长江三角洲你层大气物理化学过程及其与生态系统的相互作用

本项目于2001年1月15～16日在北京召开了中期评估会,各课题在2000年度取得的主要研究成果如下: 1)建立了长江三角洲地区的气候和环境生态资料库:本年度将该地区39个城市月平均24种地面气象要素资料库的时段从1961～1995年延长至1998年;建立了长江三角洲地区及浙、皖10个高空站1980～1981、1986～1998每天两次标准层T、Ф、U、V、Q资料库及9个酸雨要素资料库;     

一次华南暴雨的中尺度结构及复杂地形的影响

文中选取了 1998年 6月 8～ 9日的一次发生在华南的强降雨过程 ,利用观测资料和MM5中尺度模式对这个过程进行了诊断分析和数值模拟 ,研究了该暴雨过程的中尺度结构及华南地区复杂地形的影响。分析表明这次华南暴雨由锋面暴雨和暖区暴雨组成 ,具有不同的中尺度结构 ,其中广西梧州地区暴雨是准静止锋面上的中尺度对流系统造成 ,具有持续时间短 ,强度大的特征 ,MM5模拟的雷达回波强度超过 30dBz ,高度超过 2 0 0hPa ,并在其东、北侧出现闭合的次级垂直环流 ;珠江三角洲的暴雨是暖区暴雨 ,发生在深厚的暖湿气流内 ,85 0hPa上强度超过 16m/s的西南低空急流是影响降水的主要系统 ,该中心暴雨持续时间较长 ,降水强度也达到了暴雨标准 ,模拟雷达回波不明显 ,没有出现局地的次级环流。华南地区的复杂地形在这次华南暴雨过程中主要为动力性作用 ,具体表现在一支冷空气在低层由苗岭和南岭之间南下 ,南海上空一支暖湿气流北上直接到达梧州地区 ,另一支次暖湿空气在南岭的阻挡下由武夷山以南沿南岭和云开大山之间折而向西 ,这三支气流在梧州地区附近汇合 ,形成广西梧州地区的暴雨 ;同时南海上空北上的低层气流被迫向东北绕行海南岛 ,形成一个尺度为 2 0 0km左右的背风面气旋 ,这个气旋的东北部分加强了在珠江三角洲地     

东亚副热带夏季风建立与中国汛期开始时间

采用谐波等分析方法,讨论了季节转化过程中东亚大陆降水和对流层风场时空分布特征、海-陆热力差异以及大气加热与风场和降水之间的季节变化关系,确定了春季中国江南降水的副热带夏季风性质.分析认为,3月份中国江南春雨是东亚副热带夏季风降水的孕育阶段,4月初东西向海陆热力差异在东亚副热带地区最早完成冬夏的季节性反转,时间早于南海夏季风爆发并对应华南前汛期的开始,标志着东亚副热带夏季风的建立和中国汛期降水的开始.东亚副热带夏季风主要活动在东亚100°E以东、20°N以北地区,春季（3~4月份）中南半岛和江南地区大气加热的持续作用可能导致了东亚东西向海陆热力差异在副热带地区完成反转.其中,江南上空大气热源是导致该地区对流层低层西南风、上升运动和降水增强的主要原因.     

长江三角洲低层大气物理化学过程及其与生态系统的相互作用

本项目于２００１年１月１５～１６日在北京召开了中期评估会,各课题在２０００年度取得的主要研究成果如下：１）建立了长江三角洲地区的气候和环境生态资料库：本年度将该地区３９个城市月平均２４种地面气象要素资料库的时段从１９６１～１９９５年延长至１９９８年;建立了长江三角洲地区及浙、皖１０个高空站１９８０～１９８１、１９８６～１９９８每天两次标准层Ｔ．φ、Ｕ、Ｖ、Ｑ资料库及９个酸雨要素资料库;完成了长江三角洲地区２０世纪８０～９０年代土地利用变化数据库、地表反照率、地表粗糙度、地表特征的反演和计算,并提…     

“我国重大天气灾害形成机理与预测理论研究”取得的主要研究成果

国家重点基础研究发展计划项目“我国重大天气灾害形成机理与预测理论研究”经过项目全体科学家的５年研究，取得了一系列重要的研究成果：①提出了基于多种实时观测资料的梅雨锋暴雨的多尺度物理模型；②建立了梅雨锋暴雨的天气学模型；③梅雨锋是由多个不同尺度系统构成的梅雨锋系，它具有介于温带锋系结构与热带辐合带结构之间的副热带锋系结构，在长江中下游可以有时表现为双峰结构。锋前的湿物理过程与锋上强对流系统发展形成的正反馈过程以及梅雨锋系的不同尺度系统的相互作用是梅雨锋维持与发展的重要机制；④提出了多种中尺度暴雨的定量卫星遥感反演理论和方法，并形成一系列新的反演产品；⑤成功地研究了双多普勒雷达同步探测和反演中尺度暴雨三维结构的理论和方法；⑥发展了配有三维变分同化系统的中尺度暴雨数值预报模式系统，在2003年淮河抗洪救灾中发挥了积极作用；⑦成功组织了2001/2002年长江中下游梅雨锋暴雨野外科学试验，在野外试验中还开展了中日国际合作，在此基础上项目建立了规范、完善、使用便捷的暴雨野外试验数据库，实现了数据共享。     

DEVELOPMENT OF THE 2-D COUPLED STRATOSPHERIC-TROPOSPHERIC DYNAMICAL-RADIATIVE-CHEMICAL MODEL—PART Ⅲ:BUDGET OF TROPOSPHERIC OZONE

On the basis of original 2-D coupled model,36 species and 83 reactions about NMHCs areadded.By using this model,the budgets of ozone,carbon monoxide and methane in thetroposphere are analyzed.The results show that the amount of ozone transported from thestratosphere to the troposphere is about 1340 Tg/a,its producing rate in troposphere is about 1190Tg/a and the amount of ozone cleared by the dry deposition in troposphere is 1700Tg/a.Introposphere,the ozone is mainly produced at lower level in middle latitudes of the NorthernHemisphere and at upper levels in tropics.     

复杂地形对计算地表太阳短波辐射的影响

首先利用数字高程数据(DEM)、大气辐射传输模式6S以及野外观测资料计算了复杂地形(青藏高原)上地表入射太阳辐射,然后计算不考虑地形产生的地表辐射的计算误差,对误差进行归一化后得到相对辐射误差.结果显示,相对辐射误差的标准差(即相对地表辐射计算误差绝对值的统计平均值) Se随太阳天顶角的增加呈指数增长,随高度标准差的增加几乎呈线性增长,随数字高程数据的分辨率(或卫星资料的分辨率)降低而降低.利用分步拟合方法拟合了Se随太阳天顶角、高度标准差和数字高程分辨率的变化.利用拟合方程可以计算任意地形条件下,不同分辨率的卫星(或数字高程)资料在不同太阳天顶角情况下,不考虑地形复杂性产生的平均地表入射太阳辐射的计算误差,结果表明,使用中分辨率的卫星(如MODIS)资料计算地表太阳净辐射时,需要考虑地形复杂性.     

拉萨地区夏季地面臭氧的观测和特征分析

1998年 6～ 9月 ,在西藏拉萨郊区 (海拔 36 5 0m ,2 9.6 5°N ,91.16°E)对地面臭氧进行了连续观测。该地区夏季地面臭氧日平均浓度在 10～ 6 0nL/L ,夏初的浓度较高于夏季后期。地面臭氧浓度的日变化呈单峰型 ,峰值出现在当地时间 10～ 18时 ,具有光化学过程臭氧生成的典型变化特征。局地风速、降水、太阳总辐射等气象因素的变化对地面臭氧浓度具有不同程度的影响。拉萨地区大规模宗教活动中的露天生物体燃烧 ,对地面臭氧浓度的增加有十分明显的贡献     

气候系统的非平稳行为和预测理论

到目前为止,有关非平稳复杂系统及其在气候预测中的应用研究(它有着比混沌系统更为复杂的行为)是一个较少被人理解并有重大科学意义的前瞻性研究课题。在大气运动中,气候正是一个典型的非平稳系统,但是现有的气候预测理论,包括统计预测理论和非线性预测理论,几乎都无一例外地建立在平稳性假定的基础之上,这有悖于气候过程的基本性质,因此它有可能是导致气候预测水平低下的重要的理论原因。另外,近10年来,气候过程具有层次结构已经成为许多科学家的共识,但是如何发展和完善这一理论,使之成为一个完整的体系,人们似乎还没找到合适的途径。事实上,气候系统的多层次结构(它与通常的多尺度结构是两个完全不同的概念)正是产生非平稳行为的原因,而气候系统的非平稳特性正是层次结构的集中表现。在这样的思想指导下,文中系统地讨论了非平稳气候的一些基本问题和相应的预测理论,并为之搭起了一个初步的理论框架。