，模式对净辐射、感热、潜热和地表温度有较好的再现能力；但当加入降水强迫时，模式输出的模拟值与实测值有较大的差别，究其原因这可能与该模式对干旱区土壤水运动过程描述不准确有关。因此，要将此模式应用于典型干旱区，需要做进一步的改进工作。     

青海省平均气温的气候学分析

采用“回归残差分析法”，分析了青海省年平均温度残差(△T)的分布特征、各站△T的年变化以及青海省的气温年较差(T7—T1)及△T形成的原因。结果表明：青海省全年各月均是西部温度高于东部，且夏半年西部明显暖于东部，冬半年则相差较小；气温年较差的分布基本上是随纬度而增大；在高原东侧的“湍流脱体线”附近温度年较差小而日较差较大。青海湖冬季起强热源作用，夏季则反之。