南海夏季风撤退期的气候特征Ⅰ——40年平均

用NCAR/NCEP1958～1997年共40年资料对南海夏季风撤退的气候特征进行了分析.8月上旬西伯利亚冷空气开始南进,由于青藏高原的阻挡作用,在我国东部大陆推进得很快,到达南海后继续向南推进,最后导致9月中旬左右南海夏季风从南海撤退.就个别年份而言,最早的撤退时间是8月中,最晚的是10月中,可以差两个月.南海夏季风撤退与建立过程是很不相同的,南海夏季风和夏季风雨带的建立都是爆发性的,在全区域几乎是同时建立,但撤退是由北向南缓慢撤退的,历时一个月左右.在撤退期间,南海降水形势变化不大,但在撤退之后,南海夏季风雨季转变为ITCZ雨季,其相应和雨区随着太阳南移向南推进.南海夏季风撤退后,南海降水30～60天振荡明显减弱,而准两周振荡仍比较活跃.     

不同时间尺度上南海夏季风强度与海洋热力条件的关系

用NCAR/NCEP1958—1997年共40年资料对南海夏季风撤退的气候特征进行了分析。8月上旬西伯利亚冷空气开始南进，由于青藏高原的阻挡作用，在我国东部大陆推进得很快，到达南海后继续向南推进，最后导致9月中旬左右南海夏季风从南海撤退。就个别年份而言，最早的撤退时间是8月中，最晚的是10月中，可以差两个月。南海夏季风撤退与建立过程是很不相同的，南海夏季风和夏季风雨带的建立都是爆发性的，在全区域几乎是同时建立，但撤退是由北向南缓慢撤退的，历时一个月左右。在撤退期间，南海降水形势变化不大，但在撤退之后，南海夏季风雨季转变为ITCZ雨季，其相应和雨区随着太阳南移向南推进。南海夏季风撤退后，南海降水30—60天振荡明显减弱，而准两周振荡仍比较活跃。     

2006年东亚夏季风活动特征与我国东部雨带分布

利用1979—2006年NCEP/NCAR大气月平均资料、OLR对流和CMAP降水日平均资料,从季节平均、月平均、季节内振荡不同时间尺度分析了2006年东亚夏季风活动特征及其与雨带分布之间的联系。结果表明,2006年东亚夏季风爆发时间正常,而夏季风推进过程存在异常：前沿在华南地区和华北地区维持时间偏长、在长江流域维持时间偏短,夏季风极端北界偏北,这种推进异常与南海夏季风强度偏强有关。南海夏季风强度偏强及推进过程异常导致东亚夏季(6—8月)降水为Ⅰ类雨带分布,即长江流域降水偏少,华南、黄淮流域-朝鲜半岛-日本中南部降水偏多。从月时间尺度看,2006夏季各月都具有南海地区夏季风强度偏强、前沿位置偏北和偏东的异常趋势;西太平洋副热带高压6月偏西偏南,7、8月偏北,在这种异常形势下,长江流域6、7、8各月降水都偏少,华南地区各月以偏多为主,黄淮流域7、8月降水偏多。从季节内振荡看,2006年大气季节内振荡(ISO)纬向传播与气候平均相比具有特殊性,长江流域纬度带西传波和静止波偏弱,华南地区纬度带东传波和静止波偏强,ISO这种异常与夏季长江流域降水偏少、华南降水偏多有关。     

南海夏季风撤退的气候特征Ⅱ——年代际变化

南海地区夏季风撤退期有明显的年代际变化,与南海夏季风维持期相类似,在1970年代末期有明显的突变。所以分析工作以1978年为界,主要是将前20年情况与后20年进行对比。前20年夏季风撤退较早,撤退期降水较少,对流活动较弱;后20年则与此相反,夏季风撤退较晚,撤退期降水较多,对流活动较强。南海地区夏季风撤退期的年代际变化与PDO和太阳磁循环的气候变化比较一致。     

南海地区降水的时空特征

文中利用美国 NCEP重分析资料中的 1 979～ 1 995年 1 7a逐旬的全球降水资料 ,采用小波分析方法分析了南海地区降水的多时间层次和多空间层次结构 ,研究了南海季风的爆发及时间演变 ,探讨了南海季风爆发的机制。结果表明 :( 1 )南海季风爆发于 5月中旬 ,季风爆发过程实际上是小范围 ( 32个经度 )降水向大范围 ( 64个经度 )降水调整的过程 ,一旦出现较强的大范围降水 ,并到达南海地区 ,就爆发了南海季风 ,调整完毕则是印度季风和东亚季风的相继爆发。( 2 )在 1 0°N以北的地区 ,季风最早发生在南海 ,然后逐渐西移到印度 ,达到印度季风最盛期后 ,迅速东撤。( 3)南海地区可分为 3个区域 :北部 ( 2 0～ 2 2°N)、中部 ( 1 0～ 2 0°N)和南部 ( 1 0°N以南 )。南海雨季主要发生在 1 0°N以北的北部和中部 ,北部雨季是平稳增强的单峰型 ,而中部雨季是突发性的 ,雨季内降水起伏较大。( 4 )南海季风区有很强的年变化 ,30～ 60 d和 2 0～30 d的变化也比较显著 ,还有 3个月左右的周期变化。除年振荡以外 ,各种周期振荡随时间变化较大 ,在雨季表现得最强烈。( 5)南海季风的爆发与 2 0～ 30 d和 30～ 60 d两种低频振荡有关。     

1998年南海夏季风建立前后的突变特征及爆发过程

利用南海季风试验所得到的最新资料分析了１９９８年南海夏季风建立前后的突变特征及其爆发过程,初步认定１９９８年亚洲夏季风最早（５月２３日）在南海地区建立,它是亚洲冬季风形势向夏季风形势转换的最早体现。副高从南海地区连续东撤是南海地区夏季风建立的直接过程,它的撤出有利于不稳定能量的释放,形成南海夏季风的爆发性。提出赤道印度洋地区的西风和降水向中南半岛地区扩展、华南静止锋活跃南压,这种形式的中低纬相互作     

基于QuikSCAT资料的江淮流域旱涝年南海季风变化特征

利用2001、2003年的QuikSCAT风场和中国降水的逐日资料,分析江淮流域旱、涝年南海夏季风的演变特征及其低频分量与江淮流域降水的关系。结果表明:（1） 2001、2003年南海夏季风爆发时间相当,但2003年6月中下旬季风出现明显的中断,2001年6—7月南海季风表现出明显的由南海中南部向北部推进的过程,而2003年同时期的季风则徘徊于南海中南部地区;（2） 2001、2003年的夏季(5—9月)海表面的低频纬向风场同时都存在3对低频振荡中心,且在季风爆发后均有明显的向北传播特征,南海中部和北部表现出近乎相反的低频位相,但2001年低频振荡的强度及低频波列维持的时间均大于2003年的;（3） 根据纬向风低频振荡强中心区域的位置,在南海中部和北部分别定义了南海低频夏季风指数IM-SCS和IN-SCS,发现这两个指数与我国6—7月江淮流域的降水及青藏高原中东部降水之间均存在显著的滞后负相关关系,而与云南中部、西部及华北部分地区的降水则表现出显著的滞后正相关关系。      

1998年南海夏季风低频振荡特征分析

利用NCEP/NCAR1998年再分析资料和SST资料，研究了南海夏季风的低频振荡特征。结果表明，南海夏季风的低频振荡对南海夏季风的爆发具有加强的作用；南海低频低层辐合（散）区对应低频降水正（负）值区；南海地区的大气低频振荡以向北、向东传播为主，南海地区低频散度在垂直方向呈现出相互补偿的特征。     

亚洲季风活动及其与中国大陆降水关系

用１９８０～１９９２年ＥＣＭＷＦ的８５０ｈＰａ和２００ｈＰａ资料设计了南亚季风和东亚季风指数,发现南海夏季风的暴发和撤退具有较大的年际差异,南海北部和南部夏季风的暴发和撤退时间也不一致．相关试验表明,南亚季风指数与中国大陆春、夏降水的相关分布型类似于东亚季风指数与降水的相关分布型,且相关系数略高．东亚冬季风指数以南海地区区域平均的８５０ｈＰａ经向风速或纬向风速为好．夏季风指数以南海地区或亚洲区域平均的８５０ｈＰａ和２００ｈＰａ的纬向风速差最佳．     

关于东亚副热带季风和热带季风的再认识

利用NCEP/NCAR再分析数据集和CMAP(Climate Prediction Center Merged Analysis of Precipitation)降水资料, 分析了东亚副热带夏季风与热带夏季风的区别和联系, 以及两者相互作用问题, 深入讨论了东亚副热带季风的本质。分析发现东亚副热带夏季风建立早于热带夏季风, 于3月中旬已经开始建立。两者是相互独立的两个过程, 前者并非是后者向北推进的结果;相反, 前者建立后的突然南压有利于后者的爆发。副热带夏季风为渐进式建立, 但撤退迅速;热带夏季风爆发突然, 但撤退缓慢。副热带夏季风的建立以偏南风的建立为特征, 而热带夏季风的建立以偏东风向偏西风转变为特征。热带夏季风的建立时间取决于经向海陆热力差异转向, 而东亚副热带夏季风则更依赖于纬向海陆热力差异的逆转。亚洲大陆（含青藏高原）与西太平洋之间的纬向海陆热力差异的季节逆转无论对东亚副热带夏季风还是热带夏季风均有重要作用。     

ECMWF极端天气指数在华东台风降水预报中的应用和检验

选取2015—2018年影响华东地区的13个台风个例,分析降水极端天气指数EFI(Extreme Forecast Index)和SOT(Shift of Tails)与台风降水之间的统计关系。结果表明：EFI和SOT与降水气候百分位之间存在明显的正相关关系。EFI和SOT越大,强降水发生概率越高。随着预报时效的增加,EFI和SOT指数对暴雨和大暴雨的预报效果逐渐变差。对于短期(72 h以内的时效),EFI预报技巧优于SOT,而随着预报时效的延长,SOT的预报技巧逐渐接近并超过EFI。以TS评分最大为标准兼顾合理的预报偏差,得到两种极端天气指数不同预报时效、不同等级暴雨的预报阈值。总体而言,事件越极端,EFI和SOT的预报阈值越大,对于暴雨和大暴雨,EFI指数的预报阈值随着预报时效的延长有减小趋势,而SOT的预报阈值基本保持不变。在台风极端降水预报中,EFI和SOT可以作为EC定量降水预报的补充,有助于减少强降水的漏报,并提早发出预警信息。     

中国冰冻圈变化的适应研究：进展与展望

冰冻圈变化的适应研究是冰冻圈科学领域的新兴研究方向,是当今自然科学与社会科学交叉融合跨学科集成研究的典型代表。起步于2007年的中国冰冻圈变化适应研究,经历了早期的探索,研究重点由评价脆弱性发展为量化冰冻圈变化的影响,形成以影响/风险—脆弱性—适应全链条的完善的研究体系,研究方法突破传统的指标体系赋权法的不足,初步实现了定量化,有机结合影响/风险、脆弱性、适应三方面的研究结果,使冰冻圈变化的适应措施由偏重宏观性、普适性开始转向更有针对性。未来中国冰冻圈变化的适应研究应拓展、完善和深化现有的理论体系,构建冰冻圈与社会经济耦合模型,科学量化冰冻圈全要素变化的影响,建立不同利益相关者与科学家共同参与的研究新模式,科学有效应对与适应冰冻圈变化及其影响。     

COMPARATIVE ANALYSIS OF VARIOUS DATA OF AIR–SEA TEMPERATURE DIFFERENCE AND ITS VARIATION ACROSS SOUTH CHINA SEA IN THE PAST 35 YEARS

Using the International Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set(ICOADS) and ERA-Interim data, spatial distributions of air-sea temperature difference(ASTD) in the South China Sea(SCS) for the past 35 years are compared,and variations of spatial and temporal distributions of ASTD in this region are addressed using empirical orthogonal function decomposition and wavelet analysis methods. The results indicate that both ICOADS and ERA-Interim data can reflect actual distribution characteristics of ASTD in the SCS, but values of ASTD from the ERA-Interim data are smaller than those of the ICOADS data in the same region. In addition, the ASTD characteristics from the ERA-Interim data are not obvious inshore. A seesaw-type, north-south distribution of ASTD is dominant in the SCS; i.e., a positive peak in the south is associated with a negative peak in the north in November, and a negative peak in the south is accompanied by a positive peak in the north during April and May. Interannual ASTD variations in summer or autumn are decreasing. There is a seesaw-type distribution of ASTD between Beibu Bay and most of the SCS in summer, and the center of large values is in the Nansha Islands area in autumn. The ASTD in the SCS has a strong quasi-3a oscillation period in all seasons, and a quasi-11 a period in winter and spring. The ASTD is positively correlated with the Nio3.4 index in summer and autumn but negatively correlated in spring and winter.     

自然控制论

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Light-absorbing particles in snow and ice: Measurement and modeling of climatic and hydrological impact

Light absorbing particles(LAP, e.g., black carbon, brown carbon, and dust) influence water and energy budgets of the atmosphere and snowpack in multiple ways. In addition to their effects associated with atmospheric heating by absorption of solar radiation and interactions with clouds, LAP in snow on land and ice can reduce the surface reflectance(a.k.a., surface darkening), which is likely to accelerate the snow aging process and further reduces snow albedo and increases the speed of snowpack melt. LAP in snow and ice(LAPSI) has been identified as one of major forcings affecting climate change, e.g.in the fourth and fifth assessment reports of IPCC. However, the uncertainty level in quantifying this effect remains very high. In this review paper, we document various technical methods of measuring LAPSI and review the progress made in measuring the LAPSI in Arctic, Tibetan Plateau and other mid-latitude regions. We also report the progress in modeling the mass concentrations, albedo reduction, radiative forcing, and climatic and hydrological impact of LAPSI at global and regional scales. Finally we identify some research needs for reducing the uncertainties in the impact of LAPSI on global and regional climate and the hydrological cycle.     

A political ecology of maladaptation: Insights from a Gramscian theory of the State

This article analyzes a political process in the aftermath of a disaster and explains why and how it led to maladaptation. Grounding Gramsci’s theory of the State on a case of post-disaster response to a fatal mudslide in the city of Sarno in Italy, this research argues that, under certain conditions, civil society and the ruling classes may coalesce to produce policies that are maladaptive. We unpack the mechanisms through which consent was reproduced in Sarno, and show how the claims of civil society were articulated and fused with the hegemonic goals of capital circulation and economic growth, reaffirming a view of government as only a provider of safety. A Gramscian treatment of the State as a process, and not as a thing, highlights that the main barrier to adaptation is not the lack of techno-managerial solutions. It is the lack of political struggle around the social reconfiguration of the logic and functions of the State.     

天津市静海区暴雨灾害风险精细化评估

根据天津市静海区18个乡镇2009—2018年逐时降水量,以及社会经济、地理地形、水利设施等数据,结合历史受灾信息,分别对静海区的暴雨致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性及防灾减灾能力进行分析,采用GIS技术和统计方法多因子叠加,综合得出静海地区暴雨灾害风险精细化评估和区划。研究发现,静海区北部区域以及南部中旺镇及其周边风险较高,而静海地区中部的风险较低;暴雨灾害高风险区主要分布在致灾因子敏感性、承灾体易损性较高而防灾减灾能力较低的静海镇和梁头镇及其周边,应加强防灾减灾设施建设。     

敦煌气候条件及对棉花产量因素的影响

甘肃敦煌地区气候条件虽然适宜棉花生长,但热量条件处于棉花正常生长适宜指标的下线,对棉花的产量和质量具有较大影响。利用敦煌市国家基准气象观测站1983~2012年农业气象观测资料,统计分析了敦煌棉花全生育期气象条件对棉花的株铃数、单铃重及僵烂铃率、蕾铃脱落率及产量的影响。结果表明：棉花花蕾期气温、花后热量和花期气温、裂铃吐絮阶段灌水量是造成棉花僵烂铃和蕾铃脱落的主要原因。花铃期的平均气温越高,热量越充足,越有利于棉铃数的增加;7月上旬至8月中旬夜温不足降低了棉株矿物质和贮存物的积累速率,导致花蕾及胚珠发育不良,单铃胚珠数减少;盛夏7月中旬高温造成棉铃代谢紊乱,导致单铃不孕,造成株铃数不足和单铃重下降,进而影响棉花产量。     

基于中国全球海洋预报系统(CGOFS)的全球高分辨率再分析产品评估

通过同化系统将观测资料与海洋数值模式融合得到的海洋再分析产品为海洋科学研究提供了重要的资料基础.本文采用WOA,SODA,AVISO和GLORS四种数据资料与我国自主研发的中国全球海洋预报系统(CGOFS)的气候态结果进行了对比,结果表明:CGOFS和SODA的全球海表面温度与WOA的均方根误差分别为0.51和0.43℃.CGOFS和SODA的海表面盐度与WOA的均方根误差分别为0.48和0.40 PSU;海流方面,CGOFS能较好的刻画主要大洋环流分布及赤道潜流的垂向结构;CGOFS的全球海表面高度异常与AVISO的均方根误差为0.018m;多年月平均海冰外缘线覆盖面积介于SODA和GLORS之间,海冰体积的生消规律与SODA和GLORS一致.总体来看,CGOFS全球高分辨率海洋再分析产品的气候态结果与国际同类产品基本一致,可为提升我国海洋综合科技实力提供可靠的资料保障.     

中国碳捕集、利用与封存立法和监管体系研究

碳捕集、利用与封存技术（CCUS）被认为是进行温室气体深度减排最重要的技术路径之一。为了促进CCUS技术的发展与应用,欧盟、英国、美国等国家和地区一直积极倡导CCUS实施的制度化和规范化。通过对与CCUS相关的国际公约、重点国家和地区的政策、法规进行系统的梳理,以及对中国的法律制度体系和CCUS政策法规现状的整理,中国CCUS立法和监管体系建立的关键在于解决CO₂的定性、地表权和地下权的确定、保障健康、安全和环境、知识产权的转移和保护、项目审批制度以及激励政策体系的建立等,应有针对性地构建CCUS政策法规体系,逐步完善CCUS政策法规环境,从而推动CCUS在中国的健康发展。