2004年12月26日印尼地震海啸与全球低温

气候潮汐循环说和海震调温说,阐明了冷气候、强潮汐和强震相互对应的物理机制,对2000年地球进入拉马德雷冷位相后的气候预测有重大科学意义.中国连续18年暖冬的终结是2000年地球进入拉马德雷冷位相和印尼发生地震海啸的合理结果.规律表明,在拉马德雷冷位相时期,全球强震、低温、飓风伴随拉尼娜、全球性流感伴随厄尔尼诺将越来越强烈.在20世纪50~70年代,强沙尘暴年与流感爆发年一一对应,沙尘暴可能传播禽流感。     

FOAM海气耦合模式中印度洋海温年际变化在厄尔尼诺不同发展阶段的影响

热带印度洋与热带太平洋是全球海气耦合最活跃的区域之一,两者的海温场中均存在着显著的年际变化模态,而且这两个洋盆间的海温异常模态间是相互联系的.本文采用一个复杂的全球海气耦合模式,模拟了两组分别包含和不包含热带印度洋海温年际变化对热带大气强迫的耦合试验,对比研究印度洋海温年际变化在厄尔尼诺事件演变中的贡献.结果表明,热带印度洋海温年际变化的存在使得厄尔尼诺事件的成熟期强度增加,且在厄尔尼诺的发展年秋季出现明显的快速增长.但在厄尔尼诺衰亡年,热带印度洋海温年际变化却使得热带太平洋暖海温减弱甚至转变为冷海温,使得厄尔尼诺事件的演变周期减短.具体来讲,发生于厄尔尼诺发展年的印度洋偶极子正异常事件能够在热带印度洋东部到热带西太平洋之间强迫出一支异常的下沉气流及异常Walker环流,加强原有的西太平洋低层西风异常,通过海洋平流及波动调整过程增强厄尔尼诺期间太平洋的暖海温异常;而在厄尔尼诺衰亡年出现的印度洋全洋盆增暖则在南亚季风爆发的背景下,在印度大陆上空产生一支明显的异常上升气流,激发西太平洋东传的Kelvin波及低层大气的东风异常,削弱了热带太平洋洋面的西风异常,促使厄尔尼诺从暖位相向冷位相转化,并使得西北太平洋出现反气旋式大气环流和降水的减少.因此,印度洋海温偶极子模态主要影响厄尔尼诺事件的发展阶段,而印度洋海温洋盆一致变化模态显著影响厄尔尼诺事件的衰亡阶段,两者均可通过改变大气环流而遥强迫太平洋海域.     

全球变暖减速与郭增建的“海震调温假说”

数值计算表明,潮汐形变和潮汐震荡是海流循环和季节性厄尔尼诺现象发生的原因.2004年12月26日印尼地震海啸后,全球低温冻害和暴雪灾害频繁发生.气候潮汐循环说和"深海巨震降温说"是一种合理的解释,2005～2008年全球气温因为强潮汐和地震海啸而降低.西方科学家也承认了这一客观事实:过去两年里,自然气候的变化抵消了全球气候变暖效应并将继续促使气温在2008年保持缓慢变化的趋势.气候潮汐循环说和海震调温说,阐明了冷气候、强潮汐和强震相互对应的物理机制,对2000年地球进入拉马德雷冷位相后的气候预测有重大科学意义.中国连续18年暖冬的终结是2000年地球进入拉马德雷冷位相和印尼发生地震海啸的合理结果.规律表明,在拉马德雷冷位相时期,全球强震、低温、飓风伴随拉尼那、全球性流感伴随厄尔尼诺将越来越强烈.地球自转、最强潮汐和特大地震都有准四年周期.特大地震可能发生在2000～2030年拉马德雷冷位相时期中的前18年左右.     

热带印度洋Dipole事件的两种模态

研究了印度洋Dipole事件期间热带太平洋．印度洋海洋次表层海温异常和海面风应力异常分布主要型,揭示了Dipole事件的两种模态,探讨了其形成机制,得到如下结果：（1）印度洋Dipole事件在热带印度洋次表层海温异常表现为“〈”型的东西向偶极子分布,“〈”以东的热带东印度洋为沿赤道呈舌状西伸的显著海温异常中心,“〈”以西的热带中西印度洋为反号的、以赤道为准对称的南强北弱显著海温异常中心．（2）印度洋Dipole事件由两种模态构成,二者具相同空间分布但具不同的时间变率,它们是两个独立的大尺度海气相互作用的结果．Dipole事件第一模态源于热带太平洋一印度洋尺度海气相互作用,它与ENSO事件共存．Dipole事件第二模态起因于热带印度洋尺度海气相互作用,它与Mascarene高压位置和强度变化紧密联系．当二者位相一致时,产生强Dipole事件,二者位相相反时,Dipole事件很弱或消失,一者较强时,Dipole事件一般也较强．（3）印度洋Dipole事件是热带印度洋海面异常风应力强迫的结果,海面异常风应力作用下产生的垂直输送导致海水堆积和涌升是造成次表层海温异常的主要动力过程．当赤道印度洋为异常东风时,热带东印度洋冷海水上升,热带西印度洋暖海水堆积,热带印度洋温跃层东浅西深;由于Coriolis力的作用,赤道海域离赤道流造成冷海水上升,赤道印度洋温跃层变浅;赤道两侧热带印度洋异常反气旋环流及旋度场,造成该异常旋度中心区域暖海水堆积,赤道外热带印度洋温跃层加深．三者共同作用产生正位相Dipole事件．热带印度洋为异常西风时,动力过程相反,产生负位相Dipole事件．     

北太平洋风暴轴的变异特征及其与中纬度海气耦合关系分析

本文使用欧洲ECMWF（ERA40）再分析资料,通过经验正交函数（Empirical Orthogonal Function,EOF）分解探讨了冬季北太平洋风暴轴的变异特征,使用回归分析得到了与风暴轴空间异常型相关的冬季大气平均流异常、表层海温（Sea Surface Temperature,SST）异常的空间耦合型.研究结果表明,冬季北太平洋风暴轴主要有两种空间异常型,第一种是风暴轴中东部明显北抬（南压）,使得整个风暴轴向东北（东南）倾斜,与此同时,在中纬度北太平洋海区,冬季暖（冷）异常的洋面上是异常高压（低压）,海气系统在垂直向表现为一种暖脊（冷槽）配置,在对流层中高层是太平洋-北美（Pacific North American,PNA）型负（正）位相.第二种是风暴轴整体性加强（减弱）并偏北（南）,此时,黑潮区海温异常偏暖（冷）,低层阿留申低压和高空的西风急流略偏北（南）,对流层中高层表现为西太平洋（Western Pacific,WP）型负（正）位相.风暴轴EOF分解的时间系数与阿留申低压指数、PNA指数、WP指数,以及与尼诺3区（NINO3）指数、黑潮海温指数间显著的相关性再次证实了在北太平洋中纬度地区存在着SST异常、风暴轴异常和大气平均流异常三者间的空间耦合型.     

南太平洋和北太平洋年代际振荡与华北盛夏降水的关系及可能物理机制

利用降水、大气环流和海表温度等多种再分析资料和偏相关方法,研究了1951—2007年南太平洋年代际振荡（SPDO）和北太平洋年代际振荡（即PDO,本文称为NPDO）分别与华北盛夏（7—8月）降水在年代际时间尺度上的关系及其可能物理机制.结果表明：在去除SPDO和NPDO的相关性之前,它们与华北盛夏降水的关系均偏弱;但在去除两者相关性之后,SPDO（NPDO）与华北盛夏降水存在显著正（负）相关关系.去除两者相关性之后,当SPDO处于正位相时,热带西北太平洋海温异常显著偏暖,这将在对流层中下层从热带西太平洋—东亚沿岸激发出"气旋-反气旋-气旋"的负位相东亚—太平洋型遥相关（EAP）波列,该波列导致东亚夏季风异常增强,有利于低纬地区水汽输送至华北地区,从而使得华北盛夏降水异常偏多,反之,当SPDO处于负位相时,华北盛夏降水异常将偏少;对NPDO来说,当其处于正位相时,不仅热带西北太平洋异常显著偏冷,而且印度洋大部分海温异常显著偏暖,在两者共同作用下,对流层中下层从热带西太平洋—东亚沿岸出现"反气旋-气旋-反气旋"的正位相EAP波列,这将引起东亚夏季风异常减弱,不利于低纬地区水汽输送至华北地区,华北盛夏降水异常因此减少,反之,当NPDO处于负位相时,华北盛夏降水异常将偏多.     

降雨非绝热加热对2023年2月上旬中国东部“南雨-北霾”事件的影响

2023年2月上旬,华南地区经历了持续性降雨过程,而同期华北平原出现了持续性PM2.5污染天气,即中国东部出现了“南雨-北霾”现象.本研究基于观测和再分析资料,利用相关分析、动力诊断分析和数值模式试验等方法,深入分析了此次“南雨-北霾”事件的气象成因.结果表明:西北太平洋异常反气旋(或称东北亚异常反气旋)是此次“南雨-北霾”事件的主导因子.一方面,该异常反气旋引导西南气流为华南地区输送了大量水汽,并与中国大陆对流层高层异常气旋配合引起强上升运动,导致华南地区出现大范围降雨过程.另一方面,该异常反气旋西侧的东南气流削弱了华北平原气候态北风,使得污染物的水平扩散条件变差,同时与该异常反气旋有关的华北平原大气边界层高度降低和相对湿度增加,使得华北平原PM2.5浓度升高.进一步研究发现,该异常反气旋的发展与华南降雨潜热释放对应的非绝热加热有关.华南降雨通过非绝热加热不仅加强了华南地区的降雨过程(贡献约为11.5%),还在西北太平洋对流层高层(如200h Pa)激发出反气旋异常,该反气旋异常加强了背景环流引起的西北太平洋异常反气旋(贡献约为27%),进而影响“北霾”的发展.本研究为理解中国南方降...     

海洋垂直平均速度影响ENSO事件成熟位相锁定的物理过程

利用混合模模式研究了垂直平均速度影响ENSO事件成熟位相锁定的物理过程. 结果表明, 垂直平均速度的季节变化对Kelvin波影响的正反馈过程是ENSO事件成熟位相锁定在年底的机制; Rossby波对冷事件峰值前6个月的异常海表温度由正值变为负值的记忆是La Niña事件成熟位相锁定在年底的另一机制. 这与前人的结果不同, 后者认为El Niño年在赤道中太平洋地区异常西风应力激发出的冷Rossby波被耦合强度的季节变化放大, 之后经西边界反射成的冷Kelvin波与由西风异常产生的赤道东太平洋地区的暖Kelvin波所造成的温度倾向的平衡是El Niño事件成熟位相锁定在年底的机制. 这种不同是由于在前人研究中所用的垂直平均速度的季节变化的位相与观测到的相反, 以及对垂直平均速度的季节变化对ENSO循环影响的不适当参数化方案造成的.     

热带太平洋上层热力状况季节变化的正压特征——海表至深400m热储量的季节变化

使用斯克里普斯海洋研究所（SIO）整编的海洋上层（海表至400m）热储量资料，研究了热带太平洋上层热力状况季节变化的正压特征，指出与SST的分布不同，热储量在北纬5°N～10°N之间有一东西贯穿整个太平洋的带状热储量低值区，其季节变化率的分布特征分为两种，一是11月至2月为代表的“北半球冬季型”和5～8月的“北半球夏季型”，3月、4月和9月、10月为过渡阶段. 北半球10°N和2°N的季节变率的时间变化反位相，南半球的10°S、2°S?其季节变率随时间变化的位相则比较一致且与沿10°N位相大致相反. 东太平洋季节变化明显早于中、西太平洋，具有明显自东向西传播的特征. 10°S与10°N之间东、西太平洋的季节变率随时间的演变也基本上呈现反位相特征.     

2008年和2012年冬季欧洲气候的差异及成因

2008年冬季（1月和2月）和2012年冬季均发生了较强的拉尼娜事件,但欧洲气候,尤其是西欧在这两年差异较大,2008年异常偏暖,而2012年却出现了极寒事件.诊断表明,大气环流异常是造成气候差异的直接原因.2008年冬季,北大西洋上空大气环流异常呈正位相的北大西洋涛动,有利于欧洲异常偏暖;2012年冬季,北大西洋和欧亚高纬阻塞的长期维持是西欧发生极端严寒的重要原因.通过数值试验,研究了前期海表热状况异常对大气的影响.结果表明：北大西洋海温异常能在一定程度上解释这两年欧洲各自的气候异常;尽管热带海温异常对2012年冬季的北大西洋环流形势和欧洲气候异常起一定的贡献,但不能解释2008年的情形;靠近欧洲的北极海冰异常偏少使得欧洲气候偏冷,对2008年的偏暖气候贡献为负,对2012年则有正贡献.     

A Monte Carlo study of rainfall forecasting with a stochastic model

A procedure for short-term rainfall forecasting in real-time is developed and a study of the role of sampling on forecast ability is conducted. Ground level rainfall fields are forecasted using a stochastic space-time rainfall model in state-space form. Updating of the rainfall field in real-time is accomplished using a distributed parameter Kalman filter to optimally combine measurement information and forecast model estimates. The influence of sampling density on forecast accuracy is evaluated using a series of a simulated rainfall events generated with the same stochastic rainfall model. Sampling was conducted at five different network spatial densities. The results quantify the influence of sampling network density on real-time rainfall field forecasting. Statistical analyses of the rainfall field residuals illustrate improvement in one hour lead time forecasts at higher measurement densities.     

Earthquake Engineering and Engineering Vibration Aims And Scope

正This journal is established by the Institute of Engineering Mechanics(IEM),China Earthquake Administration,to promote scientific exchange between Chinese and foreign scientists and engineers so as to improve the theory and practice of earthquake hazards mitigation,preparedness,and recovery.To accomplish this purpose,the journal aims to attract a balanced number of papers between Chinese and     

Foreword

Destructive earthquakes have caused great damage in China and the United States and collapsing buildings havecaused many deaths and injuries. The field of earthquake engineering studies earthquake hazards, the occurrence ofearthquakes of various magnitudes, the nature of the ground shaking during an earthquake, the vibration of structuresduring earthquakes, the strengthening of existing structures and the design of new structures to be earthquake resistant,and finally, how to cope with earthquake damage and restore a city to normal functioning. Such efforts are in progressin both countries, but unfortunately, the language barrier interferes with the free flow of information between China andthe Untied States. It would be mutually beneficial if some means could be developed to promote the exchangeof information across the Pacific Ocean. This new journal has been established for this purpose and its success willbe an important step in promoting earthquake engineering in China and the United States.     

WORLD ASSOCIATION FOR SEDIMENTATION AND EROSION RESEARCH(WASER)

正President:Giampaolo Di Silvio,Italy Vice Presidents:Ulrich C.E.Zanke,Germany Zhao-yin Wang,China The World Association for Sedimentation and Erosion Research(WASER),inaugurated on Oct.19,2004,is an independent non-governmental,non-profit organization.The mission of WASER is to promote international co-operation on the study     

Enhancing remote sensing research on global change to improve our understanding on Earth system processes

正Global Change includes climate change and other environmental changes caused by the joint interaction among various layers of Earth. From the positive side, global change provides new opportunities to human and other living forms on Earth. In the meantime, it creates tremendous challenges and negative impact. At present, the negative impacts have reached all primary processes of the global ecosystem and every aspect of human society, especially causing degradation of the ecosystem. For instance, intensive deforestation causes decline of biodiversity; global warming causes sea level rise and increases     

SCIENCE CHINA Earth Sciences SUBJECT INDEX TO VOLUME 57(2014)

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