秋季西北太平洋热带气旋累积能量的年际变化及其预报

秋季是西北太平洋热带气旋平均强度最强的季节,热带气旋累积能量（accumulated cyclone energy, ACE）是热带气旋平均强度的表征指标,基于1979—2015年日本气象厅最佳路径热带气旋数据集,以及美国冰雪中心海冰数据和哈得来环流中心海温数据,利用回归分析和多元逐步回归等方法,对秋季西北太平洋ACE指数进行了分析和预报。研究表明：秋季西北太平洋ACE指数具有显著的年际变化特征,与厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）有关,最大和最小值分别出现在1991年的厄尔尼诺年和1999年的拉尼娜年,在厄尔尼诺发展年的秋季ACE一般较强,而在拉尼娜衰减年的秋季热带气旋强度则较弱;ACE指数变化受来自北极海冰变化强迫中纬度异常波列的影响及其受到厄尔尼诺海温模态的调制;由于海冰在波弗特海的异常增多,强迫对流层高层夏季出现类似北半球环球遥相关型异常波列,波列正压下传,使得夏秋季西北太平洋副热带高压东退北移;副热带高压活动的变化和太平洋海温的异常分布影响了局地的环流,热带气旋生成源地弱的垂直风切变区域偏东和涡度显著增大有利于热带气旋在暖海洋上发展强盛。最后进行建模预报,预报效果为0.69。若单独使用海温或海冰作为唯一要素来预报,预报效果将大大降低。     

1999～2002年福州机场白天气象能见度的气候特征分析

本文采用1999～2002年福州民航站白天逐时气象能见度的观测资料，利用统计和小波分析等方法，对该站气象能见度的日变化、季节变化以及季节内的变化等气候特征进行了分析．结果表明，其能见度日变化呈白天的早、晚时段较低，午后达到最高．能见度的季节变化呈冬、春季的较低，夏、秋季的较高，且存在着“6月份突变”的特性．其季节内变化主要以准两周(10～20d)振荡和30～60d准周期的振荡为主，且季节内振荡可能与东亚季风的季节内振荡密切相关。     

春季北极地区云量跷跷板式的趋势变化特征及其对北极放大的云反馈作用

利用2000—2017年月平均的CERES云量、辐射资料和ERA再分析资料,对春季北极云量趋势变化特征和成因及其对北极放大反馈的贡献进行研究,发现春季北极地区总云量的趋势在东北极海区和北欧海区呈跷跷板式的反位相变化特征,并与低云量的趋势变化有较为一致的空间分布,中高云则与低云大体上呈相反的变化特征。北欧海的低云量减少、中高云增加,主要是因为进入北欧海区的超强气旋增多带来丰富的水汽,对流增强,云底高度抬升,使得低云量减少而中高云量呈增加趋势。这种云量垂直结构的变化所引起的云辐射强迫作用分别体现了低云的正反馈和中高云的负反馈作用,增温和降温作用相互抵消,使北欧海增温不显著。东北极海区低云量显著增加而中高云变化不明显,可能由于海冰融化,海表面增温,海面蒸发加强,水汽增加,大气静力稳定度减弱,有利于低云的形成。这种低云量的显著增加使得云辐射强迫作用强化了海冰反照率正反馈机制,从而加强了东北极海区的增温趋势。     

基于MODIS数据的海上气象能见度遥感光谱分析与统计反演

重点分析了不同等级能见度过程在MODIS 36通道中的谱特征及与能见度的相关性,并对能见度进行了光谱统计分析.经去云处理后,对多点测站的相关分析发现能见度因子和ch1,3,4,8,16,24,25,29～36的辐射和反射率存在很好的相关性(置信度达90 %以上,相关系数≥0.8),进一步的通道筛选和压缩对能见度的反演有重要意义.典型个例分析发现低能见度与高能见度天气过程存在较明显的光谱辐射和反射差异,可用于低能见度的识别.     

图们江流域气温的低频变化特征分析

用奇异谱(SSA)结合Mann-Kendall法分析了图们江流域近50a气温的低频变化特征。结果表明,图们江流域的气温有明显的年际周期振荡和上升的长期趋势变化及突变,年际振荡周期主要是8a、准3~4a和准2a。3~4a的周期振荡主要与ENSO有关,且其变化超前ENSO的年际变化;而准2a振荡(QBO)则主要与印度洋海洋-季风系统的低频振荡和东亚大槽的强度变化有关,并且都表现为最大滞后相关关系。气候突变发生在1972年,1972年以后年平均气温距平值由1972年以前的-0.36℃上升为0.22℃。1972年以前呈波动下降趋势,1972年以后呈上升趋势,但1953~2002年总体上表现为上升趋势。     

东印度洋-西太平洋暖池的年代际变化特征研究

采用1958~2002年海洋同化资料SODA(Simple Ocean Data Assimilation)的海温场,定义了东印度洋-西太平洋永久性暖池(简称印-太暖池)指数,即不随季节变化的27.5℃等温面所包含的>27.5℃的暖水体积或强度,并采用功率谱和小波分析的方法研究了其周期变化特征。结果表明,印度洋暖池和西太平洋暖池均具有显著的准10 a的周期振荡和1976~1986年前后的年代际突变特征,暖池由1976年前的"冷"暖池转变为1986年后的"热"暖池;暖池指数的季节循环也存在显著的年代际突变特征,特别是西太平洋暖池在异常暖年代其季节变化还呈现出明显的增暖趋势;暖池三维结构的年代际变化主要表现为在暖年代热带南印度洋暖水的向西向南扩张和西太平洋暖池东边界的向东及北边界的向北扩张,暖异常主要分布在60 m以浅的上混合层中暖池的东边界区域,而其下面的温跃层内则为更强的异常降温,垂向上表现出上暖下冷的斜压模态结构,而温跃层和混合层深度的变化在不同暖池区则有不同的特点,表明东印度洋暖池和西太平洋暖池的年代际变化可能由不同的机制引起,尚需进一步分析其海洋动力学和热力学过程。     

Improved Tropical Cyclone Forecasts with Increased Vertical Resolution in the TRAMS Model

The numerical simulation of typhoons has been found to be very sensitive to the vertical resolution of the model. During the updating of the TRAMS model from version 1.0 to 3.0, the horizontal resolution has been increased from 36 km to 9 km, while the vertical layer number only increased from 55 to 65 layers. The lack of high vertical resolution limits the performance of the TRAMS model in typhoon forecasting to a certain extent. In order to study the potential improvement of typhoon forecasting by increasing the vertical resolution, this paper increases the vertical resolution of the TRAMS model from 65 to 125 layers for the first time for a comparative simulation test. The results of the case study with Typhoon Hato (2017) show that the model with high vertical resolution can significantly enhance the warm structure caused by water vapor flux convergence and vertical transport, thus accurately simulating the rapid strengthening process of the typhoon. Meanwhile, the model with 125-layer vertical resolution can simulate the asymmetric structural characteristics of the wind field, which are closer to the observations and can help to reduce the bias in typhoon track forecasting. The improvement of vertical resolution is also trialed by using the batch test results of several landfalling typhoons in 2016-2017. The experimental results show that the typhoon forecast of the model becomes consistent with the observations only when the number of vertical layers of the model increases to about 125 layers, which in turn causes a large computational burden. In the next step, we will try to solve the computational burden problem caused by ultra-high vertical resolution with the top boundary nesting technique, and realize the application of high vertical resolution in the actual operation of the TRAMS model.     

FeS2晶须的微观形貌学研究及其生长动力学意义

众多的研究已经表明,矿物的形貌是其成分、结构和生长环境的综合反映,对其进行研究可以获得晶体生长的地质条件等有关信息.矿物晶面的表面微形貌,对于晶体内部缺陷和生长环境的变迁反映非常敏感,它记录了晶体生长过程中更有价值的信息--界面的特性.     

深海沉积物中稀土元素的富集成矿作用

我国虽是稀土大国,但重稀土仍是十分紧缺的关键金属资源。2011年日本学者Kato等在太平洋深海盆地中发现了大规模富含稀土元素的沉积物,引起世界各国高度重视。深海富稀土沉积物广泛分布于海底,其富集稀土元素尤其是相对富集重稀土元素等关键金属,是继大洋结核结壳、洋中脊热液硫化物、天然气水合物之后一种重要的海洋矿产资源。目前太平洋和印度洋中都证实有大面积富稀土沉积物的存在,我国科学家将深海稀土资源分为4个主要成矿远景区,其中太平洋3个,印度洋1个。富稀土沉积物的矿物组分主要包括生物成因磷灰石（鱼牙和鱼骨）、微结核（铁锰氧化物或氢氧化物）、沸石、黏土矿物等,其中生物磷灰石是最重要的稀土载体。稀土元素直接来源于上覆海水和孔隙水,热液和火山活动可能也有贡献。水深、沉积速率和氧化还原环境等是控制深海稀土元素富集的重要因素,强底流、海底火山和热液活动以及气候事件所导致的陆源输入的变化也会对深海稀土富集产生重要影响。深海稀土成矿作用仍然存在一些尚未解决的科学问题,需进一步加强深海富稀土沉积物成因及超常富集机制等的研究,以丰富和完善深海稀土的成矿模型,为我国在深海稀土富集区的勘探研究与实践提供重要借鉴。     

弱台风影响下中国大暴雨事件发生频次的统计特征

利用国家气候中心提供的1958—2013年756个台站的逐日降水资料,定义了"弱台风大暴雨"事件,并对其发生的时间和空间分布特征进行统计分析,初步揭示了有利于"弱台风大暴雨"发生的大气异常环流特征。结果表明:"弱台风大暴雨"降水事件主要发生于5—10月,但初秋的10月该事件发生的占比最高;"弱台风大暴雨"降水事件发生次数在20世纪80年代中期后有明显的增加,整体呈现3～5 a的周期振荡,盛夏(7—8月)是"弱台风大暴雨"降水事件的最多发生时段;空间上,初夏(5—6月)事件分布面积最小,盛夏最广;有利于"弱台风大暴雨"降水事件多发的大气环流场主要是在北极涛动正位相异常环流背景下,中纬度西风带较为稳定平直,有利于中纬度大气类环球遥相关型定常波列的持续稳定,使得东亚地区维持的高压异常环流有利于北方冷空气南下,与热带气旋带来的暖湿气流交汇;同时,西太平洋副热带高压的偏弱有利于登陆我国的台风停留时间增加以及水汽的源源不断输送,水汽的主要来源是北太平洋西南侧和南海、孟加拉湾等热带季风区。