怀念我国气象学一代宗师竺可桢

1990年3月7日,国家气象局举行隆重会议,纪念中国气象事业主要奠基人、中国气象学界一代宗师竺老十分敬仰,也经常拜读他的著作。本文仅仅是从个人角度,从中国气候研究方面几个具体问题,说说自己的学习体会和认识。     

《中国山地环境气象学》

《中国山地环境气象学》是中国科学院大气物理研究所高登义研究员撰写的科学专著，“是高登义研究员数十年来从事山地科学考察研究的成果，是多次参加我国山地综合科学考察研究的多学科交叉、渗透的新成果”。我国地学界前辈叶笃正、刘东生和陶诗言院士分别为本书题写了序。     

论《九宫八风》——太极气象学研究之五

论证了《九宫八风》与《洛书》、《八卦》的关系，并对宫名和八风进行了较详细地考证。最后论述了《九官八风》的真正含义和用途．     

《周易》与气象——太极气象学研究之七

《周易》与气象的关系，特别是通过对乾坤二别卦的破译．发现其本义为黄河流域古代气候变化的写真。     

《微气象学基础》

本书参阅了近20多年来有关的教科书、研究论文的成果,并结合多年的教学经验编写而成,所阐述的主要内容包括下垫面的辐射传输与能量平衡、土壤热量传输及温湿度变化、近地层的湍流交换、植被微气象和城市微气象等方面。编书过程中,力求对涉及的基本概念、规律、方法等基础知识做到深入浅出的阐述,并融入近年来的关注热点和研究成果,达到可读性、学术性和应用性的统一。本书不仅适用于应用气象学、气候学等专业本科生的教材用书,亦对大气科学、生态、环境、农学、林学、地学等领域的科技工作者具有重要参考价值。     

《气象学与地球天体物理学文摘》Web版的结构特征

《气象学与地球天体物理学文摘》检索系统（以下简称MGA）的Web版自2004年起作为剑桥科学文摘（Cambridge Scientific Abstracts,简称CSA）的网络数据库系统（Internet Database Service,简称IDS）中的一个子库的形式提供网上服务。其优点是在IDS中访问主站点的终端数没有限制,简单检索和高级检索界面分开,检索限制项设置简便,支持叙词检索,具有对全文、文件传递和馆际互借功能的链接,可以保存用户的检索策略,有检索策略提示,具备多语种显示界面,     

对中文气象学学术类期刊《征稿简则》的探讨

对中文气象学学术类期刊《征稿简则》的主要内容进行了详细分析,结果表明：它们存在同类期刊部分技术要求不统一、内容简略、实例偏少、部分内容陈旧、部分技术要点缺失、回避论文发表费标准等敏感性问题、不方便作者下载查阅等缺点,不利于作者参考。为此,建议各期刊编辑部联合制定统一的技术规范,做到内容翔实、实例丰富、内容及时更新、全面阐述技术要点、详细说明论文发表费的收取标准和理由,将《征稿简则》积极上网,供作者随时下载,有利于作者撰丈参阅。     

《气象学与地球天体物理学文摘》Web版的检索策略和注意事项

由于《气象学与地球天体物理学文摘》(MGA)网络版收录文献数据量大,快速准确检索到自已所需文献,一方面用户要了解系统的结构设置和检索方式的要求,同时要遵循系统所做的有关规定,并要讲究检索策略。检索过程中应注意以下事项和检索策略:(1)布尔逻辑算符的使用:在数据库检索中,     

对《气象学与气候学》教学改革的几点认识

从教学内容、教学思想和方法以及课堂教学等方面对《气象学与气候学》的课程建设和教学改革进行调查和研究,并对近几年气象学和气候学的教学实践进行总结,提出了教学改革方面的一些新的经验和认识。     

山东三类降水云雨滴谱分布特征的观测研究

利用激光雨滴谱仪2009年8月—2010年10月观测获取的滴谱资料,分析了山东省三类云降水雨滴微结构参量特征及滴谱随降水过程的演变特征。按照降水云系不同分别对各微物理参量进行比较,结果表明,各值由大到小排序依次均为积雨云、混合云和层状云。三类云降水过程中雨强与雨滴数浓度和最大直径间存在较好的相关关系;层状云和混合云降水以直径小于2 mm的雨滴为主,而积雨云降水以1~3 mm的雨滴对雨强贡献最大。层状云降水雨滴谱很窄,呈单峰或双峰型;积雨云降水雨滴谱宽,在大滴端呈多峰结构;混合云降水谱宽介于前两者之间。另外,统计得到该地区三类云降水的Z-I关系式,为雷达定量测量降水提供了一定的参考。     

一次特大暴雨天气的Q*矢量分析

应用修正的Q     

青藏高原闪电与NO_2的分析及中国内陆地区LNO_x产量的估算

为了进一步认识闪电活动与对流层氮氧化物的关系及更准确地估算中国地区闪电产生的氮氧化物(LNOx)总量,选取人口稀疏,工业生产水平较低的青藏高原地区作为研究区域,基于LIS(Lightning Imaging Sensor)和GOME-2(The Global Ozone Monitoring Experiment-2)卫星探测仪资料,分析了青藏高原中部区域2009年1月至2012年2月闪电与对流层NO2垂直浓度(VCD)月均值资料的时空分布特性和相关性。在此基础上,结合Beirle et al.(2004)的LNOx估算方法,估算了中国内陆地区的LNOx产量。结果表明:青藏高原地区对流层NO2与闪电与在年际趋势、空间分布及季节变化上保持很好的一致性,闪电密度与NO2VCD的线性拟合相关系数为0.84,这表明青藏高原地区NOx受人为源影响小,是研究LNOx的理想区域。基于拟合结果,估算得到中国内陆地区LNOx的年均产量为0.15(0.03~0.38)Tg(N)a-1。这一结论进一步缩小了以往研究中中国地区LNOx产量估算的不确定范围,有助于更清楚地认识闪电在中国气候变化中的重要作用。     

回流作用对江淮地区两次浮尘天气过程影响的差异研究

本文以2021年3月16、28日两次沙尘天气为例,利用地面常规气象观测资料、气象再分析资料,结合气溶胶激光雷达、风廓线雷达、HYSPLIT模型等分析了影响江淮地区的两次沙尘天气发生时天气系统、颗粒物浓度、气溶胶光学特性和边界层气象条件变化等特征,特别探讨了回流作用的影响。结果表明:两次均为浮尘天气,与暖区新生类蒙古气旋的活动有关。对江淮地区的影响分为冷锋后部污染物影响和高压后部污染物回流影响。前者容易引发单峰型2~4 h污染物爆发性增长,后者对应多峰型7~9 h污染物持续增长,最终产生1 000 μg·m^-3以上的严重污染。污染物均来源于蒙古和贝加尔湖,经过华北后传输高度降低至1 km以下,回流阶段的传输高度较低,仅为0.3 km左右。传输层风速加强至8~14 m·s^-1有利于污染物在地面的长时间影响。     

CO2倍增对我国东部极端降水的影响

利用GFDL-CM2.1耦合模式控制试验和CO₂增长试验逐日降水输出结果,评估了CO₂浓度加倍对我国极端降水变化的影响。结果表明：CO₂浓度加倍导致我国东部地区年极端降水的强度增强、降水量显著增多及降水频次显著增加（除华北南部外）; CO₂浓度加倍对我国春夏季极端降水影响较大,导致东部多数地区春夏季极端降水频次增加,强度增强;而CO₂浓度加倍导致华北南部和长江中下游春夏季雨日减少以及小雨、中雨减少,从而导致年总降水量减少。     

兰州春季沙尘过程PM10输送路径及其潜在源区

将2001-2008年分为沙尘天气相对多年和相对少年,计算兰州市春季逐日4个时次的4 d气团后向轨迹。通过聚类分析得到春季到达兰州市区的主要气团轨迹组,结合可吸入颗粒物PM₁₀日均质量浓度资料,通过计算潜在源贡献因子PSCF(potential source contribution function)和浓度权重轨迹CWT(concentration-weighted trajectory),得到影响兰州市春季PM₁₀质量浓度的潜在源区以及不同源区对兰州市春季PM₁₀质量浓度贡献的差异。结果表明,在沙尘天气相对多年,西路径和西北路径发生比例最高,分别占总轨迹的33%和19.4%,其中有50%以上为污染轨迹,是造成兰州市春季高质量浓度PM₁₀污染的主要输送路径。沙尘天气相对少年的主要输送路径是西路径,其次是北路径,分别占23.6%和18%。影响兰州市春季大气PM₁₀质量浓度的潜在源区分布在新疆塔里木盆地、吐鲁番盆地、青海柴达木盆地、甘肃河西走廊、内蒙古中部和西部的沙漠戈壁地区。     

A model investigation of the impact of increases in anthropogenic NO x emissions between 1967 and 1980 on tropospheric ozone

Recent observations suggest that the abundance of ozone between 2 and 8 km in the Northern Hemisphere mid-latitudes has increased by about 12% during the period from 1970 to 1981. Earlier estimates were somewhat more conservative suggesting increases at the rate of 7% per decade since the start of regular observations in 1967. Previous photochemical model studies have indicated that tropospheric ozone concentrations would increase with increases in emissions of CO, CH₄ and NO _x . This paper presents an analysis of tropospheric ozone which suggests that a significant portion of its increase may be attributed to the increase in global anthropogenic NO _x emissions during this period while the contribution of CH₄ to the increase is quite small. Two statistical models are presented for estimating annual global anthropogenic emissions of NO _x and are used to derive the trend in the emissions for the years 1966–1980. These show steady increase in the emissions during this interval except for brief periods of leveling off after 1973 and 1978. The impact of this increase in emissions on ozone is estimated by calculations with a onedimensional (latitudinal) model which includes coupled tropospheric photochemistry and diffusive meridional transport. Steady-state photochemical calculations with prescribed NO _x emissions appropriate for 1966 and 1980 indicate an ozone increase of 8–11% in the Northern Hemisphere, a result which is compatible with the rise in ozone suggested by the observations.     

富3He SEP事件中电子经向分布及其日面传播研究

根据ACE/ULEIS卫星数据,确定了2007-05—2010-01太阳活动极小期内的3个独立富³He太阳高能粒子(SEP)事件,并结合STEREO双星对相同事件的观测数据,研究了事件中电子的经向分布特征.结果表明:由耀斑引起的3个独立SEP事件,电子的经向分布宽度可达到130°.计算表明,携带电子传播的日面波传播速度差异显著,电子的此类经向分布很可能是由于其在日面横向扩散所致.当观测点磁力线足点位于耀斑源区东侧时,电子的日面扩散速度更快.     

武汉市源成分谱特征研究

通过采集武汉市土壤风沙尘、建筑水泥尘、城市扬尘、餐饮源、生物质燃烧源、工业煤烟尘和电厂煤烟尘等7类源样品,并分析其碳组分、水溶性离子组分和无机元素组分,建立PM₁₀和PM_2.5源成分谱.研究表明,地壳元素Si、Ca、Al以及Fe等是土壤风沙尘的主要特征组分,其中Si是含量最高的成分,也是土壤风沙尘的标识组分.无组织建筑水泥尘中Si和Ca元素含量较高,将Ca元素作为无组织建筑水泥尘区别其他源类的重要元素,而有组织建筑水泥尘中OC、SO₄^2-含量比无组织建筑水泥尘高.城市扬尘中Ca的含量相对较高,表明城市扬尘受到建筑水泥尘影响较多.生物质燃烧源成分谱中OC的含量远高于成分谱中其他组分,另外Cl^-和K的平均含量也较高,K一般为生物质源的特征元素.     

土壤水分条件对内蒙古典型草原水汽和二氧化碳通量的影响研究

本文基于2007年和2008年生长季内蒙古羊草和大针茅草原湍流观测资料,分析了两种典型草原下垫面生长季的不同土壤水分条件下水汽和二氧化碳通量交换特征及其控制因子。主要结果如下:（1）在植被生长峰值期,日尺度上,干旱条件下土壤湿度是潜热通量的主要控制因子,而土壤水分条件较好时潜热通量主要受净辐射控制。（2）与大针茅草原相比,羊草草原叶面积指数较大,水分条件较好时,其潜热通量平均值更大,CO₂吸收能力更强,吸收CO₂更多;但在土壤水分胁迫出现时,羊草草原叶面的气孔闭合度急剧增加,大针茅草原的潜热通量、和CO₂吸收反而更大,表现出更为耐旱的植被特性。（3）地表导度可以用来解释土壤水分条件对羊草和大针茅草原碳水通量的影响。