太平洋地区多时间尺度海气相互作用和ENSO形成关系研究

太平洋地区多时间尺度海气相互作用和ＥＮＳＯ形成关系研究国家自然科学基金项目“太平洋地区多时间尺度海气相互作用和ＥＮＳＯ形成关系研究”（项目编号４９３７５２４２）经过三年的努力取得以下三方面的成果：１在新的研究方法的使用方面有创新（１）小波分析在气象中...     

中纬度海气相互作用研究进展

回顾了中纬度海气相互作用的研究现状,分析了长期以来该项研究进展缓慢的原因和近十几年来的研究成果,结果指出:中纬度海洋在全球气候变化中有着重要的作用;冬季中纬度海气相互作用的强信号是冷空气强度;中纬度海洋强暖流区海气能量交换异常对同期和后期(半年至一年)北半球范围内的大气环流型有重要影响;当冬季黑潮和湾流海域海洋对大气同时异常多或异常少加热时,易形成夏季长江中下游偏旱或偏涝的环流形势。最后还提出,深入研究中纬度海气能量系统异常对大气环流影响及其物理机制,是今后海气相互作用研究的重要内容,其结果将为短期气候预测提供理论依据。     

大尺度海气相互作用与水分循环

就大尺度海气相互作用的现象、过程及对全球水分循环和气候的影响,特别对ENSO的研究成果及模式研究等方面的进展作了介绍,简述了未来的研究重点。     

冰川/积雪-大气相互作用研究进展

冰川和积雪是冰冻圈的重要组成部分,在全球或区域气候系统中起着极其重要的作用.开展冰川/积雪-大气相互作用研究,是研究冰冻圈物理过程及其对气候系统反馈作用的必然需求,也是研究冰川/积雪对气候变化响应的有效手段,同时还可为全球(区域)气候和水文模式提供冰川/积雪面的地表特征参数.近一个世纪以来,在冰川/积雪面辐射特征、能量通量计算方法和平衡特征等方面开展了许多观测试验和理论研究,并取得了卓有成效的研究结果.但是在准确获取辐射通量、研发普适性较强的反照率参数化方案、复杂地形条件下能量通量的计算,以及发展分布式能量平衡模式等方面尚存在许多不确定性,仍面临许多技术难点,也是未来的研究重点.     

热带海洋盐度障碍层多尺度变异机理及其对海气相互作用的影响研究进展

在上层海洋,受盐度的影响,温度均匀层和密度均匀层并不一定重合,出现温跃层顶界深度明显大于密度跃层顶界深度的现象,即产生盐度障碍层.重力稳定度较高的障碍层对上层海洋热量的垂直交换具有“热障”作用,使混合层和温跃层无法进行有效的热量交换,导致局地海洋上混合层偏暖,从而影响局地海气相互作用乃至全球气候变化.得益于全球海洋观测计划的实施,近20年来科学家已逐渐认识到盐度在海洋环流和气候变化中的重要性,因此盐度障碍层在上层海洋热量收支中的作用等科学问题已成为物理海洋学的前沿研究热点.以障碍层多尺度变异为中心,围绕影响和调控障碍层变异的关键海洋过程,以及障碍层通过海气相互作用影响天气、气候尺度变异的过程和机理等关键科学问题,综述了近几十年来有关热带障碍层的研究进展.重点总结了以下3个方面的进展:全球不同热带海域障碍层的空间结构和多尺度变异特征;海洋动力过程和大气热力过程在障碍层变异中的作用及其机理;障碍层与天气、气候事件及海洋生物相互作用的关键过程和机理.强调了障碍层变异的海洋—大气耦合过程及其气候效应,最后提出了尚需解决的关键科学问题.     

热带大气季节内振荡研究进展——观测、动力机制和数值模拟

热带大气季节内振荡（MJO）是热带大气活动的强信号。对MJO动力机制的探讨,经历了由考虑完全的大气内部过程（波动－CISK理论）,到考虑海洋影响的大气过程（WISHE理论）,到最新的考虑大气－海洋耦合作用（WCMC模式）的逐步发展、完善的阶段。现阶段大气模式能够模拟MJO的一些基本特征但存在许多缺陷。在大气模式中引入上层海洋的反馈作用,可以有效改善模拟MJO的时空结构。MJO的强度变化、季节特征、传播速度等的精确描述只能借助于海气耦合模式。     

土地利用变化与陆地-海洋的相互作用

评述了土地利用变化通过对河流的水文学、营养元素、悬浮物、沉积物、水生生物的影响,进而对海洋产生的重要影响,土地利用变化是陆地—海洋相互作用发生变化的原因之一。介绍了当前北海沿岸的英国及其它一些国家实施的陆地和海洋相互作用计划的研究内容和进展,提出今后应加强海岸带土地利用/土地覆盖变化研究与陆地—海洋相互作用研究的结合,提高对全球变化的认识。     

轴向荷载作用下管与软土相互作用模型试验

开展室内模型试验研究了PE涂层足尺管道在软弱黏土中发生纵向位移时静置时间、加载速率以及土层不排水抗剪强度3个因素对轴向摩擦特性的影响。研究表明,管与软黏土纵向相互作用的抗力-位移曲线存在硬化型和软化型两种形式,前者的峰值摩擦阻力一般出现在加载过程的最后阶段,而后者的峰值摩擦阻力则出现在相对位移为（0.005～0.02）D（D为 管直径）范围内;试验测得的峰值摩擦系数取值介于0.12～0.23之间,且该值比美国API规范推荐值偏小;管土纵向峰值摩擦系数与加载速率成正相关关系,且加载速率对抗力-位移曲线类型无显著影响;常见的不排水抗剪强度范围内,土层的不排水抗剪强度值越低,纵向摩擦系数越大。上述结论可为海底埋设管线与软黏土纵向相互作用摩擦系数的确定提供参考依据。     

海洋飞沫及其对海—气相互作用影响的研究进展

按照海水滴生成机制和粒径大小,由海浪破碎生成的海洋飞沫分为膜滴、射滴和裂滴三大类,较小的海水滴在大气中滞留时间长,成为云的凝结核,对长期气候变化有重要影响,较大的海水滴参与海—气界面动量和热量交换过程,有利于热带气旋的形成和发展。海洋飞沫的生成与海上风速、海浪、海流和大气稳定度等因素有关,但由于缺乏观测数据,刻画海洋飞沫效应的关键物理量——海洋飞沫生成函数通常用海上风速进行参数化,忽略其他因素的影响,彼此间的差异非常大,给研究海洋飞沫对气候和海—气相互作用的影响造成困难,需要进一步开展海洋飞沫的观测,考虑风速之外的其他因素对海洋飞沫生成函数的作用,改进海洋飞沫热量和动量效应的参数化方案,进而阐明海洋飞沫对气候和海—气相互作用的影响。     

渤海海冰和海洋的动力相互作用模拟试验

利用冰-海洋动力耦合模式, 对渤海海冰和海洋之间的相互作用进行了研究和模拟试验.耦合模式中的海洋模式采用普林斯顿海洋模式(POM), 冰模式采用国家海洋局海洋环境预报中心(NMEFC)的渤海海冰业务化数值预报模式.通过模拟研究, 分析了M2分潮对海冰质点运动轨迹、冰外缘线位置、瞬时冰速和冰厚分布的影响; 同时探讨了海冰对冰下海洋的动力作用.     

北极冰间水道区域的物理过程和遥感观测研究进展

冰间水道是海冰区在风力和洋流作用下形成的线状断裂带。总结了冰间水道区域海洋—海冰—大气相互作用的物理机制和水道遥感的研究现状。冰间水道是极区海洋与大气间水热交换的重要窗口,是冬季产冰析盐和夏季融冰产生淡水的重要场所,也是极区动物赖以生存的栖息地和迁徙通道。利用水道与浮冰之间在反照率、表面温度、发射率和粗糙度等性质上的差异,可通过光学、红外和微波等多种遥感手段来识别和提取水道。随着北极海冰厚度的减小和季节性衰退的提前,波弗特海的水道宽度、面积和出现频率均呈现增加的态势。在北极海冰不断减少的态势下,未来需要结合现场和遥感观测重新评估水道表面能量收支及其对区域能量平衡的贡献,更准确地认识其在北极气候变暖放大效应中的作用。     

参加“记录火星大气-流体-岩石相互作用的硫酸盐”研讨会的几点体会

2006年10月22-24日，“记录火星大气-流体-岩石相互作用的硫酸盐”研讨会在美国休斯敦的月球和行星研究所召开。会议由美国月球和行星研究所、NASA火星数据分析中心等单位主办。有美国、法国、加拿大、德国、俄罗斯、日本、西班牙等9个国家的作者向会议投稿，来自不同国家的95名代表参加了会议。     

热带内外地区相互作用研究

本文回顾了近年来有关热带内外地区相互作用的研究进展。它主要包括三个方面：（１）热带外扰动对热地区的影响；（２）热带地区大气了研究；（３）热带对热带外地区的影响。本文内容涉及了有关观测资料分析、理论研究以及数值试验三个方面的研究成果。     

土体-大气相互作用下土质边坡稳定性研究

土体-大气相互作用是指在多种气象要素共同驱动下,地表浅层土体与大气之间进行物质交换与能量传递的复杂过程.受全球气候变化影响,近年来极端气候事件频发.土体的工程性质在日益严峻的气候环境下发生剧烈变化,产生了大量滑坡灾害,给岩土和地质工程领域带来许多新挑战.系统总结了降雨、气温、空气湿度、风以及太阳辐射5个主要气象要素影响边坡稳定性的机制,分析了土体龟裂、地表植被和土体-大气相互作用之间的关联效应.通过介绍各因素在改变边坡稳定性过程中发挥的作用,构建了一个包括气象要素、土体龟裂以及地表植被的土体-大气相互作用分析体系.该体系为今后土体-大气相互作用下土质边坡稳定性研究确定了关键研究问题,所揭示的作用机理可为今后同类研究提供参考.针对该课题的研究现状,笔者提出了今后的研究方向和重点,包括土体-植被-大气相互作用的理论模型、气候作用下冻土坡体失稳机理、极端气候工程地质作用的生态调控措施三个方面.      

沿海海—气界面的化学物质交换

沿海海－气界面化学物质的交换对生物地球化学循环起着十分重要的作用。大气沉降过程是化学物质进入沿海区域的重要途径之一。物质平衡估算的结果指出，在某些沿海区域，经由大气输入的若干痕量物质的总量几乎相当于河流的输入量，有的甚至更多。大气沉降作用是一些沿海区域氮化物的重要来源，并与富营养化有紧密关系。     

国外有关海气系统年代际变率的机制研究

对近期国外有关年代际变率机制的诊断和模拟研究作了综合评述 ,着重介绍形成年代际变率的 5种主要机制 ,即热带海洋的强迫作用、中纬度的海气相互作用、温盐环流的作用、热带—中纬度的相互作用、海气之间的随机强迫作用机制 ,并简单阐述了作者的有关看法     

花岗岩—流体相互作用的实验研究进展

花岗岩－流体相互作用的实验研究，对于解决放射性腐废料的处理，地热能的有效开发利用和成岩成矿作用的理论研究等问题，具有重要的意义和应用价值。因此，本文引用近期的资料，从矿物表面的解吸作用，次生矿物的沉淀，矿物及花岗岩的溶解速率和花岗岩－流体反应的效应四信方面，对花岗岩－流体相互作用的实验研究进行论述，以期达到抛砖引玉的效果。