土卫五发现富含氧大气

美国研究人员发现,土星第二大卫星土卫五上存在稀薄大气,其中氧气含量占大约70％,二氧化碳占30％。这是研究人员首次在土星的卫星上发现富含氧气的大气。     

太阳直接辐射光量子通量的气候学计算方法

为了把太阳直接辐射通量密度换算成光量子通量密度,取用了一个简单的大气模式,计算了各种太阳高度、地面气压和大气浑浊度下太阳直接辐射中的光合有效辐射能量通量和光量子通量,从而得到了单位光合有效辐射能量所具有的光量子数。结果表明:这个数是比较稳定的。在平原地区,10—90°的太阳高度范围内,1W.m~(-2)的光合有效辐射通量密度具有4.72±0.11μmol.m~(-2).s~(-1)的光量子通量密度。本文还采用北京地区四个季节定时的太阳直接辐射分光测量资料和高原观测资料检验了模式计算结果的可靠性,获得了满意的结果。     

资料集锦

土卫五发现富含氧大气美国研究人员发现,土星第二大卫星土卫五上存在稀薄大气,其中氧气含量占大约70%,二氧化碳占30%。这是研究人员首次在土星的卫星上发现富含氧气的大气。美国国家航空航天局"卡西尼"号轨道探测器在飞越土卫五北极的一次探测中发现,土卫五存在大气,经"卡西尼"质谱仪分析,确认其中含有氧气和二氧化碳。研究报告第一作者本?泰奥利斯说,先前研究发现,木星的卫星木卫二和木卫三大气中含有气态氧,现在又在土卫五上确认同样事实。     

北极扬马延岛大气边界层高度的气候特征分析

基于1973—2015年间的全球综合无线电探空资料(IGRA),采用总体理查逊数(Bulk Richardson Number)方法,分析了北极扬马延岛43年间的大气边界层高度变化特征,并对其多年月均大气边界层高度变化以及年均大气边界层高度变化进行深入分析探讨。结果显示,扬马延岛白天对流边界层高度高于夜晚稳定边界层高度,夏季多年月均大气边界层高度远低于冬春季节的高度,夏季平均高度仅为262 m,而冬春季节高度在600 m附近。大气边界层高度的变化与地面相对湿度的变化呈现较好的反相关关系。由于受到墨西哥湾暖流的影响,岛屿全年温差较小,夏季的相对湿度较大,导致潜热通量较多,抑制了边界层内的对流过程,造成夏季大气边界层高度较低。此外,其年均高度在1973—1988年间出现波动下降,而后在1988—1995年快速上升,最后于1995—2015年间变化平稳。     

塔里木盆地区域沙尘气溶胶特征分析

沙尘天气是塔里木盆地地区常见的天气现象，对大气沙尘气溶胶的分析表明，沙尘暴期间，沙尘气溶胶浓度远大于非尘暴期间。由于两地地理环境的差异，沙尘暴期间，策勒站细颗粒质量百分比呈下降趋势；阿克苏站细颗粒质量百分比呈上升趋势。说明尘暴期间由于当地沙尘源丰富，细粒物质较多，当风速达到起沙风速时，细粒物质迅速被携带到高空，成为沙尘气溶胶的主要来源。阿克苏站大气气溶胶中Al等元素在不同高度的谱分布呈单峰型，浓度最大值出现在4.7-7.0μm范围内，说明当地大气气溶胶颗粒主要来源于地表沙源。富集因子分析表明，阿克苏站和策勒站沙尘暴和扬尘天气的各地壳元素含量均高于浮尘和背景大气，而且能见度愈小，高出的比例愈大；各种沙尘天气发生时，均以亲地元素的浓度为最高。     

地形和海拔高度对降水的影响

本文提出了一个表示降水与地形、海拔高度及地区气候条件关系的数学模式。通过计算和分析表明:地形对降水的最大影响是发生在盛行风向与向风坡坡向的交角σ接近于0°而向风面地形坡度α=45°左右时。σ愈小,地形对降水的增幅作用愈大。当α<45°时,α愈大,地形对降水的增幅作用愈大,背风面的降水比向风面减小愈少。当α>45°时,则正好相反。但是,当σ<45°和α在30°和60°之间时,地形对降水增幅作用随σ和α的变化并不很明显。在地形坡度均一的情况下,向风面降水的高度分布一般是先增后减,有一最大降水高度h_M出现,且气候愈干燥,h_M愈高。在气候很潮湿时,h_m→0,即最大降水高度出现在山麓。当向风面的地形呈阶梯形时,也可出现两个或两个以上最大降水高度。     

大气环流背景下的武当山景区闪电时空分布

武当山是世界文化与自然遗产,因而武当山风景区的雷电防护尤为重要。截取风景区的地闪数据,以1 km2范围为基本单元,得到各单元内2008-01-01―2011-12-31期间的全部地闪频次、极性、强度等参数,分析武当山风景区雷电环境及武当山地理环境对雷电活动的影响。研究表明：研究区域闪电集中发生在6―8月份的午后T 14：00―18:00。闪电频数日变化规律明显,最大值出现在T 16:00,最小值出现在T 10:00―11:00。雷击大地密度整体上随高度表现出明显的增长趋势,雷电流强度平均值与高度大致呈现反向分布趋势,拟合出的雷击大地密度与高度关系式的相关系数R达0.834 56。大气环流特征表明,武当山雷电天气主要有3种类型：副热带高压西北部雷电型、高空槽雷电型和低涡雷电型,其中副热带高压西北部雷电型占主导。     

乌鲁木齐近30a大气稳定度和混合层高度变化特征及与空气污染的关系

基于1979 - 2008年乌鲁木齐1天4个时次的地面常规气象观测资料,运用Pasquill -Tumer稳定度分类方法和修正的罗氏法计算得出了乌鲁木齐市近30 a大气稳定度和大气混合层高度随时间序列的变化特征,分析了2001-2008年混合层高度和稳定度与空气污染的关系.结果表明:近30 a乌鲁木齐大气混合层高度随时...     

西北干旱区冬、夏季大气边界层结构对比研究

利用2006年6月28日至7月17日和2007年1月1日至1月10日敦煌加强观测期的探空资料,对比分析了位于西北干旱区的敦煌荒漠冬、夏季大气边界层的结构特征和变化规律。分析认为,该地区冬、夏季大气边界层结构一致,但夏季边界层的厚度明显大于冬季。夏季,白天对流边界层顶最高超过3 500 m,夜间稳定边界层的最大高度平均达到900 m左右,而冬季,对流边界层和稳定边界层日最大高度分别较夏季低约2 350 m和500 m,这说明西北干旱区夏季晴天的确存在极端深厚的大气边界层,但这种超厚大气边界层现象在冬季并不出现。冬、夏季大气比湿和风速在边界层的分布特征符合一般规律,夏季比湿普遍大于冬季,且夏季大气比湿随高度变化幅度明显大于冬季。冬季从地表开始就出现逆湿现象,夏季逆湿则出现在60~100 m高度范围内。冬、夏季白天与夜间的风速均能呈现出Ekman螺线特征,且夏季地转风风速值与地转偏差均远高于冬季。     

云南红河2008年2月罕见低温的气候环境诊断分析

采用北半球500 hPa高度场、700 hPa热带流场和海平面气压场资料,对2007年12月至2008年2月的大气环流特征进行分析。得到2008年2月红河州出现罕见低温的大气环流特征为经向环流明显,欧亚大陆中高纬地区高度场偏高,中低纬地区高度场偏低,使得冷空气和暖湿气流容易交绥,导致冷空气在红河长期盘踞,出现持续阴冷天气。通过相关性分析,发现La Nina事件与红河州2月气温呈负相关,La Nina事件也是此次罕见低温的重要原因。     

防护林疏透度对近地层大气降尘的影响——以新疆策勒为例

防护林在削弱风速、减少风蚀的同时又可以影响近地层的大气降尘。为探讨防护林疏透度（β）对大气降尘的影响,对新疆杨防护林庇护区0.5 m和3 m高度降尘进行野外观测,并分析了两个高度降尘量空间分布。结果表明：β大于0.47时,防护林对降尘空间分布没有明显影响,0.5 m高度降尘量大于3 m高度,且林后3 m高度降尘量比较平稳,而林后0.5 m高度降尘量出现较大波动;β从0.47下降到0.2时,防护林可以明显影响林后降尘,两个高度降尘量变化趋势相似且平均降尘量差距减小;此段时间,林后两个高度均出现高降尘区,且0.5 m高度的高降尘区滞后于3 m高度。防护林在中等疏透度时（0.2～0.47）可以明显影响林后水平和垂直方向大气降尘,导致林后出现高降尘区,并促进3 m高度降尘,减小两个高度降尘量的差距。因此,应避免将易受降尘危害的作物种植在林后高降尘区。     

中国西北地区大范围极端高温事件的大气环流异常特征

 利用中国西北5省(区)90个台站1961—2005年的逐日气温资料,分析了西北五省(区)发生大范围极端高温事件时的大气环流异常特征。结果表明,当出现大范围极端高温事件时,100 hPa南亚高压强度偏强并北移至西北地区上空,副高脊线偏北,同时500 hPa高度场上有一与温度暖中心相匹配的闭合高压单体控制着西北地区,西北地区上空大气高(中低)层为负(正)温度距平。此外,西北地区上空下沉气流强度明显偏强,下沉运动加强中心在300 hPa高度左右。与此同时,除了新疆西南部,西北其他地区的散度场形势都是大气上层辐合,下层辐散,并且辐合辐散强度都偏强,其中的辐合带主要位于150～300 hPa高度,辐合中心及其加强中心在200 hPa高度左右。     

策勒绿洲近地表大气降尘粒度指示的分选特征及其意义

风成沉积一般为多峰态粒度分布,不同峰态往往指示不同的沉积分选作用。这种分选作用形成的粒度特征是否具有稳定性可以通过现代大气降尘观测进一步证实。本研究通过对策勒绿洲两次大气降尘11个位置3 m和0.5 m高度样品粒度特征进行分析,试图揭示风成沉积粒度特征的稳定性。结果表明：两次大气降尘粒级范围都集中在0.4—250 μm,不同高度的大气降尘都显示典型的双峰态粒度分布特征,其中粗粒峰态众数为67—75 μm,细粒峰态众数12—21 μm。粗粒峰态和细粒峰态各自在不同位置和不同高度上都表现出稳定一致的粒度分布特征,这表明大气降尘在近地表空间上经历稳定一致的沉积分选作用。因此,风成沉积粒度特征适合用于指示区域沉积动力环境,多峰态分离分析可能获得更加明确的环境信息。     

夏季西南极探空观测以及南极大陆大气垂直结构特征分析北大核心CSCD

利用第33次中国南极科学考察期间获取的中国长城站和智利Feri站以及夏季南极大陆沿岸8个世界气象组织(WMO)基准站探空资料对南极地区的大气垂直结构进行了分析,并结合NCEP和ERA-Interim再分析数据,对南极高纬度大气的表现能力进行了评估。研究发现长城站附近对流层顶的平均高度为9km,对应的温度和平均风速分别为–50℃、21m·s^(-1);对流层中部大气垂直温度递减率为–6.34℃·km^(-1);边界层平均高度为600 m,平均风速为10 m·s^(-1)。当长城站东侧存在气旋或者受极地高压控制时,对流层顶高度较低,大气垂直递减率偏小;相反当长城站西侧受气旋影响时,对流层顶高度偏高,大气垂直递减率偏大。夏季东南极沿岸对流层顶高度普遍高于西部,南极点对流层顶最低,可能与绕极气旋的生消源地存在密切的联系。在对流层顶高度、探空要素的垂直分布特征评估等方面, NCEP再分析数据比ERA-Interim再分析数据更接近观测数据真实值。     

夏季西南极探空观测以及南极大陆大气垂直结构特征分析

利用第33次中国南极科学考察期间获取的中国长城站和智利Feri站以及夏季南极大陆沿岸8个世界气象组织(WMO)基准站探空资料对南极地区的大气垂直结构进行了分析,并结合NCEP和ERA-Interim再分析数据,对南极高纬度大气的表现能力进行了评估。研究发现长城站附近对流层顶的平均高度为9km,对应的温度和平均风速分别为–50℃、21m·s~(-1);对流层中部大气垂直温度递减率为–6.34℃·km~(-1);边界层平均高度为600 m,平均风速为10 m·s~(-1)。当长城站东侧存在气旋或者受极地高压控制时,对流层顶高度较低,大气垂直递减率偏小;相反当长城站西侧受气旋影响时,对流层顶高度偏高,大气垂直递减率偏大。夏季东南极沿岸对流层顶高度普遍高于西部,南极点对流层顶最低,可能与绕极气旋的生消源地存在密切的联系。在对流层顶高度、探空要素的垂直分布特征评估等方面, NCEP再分析数据比ERA-Interim再分析数据更接近观测数据真实值。     

红河州2006年冬春连旱的气候环境诊断分析

采用北半球500 hPa高度场、700 hPa热带流场和海平面气压场资料,对2006年1～3月的大气环流特征进行分析。得到2006年云南出现冬春连旱天气的大气环流特征为西风带强劲,欧亚大陆中高纬地区高度场偏低,中低纬地区高度场偏高,使得冷空气和暖湿气流难以交绥,致使云南缺乏降水条件,长时间持续干旱少雨天气。对红河州的地貌和土壤进行分析,发现海拔高差悬殊,土壤保水性能差,是红河州中北部地区旱情更为严重的重要原因。     

基于探空数据的新疆大气扩散条件时空分布特征分析

利用2010—2019年新疆14个探空气象站资料统计分析了近10 a大气最大混合层高度(下文简称混合层高度)、通风量、边界层平均风速及大气自净能力指数的时空分布特征,探讨了各物理参数与空气质量的关系.结果表明:(1)以上参数的逐月分布均呈倒"V"型,表现为夏半年大、冬半年小,即新疆的大气扩散能力在夏季最强、冬季最弱,其...     

两种柔性植株地表风速廓线特征比较的风洞模拟

植株减小风速从而抑制风蚀,风速廓线可以反映植株对风速的影响。在风洞中测量了细长状植株和上大下小形状植株在不同覆盖密度、不同来流风速下的风速廓线,并对这两种植株地表上空气动力学粗糙度、零平面位移高度进行了比较。结果表明:两种植株地表的空气动力学粗糙度均随植株密度按幂函数规律增加,其与植株高度之比也随侧影盖度按幂函数规律增加。在相同覆盖密度或侧影盖度条件下,上大下小形状植株地表的空气动力学粗糙度大于细长状植株。细长状植株地表的零平面位移高度随植株密度的增加先增加而后减小,而上大下小形状植株地表的零平面位移高度则基本不受植株密度的影响。     

洪河国家级自然保护区夏季晴天沼泽大气边界层温湿度变化特征

采用水平分辨率为0.5 km的WRF-CLM3.5中尺度数值模式,模拟研究了洪河国家级自然保护区及其周边地区(46.8°N~48.75N,132°E~135°E)2011年7月19~20日的大气边界层气温、相对湿度和风速的物理特征,以及2011年6月6~8日、7月18~20日和8月26~28日大气边界层高度的日变化特征。结果表明,WRF-CLM模式可以较精确地反映研究区沼泽及其周边农田的近地层气温和相对湿度的差异,与实际观测结果一致。在夏季晴朗的白天,湿地上空气温低于周边农田约1~3℃,相对湿度比周边区域高4%~8%;湿地上空呈现"冷湿岛"中心,相对湿度随高度先增加后降低,高度界线可达900~1 500 m;日落后,沼泽降温增湿作用逐渐削弱,0︰00~2︰00,沼泽与周边区域近地层都发展有较强的逆温层,厚度可达600 m,与之相对应的相对湿度则随高度的升高而降低,影响高度在400~800 m。夜间,沼泽近地层风速随高度的变化小于白天,低空风速小于高空风速;白天午后风速梯度最小,夜间逆温层顶出现低空急流中心。洪河国家级自然保护区大气边界层高度模拟结果显示,夏季沼泽区晴天大气边界层高度日变化曲线为单峰曲线,白天边界层发展高度大于夜间,最高值出现在13︰00左右,高度可达约1 900 m。     

新疆戈壁地区近地面大气折射率结构常数观测对比

利用大口径闪烁仪和QHTP-2型温度脉动仪对新疆戈壁地区近地面大气折射率结构常数进行对比观测。结果表明：两种仪器测量所得大气折射率结构常数具有较好的相关性,皮尔森相关系数达0.68。大口径闪烁仪所测结果符合新疆戈壁地区近地面大气湍流强度日变化特征,与温度脉动仪测量结果随时间变化趋势基本一致。两种仪器测量结果在数量级上存在的差异,可能是由测量原理、测量高度、大气稳定状态等因素造成的。