中国旱涝史料的层次分析

文中用子波变换的方法对中国近５００年旱涝等级资料进行了分析,发现在不同气候层次上,旱涝变化的特征有所差异,高层次上的旱（涝）期常由若干个低层次的偏旱（涝）期组成;各层次上气候系统的动力行为也表现出不同的特征,要对气候的变化趋势作预测必须在具体层次上而言才有意义。不同层次间突变点的变化往往表现为层次升高时部分奇异点（突变点）退化为平常点,而层次降低时,又会发生平常点进化为奇异点的现象。此外,还发现中国总体上说偏涝期长于偏旱期,但不同地区又有所不同;中国南北方的旱涝演替存在一定的位相差。     

北冰洋浮冰和开阔海面上的能量平衡特征

利用中国首次北极考察队于 1 999年 8月 1 9日～ 2 4日在北冰洋浮冰区获得的大气近地层垂直廓线和辐射等资料 ,依据相似理论方法 ,对比分析了北冰洋无冰海面和冰面上热平衡参数的变化特征。结果表明 ,海面与大气和冰面与大气之间相互作用的边界层物理过程差异十分明显。冰面吸收的净辐射仅为海面的 6%左右 ,主要消耗于感热输送和冰面融化过程 ,不足部分由水汽在冰面上凝结释放的潜热和冰中的热通量来补充。海面吸收的净辐射主要消耗于潜热输送过程 ,占净辐射的 50 % ,其余热量传向水体深层和用于感热输送 ,分别占净辐射的 2 6%和 2 4 %。由此可见 ,在北冰洋夏季 ,无冰海面有大量的水汽向大气输送 ,这对研究北冰洋地区大气边界层的季节变化过程是至关重要的     

南极半岛近百年气温的年代际振荡

利用南极半岛及邻近地区(30°～70°W,50°S以南)气象观测资料较好的12个站,建立了该地区近百年的气温距平序列.结果表明:1)近百年南极半岛气温有3个跃变点,分别在1919-1923年1947-1953年和1976-1982年之间,两个跃变点之间的稳定气候阶段的平均长度约30a左右;2)各阶段平均气温成阶梯式的上升,近百年年气温增加了0.730℃,但增温幅度各季不同:冬季最大,夏季最小;3)南极半岛年冰密集度指数倾向率为-0.2053·(10a)^-1,而且夏半年(12～翌年5月)比冬半年(6～11月)大;4)南极半岛温度与它的冰密集度指数呈反相关,夏季、秋季和年的相关系数都超过了5%信度.     

北冰洋浮冰站大气边界层结构的观测研究

利用2003年8月23日-9月3日我国第二次北极科学考察队在北冰洋浮冰站探测的50次大气廓线及相关资料,对北冰洋的大气边界层垂直结构进行了研究。结果显示,观测期间北冰洋(78°N附近,143°-148°W)浮冰区白天的对流边界层高度大于夜间的稳定边界层高度。大气边界层可分为稳定型、不稳定型和多层结构等几种类型。个例分析表明来自高空较强的暖湿气流与冰面近地层冷空气强烈相互作用,会形成强风切变和逆温、逆湿过程,有时100m高度内的风切变达10m/s,逆温达8℃。此种过程会导致北冰洋高纬度地区的大块海冰破裂,形成新的无冰海域,加强了海/冰/气的相互作用。该观测事实将有助于进一步提高对北冰洋高纬度边界层特征及其影响的认识。     

MODIS反演多云地区地表反照率的一种新方法及其反演试验

在参考国内外卫星遥感反演地表反照率方法的基础上,提出了一种反演多云地区地表反照率的新方法,称之为组合反演法。对于受云影响而无法获得足够的晴空观测数据的像素点,在遥感地表分类数据和归一化植被指数（NDVI） 数据的辅助下,在其周围的有限范围内选择与其具有相同BRDF形状的像素点,将它们在观测角度上互为补充的晴空观测数据组合成对同一个BRDF形状的一组多角度观测数据,达到一定数量后直接利用线性的RossThick-LiSparse互易核驱动模型反演二向反射分布函数（BRDF）参数。然后,根据“16天”期间平均的当地正午太阳高度角计算反照率。选择青藏高原地区2004年6～8月间5组“16天”的Terra MODIS数据进行的反演试验表明,该方法不仅具有反演多云地区地表反照率的能力,而且能够更好地反映实际的地表信息,反演结果的精度与美国MOD43产品的精度相当。     

基于BDS三频数据的周跳探测与修复

三频载波组合观测值能获得更多长波长、低噪声的优化组合。首先利用伪距与相位差法分析了组合观测值的电离层延迟和噪声影响;再使用能降低电离层延迟和观测噪声的3组线性无关组合(1,4,-5)、(-1,-5,6)和(-3,6,-2)对BDS三频数据进行处理;然后对BDS的3个不同星座进行周跳探测与修复。实验证明,该组合方法可准确探测并修复一周以上的所有周跳。     

关于大气过程可预报性问题的一些讨论

从非线性角度重新解读了von Neumann提出的大气运动三个分类，指出大气过程预报问题中存在两类不确定性——初始条件的不确定性和外强迫条件的不确定性，它们分别成为第一类可预报性与第二类可预报性问题的研究对象。强调了大气过程可预报性的客观存在性，由于大气过程的复杂性及人类观测手段和认识水平的限制，人们只能给出这些可预报性的估计，逐日天气预报存在上限(2周左右)。分析了预报误差产生的来源是初始条件的不确定性和预报模式的不完善性，但根本原因是大气过程的混沌本质；还分析了混沌系统误差增长理论，但由于实际大气过程包含很多显著不同的时空尺度以及不同尺度间的相互作用，人们对大气过程复杂的误差增长规律的认识还不是很清楚；最后讨论了动力学数值模式中不同的空间分辨率会改变系统的性质，指出可预报性问题的研究必须考虑空间分辨率的影响。而在讨论初值不确定性对预报的影响时，不需要考虑控制参数微小变化产生的影响，当然条件是控制参数的微小变化不会引起系统性质的重大变化。     

青藏高原GLASS地表反照率产品精度分析

应用2003年青藏高原3个站点的地表反照率观测结果,对比分析了GLASS(Global LAnd Surface Satellites)地表反照率1 km×1 km分辨率产品的精度,结果表明,GLASS黑空反照率、白空反照率与地表反照率地面观测结果的总体变化趋势基本一致,能够有效地反映实际地表状态的变化;局地积雪和云覆盖对GLASS地表反照率产品的精度影响较大,云覆盖导致GLASS地表反照率可能比实际地表反照率高;消除云覆盖和局地积雪的影响后,GLASS黑空反照率、白空反照率与地表反照率地面观测结果的均方根误差显著降低,分别为0.0155和0.0190。     

北固山湿地植物群落特征及其物种多样性研究

北固山湿地位于镇江市东北,由长江携带泥沙长期沉积形成,植被属原生裸地演替,植物种类丰富。但近年由于污染排放及渔民围网捕鱼,植被受到破坏,生态功能被削弱。采用样方法调查了镇江北固山湿地植物群落的组成,种类和外貌,并分析了其物种的多样性差异,从而为湿地的生态修复提供理论和技术依据。试验结果表明:群落物种组成较为丰富,有15科28属33种,但仅限于草本植物,生活型以地面芽植物和一年生植物占优势,物种出现频度上以D、C两个级别为主,表明群落内物种的分布较为均匀。从季相动态上看,季相明显,群落的优势种2~4月前是虉草(Phalarisarundinacea)单优种群,4~6月是虉草-芦苇(Phargnitescommunis)共优种群,6~11月是芦苇-酸模叶蓼(Polygonumlapathifolium)共优种群。随着基底高程的变化,植物呈现明显的平行于堤岸的带状分布,并形成区别明显的三个区域。其中,物种的丰度、多样性指数、群落的均匀度以及生物量均随基底高程的增加而增加,而生态优势度却随基底高程的增加减小。物种多样性指数受立地环境和人为因素的共同影响。其中,一定程度的人为干扰虽降低物种丰度,但由于其对优势种芦苇破坏较为严重,降低了群落的生态优势度而相应提高了群落的均匀度,最终对物种多样性指数有增加效应。在以上研究的基础上,提出了禁止污染排放及围网捕鱼等措施,并在裸露或物种稀少区域人工栽培土著物种以增加湿地生态系统物种的多样性和稳定性。     

平流层大气过程研究的前沿与重要性

当前全球气候变化,重大灾害性天气气候事件的预警预测,以臭氧洞出现和臭氧层变化引起的全球环境变化监测预测,以及对临近空间的开发利用已经引起大气科学界对处于对流层大气以上的平流层大气过程的重要关注。扼要介绍了当前这方面的研究前沿和重要应用领域,最后提出我国加强平流层大气过程研究的建议。