近50年火山喷发和太阳活动对我国气候影响的研究

利用特征向量分析与时序叠加分析和谱分析相结合的方法，分析了近50a来我国地面气温和降水场中火山喷发和太阳活动的气候信号，强烈的火山喷发导致全国大部分地区降温，喷发1a多以后降温最明显，并能持续约半年。除这个主信号以外，青藏高原、东南沿海和东北地区都可能出现较为复杂的温度变化，温度变化与太阳活动之间的联系更多地反映在二者的振荡关系上。在降水场中的火山信号较弱，表现为火山喷发后的秋冬季节南方地区降水偏多。在青藏高原积雪和深层地温的变化中，没有发现火山和太阳活动信号。     

火山活动对气候影响的数值模拟研究

文章系统地总结了火山活动对气候影响的数值模拟研究，主要结论如下:近百年至千年的气候变化和火山活动关系密切，强火山喷发可造成平流层4℃以上的增温和地表年、月平均温度约0.4℃、1℃的下降。地表温度下降的时空分布受许多因素的影响，如火山喷发特征（包括喷发位置、季节、强度等）；海陆分布；火山气溶胶的光学特性；及其由直接辐射强迫引起的经向潜热输送的变化等等。同时还回顾了1991年皮纳图博喷发的有关研究及其对全球气候的可能影响的数值模拟工作。     

1960年以来ENSO事件对贺州市气候的影响

基于贺州市4个国家地面气象观测站1960—2021年降水和气温等气候观测资料以及同期的ENSO事件,采用统计学方法分析研究ENSO事件对贺州市气候的影响。结果表明,El Ni?o事件对贺州市年降水量、汛期降水量和暴雨日数有增多的作用,La Ni?a事件则对上述三个气候要素有减少的作用,但El Ni?o事件的增幅较La Ni?a事件的减幅稍偏大。El Ni?o事件强度与年降水量距平呈正相关关系。同样,El Ni?o年贺州市春季、冬季降水量增多,而La Ni?a年春季降水量基本持平而冬季降水量明显偏少;El Ni?o年贺州市春季、冬季和年平均气温均较多年平均偏高,且El Ni?o事件强度越强,年平均、春季平均气温和冬季平均气温偏高幅度越大;La Ni?a年贺州市年平均气温则偏低,尤其春季、冬季的平均气温偏低更明显;ENSO事件对贺州市高温天气日数存在一定的抑制效应。     

熵与我国气候的特征

熵是表示某一要素的不确定程度的一种度量,在本文中,就根据这一概念,利用我国160个测站30年的资料,计算了温度,降水的熵并分析了熵的分布与变化特征,其结果有助于对我国各地气候特征的了解。     

中国年降水气候振动的非线性动力学特征

从观测资料出发,利用反演方法,获得了描述我国17个站年降水气候振动的二阶非线性动力学方程组中的系数,并在无外源强迫的情况下对该非线性动力学方程组作了定性的分析,对17个站的年降水气候振动进行气候模拟试验。结果表明:我国大部分地区的年降水气候振动存在弱的非线性振动特征,17个站的年降水气候振动都可以看作是一个正阻尼的动力系统,在运动变化过程中,自身能量的变化dEdt<0,17个站年降水气候振动的固有频率的变化范围为0.6≤ω0≤1.417,其固有周期的变化范围为10.4≥T≥4.4年。从空间分布特征上可以看到,其固有周期的长短分布有明显的东西向特征。在17个站中,兰州、成都、重庆、南宁、福州、上海、温州地区的年降水气候振动是一个类似于具有渐软弹簧特性的非线性动力系统,而昆明、长春、哈尔滨、北京、广州、西安、厦门、长沙、南京、杭州地区的年降水气候振动是一个类似于具有渐硬弹簧特性的非线性动力系统,从其空间分布特征上看也有东西向特征。全国17个站年降水气候振动的动力系统都存在一个稳定的焦点,在无外源强迫作用时,各站的年降水气候振动将逐渐趋向于各自的稳定的焦点,但都不存在极限环。在仅考虑降水自身振动的情况下,利用我们反演得到的非线性动力学方程对年降水气候振动做模拟,位于内陆地区的模拟情况可以通过显著性水平检验,而靠近海洋的地区模拟效果没有内陆好。这一结果说明在降水气候振动中,靠近海洋地区的外源强迫影响作用比位于内陆地区大。     

ENSO事件对我国季节降水和温度的影响

对近40年来ENSO当年和次年我国季节降水和温度异常进行了合成分析和信度检验。结果表明，ENSO当年我国以少雨、低温为主，次年则相反。降水和温度异常季节变化也基本呈相反趋势。长江中下游地区显著降水异常并不发生在夏季，而在ENSO当年春、秋季和次年春季；东北地区最显著的低温也不在夏季，而在ENSO当年秋季至次年春季。根据本文结果对目前ENSO影响研究中的有关问题提出了看法。     

西伯利亚高压对亚洲大陆的气候影响分析

西伯利亚高压是冬季影响亚洲大陆地区的重要环流因子 ,本文用冬季 (1～ 3月 ) 70°～ 12 0°E ,40°～ 6 0°N区域平均海平面气压值代表其强度 ,分析其变化特征。结果表明 ,从 192 2年到 1970年代中期 ,西伯利亚高压略有增强趋势 ,但并不显著。但近 2 0多年来的显著减弱非常突出。用NCAR资料计算的线性趋势是 - 1.78hPa/ 10a(1976— 2 0 0 0年 ) ,用CRU气压资料计算的趋势是 - 2 .15hPa/ 10a(1976— 1995年 )。西伯利亚高压对中高纬亚洲大陆平均 (30°～ 140°E ,30°～ 70°N)温度和降水都有显著影响 ,与两个要素的相关系数分别达到 - 0 .5 8和 - 0 .44。如果同时考虑其他的影响因子 (如北极涛动、欧亚遥相关型等 ) ,72 %的温度变化及 2 6 %的降水变化能得到解释。其中北极涛动对亚洲大陆的温度贡献最高达到 30 % ,西伯利亚高压的贡献为 2 4%。而区域平均降水变化的 9.8%与西伯利亚高压有关     

海风与谷风环流对万宁气候的影响

利用海陆风和山谷风的机制和特点来分析万宁温度、降水分布及变化原因。     

火山喷发和太阳活动对我国温度影响的研究

利用特征向量分析、时序叠加分析和谱分析相结合的方法,给出了近５０年来我国地面气温场中较为清晰的火山喷发和太阳活动信号。强烈的火山喷发导致全国大部分地区降温,降温最明显的时段是喷发１年多以后,并能持续约半年。除这个主信号以外,青藏高原、东南沿海和东北地区都可能出现较为复杂的温度变化。温度变化与太阳活动之间的联系更多地反映在二者的振荡关系上。     

The Effect of Super Volcanic Eruptions on Ozone Depletion in a Chemistry–Climate Model

With the gradual yet unequivocal phasing out of ozone depleting substances(ODSs), the environmental crisis caused by the discovery of an ozone hole over the Antarctic has lessened in severity and a promising recovery of the ozone layer is predicted in this century. However, strong volcanic activity can also cause ozone depletion that might be severe enough to threaten the existence of life on Earth. In this study, a transport model and a coupled chemistry–climate model were used to simulate the impacts of super volcanoes on ozone depletion. The volcanic eruptions in the experiments were the 1991 Mount Pinatubo eruption and a 100 × Pinatubo size eruption. The results show that the percentage of global mean total column ozone depletion in the 2050 RCP8.5 100 × Pinatubo scenario is approximately 6% compared to two years before the eruption and 6.4% in tropics. An identical simulation, 100 × Pinatubo eruption only with natural source ODSs, produces an ozone depletion of 2.5% compared to two years before the eruption, and with 4.4% loss in the tropics. Based on the model results,the reduced ODSs and stratospheric cooling lighten the ozone depletion after super volcanic eruption.     

火山喷发对气候影响信号的检测

该文从时序叠加和序列分析两个方面系统地评述了近年来火山活动影响气候的研究进展和代表性工作。给出了火山活动特征，如火山喷发强度、喷发位置和季节等对气候影响的时空分布规律。讨论了与之有关的几个重要问题，如火山指标，火山活动影响气候的途径及其和ENSO的联系等。最后指出了今后研究的几个方向。     

Volcanoes and Climate: Sizing up the Impact of the Recent Hunga Tonga-Hunga Ha'apai Volcanic Eruption from a Historical Perspective

An undersea volcano at Hunga Tonga-Hunga Ha'apai (HTHH) near the South Pacific island nation of Tonga, erupted violently on 15 January 2022. Potential climate impact of the HTHH volcanic eruption is of great concern to the public; here, we intend to size up the impact of the HTHH eruption from a historical perspective. The influence of historical volcanic eruptions on the global climate are firstly reviewed, which are thought to have contributed to decreased surface temperature, increased stratospheric temperature, suppressed global water cycle, weakened monsoon circulation and El Ni?o-like sea surface temperature. Our understanding of the impacts of past volcanic eruptions on global-scale climate provides potential implication to evaluate the impact of the HTHH eruption. Based on historical simulations, we estimate that the current HTHH eruption with an intensity of 0.4 Tg SO₂ injection will decrease the global mean surface temperature by only 0.004°C in the first year after eruption, which is within the amplitude of internal variability at the interannual time scale and thus not strong enough to have significant impacts on the global climate.     

Vertical profiles of Volcanic Aerosol and Polar Stratospheric Clouds Above Kiruna, Sweden: Winters 1993 and 1995

Vertical profiles of aerosol were measured in February 1993, and January - March 1995 using balloon-borne particle counters released from Kiruna, Sweden. Condensation nuclei (CN) and aerosol with radii 0.15 - 10.0 µm were measured in 8-12 size classes. The three flights in 1993 were within the polar vortex. Temperatures were below polar stratospheric cloud (PSC) threshold temperatures on one flight and a thin PSC was observed. The volcanic aerosol in the 1993 vortex was similar to that in 1992. In 1993, surface areas were 10 - 20 µm2 cm-3 and volumes 1 - 3 µm3 cm-3. In 1995 three of five flights were within the polar vortex. The volcanic aerosol had decreased to 3 - 7 µm2 cm-3 and 0.1 - 0.4 µm3 cm-3. The top of the volcanic aerosol layer in both years was near 500 K potential temperature (~20 km). A thick nitric acid and water PSC was observed in January 1995. In the thickest region of this PSC nearly all CN were observed to be activated, and surface areas of 5 - 10 µm2 cm-3 were calculated. The volumes observed in this PSC were closer to what would be expected for particles composed of nitric acid trihydrate than for ternary solution droplets. In 1993 the opposite was observed, the volumes in the thin PSC were closer to what would be expected for ternary solution droplets.     

GROUND-BASED REMOTE SENSING OF THE SIZE DISTRIBUTION OF PINATOBU''''S VOLCANIC CLOUD

In this paper,data of solar direct spectral radiance observation in summer and autumn of 1990 and 1991 were usedto derive the average atmospheric extinction spectra for very clear days each year.The difference of these two extinctionspectra is obvious and considered as the contribution of volcanic cloud resulting from Pinatobu's volcanic eruption inmiddle June of 1991.This average size distribution of volcanic cloud was retrieved from the difference spectra and givenin this paper which will be useful for estimation and modeling of the effects of volcanic eruption.     

平流层气溶胶的辐射强迫及其气候响应的水平二维分析

利用比较先进的辐射模式计算了平流层气溶胶的辐射强迫,并对之进行了参数化。结果发现平流层气溶胶的辐射强迫的水平分布不仅与其本身的水平变化有关,而且与下垫面的反照率有很大的关系。利用近期开发的二维能量平衡模式模拟了皮纳图博火山气溶胶对地面平衡温度的影响,结果表明:皮纳图博火山至喷发后1年半左右降温达最大,至喷发后第5年降温已很小。     

低纬和中高纬度火山爆发与我国旱涝的联系

根据５００年旱涝等级资料，采用时序迭加方法，分析了低纬和中高纬火山爆发对我国降水的影响。此外，还对１６００－１９７９年南方涛动指数的变化进行了类似的分析。结果表明，低纬和中高纬火山爆发发后全国旱涝分布型和部分地区降水变化趋势有很大差异。爆发当年华北就可能明显变旱，而次年长江流域才出现明显的降水异常。计算不明，１９９１年皮纳图博火山及去仙岳火山爆发与江淮特大洪涝有直接联系的可能性不大。     

皮纳图博火山云对1992年大范围气候的影响

1991年6月中旬,菲律宾的Pinatubo火山将近二千万吨含硫气溶胶喷入平流层高空,形成了本世纪最大的一次火山云事件。文章叙述了火山云在高空的扩散状况及其对1992年大范围气候的致冷影响。这表现为全球平均气温的明显下降;北半球1～10月(尤其是夏秋季节)气候冷区明显增多,这种气候冷区有从低纬向高纬逐步移动的趋势;而且夏半年在我国也出现了一系列冷害现象。