黄海暖流的路径及机制研究

利用NASA/AVHRR 反演的每日海表面温度资料, 法国航天局AVISO 发布的海表面高度资料,中国气象科学数据共享服务网成山头台站的日均风场资料, 首先对黄海海表面温度分布进行了分析,揭示了表征黄海暖流的暖水舌存在两个分支。然后对1981 年10 月～2010 年5 月这两个分支发生情况进行了统计, 得出两个分支并...     

中国中世纪暖期温度年代际变化特征及成因分析

利用通用地球系统模式CESM的过去2000年气候模拟试验资料,在与历史气候重建资料、观测/再分析资料及其他模式模拟资料进行对比验证的基础上,分析了中国中世纪暖期（Medieval Warm Period,简称MWP）地表温度年代际变化特征并初步探讨了其成因。结果表明：在公元801~1250年的中国中世纪暖期期间,在年代际尺度上,中国地表温度EOF第一模态的空间分布为全区一致型,并且北部的变率大于南部,最大的变率中心位于中国东北部;EOF第二模态反映出研究区内南北反向的空间分布特征。40°N以北地区温度变化一致;40°N以南青藏高原-云贵高原-东南沿海地区与华北地区呈反相变化,最大的变率中心位于青藏高原东部。中世纪暖期地表温度EOF第一模态主要归因于太阳辐射的影响,火山活动也是影响因子之一;EOF第二模态主要受气候系统内部变率的影响,其他外强迫因子的影响较小。但是,温室气体、土地利用/覆盖两个外强迫因子对气候系统内部变率具有一定的调制作用。在中国,中世纪暖期太阳活动剧烈、火山活动较少,下垫面吸收更多的太阳短波辐射,地表净辐射通量增大,是中世纪暖期形成的主要原因。     

The warm pool in the Indian Ocean

The structure of the warm pool (region with temperature greater than 28°C) in the equatorial Indian Ocean is examined and compared with its counterpart in the Pacific Ocean using the climatology of Levitus. Though the Pacific warm pool is larger and warmer, a peculiarity of the pool in the Indian Ocean is its seasonal variation. The surface area of the pool changes from 24 × 10⁶ km² in April to 8 × 10⁶ km² in September due to interaction with the southwest monsoon. The annual cycles of sea surface temperature at locations covered by the pool during at least a part of the year show the following modes: (i) a cycle with no significant variation (observed in the western equatorial Pacific and central and eastern equatorial Indian Ocean), (ii) a single maximum/minimum (northern and southern part of the Pacific warm pool and the south Indian Ocean), (iii) two maxima/minima (Arabian Sea, western equatorial Indian Ocean and southern Bay of Bengal), and (iv) a rapid rise, a steady phase and a rapid fall (northern Bay of Bengal).     

2010年2月辽宁地区冻雨天气诊断分析

应用常规天气资料,从天气、气候及大气物理量场等方面,对2010年2月下旬发生在辽宁地区历史罕见的冰冻雨雪灾害性天气发生发展的成因、主要特征以及造成严重灾害的主要原因进行诊断分析。结果表明：500 hPa低涡分裂的小槽东移是冻雨天气的环流背景;700 hPa源源不断的水汽输送和低层辐合作用是降水产生的基本条件。地面强冷空气是冻雨天气的触发机制;高层为冷的冰晶层,对流层中低层有温度t>0℃的暖的融化层,近地面1-2 km为气温t<0℃的冷层,同时地面达到 0℃以下,这种复杂的逆温层是冻雨产生的天气条件。高层暖平流是维持中空暖层结构的重要条件之一,对暖层的建立和破坏起较大作用,暖层消失冻雨天气也随之结束。中低空水汽饱和度、地面温度和中低空上升、下沉运动与冻雨的强度有密切关系。     

中国中世纪暖期气候变化的基本特征

对中世纪暖期（MWP）的时空分异和区域影响进行综合分析,关系到对近百年来全球气候变暖驱动力的正确认识,也有助于客观地解析20世纪气候变化增暖的历史地位.本研究对中国疆域内各个地区MWP的一些成果进行梳理和再思考,表明MWP在中国疆域内的存在是毋庸置疑的,但不同地区MWP表现出明显的时空差异.中国中东部地区在800—1300 AD存在明显温暖期,各种地质记录和文献记载都有较明显反映;虽然西北部MWP表现不很明显,但是众多石笋、湖泊沉积和风沙沉积也记录了500—1500 AD间呈现温暖湿润的气候特征;青藏高原各地MWP的表现差异明显,其中800—1100 AD暖期是高原东北部最暖的时期,而南部和西部最暖期分别出现于1150—1400 AD和1250—1500 AD.太阳辐射变化和火山活动可能是形成MWP的基本原因,而中国三大自然区下垫面条件的复杂多样性造成MWP发生过程和表现形式的时空分异.     

Relationships between southern Chilean varved lake sediments,precipitation and ENSO for the last 600 years

In this paper, the relationships between paleo-precipitation and the regional influence of El Nino Southern Oscillation (ENSO) in South America are assessed from a high-resolution calendar varve-thickness record. Two short laminated sediment cores (53 and 61 cm length) from Lago Puyehue (40° S) are analysed by continuous varve measurements through the last 600 years. The calendar varve years are determined by the occurrence of graded planktonic-rich layers. The annual sediment accumulation rates are reconstructed by using the standard varve-counting methods on thin sections. The 1980–2000 varve-thickness record is interpreted in terms of climate through correlation with limnological and local monthly instrumental climate databases. The comparison between the standardized varve thickness with the instrumental records reveals a strong correlation (r = 0.75, р = 0.07) between the total varve thickness and the austral autumn/winter precipitation. We argue that strong austral winter winds and precipitation are the forcing factors for the seasonal turn-over and phytoplankton increase in the lake sediments. During strong El Nino events the precipitation and the winds decrease abnormally, hence reducing the thickness of the biogenic sediments deposited after the winter turn-over. Our results show one significant regional maximum peak of winter precipitation (>900 mm) in the mid 20th century and a significant period with lower winter precipitation (<400 mm) before the 15th century, i.e., the late Medieval Warm Period. The first peak in the mid 20th century is confirmed by the regional precipitation database. The influence of ENSO cycles over the last 600 years is assessed by spectral analysis in Fagel et al. (2007). The possible influence of the regional volcanism and/or the seismic activity on the local climate record is also discussed. This is the sixth in a series of eight papers published in this special issue dedicated to the 17,900 year multi-proxy lacustrine record of Lago Puyehue, Chilean Lake District. The papers in this special issue were collected by M. De Batist, N. Fagel, M. -F. Loutre and E. Chapron.     

西太平洋暖池研究的新进展

对近几年国内外有关热带西太平洋暖池的现场观测、暖池物理机制、暖池与ENSO的关系、暖池异常变化对气候的影响等方面的最新研究进展作了回顾;同时,对目前暖池研究中存在的几个问题进行了简要的讨论。     

冬季南黄海浮游动物群落结构及其对黄海暖流的指示

2009年12月和2010年1月对南黄海进行浮游动物采集, 以了解冬季浮游动物群落结构及其对黄海暖流的指示作用。结果表明, 南黄海冬季仍然以温带和暖温带种为主, 中华哲水蚤Calanus sinicus、强壮滨箭虫Aidanosagitta crassa、细足法Themisto gracilipes等温带和暖温带种类在浮游动物数量组成中具有较大优势。与此同时, 一些暖水种在调查海域局部出现。2009年12月暖水种仅分布在南黄海东南部黄海暖流源地附近。位于黄海中部的调查区东侧温盐层化现象明显, 近底层低温、高盐、高营养盐的水文特征体现了黄海冷水团的残留; 2010年1月在35°—36°N区域暖水种种类明显增加, 截平头水蚤Paracandacia truncata、长尾基齿哲水蚤Clausocalanus furcatus出现的位置与暖流路径相吻合, 海洋真刺水蚤Euchaeta rimana数量相比12月有明显向北推进的趋势。主成分分析显示暖水种的分布与温度有良好的相关性。Shannon-Weaver指数、丰富度指数、均匀度指数等没有呈现明显的分布规律, 对黄海暖流的指示作用不如种类明显。     

最近千年来山东半岛西部气候环境变化的石笋δ18O、δ13C记录(Ⅰ)

Ky1石笋采自山东半岛西部的开元洞,沿生长轴方向长度75 mm。在高精度U-230Th测年基础上,通过年纹层连续计数和平均沉积速率内插/外推相结合的定年方法,确定Ky1石笋生长于892-1894AD的1 000年间。在沿石笋生长轴采集的583个样品中,选择303个进行了δ18O、δ13C测试,平均分辨率约为3年。结果显示,最近1 000年来Ky1石笋的δ18O比值变化呈现明显阶段性,显示与小冰期(LIA)和中世纪暖期(MWP)对应的数百年尺度波动。根据δ18O记录,山东半岛在1482AD前后发生与MWP/LIA转换对应的气候突变,1 482 AD前相当于夏季风强烈、降水较多的中世纪暖期,1482AD后则为夏季风微弱、降水较少的小冰期,以1609AD夏季风最弱。Ky1石笋的δ13C比值变化,也由与MWP、LIA相当的两个阶段构成,其间也存在突变关系。比较而言,δ13C变化要比δ18O显著平缓,而且LIA后期以来二者变化明显不同步。最近1 000年来,与MWP/LIA对应的气候突变相当于明朝中期;就各个朝代内部的气候变化趋势而言,不同朝代之间不尽相同;不同朝代之间的更替期均大致与MWP、LIA内部的次级气候突变时期对应。因此,中世纪暖期和小冰期内部的次级气候波动对中国社会发展的影响,可能比千年尺度上最剧烈的MWP/LIA突变本身更显著。另一方面,洞穴所在山地的土地利用程度不断提高,其与气候变化共同影响着洞穴所在山地的植被的C3/C4植物构成及土壤性质,从而影响到石笋δ13C比值。从892-1318AD,土地利用对山地植被构成、土壤特征的影响程度尚不及气候变化;1318-1479AD,已达到或超过小幅度的气候变化;1483-1779AD,达到或超过大幅度的气候变化;1779-1894AD,土地利用程度趋于稳定,气候变化对环境的影响程度则又相对凸显。     

利用FY-3星载微波资料对热带气旋云系和暖核特征的分析

介绍了中国FY-3系列卫星搭载的微波遥感仪器性能特点,以“1109”超强台风“梅花”为研究个例.通过微波湿度计单通道微波图像和微波成像仪双极化通道散点图,分析了台风云系中云雨粒子对遥感通道辐射的吸收和散射效应,揭示了台风在微波图像上表现形式的内在物理原因.利用微波向量辐射传输模式的模拟表明:微波温度计各氧气吸收通道对热带气旋系统水汽和水凝物含量变化的敏感性不大.因此,可利用权重函数峰值位于对流层中上层的通道3,探测出台风暖核辐射信息.根据两者相匹配的5个较理想时次数据,选取距“梅花”中心400 km范围为研究区域,并提出用于修正扫描点分辨率不均匀所带来取样偏差的方法,分别计算出订正临边效应后的暖核强度,发现它同表征台风强度的中心海平面气压变化趋势相一致.