北极海气界面过程数值模拟的敏感性试验研究

采用Colorado州立大学ARCSCM（Arctic Single-Column Model）极地柱模式,对北极表面能量平衡和低层大气结构进行模拟试验,并将模拟结果与SHEBA资料进行对比分析。对模式中的云物理过程参数化以及辐射参数化方案进行了敏感性分析,研究不同的参数化方案对北极地区海气界面过程数值模拟的影响。研究结果表明,ARCSCM模式能够模拟北极表面辐射与能量平衡的物理过程,而对于不同的参数化方案其模拟的结果有很大的差异。     

大连复州湾底质沉积物粒度特征与沉积环境分析

对辽东半岛西部复州湾海域底质沉积物样品进行粒度分析结果表明,其粒度特征有较大差异:样品平均粒径值为1.2~6.5Φ;分选系数为1.4~2.6,分选为较差—差;偏度特征表现为极正偏和极负偏并存。粒度的空间分布存在一定分异规律,由湾内至湾外粒径表现出粗—细—粗的变化特征。粒度变化是对该区域物质输运和地形变化的响应,借助Weibull分布,推断河流携带物质可以被推送至5 m等深线外堆积,5~10 m等深线间沉积物表现为细粒的浅海台地沉积,10 m等深线以外沉积物受河流的影响微弱。矿物学证据也表明,河流输运对湾内沉积物贡献有限,仅限于5 m 等深线以内的水下三角洲,湾内沉积物主要来自于辽东湾沿岸冲刷和湾内基岩的剥蚀。     

初夏东亚环流对厄尔尼诺的两种响应过程及其对中国降水的影响

利用NCEP/NCAR提供的月平均850、500 hPa位势高度场和风矢量场资料及NOAA气候诊断中心的海温扩展重建资料,同时利用NCEP的CAM3.0模式对厄尔尼诺气候效应进行了分析。外强迫为赤道东太平洋的异常海温,从9月积分至次年6月,对此进行了模拟,结果表明:(1)冬季厄尔尼诺达到强盛后对次年东亚初夏的环流有明显的影响,表现在低层菲律宾附近反气旋环流的增强和中高纬度OKJ类波列(主要为鄂霍次克海—日本东部—日期变更线以西副热带高压北部的波列)的活跃,而后者更容易被模拟,这两种环流方面的影响都能在资料中检测出来。当这两种异常环流的发展被模拟出来时,长江以南地区的多雨状态也能够被模拟,表明厄尔尼诺发生后,其对夏季风的发生、发展有滞后作用,从而加强向中国南方的水汽输送,但至6月由于OKJ波列的发展使波活动通量在北太平洋中西部产生大面积强烈散射使副热带高压偏南,因而又抑制了夏季风的进一步向北推进,从而只停留在长江及其以南地区,这可能是致使降水南多北少的原因之一;(2)中国南方降水多寡受到鄂霍次克海高压及菲律宾反气旋的共同影响,两者任何一方加强时南方降水增多,反之亦然。近年来受鄂霍次克海高压的影响更为突出,鄂霍次克海高压、南北方降水、厄尔尼诺事件以及菲律宾反气旋都存在相近似但又各自不同的年代际变化规律,其共同影响与中国南涝北旱的年代际降水格局变化有密切关系。     

青藏高原地形对5、6月北半球环流影响数值模拟

利用NCAR CAM3.1模式进行了有无青藏高原地形的试验,通过两组试验结果的比较,研究了青藏高原地形对5、6月北半球500 hPa环流的影响。结论如下:春末夏初在北半球存在类似Rossby波列状的距平中心,5月波列产生于高原北侧的蒙古附近,途经鄂霍次克海、阿留申地区,到达北美西海岸;6月,由于西风急流北移、减弱及高原上空的非绝热加大,波列的产生地移至高原西北侧的巴尔喀什湖附近,强度减弱,造成该波下游的鄂霍次克海、勘察加半岛、阿拉斯加海域的强度相应减弱。另外,5月在鄂霍次克海和日本以东洋面附近的异常中心类似于负位相的OKJ波列,可以视为对正位相OKJ波列东段形成抑制作用;6月由于鄂霍次克海附近的负异常强度很弱,对OKJ波列东段的抑制作用很弱。     

NUMERICAL SIMULATION OF SSTA IMPACTS OVER THE GLOBAL OCEAN ON THE ANOMALOUS CIRCULATION OVER EURASIA IN JANUARY 2008

In this paper,we discussed the features of atmospheric circulations over Eurasia as a response to sea surface temperature anomalies (SSTAs) over the tropical Indian Ocean,the equatorial Pacific,Kuroshio and the North Atlantic.Our results are shown as follows: (1) CAM3.0,driven by the combined SSTAs over the four oceanic regions,can simulate well the features of anomalous atmospheric circulations over Eurasia in January 2008,indicating that the effects of the SSTAs over these four regions were one of the key causes of the anomalous systems over Eurasia.(2) The SSTAs over each key region contributed to the intensification of blocking over the Urals Mountains and a main East Asian trough.However,the influence of the SSTAs over individual oceanic regions differed from one another in other aspects.The SSTAs over the North Atlantic had an impact on the 500-hPa anomalous height (Z500A) over the middle-high latitudes and had a somewhat smaller effect over the low latitudes.For the warm SSTAs over Kuroshio,the subtropical high was much stronger,spread farther north than usual,and had an anomalous easterly that dominated the northwest Pacific Ocean.The warm SSTAs over the tropical Indian Ocean could have caused a negative Z500A from West Asia to Middle Asia,a remarkably anomalous southwesterly from the Indian Ocean to the south of China and an anomalous anticyclone circulation over the South China Sea-Philippine Sea region.Because of the La Nia event,the winter monsoon was stronger than normal,with an anomalously cooler northerly over the southeastern coastal areas of China.(3) The combined effects of the SSTAs over the four key regions were likely more important to the atmospheric circulation anomalies of January 2008 over Eurasia than the effects of individual or partly combined SSTAs.This unique SSTA distribution possibly led to the circulation anomalies over Eurasia in January 2008,especially the atmospheric circulation anomalies over the subtropics,which were more similar to those of the winter El Ni?o events than to the circulation anomalies following La Nia.     

青藏高原地形对5、6月北半球环流影响数值模拟

利用NCAR CAM3.1模式进行了有无青藏高原地形的试验,通过两组试验结果的比较,研究了青藏高原地形对5、6月北半球500 hPa环流的影响。结论如下:春末夏初在北半球存在类似Rossby波列状的距平中心,5月波列产生于高原北侧的蒙古附近,途经鄂霍次克海、阿留申地区,到达北美西海岸;6月,由于西风急流北移、减弱及高原上空的非绝热加大,波列的产生地移至高原西北侧的巴尔喀什湖附近,强度减弱,造成该波下游的鄂霍次克海、勘察加半岛、阿拉斯加海域的强度相应减弱。另外,5月在鄂霍次克海和日本以东洋面附近的异常中心类似于负位相的OKJ波列,可以视为对正位相OKJ波列东段形成抑制作用;6月由于鄂霍次克海附近的负异常强度很弱,对OKJ波列东段的抑制作用很弱。     

前期热带海温分布型对6月西北太平洋异常反气旋环流的影响

研究了前期热带海温分布型对6月西北太平洋异常环流的影响。结果表明,奇异值分解(SVD)的前期夏季、秋季至冬季热带海洋第一模态呈现出印度洋全海盆一致型海温异常和东太平洋西伸显著的ENSO事件,该模态与6月西北太平洋反气旋(气旋)环流场没有明显的关联。在第二模态中,前期热带太平洋海表温度呈现为ENSO正位相向负位相转换特征,印度洋海表温度变化呈现出赤道东南印度洋（90～110 °E,10 °S～0 °）显著的准IOD事件的变化特征。而这一联合模态与6月西北太平洋异常反气旋(气旋)环流场有显著关联。关联的可能原因是前期海温为El Ni?o和正IOD时,横跨热带印度洋-太平洋的沃克环流的减弱导致在西太平洋-海洋大陆的负降水异常,在Matsuno-Gill效应下西北太平洋形成反气旋异常环流。同时由于两大洋的共同作用和局地海气相互作用使得该环流加强并维持到6月。      

A COMPARISON AND EVALUATION OF TWO CENTENNIAL-SCALE SEA SURFACE TEMPERATURE DATASETS IN THE CHINA SEAS AND THEIR ADJACENT SEA AREAS

Two reconstructed sea surface temperature(SST) datasets(HadISST1 and COBE SST2) with centennial-scale are compared on the SST climate change over the China Seas and their adjacent sea areas. Two independent datasets show consistency in statistically significant trends, with a warming trend of 0.07—0.08 ℃ per decade from 1890 to2013. However, in shorter epochs(such as 1961—2013 and 1981—2013), HadISST1 exhibits stronger warming rates than those of COBE SST2. Both datasets experienced a sudden decrease in the global hiatus period(1998—2013), but the cooling rate of HadISST1 is lower than that of COBE SST2. These differences are possibly caused by the different observations sources which are incorporated to fill with data-sparse regions since 1982. Different data sources may lead to higher values in HadISST1 from 1981 to 2013 than that in COBE SST2. Meanwhile, the different data sources and bias adjustment before the World War II may also cause the large divergence between COBE SST2 and HadISST1,leading to lower SST from 1891 to 1930. These findings illustrate that the long-term linear trends are broadly similar in the centennial-scale in the China Seas using different datasets. However, there are large uncertainties in the estimate of warming or cooling tendency in the shorter epochs, because there are different data sources, different bias adjustment and interpolation method in different datasets.     

我国沿海不同气候带山溪性河流沉积物输运特征

近年来许多研究发现山溪性小河流具有瞬时大通量、受极端气候事件控制、沉积物快速输运等特性,但是由于缺乏充足的监测数据和系统总结,其对全球沉积物输运的影响被低估,导致对于这个不同于大河流域的河海交互和风化传输系统的研究是不充分的.揭示不同气候带山溪性河流在自然变化与人类活动共同影响下的沉积物输运特征有助于深入理解地球表生过...     

1982–2019年渤、黄海海洋热浪时空变化特征分析

基于1982–2019年美国国家海洋和大气管理局最优插值海表温度资料,运用多种统计方法分析了渤、黄海海洋热浪（频次、持续时间、强度）的时空分布特征及与之相关的环流背景。结果表明:（1）海洋热浪具有一定的区域性差异,更强、更持久和更多的海洋热浪多集中在渤海和北黄海海区;（2）近38年来,渤、黄海海洋热浪变化趋势也具有明显的区域性差异,频次、年平均持续时间、年平均平均强度和最大强度总体呈增多、增强趋势,但朝鲜半岛沿岸海域没有显著变化,这与该地区的平均海温变化密切相关;（3）根据日平均海表面温度将海洋热浪分为中等、强、严重和极端4种等级,结果表明,除极端海洋热浪外,其他3种不同等级海洋热浪发生频次和增长趋势均存在显著的地理差异,中等强度海洋热浪在渤、黄海所有区域均频次偏多且有显著的增加趋势,而强和严重海洋热浪主要集中在我国的渤海海域,但渤、黄海区域极端海洋热浪几乎没有发生;（4）就渤、黄海区域平均而言,38年间,共发生83次海洋热浪,平均每年2.2次;海洋热浪具有明显的季节差异,不同等级强度的海洋热浪的多发季节均在夏季;（5）合成分析结果表明,夏季渤、黄海海洋热浪与大气环流密切相关,当从高层到低层贝加尔湖区域上空表现为大范围的相当正压结构的暖性高压异常时,盛行的下沉运动和高空西北气流,带来了晴朗的天气和更多的地面净太阳短波辐射,有利于渤、黄海海洋热浪的形成和维持。