中国东部夏季极端降水年代际变化特征及成因分析

本研究利用逐日降水资料对中国东部夏季极端降水进行检测,并对转变前后的特征进行对比分析,进而从海、陆对增温的响应不同导致的环流调整给出成因分析.结果 表明,(1)中国东部夏季极端降水在1990年前后出现显著的年代际转变,极端降水由偏少转为偏多.转折后与转折前相比,中国东部夏季极端降水落区南移,南方偶极子分布型加强,南方极...     

京津冀都市圈热环境空间格局遥感分析

以京津冀都市圈热环境为研究对象,利用MODIS数据获取了2001、2004、2006和2008年的地表温度,通过温度距平图定性分析京津冀都市圈不同时间、不同城市的热岛强度及变化规律;利用景观学知识,参考热力景观空间格局评价体系,选取缀块个数(NP)、蔓延度指数(CONTAG)和香农多样性指数(SHDI)等对北京、天津两市的热环境空间格局进行了定量描述.结果表明,2001～2004年间北京热力景观格局趋于分散(除夏季外),2004年后逐渐呈集聚状态;夏季北京的热力景观格局异于其它季节,2004年的最为集聚,而2008年的较往年破碎,热场极分散;天津市热力景观格局变化趋势不太明显.     

北极和南极表面温度对中低纬度海洋热强迫的响应

利用耦合了平板海洋模型的全球气候模式进行了大量的格林函数实验,以探究两极地区对于施加在中低纬度海域的热强迫的气候响应。结果表明,北极地区的气候不仅受到距离较近的北太平洋与北大西洋的影响,远离北极的热带太平洋以及南太平洋也对其气候有显著的影响,南极地区的气候则主要是受到邻近的南大洋的影响。通过经验正交函数法的进一步分析发现,北极响应最显著的区域包括波弗特海(Beaufort Sea)、拉普捷夫海(Laptev Sea)以及北极中心区附近;南极地区的响应主要集中在别林斯高晋海(Bellinsgauzen Sea)区域。另外,利用温度归因法对辐射反馈过程和大气能量输运分解发现,北极地区表面温度的响应主要是受到了反照率反馈以及垂直递减率反馈的影响,而南极地区的响应则主要是反照率反馈发挥了作用。     

不同辐射背景下大西洋热盐环流下沉区混合层深度变化

基于政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)4种最新辐射强迫情景,利用ECHAM5/MPI-OM(European Centre Hamburg Model 5/Max Planck Institute Ocean Model)气候模式输出的1850—2300年逐月混合层深度、海表面温度、海表面盐度数据,分析大西洋热盐环流下沉区混合层深度的变化情况。结果表明:随辐射强迫增加,热盐环流下沉区混合层深度下降,混合层深度振荡周期在格陵兰-冰岛-挪威海(Greenland Sea–Iceland Sea–Norwegian Sea,GIN)海域减小,在拉布拉多海(Labrador Sea,LAB)海域变化不大;与GIN海域相比,LAB海域混合层深度对辐射强迫变化更敏感;两海区温度对混合层深度的影响时间较长,混合层深度对盐度的变化反应迅速;混合层深度变化的主导因素在LAB海域中为盐度,而在GIN海域,低辐射强迫下温度主导混合层深度变化,中高辐射强迫下温度与盐度共同起主导作用。     

一维海冰热力模式的守恒型差分格式和数值模拟

根据前人研究的一维海冰热力模式，考虑到方程的特点，采用积分插值法构造了守恒型差分格式，并对海冰热力模式所描述的冰内热扩散传导和冰底厚度的变化进行了数值模拟。当冰面覆盖积雪时，用该解法同样计算了雪层内的热扩散，考虑冰雪之间的热力相互作用后，得到冰厚在有雪盖情况下的变化。     

孤立子型热源强迫——导致局地副高单位体增强的一种可能机制

结合夏季东亚大陆季风雨带强对流降水过程中局地凝结热强迫作用的天气实际，从动力学上探讨了这类局地热源扰动的强迫作用对该地区位势场和风场的影响及其可能出现的天气系统的响应模态。研究结果表明，局地“狭窄”的准孤立子型的热力强迫作用可以激发出较为“宽广”的准孤立子型的位势场和风场的响应，从而对夏季东亚大陆梅雨期间局地范围内副高单体的生成和增强机制提供了一种可能的动力学途径，同时也对分析和预报夏季西太平洋副     

极端干旱荒漠区典型晴天大气热力边界层结构分析

利用极端干旱区敦煌野外观测试验资料,分析了极端干旱荒漠区夏季典型晴天位温、风速、比湿等主要物理要素的垂直结构特征及其地表热力和近地层大气运动特征的日变化规律。发现在极端干旱地区夏季晴天大气热力边界层结构十分独特。在夜间,贴地逆温层最低在900 m以上,最厚可以达到1 750 m,逆温层上面的残余层一般能达到4 000 m左右的高度。在白天,位温超绝热递减层高达1 000 m,超绝热递减层上面的混合层最高达3 700 m,混合层顶上还有大约450 m甚至更厚的夹卷层。当白天对流层发展达到残余层以后,混合层的发展明显加快。风速和比湿垂直廓线特征很好地印证了大气热力边界层独特的结构特征,地表热力和近地层大气运动特征也为这种独特的大气热力边界层结构提供了较好的物理支持。     

船舶风力观测资料对风场动力和热力订正的检验

利用某系列船2000～2007年秋冬季(11月～翌年3月)在东海北部海区的气象观测资料,来检验Hsu等(1981)动力计算模式和辛宝恒等(1987)的热力订正方法,并利用某系列船实际观测资料确定出该海区的计算参数。结果表明利用Hsu动力模式作基础再加上热力订正的办法,由陆上资料可以较好地推算海上风速,有一定的实际应用价值。     

渤海海效应暴雪的三维热力结构特征

采用烟台多普勒天气雷达、天气图等观测资料和中尺度模式(RAMS4.4)进行数值模拟,分析了2008年12月4~6日发生的一次海效应暴雪的时空分布和三维热力结构特征。结果表明:(1)渤海海效应降雪并非传统认为的仅发生在蓬莱以东的山东半岛地区,而是广泛分布于山东半岛、莱州湾、渤海中东部和黄海西部洋面上;降雪源地有暖海面和陆地,即莱州湾、渤海中部至渤海海峡和山东半岛。(2)浅层对流是海效应降雪的重要热力特征,当强冷空气流经渤海时,暖海面通过湍流交换等作用向冷空气底层输送感热和潜热,使得低层增温增湿,产生对流层中上层干冷低层暖湿的对流性不稳定。(3)冷空气的强弱影响渤海暖海面及山东半岛地区的垂直热力结构,导致降雪强度在不同时段存在显著差异。海气温差与热通量成正比,初期冷空气弱,对流层中低层的垂直温差小,海面上空的暖湿层浅薄,不稳定能量弱,产生的降雪量小;中后期冷空气强盛,对流层中低层的垂直温差大,暖湿层较为深厚,不稳定能量增强,导致降雪强度和降雪量大。(4)与单一要素温度和湿度相比,对流层低层相当位温的水平分布对强降雪落区具有更好的指示意义,强降雪发生在高相当位温脊线附近。     

三组火山强迫资料差异及其对模式模拟结果的影响

Gao2008、Crowley2013和Sigl2015火山强迫资料,均基于极地冰芯重建.由于每组重建使用的冰芯数据和分析方法等不同,因此结果存在差异,从而影响气候模式应用.文中详细梳理三组火山强迫资料在原始冰芯数据、信号识别提取和沉积通量计算等方面的差异;介绍重建中涉及的对未知火山事件发生季节、纬度及从极地硫酸盐沉积...