倒“V”型栅板偶极子天线设计

射电天文在HF-VHF频段采用天线组阵的方式进行观测,根据平方公里阵列(Square Kilometre Array, SKA)的要求,每个阵列单元天线的增益、结构一致性、稳定性、阻抗变化趋势和极化纯度等方面需要达到较高指标,才能满足太阳、木星、再电离纪元等多种测量在极化测量、天线跟踪稳定性以及接收机宽带匹配等方面的需求。根据SKA requirement 2165:极化纯度2135-38和每极化方向灵敏度2814-15提出的性能需求,以及在总结原有设计的经验后,针对10～90 MHz频段,设计了一种适用于HF-VHF的新型倒“V”型栅板偶极子天线,具有重量轻、风阻小等优点,在10～90 MHz的超宽频段内阻抗变化缓慢、极化纯度良好。其中,在阻抗变化方面,天线的阻抗实部从0.8Ω到631.132Ω变化,优于低频射电阵列(Low Frequency Array, LOFAR)的天线,降低了接收机匹配难度和噪声;在极化纯度方面,天线整体轴比小于0.41 dB,对于太阳射电爆发等强极化信号具有良好的极化隔离度。     

印度洋偶极子及其可预报性研究进展

主要介绍印度洋偶极子(IOD)的时空特征、演变机制和可预报性的研究进展。IOD是东西热带印度洋反相的海温异常,是热带印度洋的年际海温变率最主要的两种异常结构之一。关于IOD的演变机制,特别是ENSO在其中所起作用,一直是学界争论的热点。一些学者认为,IOD是ENSO通过遥相关作用对热带印度洋造成的影响;另一些学者则认为,IOD是热带印度洋内部海气振荡的产物。本研究重点讨论这两种观点的相关证据以及IOD与ENSO的关系。此外,现有多数模式对IOD的预报时效小于3~4个月,潜在的预报时效则大于5个月,但这些对IOD的可预报性研究尚处于起步阶段,还有很大发展空间。     

中国秋冬季阻塞型寒潮路径与环流特征分析

利用1979—2021年ERA5再分析资料,将中国秋冬季寒潮分为全国、北方和南方寒潮,分析其中阻塞型寒潮路径和环流特征。结果表明：乌拉尔山(乌山)的背景经向位涡梯度分布导致了阻塞高压的位置与强度的不同,全国阻塞型寒潮大部分由强大的乌拉尔山阻塞高压主导;北方阻塞型寒潮为大西洋阻塞;部分南方阻塞型寒潮阻塞高压在乌山地区,部分存在于大西洋。大多数全国和南方阻塞型寒潮的冷空气路径为西北型路径,两者环流过程类似,在乌山有着反气旋异常,在东亚地区有着西北-东南向的波列,但是南方阻塞型的环流和冷空气强度较弱,而仅能对温度较高的南方造成强降温。北方阻塞型寒潮通过波能量的传播在贝加尔湖以西激发出反气旋异常,寒潮爆发后,当贝加尔湖南部的横槽明显东移或者反气旋强度不减反增都可以令冷空气沿西方型路径移动。     

白令海和鄂霍次克海的海冰偶极子及其对大气环流的影响

基于海冰历史资料的分析表明,白令海和鄂霍次克海的海冰密集度分布在某些年份表现出反位相变化的特征,尤其以冬季最为明显.合成分析的结果表明这种偶极子型海冰异常可能对大气环流(气温和位势高度)产生一定的影响.利用大气环流模式,在给定理想化的白令海、鄂霍次克海偶极子型海冰异常的情况下,通过20个冬季(1-2月)大气环流模式的集合强迫试验,研究了大气环流对这种偶极子型海冰异常的响应特征,数值试验结果与基于观测资料的合成分析比较一致:低空气温对于偶极子型海冰强迫表现为比较明显的对称性响应,气温变化具有垂直斜压的结构,气温变化主要集中在低空;高空大气温度和各层的位势高度的变化均具有显著的非对称性特征,位势高度的变化具有垂直正压结构.参考已有的理论和模拟研究结果,指出高纬地区低空大气的温度变化受直接热力学调整过程的影响明显,对称性响应分量明显,而高层大气温度和各层的大气位势高度变化是由直接热力学调整和间接动力过程响应所共同控制,非对称分量占主导.     

印度洋-太平洋海表温度年际变化的联合模态

利用1870～2004年的HadiSST的月平均海表面温度(SST)资料,对去除了全球增暖趋势的印度洋-太平洋海表温度异常(SSTA)作季节经验正交函数(Season-reliant Empirical Orthogonal Function, S-EOF)分解,得到了印度洋-太平洋海表温度年际变化的2个联合模态,并且分析了与之相对应的大气环流特征.结果表明:低频的厄尔尼诺/南方涛动(ENSO)是控制印度洋-太平洋的主导模态,能使赤道印度洋维持一异常反气旋性环流,削弱印度洋夏季风的作用并且将东印度洋暖池的暖水输送到西印度洋,印度洋SSTA在一年四季中都出现全海盆同号变化,因此,第一主模态是ENSO的低频模与印度洋海盆一致模的联合模态;第二模态表现为太平洋上准2 a的ENSO位相转换模与印度洋偶极子模的联合模态,ENSO的位相转换发生于春季,与季风的异常转换有关,印度洋上出现异常的气旋性环流,叠加在印度洋夏季风上,增大东西印度洋的温差,在秋季出现西低东高的偶极子型海温分布,印度洋夏季风和这个模态的产生发展有很大的联系.     

我国南方两次低温雨雪事件天气成因对比分析

2018年和2021年末我国南方分别发生了一次大范围的低温雨雪天气,对生活、生产造成了严重影响,因此对比分析这两次低温雨雪天气成因具有重要意义。结果表明：两次过程期间,对流层中层中高纬阻塞流场显著,阻高位于贝加尔湖西侧,脊前偏北气流在下游横槽后部堆积,使得西伯利亚高压强度增强。东传的Rossby波在阻高区域发生能量频散,利于阻高减弱、崩溃,横槽转竖引导槽后冷空气南下,导致地面强烈降温,同时在西伯利亚高压东侧和南侧,低频风温度平流是造成强降温的主要原因。低纬南支槽活跃,向北的暖湿空气与中高纬南下的冷空气汇合,造成我国南方大范围的低温雨雪、冻雨天气。与2018年过程相比,2021年过程持续时间较短,降水范围小,关键区降温幅度更大,是因为2021年过程期间Rossby波能量频散更快,阻高维持时间较短,冷空气从中高纬地区直接南下侵袭我国,而2018年冷空气在贝加尔湖附近发生堆积、西折,向南渗透时势力减弱。     

基于追踪数据的全球中尺度涡旋偶极子自动识别方法

海洋中的涡旋在传播过程中相互吸引并以偶极子的形式进行传播是一种常见的海洋现象,这些偶极子在输送海水、养分和其他物质方面发挥着重要作用.本文提出了一种基于海表面高度异常数据得到的涡旋轨迹数据的全球偶极子自动识别方法.通过使用K–D树切割空间的方法,对1993年1月至2016年9月间的涡旋轨迹数据进行计算,共发现了生命周期...     

热带印度洋上层热含量异常场的年际变率分析

利用1950-2006年间日本气象局月平均温、盐度资料,分析了热带印度洋热含量异常场的年际时空变化特征,并分别探讨了热含量年际变异与ENSO、印度洋偶极子(IOD)、南印度洋偶极子(SIOD)和热带印度洋纬向风异常的关系.结果表明,热带印度洋热含量异常场的年际振荡是由空间结构不同但变化周期相近的两个主要模态构成的,这两...     

南阳市2005-03-11暴雪、寒潮天气过程分析

对南阳市2005年3月11日的暴雪、寒潮天气过程天气形势和物理量分析结果表明500 hPa横槽转竖东移后,引导槽后强冷空气大举南下,是产生暴雪寒潮的必要条件.700 hPa南阳处于东西向切变线附近,位于辐合区内,受北方冷空气和偏南气流共同影响,产生了暴雪和寒潮天气.暴雪区产生于正涡度中心右前方、相对湿度>90﹪的区域.     

夏季印度洋海温偶极子对冬季东亚高空急流的影响研究北大核心

基于1979—2019年ERA5、NCEP/NCAR再分析资料及多套海温资料,分析夏季印度洋偶极子模态对东亚高空急流的影响,并对热力动力机制展开探讨。结果表明,当夏季印度洋偶极子为正(负)位相,即夏季印度洋西部出现暖(冷)异常,东部出现冷(暖)异常时,冬季的东亚副热带急流增强(减弱),极锋急流强度减弱(增强)。伴随着印度洋偶极子位于正位相,增强(减弱)的经向温度梯度,加强(减少)的低层大气斜压性和较强(较弱)的瞬变涡动动能,易导致冬季的副热带急流增强(极锋急流减弱)。进一步利用多元线性回归方法定量区分热力和动力因子的相对贡献,夏季印度洋偶极子主要通过热力作用影响两支急流。比较两个动力因子发现,极锋急流的减弱主要以大气斜压性为主,而副热带急流的加强则以涡动动能为主。