北太平洋年代际涛动与太阳活动的联系

采用逐次滤波法分析了北太平洋海洋大气系统年代际振荡特征及其主要影响因子,探索太阳活动对于北太平洋海洋大气系统年代际变化的影响。结果表明,太阳活动是北太平洋海洋大气系统周期性年代际振荡的重要影响因子,具体反映在：1）北太平洋年代际涛动（PDO,Pacific Decadal Oscillation）存在与太阳活动密切相关的22年周期和11年周期,是PDO仅次于趋势项最重要的周期成分,其方差贡献率分别为20．9％和6．7％。研究发现北太平洋年代际涛动变化对于太阳活动的响应方式与太阳活动强弱程度有联系,太阳活动水平强时PDO与太阳磁场变化符号相同并且振荡幅度大;太阳活动水平弱时PDO与太阳磁场变化符号相反并且振荡幅度小。2）滤除持续下降趋势之后,北太平洋冬季阿留申低压活动区海平面气压（SLP,Sea Level Pressure）表现出与太阳磁场磁性指数（MI,Magnetic index）基本反相的周期性振荡,滤除22年周期之后11年周期也比较清楚,其方差贡献率分别为13．4％和1．1％。3）滤除持续升温趋势以后北太平洋100hPa冬季大气温度距平场表现出与太阳磁场磁性指数基本一致的周期性振荡,滤除22年周期之后11年周期也比较清楚,其方差贡献率分别为15．1％和1．1％。研究结果说明,在太阳活动对于大气温度场的影响过程中,黑子磁场磁性变化是决定性的,即决定了温度变化符号,MI绝对值的变化即太阳磁场强度变化影响其量变。     

黄海沿海夏季海雾形成的气候特征

采用合成与个例分析相结合的方法,对黄海夏季(7月)海雾形成的大气环流条件、水汽输送条件以及海面条件(SST)进行了分析,并讨论了海面的有效长波辐射,结果表明:夏季风的强弱决定了黄海夏季海雾的多寡,海雾形成的水汽不是由局地提供的,而是靠低空急流从热带大气输送过来.与大气环流条件相配合,海温场对海雾的形成是重要的.     

北极高密集度冰区海冰的多时间尺度变化特征及其极端低值事件分析

利用美国冰雪中心(NSIDC)高分辨率海冰密集度等多种数据,定义了北极高密集度冰区(High concentration ice region:HCIR)海冰变化指数,在此基础上研究了1989—2017年HCIR海冰多尺度变化特征及其极端低值事件的可能形成原因。结果表明:北极HCIR海冰密集度具有显著的单峰型季节变化特征,4月密集度最高,9月密集度最低,年较差达17.70%,兼有夏季融冰期短、冬季结冰期长且持续稳定的特点。HCIR海冰存在显著的年际年代际变化,在2007年发生了年代际转折以后,海冰变化指数的年际变化幅度和频次明显加强,且在2016、2012、2007、2011、2008和2010年依次出现海冰密集度极端降低事件;2016年9月初HCIR海冰密集度达到历史最低值,接近50%。对HCIR海冰密集度极端低值事件的统计研究表明,29年间共出现874天(次)极端低值事件,约占总频次的8%;空间上海冰密集度的降低主要出现在沿HCIR边界线一带,存在巴伦支海-喀拉海北缘的斯瓦尔巴群岛-北地群岛和东西伯利亚-波弗特海两个中心区域,该空间分布与气旋式大气环流引起的北冰洋Ekman漂流的辐散分布相一致。这表明HCIR海冰密集度的极端降低与极涡的动力作用有关,同时风场对海冰的动力辐散作用还会引起HCIR开阔水域的扩大,进一步加强海冰反照率的正反馈机制,使得热力和动力作用耦合起来共同影响HCIR海冰的加速融化。     

高空大气涛动现象与太阳活动的联系

本文根据全球高空10 hPa位势高度距平场EOF分析得知,存在于地面层大气中的南北向涛动现象~北极高空大气涛动和南极涛动,在高空大气中更为清楚,而且这种高空南北向涛动现象是波及全球的;存在于地面层大气中著名的纬向涛动现象~南方涛动(Southern Oscillation,SO)和北方涛动(North Oscillation,NO),在高空大气中则变得不甚清楚.表征北极高空大气涛动的第一模态与表征南极涛动的第二模态的方差贡献率分别为41.47%和27.04%,二者累积方差贡献率达到68.51%,构成了平流层高空大气年代际振荡的主要形式;另外还存在两半球对称性中高纬度南极涛动模态和两半球不对称性中高纬度南极涛动模态,是高空大气中出现概率比较小的振荡形式.谱分析表明,无论北极高空大气涛动模态、南极涛动模态还是中高纬度纬向涛动模态,都存在与太阳磁场磁性指数相一致的22年准周期变化以及与太阳黑子相对数相一致的11年准周期变化;采用逐次滤波法的滤波分析和对比分析表明,高空大气涛动现象的重要影响因子乃太阳活动,其中太阳磁场的大幅度涨落及其磁性变化是主要因素,太阳黑子相对数的变化为次要因素.     

北极超强气旋活动及其大气环流特征

北极极端气旋过程能够反映北极气候变化特征并对北极水文气象要素的调节具有重要影响,其活动及大气环流形势特征值得关注。利用美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)与美国国家大气研究中心(National Center for Atmospheric Research,NCAR)提供的逐日再分析资料定义北极超强气旋(Arctic Super Cyclone, ASC)过程,结合美国国家冰雪数据中心(National Snow and Ice Data Center, NSIDC)基于NCEP/NCAR再分析资料追踪识别的北半球气旋及特征资料,分析了ASC的活动特征及其大气环流特征。结果表明：判别ASC的北极最低气压5%阈值具有显著的冬季低夏季高的单峰型季节变化特征,冬季ASC的强度远强于夏季;ASC多从大西洋扇区经北欧海−巴伦支海−喀拉海输入到极区,也存在少部分极区原生或太平洋扇区输入;ASC多生成于两大洋急流轴或急流出口区北侧,极少数生成于大陆或中低纬度,且绝大多数在极区消亡难以回到中纬度。极区原生ASC频数占总数约1/3,整体没有显著增减趋势,但长生命史ASC频数以0.49次/(10 a)的趋势增多,表明其持续时间增长。ASC频数与北极涛动(Arctic Oscillation, AO)在冬季相关性很好,其大气环流形势回归场中极区海平面出现低压低温异常,高空极涡加深且两大洋急流偏北,中纬度急流主轴偏弱;ASC的生成发展不仅有利于AO向正位相转变,同时AO正位相下也有利于ASC活动的增强,ASC活动是AO位相变化的潜在指标。     

水热法合成黄铁矿微观形貌和结构的观测与表征

模拟热液型金矿床中黄铁矿生成的地质条件,采用硫酸亚铁(FeSO4)和硫代乙酰胺(CH3CSNH2)为铁源和硫源,在Fe/S比为1∶3、温度180~200 ℃、加热时间24 h条件下考察黄铁矿的结晶情况。用SEM扫描电镜观察在不同水热条件下合成黄铁矿的形态及成分;用多晶X射线衍射仪(XRD)确定了产物物相组成;用透射电子显微镜(TEM)观测表征了黄铁矿晶体的形态和结构。结果表明：在200 ℃时黄铁矿为粒状,粒度较均匀,粒径1 μm左右。在180 ℃时黄铁矿除有尺寸在1 μm左右粒状黄铁矿外,还有不规则带状黄铁矿晶体,带宽为200 nm左右。认为水热条件中,随着结晶温度的逐步升高,黄铁矿的形貌逐步由不规则形状向规则形状的转变。所以在实验温度较高阶段,形成规则的粒状形貌;在低温阶段,则会出现不规则带状形貌。     

NCEP/NCAR再分析资料中南北半球大气质量交换的特征研究

采用珠江流域1954～2003年51站的月降水资料,利用主分量分析方法,研究珠江流域4～9月降水的空间分布特征.分析结果表明:珠江流域4～9月平均降水量在600～1 900 mm之间,最大中心在广东阳江附近,自东南向西北逐渐减小;其标准差分布基本上是从东向西减小,最大变率中心仍然在广东阳江附近.珠江流域4～9月降水存在5种主要分布型态:全区涝(旱)型、南涝(旱)北旱(涝)型、东涝(旱)西旱(涝)型、东西涝(旱)中部旱(涝)型、南和北旱(涝)中部涝(旱).珠江流域出现全区性涝(旱)和南旱(涝)北涝(旱)的分布型态较多,占总年数的64%.珠江流域夏半年降水场在1983～1992年呈较显著的全区偏旱分布;在1967～1971年前后东涝西旱的分布较显著;在1979年前后中部涝东西旱分布较明显.在1985～1986年前后有南北部涝中部旱分布特征.南涝北旱和南旱北涝分布交错出现,没有明显的集中分布期.