向平流层注入硫化物有利于地球降温

NCAR的Tom Wigley发表在2006年9月14日Science杂志上的文章指出,采用双管齐下方式———减少温室气体排放和向平流层注入降温剂(硫化物)来稳定气候效果更为明显。Wigley在模式中每4年1次以相当于1991年Pintabuto火上爆发喷放的量向平流层注入硫酸盐粒子或气溶胶,并计算其造成的     

避雷针还能起到避雷作用吗?

自 1 75 3年富兰克林发明避雷针到 1 8世纪末 ,避雷针被普遍采用 ,并发挥了重要作用 ,此乃举世公认。后来的实践进一步证明 ,避雷针及其由此衍生的避雷带、避雷网、避雷线等对防御直击雷相当有效。然而 ,近年来社会上有不少人 (甚至包括个别研究“消雷”问题的学者 )认为 ,避雷针是引雷装置 ,不仅不会消除雷灾 ,还会诱发更多的二次雷击 ,进而提出了否定富兰克林避雷针具有防雷作用的观点。这种观点显然缺乏科学依据。众所周知 ,雷电是一种随机发生的现象 ,它既可在空中放电 ,还可对地放电 ,当然也有可能击中避雷针或其它物体。说到引雷 ,建…     

微型气泡可以为地球降温吗?

<正>从向平流层发射遮阳尘埃,到促进海洋中几种吸碳海藻的生长,科学家们为了尽力控制全球变暖而提出了各种办法。目前,一名哈佛大学的物理学家拉塞尔·塞茨(Russell Seitz)想出了一个新办法——让水明亮起来,可以为地球的部分地区降温。     

NUIST地球系统模式模拟ENSO对西北太平洋热带气旋活动的影响

地球系统模式已经逐步成为研究热带气旋（TC）活动气候变化的重要工具之一,之前的研究发现南京信息工程大学地球系统模式（NESM）高分辨率版本可以较好地模拟全球海温分布及TC活动的气候特征。本研究进一步分析了NESM地球系统模式模拟西北太平洋TC活动的年际变化,并与1967～2016年观测的TC活动进行对比。NESM模式高分辨率版本能够较好地模拟西北太平洋平均海温及与ENSO事件联系的海温异常变化特点,对El Ni?o事件发生时西北太平洋TC的生成频数和路径分布的模拟较好,也能模拟El Ni?o年TC生成位置比La Ni?a年偏东的特征,但是未能模拟出TC平均生命周期和Ni?o3.4地区海温的相关性。并且模式模拟的La Ni?a年TC的生成位置偏东,主要原因是模拟La Ni?a年季风槽平均位置偏东。研究结果有助于进一步改进NESM模式和利用NESM模式研究TC活动。     

热带太平洋西风异常对ENSO事件发生的作用

本文从观测资料对80年代两次ENSO事件产生过程中，热带太平洋西风异常及其对赤道中、东太平洋表层海温增暖的作用进行了分析和比较。分析结果表明:在这两次ENSO事件的产生过程中，赤道西太平洋上空均有较大的西风异常，并且它由赤道西太平洋向赤道中、东太平洋传播，随着西风异常从西向东传播，赤道中、东太平洋的表层相继增温。分析还表明，1982／1983年ENSO事件发生过程中，热带太平洋西风异常的强度要比1986／1987年热带太平洋西风异常强得多，这使得1982／1983 ENSO事件的强度比1986／1987_ENSO事件强得多。为了说明热带西太平洋西风异常对赤道中、东太平洋ENSO事件发生的作用，本文还利用IAP太平洋环流模式对西风异常在ENSO事件产生过程中的作用进行了数值模拟。模拟的结果说明了热带太平洋的西风异常对赤道太平洋暖水的向东传播和赤道中、东太平洋的增温起了很重要作用，这与观测事实分析一致。     

海平面上升完全吞没了5座太平洋岛屿

<正>在过去的20年中,所罗门群岛一直是研究海平面上升的一个热点地区。自从1993年以来,该地区海平面的上升幅度几乎为全球平均水平的3倍,达到每年大约7~10 mm。该地区局部海平面上升速度较快,在某种程度上这是由气候变化造成的。由于人类活动导致的海平面上升,这种较快的上升速度跟研究人员对太平洋大部分地区在21世纪下半叶的预计情况是相符的。若非执行最低的排放方案,许多地区将会长期经历类似所罗门群岛所经历的上升速度。     

热带大气季节内振荡对西北太平洋台风的调制作用

利用澳大利亚气象局的RMM-MJO (Real-time Multivariate MJO) 指数, 分析研究了热带大气季节内振荡 (简称MJO) 对西北太平洋台风的调制作用及其机理, 结果表明MJO活动对西北太平洋台风的生成有比较明显调制作用。在MJO活跃期, 对流中心位于赤道东印度洋 (即MJO第2、3位相) 和对流中心越过海洋性大陆来到西太平洋地区 (即MJO 第5、6位相) 时台风生成的个数比例为2∶1。本文对西太平洋地区的大气环流场进行了多种气象要素的合成分析, 在MJO的不同位相, 西太平洋地区的动力因子分布形势有很明显不同。在第2、3位相, 各种因子均呈现出抑制西太平洋地区对流及台风发展的态势; 而在第5、6位相则明显有促进对流发生发展, 为台风生成和发展创造了有利条件的大尺度环流动力场。这说明MJO 在不断东移的过程中, 将改变大气环流形势, 最终影响了台风的生成和发展。接着, 我们从积云对流这个联系台风和MJO的重要因子出发, 研究了不同MJO位相时凝结加热的水平和垂直分布, 以及与台风环流、 水汽通量的配置情况。结果表明在MJO不同位相, 热源分布明显不同, 而这种水平和垂直方向的不同分布特征必然反映潜热释放和有效位能向有效动能转换的差异, 再与水汽的辐合辐散相配合, 就从台风获得的能量角度揭示了大气MJO调节台风的生成和发展, 造成不同位相时台风生成有根本差别的原因。     

西北太平洋强地震的节律性与El Nino和地球自转

本文利用100年来西北太平洋强地震资料分析发现:强震有明显的“活跃期”与“平静期”交替的现象。“强震活跃”与“E1 Nino事件”两者的同时相关系数达0.62,信度高于0.1％。“强震活跃”与地球自转减慢亦有很好的同步性。文中还对这三种重要的地球物理现象基本同步的原因进行了讨论,认为可能是叠加在太平洋地幔对流圈上的“正扰动”所同时产生的三个结果。     

热带太平洋对流活动与西北太平洋台风活动关系的探讨

利用１９７９～１９９５年月平均ＯＬＲ资料,分析了影响我国夏半年台风多寡的同期及前期热带太平洋地区ＯＬＲ分布特征,通过计算ＯＬＲ特征指数,探讨对流活动与台风异常变化的特征及关系．结果表明,台风活动季节,在西太平洋热带地区,ＯＬＲ强度与生成及登陆台风个数呈明显的负相关关系．不仅如此,这种相关关系在前期冬、春季ＯＬＲ强度与生成及登陆台风的相关场上就有所反映．用ＯＬＲ特征指数所表征的对流活动的强度和位置与台风活动频数有较好的正相关关系．且７～９月对流强度指数与登陆我国台风个数、６～１０月ＯＬＲ低值轴的位置与生成台风个数都具有３～５年的低频振荡周期及气候阶段性．     

冬季太平洋SSTA对北太平洋风暴轴年际变化的影响

研究了冬季北太平洋风暴轴的年际异常及其与500hPa高度以及热带和北太平洋海温的联系。结果发现，冬季北太平洋风暴轴中心有线性增强、偏北、偏东的趋势。对15个冬季北太平洋风暴轴区域 500 hPa天气尺度滤波位势高度方差与同期热带和北太平洋海温的 SVD分析表明，第一对空间典型分布反映了 ENSO区海温异常对风暴轴年际变化的影响，而第二对空间典型分布反映了黑潮区域海温异常对风暴轴年际变化的影响。进一步的合成分析显示，ENSO区海温异常可以通过激发500hPa高度场上的PNA遥相关型影响冬季北太平洋风暴轴的东西摆动和中、东端的强度变化，而黑潮区域海温异常则通过激发 500 hPa高度场上的 WP遥相关型，主要影响冬季北太平洋风暴轴中、西端的强度变化和南北位移。     

西北太平洋低频振荡对热带气旋生成的动力作用及其物理机制

利用全球再分析资料以及美国联合台风预报中心的热带气旋(TC)数据, 从动力和能量转换方面深入分析了西北太平洋上空30～60天大气低频振荡(MJO)对西北太平洋区域TC生成的调制作用。研究结果表明, 当西北太平洋西侧为MJO的西风位相所控制时, MJO通过纬向风的辐合作用使得在辐合区传播的波动发生波数增加, 波长减短的结构改变, 从而触发较大尺度波动向天气尺度波动的演变; 西风位相期间纬向风的纬向辐合与经向切变可以使得低频波动动能向高频波动的转换得到加强, 从而使得在此区域TC生成的数量明显偏多。相反, 当西北太平洋西侧为MJO的东风位相时, TC生成的数量得到抑制。此外, 随着西风位相中西风的加强(东风位相中东风的加强), TC的生成概率将得到增加 (减少)。但是, 在西北太平洋东侧海域, MJO对TC活动的调制作用要减弱许多。对MJO活动年际变化的研究表明, 在西太暖池处于暖状态年时, 西北太平洋西侧的MJO活动频繁, 西风位相活跃, 从而有利于此区域TC的生成, 而冷年的情况正好相反。     

越赤道气流准双周振荡对西北太平洋台风路径的调制作用

利用美国联合台风预警中心（Joint Typhoon Warning Center,JTWC）热带气旋（tropicalcy—clone,TC）数据、NCEP／NCAR再分析风场资料,研究了越赤道气流准双周振荡对西北太平洋台风路径的调制作用。将西北太平洋台风路径划分为：西行路径、西北行路径、转向登陆中国路径、转向中日之间路径、转向登陆日本路径、转向日本以东路径和140°E以东路径。利用超前滞后回归方法,合成分析了6—10月不同路径台风对应的越赤道气流准双周振荡的低频环流演变过程。结果表明,925hPa越赤道气流及与其相联系的经向风存在明显10～20d准双周振荡现象,且对西北太平洋台风路径预报具有一定的指示作用。在西太平洋赤道地区,低频越赤道气流强度、演变特征影响着西北太平洋低频气旋的位置和移动方向,调节风场强辐合带与季风槽的位置与强度,继而对台风生成位置、移动路径产生重要的影响。初步认为,强向北低频越赤道气流分量有利于北侧低频气旋加强和向北传播,继而使得强辐合带、季风槽位置偏北,台风易于在此区域生成且沿着强辐合带位置移动。而弱向北低频分量或向南低频分量则不利于台风转向移动。     

冬季大气环流对北太平洋海冰和黑潮暖流海温的强迫作用

本文应用奇异值分解等统计方法，探讨冬季北太平洋海冰浓度、海温与大尺度大气环流型间的联系。分析结果表明:冬季北太平洋海域海冰存在一个主要的分布型，即鄂霍次克海和白令海的海冰呈反位相。海冰的该种分布特征是与大气中的WP型紧密联系的，并以大气超前海冰一个月最为明显。同时，WP型强迫作用于黑潮暖流区的海温，海温滞后大气一个月。具体表现为在东亚冬季风较弱的年份，鄂霍次克海海冰增多，白令海海冰减少，黑潮暖流区海温增高，反之则相反。     

地球自转速度变化对副高脊线南北进退的作用

众所周知,西太平洋副热带高压脊线位置的南北进退与汛期影响我国的雨带位置南北移动有着密切的关系。江苏的预报员发现脊线位置达20°N左右时苏南梅雨开始。因此,副高脊线稳定通过20°N日期的长期预报是人们所关心的。然而对长期,尤其是以月和季为时间尺度的长期预报尚缺乏有效的方法。     

太平洋经向模态对西北太平洋热带气旋影响的数值模拟研究

在分析研究太平洋海气耦合经向模（Pacific Meridional Mode——PMM）和西北太平洋生成热带气旋频数变化关系的基础上,利用NCAR的大气环流模式CAM3模拟研究了太平洋海气耦合经向模态对西北太平洋生成热带气旋的影响。结果表明,海气耦合的经向模态通过影响热带气旋生成的大尺度环境从而影响热带气旋的频数和强度。在模式中当增加了PMM的海温强迫后,纬向风切变变小,对流层中低层相对湿度变大,热带西太平洋对流层低层出现西风异常,在西北太平洋地区形成一个异常的气旋性环流,并且匹配有较大的正涡度异常;对流层高层出现赤道东风异常和一个与低层气旋性环流相匹配的反气旋性环流,有利于对流活动的发展,从而有利于热带气旋的生成和发展。在增加了PMM的海温强迫的试验中,热带气旋中心的海平面最低气压降低,850 hPa中心附近最大切向风速增加,气旋中高层的暖心强度增强。热带气旋强度总体增加。数值模拟结果与资料分析相互映证,揭示了太平洋经向模态对西北太平洋热带气旋有重要影响。     

高频瞬变涡动反馈强迫对东亚/太平洋事件演变过程的作用

本文通过位势倾向方程研究了高频瞬变涡动反馈强迫(TEFF)对东亚/太平洋型在低频时间尺度上(8天以上)的演变过程(EAP事件)的影响。一个重要的发现是,无论正位相还是负位相的EAP事件,在对流层中低层上,TEFF对其中、高纬度两个异常中心的演变均起着重要的作用。尤其是高纬度中心,在对流层中层,TEFF异常在盛期前可解释其增强部分的50%左右;盛期之后则起着减缓其减弱的作用。TEFF异常可分解为由高频涡动热量通量的辐合辐散引起的TEFF_heat异常和高频涡动涡度通量引起的TEFF_vor异常。两者在对流层上层相互抵消、下层相互叠加,导致TEFF异常在对流层上层(低层)的作用要弱(强)于对流层中层。就TEFF_heat和TEFF_vor的相对贡献而言,正位相的EAP事件中,TEFF_vor的贡献较大;但在负位相EAP事件中,TEFF_heat的贡献则增大至与TEFF_vor相当的程度。这种TEFF_heat作用在负事件中的增强可能是与贝加尔湖以东地区对流层低层上斜压性的加强有关。     

太平洋-印度洋海表温度加热对中高纬低频振荡的调频作用

用数值试验的方法，分别以无热源型、El Nino初期、El Nino成熟期对应的赤道中东太平洋与赤道印度洋海表温度作为外强迫源，应用强迫耗散准地转正压涡度方程的全球谱模式，考虑了摩擦耗散及3波准共振的共同作用，采用非定常、定常加热两种形式积分90d，研究了对中高纬大气低频振荡的调频作用。结果表明：（1）3个行星波之间存在很强的波-波相互作用，且波动振荡呈现准双周和季节内振荡；（2）在El Nino初期和El Nino成熟期，无论是赤道中东太平洋海温还是赤道印度洋海温在逐渐增暖的过程中，大气低频振荡周期都有缩短的趋势。1997年2月-1997年4月，赤道印度洋调节作用强；而在1998年5月，赤道中东太平洋调节作用强；（3）赤道印度洋西区对大气低频振荡的调节作用要强于赤道印度洋东区；Nino3区对大气低频振荡的调节作用要强于Ninol＋2区；（4）太平洋-印度洋海温异常模态在1997年10月为高指数（简称PIMI一型），在1996年9月为低指数（简称PIMI二型），前者对应的东太平洋-西印度洋区对大气的调频作用要大于后者对应的西太平洋一东印度洋区。     

强降温对设施农业影响风险研究

强降温天气对设施农业生产影响很大、风险较高。为了减少和降低强降温对设施农业的危害,提高设施农业生产应对强降温天气的处置和抗风险能力,采用关中东部设施农业生长季(当年11月—次年4月)11个气象站1961—2015年逐日平均气温、最低气温资料和同期灾情资料,基于ARCGIS平台,研究强降温对设施农业的影响和风险。结果表明:对于设施农业来说,24 h降温≥10℃的高风险区在白水、澄城和合阳,24 h降温≥8℃的高风险区在白水、澄城、合阳、蒲城和潼关。潼关种植设施农业的强降温风险高,不适宜大面积种植设施农业。蒲城设施蔬菜大棚24 h降温8℃的风险高,应采取措施加以应对。对设施农业来说,要高度重视11月和3—4月的强降温天气。另外,1—2月应重视持续低温造成的影响,11—12月要考虑强降温伴随的大风、降雪的综合影响。     

温度变化对夏季降温耗能的影响

该文采用降温度日数作为评估夏季降温耗能的指标 ,分析了我国夏季降温度日分布和长期变化特征。温度与降温耗能相关分析表明 ,两者相关密切 ,相关程度随气温升高而增加 ;降温耗能的 1℃效应量 ,北方大于南方。文章最后 ,利用气温距平与降温度日变率建立了夏季降温耗能评估模型。