对流性强风暴系统的螺旋度动力学研究

利用风暴尺度的数值模式ＡＲＰＳ成功地模拟了１９７７年５月２０日在美国Ｏｋｌａｈｏｍａ州Ｄｅｌ Ｃｉｔｙ的一次强对流风暴过程。其模拟结果与实际的观测非常接近，模式积分 ４０分钟，初始对流单体发生了分裂，产生了新的对流单体。原有对流单体在原地维持成熟的结构，表现出较强的稳定性，而分裂出的新单体在移动过程中，逐渐向成熟位相发展，并且又分裂出新的单体。利用模拟结果，着重讨论了风暴发展过程中螺旋度和超螺旋度的空间结构和时间演变特征，以及在强风暴系统的对流发展过程中的动力学作用。初始环境场的螺旋性结构有利于风暴的发展。在风暴发展阶段，低螺旋度有利于大尺度向对流尺度的能量串级，而在风暴成熟阶段，高螺旋度则有利于对流单体的能量维持，从而形成长生命周期的对流系统。在风暴的发展过程中，风暴流场结构具有向Ｂｅｌｔｒａｍｉ流结构的调整趋势，螺旋度向高值发展。超螺旋度在流体粘性作用的影响下，可反映出螺旋度密度空间积分的时间变化趋势，负的超螺旋度可使螺旋度增加。在对流风暴发展阶段，超螺旋度为负值，对流单体的结构螺旋性增强、螺旋度的增大，在风暴到达成熟阶段后，超螺旋度转为正值。因此，超螺旋度可用来标志对流风暴系统的成熟程度。     

春夏季青藏高原积雪对中国夏末秋初 降水的影响及其可能机制

本文首先利用最大协方差分析方法,探讨青藏高原积雪与中国降水之间的联系,发现中国夏末秋初（8～10月,简称ASO）降水与前期及同期高原积雪有着显著联系,当春夏季青藏高原西部多雪时,其后ASO中国长江及其以南地区多雨,而东部沿海的狭长区域少雨。进一步引入最大响应估计等方法,研究中国区域降水对高原积雪异常的响应及其可能的物理机制,结果表明,冬春季高原多雪异常可持续到夏季,并通过改变地表热力状况,导致ASO南亚高压减弱,同时在高、低空激发出两支波列:高层200 hPa波列沿中高纬西风急流传播,自高原经蒙古到达日本呈现明显的“负—正—负”位势高度异常传播,日本上空为气旋性异常环流;低层850 hPa波列起于高原,经孟加拉湾至中国南海,沿着西南气流传播,导致台湾附近的反气旋性异常环流,其西侧的偏南气流,将南海丰富的水汽输送至中国南部湖南、广西;而高层中心位于日本的气旋性异常环流西侧的偏北气流利于北方天气尺度扰动向南移动,它们为长江中下游及其以南地区多雨提供了有利条件。进一步计算定常波波数也表明,高层西风急流与低层西南季风气流作为波导,有利于高原上空的扰动沿着高、低空2支通道向东传播。由于东部沿海浙江、福建为正位势高度异常区,低层反气旋性异常环流则抑制了该区域的降水。     

江苏省日照时数的气候特征分析

利用江苏省内66个气象站1960—1999年日照时数实测资料,分析了江苏省日照时数的气候变化趋势。结果表明,就整个江苏省平均而言,尽管在1960—1999年期间,省内年平均温度升高了0.6℃,但日照时数却呈明显的下降趋势;20世纪80—90年代年平均日照时数较60—70年代的平均值下降了164.7 h,下降幅度为7.35%;日照时数的下降主要表现在夏季和冬季,秋季和春季不明显;对日照时数气候变化的空间分析表明,局部地区与整个省域的气候变化趋势并不完全同步,大部分地区是下降的,个别地区则是上升的。     

The 2020/21 Extremely Cold Winter in China Influenced by the Synergistic Effect of La Niña and Warm Arctic

In the first half of winter 2020/21,China has experienced an extremely cold period across both northern and southern regions,with record-breaking low temperatures set in many stations of China.Meanwhile,a moderate La Ni?a event which exceeded both oceanic and atmospheric thresholds began in August 2020 and in a few months developed into its mature phase,just prior to the 2020/21 winter.In this report,the mid?high-latitude large-scale atmospheric circulation anomalies in the Northern Hemisphere,which were forced by the negative phase of Arctic Oscillation,a strengthened Siberian High,an intensified Ural High and a deepened East Asian Trough,are considered to be the direct reason for the frequent cold surges in winter 2020/21.At the same time,the synergistic effect of the warm Arctic and the cold tropical Pacific(La Ni?a)provided an indispensable background,at a hemispheric scale,to intensify the atmospheric circulation anomalies in middle-to-high latitudes.In the end,a most recent La Ni?a prediction is provided and the on-coming evolution of climate is discussed for the remaining part of the 2020/21 winter for the purpose of future decision-making and early warning.     

SENSITIVITY TESTS OF INTERACTION BETWEEN LAND SURFACE PHYSICAL PROCESS AND ATMOSPHERIC BOUNDARY LAYER*

In this paper,an interactive model between land surface physical process and atmosphere boundary layer is established,and is used to simulate the features of soil environmental physics,surface heat fluxes,evaporation from soil and evapotranspiration from vegetation and structures of atmosphere boundary layer over grassland underlying.The sensitivity experiments are engaged in primary physics parameters.The results show that this model can obtain reasonable simulation for diurnal variations of heat balance,soil volumetric water content,resistance of vegetation evaporation,flux of surface moisture,and profiles of turbulent exchange coefficient,turbulent momentum,potential temperature,and specific humidity.The model developed can be used to study the interaction between land surface processes and atmospheric boundary layer in city regions,and can also be used in the simulation of regional climate incorporating a mesoscale model.     

美国退出《巴黎协定》对全球温室气体排放的影响

现有研究表明美国退出《巴黎协定》将会在2025年导致其国内排放增加约1.2 Gt CO₂-eq,然而美国退出《巴黎协定》对全球气候治理的影响不仅限于此,还包括资金效应、政治效应,以及惯性效应等对全球排放的间接和长期影响。本文通过构建体现不同效应的全球温室气体排放情景,分析了美国退出《巴黎协定》后对全球温室气体排放可能造成的不同影响。结果表明,美国退出《巴黎协定》的自身效应、资金效应、对伞形国家的政治效应和对发展中国家的政治效应,将分别导致全球2030年的年温室气体净排放量(扣除碳汇吸收量后的温室气体排放量)上升2.0、1.0、1.0和1.9 Gt CO₂-eq,并导致全球2015—2100年的累计排放量分别上升246.9、145.3、102.0和270.2 Gt CO₂-eq。为防止美国退出《巴黎协定》的不利影响进一步扩大,中国应积极引领全球气候治理制度的建设与发展,与各国紧密合作全面平衡地推进《巴黎协定》的落实和实施。     

阿尔山地区积雪变化特征

选取阿尔山气象站1981—2015年冷季(10月—次年4月)气象资料,利用滑动平均、线性倾向估计和Mann-Kendall等方法,对年最大积雪深度、积雪日数、气温和降水量进行分析。结果表明,阿尔山地区年最大积雪深度主要发生在1月至3月,其中2月份概率最大,达50%;34 a内最大积雪深度呈上升趋势(2.77 cm/10a),年平均增加0.98%,且年最大积雪深度在1998年发生了突变,即在1998年之前增长缓慢,在2000年以后上升趋势显著。积雪日数的统计分析表明,初始积雪日数和有效积雪日数呈现略微减少趋势,而稳定积雪日数有微弱的增加趋势;通常初始积雪日数比有效积雪日数大30天左右。年最大积雪深度与稳定积雪时期的降水量、积雪日数、日照时数有显著的相关性,相关系数分别为0.647、0.515、0.584,但与稳定积雪时期的气温没有明显的相关性。在全球变暖的大环境下,积雪深度随着降水量和日照时数的增加而增加,且积雪深度受降水量的影响大于日照时数的影响。     

阻塞形势下内蒙古东南部地区一次冷涡暴雨过程水汽特征分析

使用常规观测资料、FY-2G卫星及1°×1°的NCEP再分析资料,对2017年7月6—7日内蒙古东南部地区一次冷涡暴雨天气过程进行分析。结果表明:在稳定的"一槽一脊"型环流背景下,阻塞高压稳定维持,西风槽东移受阻移动缓慢,加深为涡,暴雨发生在冷涡发展加强阶段;低空急流建立,一方面形成偏南水汽输送,为暴雨提供源源不断的水汽,水汽收支主要集中在700 hPa以下,暴雨发生前水汽净收入明显增大,南、北边界水汽贡献率大;另一方面,偏南暖湿气流的输送使不稳定层结建立,能量在暴雨区积聚,偏南低空急流与高空急流耦合,又为暴雨发生提供了动力条件;暴雨发生前后湿度场变化显著,大气可降水量最大达到55—60 kg·m^-2,且暴雨发生前增幅显著,增幅近2倍。暴雨区700 hPa (850 hPa)上比湿不低于7 g·kg^-1(12 g·kg^-1),强降水出现在水汽图上白亮区断裂消失后,高层比湿峰值附近和相当黑体温度<230 K为强降水高发区。     

Some characteristics of ozone profiles above Hong Kong

Summary Analysis of ozonesonde data shows that in the lower troposphere above Hong Kong, there is a relative maximum with respect to height in all seasons except winter. In the upper troposphere, there is with respect to height a relative minimum in the seasonally averaged ozone mixing ratio in winter. Ozone mixing ratios in the upper troposphere in winter and spring can be significantly enhanced by stratospheric intrusions associated with the passage of cold fronts and upper cut-off lows.For Hong Kong, the seasonally averaged total ozone has the highest value in spring, and the lowest in winter. The seasonally averaged total tropospheric ozone also has the highest value in spring, but the lowest in summer. In a relative sense, total tropospheric ozone contributes most to the total ozone in spring and the least in summer.The phase of the total ozone anomaly above Hong Kong is influenced by the Quasi-Biennial Oscillation (QBO), with the positive anomaly associated with the easterly phase of QBO, and the negative anomaly the westerly phase.     

含钒金红石可见光下催化降解亚甲基蓝实验研究

利用含有钒等杂质的金红石可部分吸收可见光的特性,以500 W卤素灯作为光源,实验研究了其对亚甲基蓝的可见光催化降解,结果表明,该金红石具有催化活性,7 h后亚甲基蓝可降解71 2%。经过加热、粉碎改性方法处理后的金红石光催化活性明显提高,加热1 100 ℃的金红石样品7 h后可使亚甲基蓝的降解率达到90 4%。增加光照强度、加入适当的H2O2 都可提高降解效果。实验为充分开发利用天然金红石提出了新的途径,为环境污染治理提出了新方法。