中国地区云对地气系统净辐射强迫的气候研究

本文利用地球辐射平衡试验（ERBE）和国际卫星云气候计划（ISCCP）提供的地气系统行星反射率，长波射出辐射（OLR）和云量资料，计算出中国地区年、月总云量对地气系统净辐射的强迫，分别讨论了其与总云量及地气系统晴天净辐射的关系。结果表明：地气系统净辐射云强迫与总云量有较好的抛线物关系，各月净辐射云强迫与地气系统晴天净辐射的曲线相关也很明显，如以曲线上净辐射云强迫为零时的晴天净辐射值代表各月曲线位置，则该值随天文辐射作规律性季节变化。地气系统净辐射云强迫的地理分布与总云量及地气晴天净辐射分布有关，其在各地的年变化则主要由天文因素及雨季进行退决定。     

云量变化对净辐射的影响

本文对全球平均、各纬带平均和几种特殊下垫面条件下大气顶和地表面的净辐射随云量变化的情况进行定量分析,并讨论了净辐射对云量变化的敏感性随各参数改变的情况。另外还定性地讨论了云在全球气候中的反馈作用以及这种反馈作用随各参数变化的特点。指出:一般条件下,净辐射对于云量变化是敏感的,只有当气候参数变化到临界值附近时,对气候的模拟可以不考虑云量的变化。从云量对气候的反馈来看,在气候参数发生变化时,气候系统的稳定性会发生本质的改变。     

地气系统净辐射加热的季节变化及其与亚洲夏季风的关系

利用卫星观测的外逸长波辐射（ＯＬＲ）资料、大气层顶短波净辐射（ＳＨＴ）资料以及美国国家环境预报中心（ＮＣＥＰ）的环流资料,分析了地气系统净辐射加热（ＱＲＴ）的季节性演变及其与亚洲夏季风的关系。结果表明,ＱＲＴ的纬向偏差（ＱＲＴＤ）反映了海陆间的热力差异,ＱＲＴＤ随着季节的变化,海陆之间存在突变性反向,由春季到夏季,这种季节性反向要比大气环流的突变早一个月,它可能是导致亚洲夏季风建立和撤退的关键因素。     

我国西北大气沙尘气溶胶的辐射效应

利用HEIFE地面辐射平衡观测资料和同期NOAA-11/AVHRR卫星遥感资料定量估算春季我国西北大气沙尘的辐射效应。大气沙尘减小地面净辐射冷却地面,对地-气系统和大气的辐射效应均与地表反照率有关,严重浑浊的沙尘大气在沙漠为短波加热和长波冷却,在绿洲则相反,但净效应都是加热。文中给出了4月大气浑浊度系数约由0.1增大到0.6,在沙漠和绿洲上空沙尘层（850～600 hPa）内大气的附加短波、长波和净加热/冷却率。     

山东省空中水资源的初步分析

利用1997～1999年逐日探空资料和同期水文水资源资料,分析了山东省域空中水汽资源的时空分布特征及地-气系统的水量平衡关系.结果表明:山东省空中水汽资源受天气系统和季节变化的影响明显;静态水汽含量年均值为20.75 mm,动态水汽净输出量全年平均为440.91 mm,并以850 hPa层的水汽净输出为主.水汽净收支率年、季分布具有较强的地域特征.全年的水汽输入量很大,但空中水汽资源转化为地面降水的效率不足5%,而降水转化为水资源的量约为27.31%,空中水汽资源具有很大开发潜力.另外,从大气水量平衡角度分析了山东干旱气候特征的客观必然性,并提出开源增量、增加水资源的对策.     

RegCM4对中国东部区域气候模拟的辐射收支分析

利用卫星和再分析数据,评估了区域气候模式Reg CM4对中国东部地区辐射收支的基本模拟能力,重点关注地表净短波(SNS)、地表净长波(SNL)、大气顶净短波(TNS)、大气顶净长波(TNL)4个辐射分量。结果表明:1)短波辐射的误差值在夏季较大,而长波辐射的误差值在冬季较大。但各辐射分量模拟误差的空间分布在冬、夏季都有较好的一致性。2)对于地表辐射通量,SNS表现为正偏差(向下净短波偏多),在各分量中误差最大,区域平均误差值近50 W/m2;SNL表现为负偏差(向上净长波偏多);对于大气顶辐射通量,TNS和TNL分别表现为"北负南正"的误差分布和整体正偏差。3)利用空间相关和散点线性回归方法对4个辐射分量的模拟误差进行归因分析,发现在云量、地表反照率、地表温度三个直接影响因子中,云量模拟误差的贡献最大,中国东部地区云量模拟显著偏少。     

Paleo-reconstructed net basin supply scenarios and their effect on lake levels in the upper great lakes

Paleo-reconstructed hydrologic records offer the potential to evaluate water resources system performance under conditions that may be more extreme than seen in the historical record. This study uses a stochastic simulation framework consisting of a non-homogeneous Markov chain model (NHMM) to simulate the climate state using Palmer Drought Severity Index (PDSI)-reconstructed data, and K-nearest neighbor (K-NN) to resample observational net basin supply magnitudes for the Great Lakes of North America. The method was applied to generate 500 plausible simulations, each with 100 years of monthly net basin supply for the Upper Great Lakes, to place the observed data into a longer temporal context. The range of net basin supply sequences represents what may have occurred in the past 1,000 years and which can occur in future. The approach was used in evaluation of operational plans for regulation of Lake Superior outflows with implications for lake levels of Superior, Michigan, Huron and Erie, and their interconnecting rivers. The simulations generally preserved the statistics of the observed record while providing new variability statistics. The framework produced a variety of high and low net basin supply sequences that provide a broader estimate of the likelihood of extreme lake levels and their persistence than with the historical record. The method does not rely on parametrically generated net basin supply values unlike parametric stochastic simulation techniques, yet still generates new variability through the incorporation of the paleo-record. The process described here generated new scenarios that are plausible based on the paleo and historic record. The evaluation of Upper Great Lakes regulation plans, subject to these scenarios, was used to evaluate robustness of the regulation plans. While the uncertain future climate cannot be predicted, one can evaluate system performance on a wide range of plausible climate scenarios.     

南海季风建立前后珠江三角洲的陆气热量交换与热力边界层结构特征

根据动力与热力指标,2004和2005年南海季风建立前后可分成明显的4个阶段--季风建立前的雨期、非雨期;季风建立后的活跃期与非活跃期.对2004和2005年南海季风建立前后的广州番禺综合外场观测资料进行分析,得到了这4个阶段陆气热量交换与热力边界层的主要特征净辐射与净短波辐射的变化趋势基本一致,净短波辐射与净长波辐射之比为3.49-4.81,净短波辐射是净辐射的主要贡献项,云量与降水是控制净短波辐射与净辐射的直接因素;季风活跃期间午间对流云系对太阳辐射衰减显著,造成了辐射各分量以及热通量的峰值区变窄,量值急剧变小;季风建立前后感热与潜热均是净辐射的主要消耗项,占净辐射的90%以上,潜热明显大于感热,2005年较2004年潜热的分配额有明显的增加,其原因可能与近地层的风速较大,总是维持向上的湿度梯度有关;季风建立前后除季风活跃期外边界层位温结构均具有明显的日变化特征,午间混合层可发展至1070 m,而季风活跃期间午间混合层发展受到对流云释放潜热的抑制,导致季风活跃期混合层消失的现象,分析还发现季风建立前后各阶段夜间残余混合层均不明显.分析表明引起陆气能量过程及边界层热力结构差异的关键因素之一是云系与降水,加强边界层过程与降水宏微观过程相互作用的研究是深入认识陆气过程与边界层结构特征的关键.     

Net radiation frequency distribution in a corn crop

Net radiation measurements were made with a traversing system in a 250 cm tall (LAI = 4.0) corn crop with east-west oriented rows. Frequency distributions of flux density of net radiation were plotted using 0.075 cal cm^-2 min^-1 class intervals. These distributions showed a shift from predominantly sunlit to predominantly shaded conditions with depth into the plant canopy. The frequency distributions showed that net radiation in sunflecks in a canopy can exceed that above the canopy, and that negative values of net radiation can exist in shadows. A Soil-Plant-Atmosphere Model (SPAM) also predicted that net radiation in sunflecks in the canopy would exceed net radiation above the canopy. The effects of spots with high radiation load within the plant canopy on leaf temperature and convective heat exchange were investigated theoretically.Contributed by the Northeast Branch, Soil and Water Conservation Research Division, Agricultural Research Service, U.S. Department of Agriculture, in cooperation with the Cornell University Agricultural Experiment Station, Ithaca, New York. Supported in part by the Atmospheric Sciences Laboratory, U.S. Army Electronics Command, Fort Huachuca, Arizona. Deparment of Agronomy Series, Paper No. 907.     

南海夏季风爆发前后海-气界面热交换特征

文中利用 2 0 0 0与 2 0 0 2年二次南海海 气通量观测资料和同期西沙站资料 ,研究了南海夏季风爆发前后海洋表面热收支变化特征。研究表明 :南海夏季风爆发前后 ,影响海面热收支变化的主要分量是净短波辐射通量和潜热通量 ,在季风爆发前后不同阶段 ,二个分量的变化有不同表现形式 ,但不论二者如何变化 ,季风爆发与活跃期 ,海面热收入减小或为净支出 ;季风爆发前及中断期间 ,海面热收入逐渐增加 ;由于大的热惯性 ,海温变化落后于海面热收支的变化 ,海温的这种滞后效应通过影响潜热通量调节海面热收支的变化 ,又反过来影响自身的变化 ,形成短期振荡过程 ,这种振荡过程与季风的活跃、中断过程相对应。