SST对台风过程影响的敏感性试验——以“杰拉华”为例

针对台风"杰拉华"过程,使用中尺度大气模式(WRF),采用不同时间分辨率的TRMM/TMI海表面温度观测资料作为大气模式底边界条件,设计数值试验,研究不同时间分辨率SST对台风模拟的影响;同时,通过分析HadISST1资料得到东中国海近50 a SST变化趋势,根据计算得到的SST(海表温度)变化趋势重构SST,并以重构的SST作为模式底边界条件,通过定量分析水文要素的变化,研究台风"杰拉华"过程对重构SST的响应情况。数值试验结果表明:SST时间精度的提高对台风"杰拉华"的路径后报误差减小贡献较小,但台风强度精度有明显提高。在根据SST长期变化趋势改变SST条件后,海平面气压显著降低,海面10 m风速、潜热通量、波浪能密度明显加大,有较明显增幅。     

SST对台风“珍珠”影响的数值试验

本文使用了最新的中尺度大气模式WRF模式,结合Nudging方法和自动移动嵌套方法,采用TRMM/TMI观测资料和NCEP1°×1°再分析资料,进行了5组数值试验,模拟了0601号台风"珍珠",分析了在台风作用下的海面降温对台风路径和强度的影响,对比各组模拟结果表明,SST的变化对台风路径和强度都有较大影响,采用了TRMM/TMI观测资料后,能够显著提高对热带气旋强度的模拟,此外,数值模式模拟结果还表明:SST每增加或减少1℃,热带气旋的最低气压大约增加/减少16 hPa.     

海洋表层温度对台风"蔷薇"路径和强度预测精度的影响

基于中尺度大气模式WRF(Weather Research and Forecasting Model),首先对2007年3次船舶辐射通量观测进行模拟,以检验WRF对长波和短波辐射通量的模拟能力,结果表明使用中国近海海洋环境数值预报系统环流模式POM(Princeton Ocean Model)模拟的高时空分辨率的海洋表层温度能够显著改进短波辐射通量的模拟,而对长波辐射通量模拟的改进不明显。然后,将业务化运行的中国近海海洋环境数值预报系统后报的逐时海洋表面温度(SST)作为WRF底边界条件,对2008年15号强台风"蔷薇"(Jangmi)过程进行了数值后报试验。结果表明,与使用NCEP/NCAR的SST试验后报的台风中心位置偏差相比,使用高时空分辨率的SST能够较为显著地改善"蔷薇"的路径模拟,台风中心位置模拟偏差减少11%,尤其在台风减弱阶段,台风中心位置模拟偏差减少37%。台风强度在台风发展的不同阶段对下垫面SST的变化敏感性不同。台风路径附近的海表面温度下降会导致海洋向大气输送的热量减少从而减弱台风强度。     

海洋表层温度对台风"蔷薇"路径和强度预测精度的影响

基于中尺度大气模式WRF(Weather Research and Forecasting Model),首先对2007年3次船舶辐射通量观测进行模拟,以检验WRF对长波和短波辐射通量的模拟能力,结果表明使用中国近海海洋环境数值预报系统环流模式POM(Princeton Ocean Model)模拟的高时空分辨率的海洋表层温度能够显著改进短波辐射通量的模拟,而对长波辐射通量模拟的改进不明显。然后,将业务化运行的中国近海海洋环境数值预报系统后报的逐时海洋表面温度(SST)作为WRF底边界条件,对2008年15号强台风"蔷薇"(Jangmi)过程进行了数值后报试验。结果表明,与使用NCEP/NCAR的SST试验后报的台风中心位置偏差相比,使用高时空分辨率的SST能够较为显著地改善"蔷薇"的路径模拟,台风中心位置模拟偏差减少11%,尤其在台风减弱阶段,台风中心位置模拟偏差减少37%。台风强度在台风发展的不同阶段对下垫面SST的变化敏感性不同。台风路径附近的海表面温度下降会导致海洋向大气输送的热量减少从而减弱台风强度。     

海面温度变化影响台风"海棠"强度的数值研究

通过对台风"海棠"5 d的数值模拟,研究海表温度(SST)变化对台风强度的影响。与NCEP月平均海表温度相对比,在中尺度大气模式中引入热带测雨卫星(TRMM)微波成像仪(TMI)/先进微波扫描辐射计(AMSR-E)来考察SST对台风"海棠"路径和强度的影响。研究结果表明,每天变化SST的试验模拟的台风强度和路径整体效果不错;模拟的台风路径不敏感于SST的变化,而台风强度的变化不仅取决于由于台风移动引发的SST冷却的幅度大小,而且取决于SST冷却区域的相对位置。在台风"海棠"强烈发展过程中,台风中心右侧冷却区对台风中心气压影响很小;台风强烈发展过后,SST冷却区开始影响台风强度,但造成台风中心气压下降幅度不大,6 h内台风中心气压减弱约3.9 hPa。海面热量通量和海面风速与SST的分布都有良好的相关性:在SST变化为正值的暖水区,感热通量和潜热通量都是一个正的通量分布的极值区,并有风速极大值区域存在;在台风右侧相应的冷却区,则存在着负的通量异常和风速极小值区域。     

海气界面热通量交换对南海深水海盆SST持续增暖的可能贡献

20世纪后50年南海深水海盆SST持续增暖了0.64℃,为了探究其持续增暖的机制,使用IPCC模式比较试验CGCM3.1(T47)、CGCM3.1(T63)、CSIRO-Mk3.0、GFDL CM2.0这4个模式输出资料中的辐射通量、湍流热通量、比湿、风、云量、气温、海平面气压及海温数据,计算了各海洋、气象要素的变化趋势,估算了热通量各分量,发现20世纪后50年期间SST的持续增暖似乎不能依据海面热通量的变化来解释。主要证据如下:夏季风的减弱使得海面潜热减少了约4.9W/m2,但由于海温升高、蒸发加强又使潜热增多了大约同样的值,使得夏季南海深水海盆总的潜热通量变化较小;夏季大气水汽含量的增多促使海面长波辐射增多了约1.8 W/m2,加上感热通量等变化的效应,海洋净得热增多了约3.0 W/m2;但是,20世纪后50年内冬季风的增强和冬季海温升高致使海洋潜热增多了约7.3 W/m2。由于20世纪后50年潜热释放大于海面长波辐射增多,无法只用海面热通量解释SST持续增暖现象,指出了南海海洋动力过程可能在维持南海深水海盆50年来SST持续增暖中的重要性。     

2008年东海海面WRF风场和QuikSCAT风场差异分析

为了分析海面风场资料的实用性,利用WRF (Weather Research and Forecasting Model)模拟了2008年东海海面风场,并比较了WRF模拟结果与QuikSCAT卫星散射计资料的差异.结果表明,两种资料均能反映东海海面风场的季节性变化特征,台风月风速偏差波动较大.分析四个台风个例发现,当台风较弱时,两种风场资料分布情况较一致;当台风较强时,两种资料均有不同程度的偏差,在近海区域,WRF模拟结果相比QuikSCAT资料更好地描述台风周围风场特征.     

台风“Megi”(2010)过程中海浪的特征及其对大气海洋的影响研究

使用海-气-浪耦合系统模拟了台风"Megi"(2010)过程中海洋与大气变化过程,重点研究了台风浪的有效波高、波周期、波向和波长等波参数的分布特征,并通过一组针对海浪的控制试验检验了海浪对台风及海洋环流的影响状况。结果表明:台风过程中的海浪有效波高最高达到了12 m以上,波高高值区域在移动方向的右前方;台风中心附近的海浪波长最长,周期最大,谱峰周期大于平均周期,谱峰波向较平均波向向右偏转了15°～20°。通过与未耦合海浪模式的控制试验对比发现,通过拖曳作用,海浪调节了海面风速的大小,使得台风后部风速减小约3～5 m/s;同时,由于海面粗糙度的增加,台风内核区域潜热通量有所增加,最大达到了15%。另外,海浪的加入加剧了海洋混合,导致了更大程度的降温,模拟值更接近实况值,同时也改变了海流的方向,影响了SST等海洋热动力状态模拟的准确性。     

ENSO强度模拟差异对全球变暖下热带太平洋大气变化预估结果的影响

热带太平洋海洋大气耦合系统对全球变暖的响应是气候变化的热点问题.前人研究发现,气候模式的模拟偏差对于全球变暖响应结果有重要影响.本文利用美国大气研究中心(National Center for Atmospheric Research,NCAR)的地球系统模式(The Community Earth System Model,CESM)中的大气模式(Community Atmosphere Model version 5,CAM5)设计数值试验,在相同的SST(Sea Surface Temperature)增暖强迫下,通过改变海洋SST的年际变化振幅,来分析热带海洋年际变化强度的模拟对未来热带海区降水和大气环流场未来变化的影响.试验结果表明,随着SST年际变化强度的增加,全球变暖后热带太平洋降水变化的东西不对称性,以及向暖池区域辐合的风场变化等特征都逐渐减弱.进一步的分析发现,不同年际变化信号导致的大气场变化差异主要发生在冬季,是由于热带太平洋SST年际变化主模态ENSO(El Nino Southern Oscillation)的不对称性造成的:在厄尔尼诺年,强(弱)的年际变化信号会造成降水在东太平洋产生较大(小)的变化;而在拉尼娜年和正常年份,年际变化信号的强弱对热带降水变化的影响则不大.当热带海温的年际变化较大时,厄尔尼诺年的海温异常更强,造成的降水和风场的变化特征也会更加显著.     

超强台风“梅花”急剧变化的环境特征和能量变化分析

利用中国气象局的热带气旋最佳路径资料和NCEP/NCAR再分析资料,对1109号超强台风"梅花"在急剧增强、超强和减弱阶段的大尺度环境、高低层涡散分布和能量场演变配比特征进行分析。结果表明:超强台风"梅花"强度变化与南亚高压、副热带高压的强度变化有明显关系;急剧增强前24 h,伴随有风垂直切变明显减弱,急剧减弱前24 h风垂直切变存在突然增强。中心附近对流层高层辐散的增强、正涡度的增大和正涡度柱向对流层中上层伸展导致超强台风"梅花"急剧增强,对流层低层辐散和高层辐合的增大与强度的减弱密切相关。急剧增强过程中涡旋风动能的增加远大于辐散风动能,涡旋风动能增量主要集中在大气层低层,总位能增量在大气低层和高层配比相当。     

热带的山谷冰川在后退

山谷冰川的存在完全是由气候波动决定的 ,甚至不大的变暖也能导致雪线显著地向上移动。在最近数十年来 ,冰川的缩小越来越强烈。这种情景见于相隔如此遥远的国家 ,像肯尼亚、委内瑞拉、厄瓜多尔和新几内亚的山脉中 ,但最强烈的这种现象见于秘鲁的安第斯山脉和非洲的乞力马扎罗山中。在秘鲁 ,库埃尔卡冰川强烈地后退。测量工作表明 ,最近 3年内其主干道的冰舌平均每年缩小 1 55m,这比 1 963— 1 978年间快了 3 2倍。冰川的面积从 1 976年的 56km2 减小至现在的44km2。在这样的融化速度下 ,再过 2 0年 ,这里的冰将不复存在。如果气候的趋势不…     

The utility of the terms "bioavailability" and "bioavailable fraction" for metals

Because concentrations of total or dissolved metal usually are not good predictors of the acute toxicity of metals to aquatic biota (i.e. not all of the metal appears to be bioavailable), it has been tempting for researchers and regulators to attempt to identify a form or combination of forms of a metal that is the bioavailable fraction. But from geochemical, biological, and analytical perspectives, the term 'bioavailable fraction" is context-specific (i.e. not generalizable) and quantitatively elusive. Although the term "bioavailability" conveys a useful, general concept and should be retained in the aquatic-toxicology lexicon, the term "bioavailable fraction" should be avoided.     

“黑格比”和“莎莉”两个相似台风暴雨对比分析

0814"黑格比"和9615"莎莉",这两个路径相似的台风给防城港造成暴雨的强度和持续时间有很大差别,从天气形势、物理量场分布等方面讨论了它们的降水条件差异,结果表明,造成"黑格比"台风降水较强的主要原因是:有冷空气侵入台风外围;水汽辐合上升到摩擦层以上;高空辐散有利于台风强度维持。另外还发现螺旋度的变化与台风暴雨有较好的对应关系。     

地质计时的天文"钟摆"

地球系统科学的发展,对于地质过程的时间度量提出了新要求。迄今为止,地球轨道参数的变化是地质尺度上惟一可以精确定量计算的周期现象,可以用作地质计时的标尺。40万年的偏心率长周期,是地质历史上最为稳定的轨道参数,至少在新生代以来通过低纬过程驱动着大洋碳储库的周期变化,是普遍出现而且容易辨认的轨道周期,可望作为地球历史的天文“钟摆”用于地质计时。     

从加拿大ACAP项目看非集中式海岸带综合管理的有效性

海岸带地区因其独特的地学与生态系结构而具有丰富的资源和巨大的开发价值。据统计,世界上有2/3的城市座落于海岸带地区,海岸带地区人口远比内地人口增长得快。经济发展和人口增长给海岸带带来的生态环境的压力不断加重,引起了一系列问题。如:海洋污染、渔业减产、海洋生物栖息地丧失、海域使用冲突、管理机构之间的冲突等。这些问题简单地沿用以往的行业管理已难以解决,由此,70年代起在     

台风“麦莎”对大连地区造成暴雨的分析

选取登路北上,在大连地区造成强降水的热带气旋0509"麦莎",对其影响大连地区期间的环境流场、路径特征及物理量场进行诊断分析。结果表明,稳定的副热带高压及非纬向高空急流与低空急流的耦合,使来自东南洋面的丰沛水汽不断输送到大连地区,且有利于"麦莎"的北上。"麦莎"在北上过程中,没有从中纬度西风槽获得斜压能量,并没有变性加强。同时,借助于卫星云图、多普勒雷达资料,分析"麦莎"暴雨的中小尺度系统,结果表明导致大连地区强降水的主要系统是两个中-β尺度系统,暴雨落区在"麦莎"的东北侧。     

201003号台风"灿都"分析

以台风的路径、风力、气压、风暴潮、降雨等基本数据为基础,分析了201003号台风"灿都"的特性,得出各种特性之间的相互联系的一般规律.     

9711号台风的路径分析与预报

分析了“9711”号台风的大气环流形势、涡度场、潜热能场、θse场以及日本和北京的数值预报,认为台风有向这几种要素场的相对高值区或远离其低值区移动的趋势,副热带高压的强弱和进退制约着台风的移动方向。     

"阻止"全球性变暖

世界上最大的石油公司集团作出决定,资助研制能帮助控制因使用埋藏燃料而引起全球性变暖的措施。在10年中将提供2.25亿美元给独立的科研机构,以研究用其他能源来代替石油、煤和天然气的可能性,以及研制较为有效的利用石油产品的方法,同时,降低它们在发达和发展中国家经济中的相对作用。参加集团的有以下大公司,如美国的“埃克森·莫比尔”和“通用电器”,德国的“E.ON”,以及石油开采设备和海洋钻探平台的最大供货商美国的