陆地水循环要素对黄河流域及周边退耕还林的响应（英文）

退耕还林对水资源的影响复杂且尚存在争议,鉴于此本文基于WRF模式对黄河流域及周边的退耕还林进行了模拟研究,结果表明研究区域的陆地水循环要素对土地利用/覆盖变化较为敏感。在耕地转变为混交林的情况下,黄河流域面平均降水量在2006–2010年间增多223.17 mm,蒸发增加223.88 mm,而产流减少2.22 mm。随着时间增长,植被变化对水资源的影响逐渐增强。对于降水明显偏多和偏少的年份,同一植被变化对水循环要素影响的空间分布不同。     

华北地区大气氮沉降的空间格局和季节特征（英文）

作为农业集约化和经济快速发展的地区之一,华北地区较高的氮沉降不容忽视。本文利用卫星观测的对流层柱浓度和大气化学传输模型模拟的剖面信息,研究了华北地区氮沉降的空间格局和季节特征。结果表明,华北地区总氮沉降通量为16.3–106.5 kg N ha~(-1)yr~(-1),平均为54.5±17.2 kg N ha~(-1)yr~(-1)。高值区主要集中在城市和农田,低值区主要集中在人类活动较少的森林和草地。在总氮沉降量中,湿沉降量占36%;颗粒物干沉降量占12%;气态干沉降占52%。对于干沉降来说,气态HNO_3和颗粒物NO_3~-在冬季和秋季较高,春季和夏季较低。与之相反,气态NH_3和颗粒物NH_4~+在春季和夏季较高,冬季和秋季较低。这可能是NO_x和NH_3排放源和排放强度的季节差异造成的。另外,气态NO2沉降没有明显的季节变化。湿沉降主要受降水影响,呈现夏季高,冬季低的季节变化。本研究为华北地区总氮沉降提供了客观的空间格局和季节特征的见解。     

污染源、干沉降和气相化学影响硫沉降的数值研究

利用欧拉型区域硫沉降模式对污染源、干沉降和气相化学等物理化学过程在酸沉降中的作用进行了数值分析。结果表明:排放源的强度和高度影响着污染物的分布和输送,其影响是非线性的。在区域酸沉降模式中,干沉降速度和气相化学转化率简单地取为常数对SO#-[2]及SO#+[2-]#-[4]浓度分布引起的误差是不可忽视的。     

中国黄海西岸海陆风循环结构研究（英文）

陆海风是由于海陆表面之间的比热容不同而导致的昼夜热量分布差异,从而在海岸附近引发的大气中尺度循环系统.本文利用多普勒风激光雷达Windcube100s首次对黄海西海岸的海陆风的循环结构进行了观测研究.在2018年8月31日至9月28日观测期间发现,海陆风发展高度一般在700 m至1300 m.海陆风转化持续的时间为6小时至8小时.在425m高度,海风水平风速出现最大值,平均为5.6 m s~(-1).陆风最大水平风速出现在370 m,约为4.5 ms~(-1).最大风切变指数在1300m处,为2.84;在陆风向海风转换过程中,最大风切变指数在700m处,为1.28.在同一高度上,风切变指数在海风盛行和陆风盛行时的差值范围为0.2-3.6,风切变能反映出海陆风的发展高度.     

石生苔藓能指示长三角大气氮湿沉降量及其来源吗？（英文）

简单有效地估算大气氮沉降量及其来源至关重要。本研究同时收集长三角市区,郊区,农村的雨水和附近的石生细叶小羽藓,分析苔藓氮含量与氮湿沉降量以及苔藓和雨水的氮同位素(δ~(15)N)。结果显示:苔藓氮含量与氮湿沉降量显著相关,均呈市区郊区农村趋势。苔藓δ~(15)N表明郊区和农村大气氮湿沉降主要来自农业和人畜废水释放,而市区还受煤炭燃烧和机动车排放影响。该研究表明石生苔藓氮含量和δ~(15)N能用来指示长三角大气氮湿沉降量及其来源,以弥补传统氮沉降监测数据的缺乏和费时费力的缺点。     

利用气溶胶硝酸盐双同位素评估天津港爆炸事故对渤海地区大气氮沉降的影响（英文）

近年来,我国突发性污染事故频繁发生,对生态环境造成了严重危害。本研究基于气溶胶硝酸盐的氮氧同位素确认并评估了2015年天津港火灾爆炸事故对渤海地区大气氮沉降的影响研究结果表明δ~(15)N-NO_3~-与δ~(18)O-NO_3~-范围分别为-1.58‰至+8.74‰与+49.40‰至+69.52‰受到火灾爆炸影响,δ~(15)N-NO_3~-显著下降,而δ~(18)O-NO_3~-明显上升。火灾爆炸导致渤海地区大气氮沉降量增加308.49μmol N m~(-2)d~(-1),其中硝态氮为266.08μmol N m~(-2)d~(-1),总影响区域约为渤海面积的1/5。本研究显示同位素技术是污染事故研究中重要的示踪手段。     

基于GFS预报资料的强对流相似预报研究（英文）

本文基于数值模式预报发展了强对流相似预报方法。该方法采用对流参数作为相似预报量,对比当前预报与历史预报的相似物理量场挑选与当前预报最相似的时刻,并利用这些时刻对应的强对流观测权重叠加作为当前预报时刻的强对流预报。以NCEP/GFS预报场资料,对该方法的有效性进行了检验。检验结果表明,该方法对中国地区的强对流有良好预报效果。作为数值预报的有效补充,该方法具有以下几点优势:简便易实现,具有很高的可移植性:以对流参数作为相似预报量,充分利用了模式对温,压,湿,风等基本气象要素预报比较准确的优势;有效避免了对流参数进行强对流预报时的临界值选取问题,考虑了强对流发生的地域性,气候性特点。     

青藏高原及周边综合观测系统计划（JICA）实施进展

中日JICA计划项目于2006年初正式启动。在中国气象局监测网络司、科技发展司、预测减灾司等职能部门的积极推动下，在JICA项目青藏高原及周边综合观测系统计划总体设计与工程实施等方面都取得了显著进展。项目中方执行负责人张人禾、徐祥德组织了观测系统方案实施。项目对青藏高原及周边综合观测设计重点体现了长江流域灾害天气预报、气候预测与区域水资源评估的重大需求。     

高频探空温度和风速的质量控制方法研究（英文）

针对中国高分辨率探空资料,本文提出了一种计算气候学界限值的方法以满足业务中对资料进行质量控制的需求.首先在垂直方向上将整个大气划分为64层,将落在每层范围内的观测数据都收集到一起进行排序并计算百分位,在此基础上通过比较不同百分位廓线值来获得气候学界限值.除了业务台站,本文还使用了TIPEX-III的探空数据来验证本方法在科学试验数据中的应用效果.评估表明,应用气候学界限值可以有效检测到业务站和试验站观测数据中的粗大误差;百分位廓线则可以清晰的体现出探空观测的整体变化特征并揭示出误差的整体分布范围.     

东北一次雪飑事件的触发机制研究（英文）

2017年1月26日,中国东北地区发生了一次短时强降雪过程.本文利用ECMWF再分析数据诊断该过程的可能触发机制.分析表明,该过程可分两个阶段:初生阶段降雪远离高地形,低层锋生和有利的辐散场配置激发上升运动释放不稳定;增强阶段雪带接近长白山,低层锋生,地形环流以及与低空急流有关的风切变共同释放锋前不稳定.本文进一步计算了包含广义位温的修正Q矢量方程.结果表明,锋生项对沿湿等熵线的负Q矢量散度贡献较大,而拟涡度项在暖区强风切变区域中比较显著,两项在激发上升运动中同等重要.     

中国第9次北极考察概述（英文）

中国第9次北极考察航次于2018年7月20日至9月26日执行,在白令海、楚科奇海、楚科奇海台、门捷列夫海岭和加拿大海盆开展了物理海洋、海洋气象、海冰、海洋化学、海洋生物、海洋生态、地质和地球物理等多学科综合考察。本文对中国第9次北极考察取得的主要成果进行了概述。     

青岛大气气溶胶的浓度分布和干沉降的观测研究

根据青岛沙尘天气历史资料和近年来的青岛地面气溶胶观测资料,分析了青岛沙尘日数的长期变化趋势、季节变化特征以及气溶胶质量浓度、谱分布和干沉降的季节变化.分析结果表明,1961～1988年青岛沙尘日数呈波动变化,且幅度较大.1999年以来沙尘日数明显增加,且以浮尘天气为主.青岛在1961～2001年扬沙日数年平均值为1.83天,是北京同期的13%;年浮尘日数为2.93天,是北京同期的75%.青岛沙尘发生日数主要集中在冬春季,春季最高,冬季次高;夏季没有沙尘天气,秋季很低.青岛气溶胶质量浓度有明显的季节变化,春季最高,冬季次之,秋季又次之,夏季最低.大流量观测的总悬浮颗粒物(TSP)年平均浓度为177μgm-3,安德森分级采样器观测的气溶胶质量浓度为123μg m-3,两者的差别与不同的观测时间和观测仪器有关.在3月和4月,粗细粒子的浓度相差很大,粗粒子分别占总浓度的80%和62%.青岛气溶胶沉降通量在0.06～0.2 g m-2d-1之间,平均值为0.13 g m-2d-1,是北京沉降通量的30%.     

同时发生的台风和海洋富营养化是湿沉降中有机氮的可能来源之一吗？（英文）

研究目的:大气有机氮沉降的通量始终与排放的量不吻合,因此其缺失来源值得我们探讨。创新要点:研究发现同时发生台风与海洋富营养化情况下带来的鼎湖山站有机氮湿沉降占到了总有机氮湿沉降的1/3。研究方法:站点湿沉降采样+化学组分分析+后向轨迹模式。重要结论:在海洋富营养化的情况下,台风可能会将海洋表面的含氮组分带入大陆,成为大气有机氮沉降通量的重要组成。     

冬小麦基肥尿素氮的N_2排放损失（英文）

准确定量施肥农田土壤的N_2排放仍然困难。本研究基于华北冬小麦季的一次基肥(尿素150 kg N ha~(–1))施用事件,采用氦培养-直接测定N_2法,在与田间土壤温度和氧气含量一致的条件下测定鲜土的N_2和N_2O排放。结果显示:施肥和灌溉/降雨事件共同促进N_2和N_2O出现峰值排放;施肥导致N_2O/(N_2O+N_2)摩尔比增加至0.25;基肥施用后的一个月内,土壤N_2和N_2+N_2O排放损失分别占肥料氮投入的1.6%和2.2%。我们的结果证实了广泛采用的乙炔抑制法极大的低估了冬小麦田石灰性土壤N_2排放造成的肥料氮素损失。     

IAP-AGCM对QBO模拟的动量收支分析（英文）

平流层准两年振荡(QBO)是赤道平流层(～100-1 hPa)变率的主要模态,可对中高纬地区的环流产生重要影响,但目前利用通用大气环流模式(GCM)对其进行准确模拟仍然是一个挑战.本文利用IAP大气环流模式(IAP-AGCM)的中高层大气模式版本(IAP-AGCML69)对QBO进行模拟,并对其动量收支情况进行分析.研究发现,QBO主要是由对流活动引起的重力波强迫(参数化)引起的,但该动量强迫被平流层赤道上升流所引起的平流过程显著削弱.模式可分辨尺度的波动强迫对赤道上空的QBO的总纬向风倾向有正贡献,在上平流层,其量值大小与参数化的重力波强迫相当.以上结果提供了对QBO形成机制以及模式模拟差异可能原因的认识.     

中国华南地区冬季冷湿气候次季节模态（英文）

本文研究了中国冬季气温和降水的气候次季节(CISO)主模态特征,并讨论了华南地区冷湿模态与极地环流的次季节尺度变化关系。结果发现,在CISO正位相时,冬季的华北和华南分别表现为冷干和冷湿模态,在时间上表现为准30天周期振荡特征。其中,华南的气温次季节波动在冷湿模态起主导作用。在北极涛动负位相下,500-hPa位势高度的次季节尺度波动表现出向南传播特征,由此导致冷锋南下和降温。局地冷性气旋波活动增强了西伯利亚高压的不断南下,有利于大气的不稳定,进而造成华南地区的冷湿气候。因此,冷空气活动可以作用华南次季节降水预测的前兆因子。     

香河站太阳辐射识别晴空方法的评估（英文）

根据位于华北平原的重污染站点——香河5年的分钟级别地表太阳辐射和人工订正的全天空成像仪数据,对21种晴空识别(CSD)方法进行了评估:晴空识别准确率较高的方法云天识别准确率较低,反之亦然;由于CSD方法采用的参数阈值不适用于污染情况,当气溶胶含量增加时,识别准确率呈下降趋势.研究结果显示,利用太阳辐射数据识别晴空的方法在高污染地区使用时需进行改进.     

影响大西洋热带风暴Debby（2006）的干空气源地分析

干空气影响热带气旋活动的研究受到越来越多的重视。大西洋地区热带气旋的活动不仅受撒哈拉干暖空气层（SAL）的影响,还受副高下沉干空气的影响。通过模拟2006年大西洋地区SAL的活动以及热带风暴Debby等热带气旋的活动,着重研究影响Debby三个不同发展阶段的干空气源地。研究发现,从对流层中层进入热带风暴内核地区的干空气,除了以上两个源地外还包括来自中纬度对流层低层的干空气,以及来自中高纬度下沉气流的干空气。在Debby生成之初,中层有35.7%的格点气团来自干空气,其中51.9%来自SAL的干空气,剩余的干空气分别来自副高下沉气流及中纬度对流层低层运动的干空气。随着Debby逐渐向西北方向移动,来自SAL的干空气逐渐减少,来自中高纬度下沉气流的干空气逐渐占主导。      

2017年1月上旬泰国南部暴雨反复发生机制的研究（英文）

基于0.25°×0.25°的CMORPH日降水量产品以及ECMWF 0.25°×0.25°的ERA5再分析数据,本文对2017年1月上旬泰国南部反复发生暴雨事件的机制进行了研究,这些暴雨事件造成了Ko Samui和Ko Phangan近三十多年来最强的洪水事件。结果表明,初生于中南半岛西南方,向东北方向移动的一个中尺度涡旋是泰国南部重复发生暴雨事件的直接原因。涡度收支分析表明,水平辐合项是这个中尺度涡旋维持的最有利因子,倾斜项是第二有利的因子,而水平和垂直输送则主要造成了涡旋三维空间范围内正涡度向外的净输出,这是不利于涡旋维持的。进一步的分析表明,倾斜项与垂直涡度输送项分别对涡旋的移动及涡旋周边对流层低层的涡度增长较为敏感,这两个作用项在涡旋维持的两个不同阶段内各自表现出了完全不同的作用。