复杂地形城市冬季边界层气溶胶扩散和分布模拟

着眼于城市冬季气溶胶扩散特征问题,针对地形复杂的兰州市及周边地区,开发了WRF模式,使之与包含了大气气溶胶辐射效应和气溶胶粒子扩散的综合大气边界层数值模式嵌套,以模拟城市冬季边界层气溶胶的扩散和分布规律。通过一个个例的模拟结果分析,揭示了兰州冬季气溶胶的扩散分布的如下特征;市区盆地内100 m以下存在东、西两个浓度高值中心,中心值为0.6~3.0 mg.m-3,往上浓度递减,1000 m高度处仅为0.02 mg.m-3。受排放源强、源高、气象场等因素的共同影响,白天盆地内气溶胶浓度随高度和时间的变化强烈,白天浓度随时间最大变化幅度为1.0 mg.m-3。气溶胶输送扩散高度可达到600~800 m,此高度以上浓度值很小。代表性测点上模拟的气溶胶浓度廓线表明,中午浓度达到最高,垂直扩散最强。这些结果与以往的烟雾层高度观测和气溶胶光学厚度观测结果吻合。夜间,盆地内气溶胶浓度随高度和时间的变化减弱,气溶胶输送扩散高度在400~500m,夜间浓度随时间变化平均幅度为0.05 mg.m-3。     

河南夏季高温日数的时空分布特征及500 hPa环流型

对河南省40个代表站1961-2005年夏季≥35℃高温日数进行经验正交函数(EOF)展开分析,结果显示,前3个典型场基本能反映河南夏季高温日数分布的主要特征,前3个模态的累积方差贡献率达85%.据此,得出河南夏季≥35℃高温日数的时空分布类型为全省一致型、西北至东南差异型和西南至东北差异型.第一模态对应的时间系数序列的变化幅度最大,第二模态对应的时间系数序列的变化幅度比前一个时间序列要小.第一模态的时间系数演变显示,河南夏季高温日数平均呈减少趋势,且存在2～4 a、8～14 a的周期变化,目前河南夏季高温日数正处于偏多状态中.应用逐日20时500 hPa ECMWF北半球格点资料,对1991-2005年河南典型的大面积持续高温下的环流形势进行普查、分类,分别求各种类型下的环流平均场,从而得到河南省高温的两种环流型,即贝加尔湖高压型和副热带高压型.     

青藏高原东部边缘"成都黏土"粒度记录的约500 kaBP的干旱化增强事件

亚洲内陆干旱化是新生代青藏高原隆升和全球气候恶化的重要标志。对位于青藏高原东部边缘的成都黏土粒度记录的研究,及与黄土高原地区粒度记录的对比,表明该地区的粒度记录都在约500kaBP时发生了一次明显的粒度增大、粗颗粒含量增加的变化,表明东亚地区约500kaBP以来发生了一次明显的干旱化增强事件,推测青藏高原在中更新世强烈隆升进入冰冻圈,导致中下层西风环流显著分叉绕流以及随后的进一步强化,是亚洲内陆干旱化阶段性增强的重要原因。     

Summer fast ice evolution off Zhongshan Station,Antarctica

Based on the field data acquired in the program of fast ice observation off Zhongshan Station, Prydz Bay, East Antarctica during the austral summer 2005/ 2006, physical properties evolution of fast ice during the ice ablation season is analyzed in detail. Results show that the annual maximum ice thickness in 2005 occurred in later November, and then ice started to reek, and the ablation duration was 62 days; sea water under the ice became warmer synchronously; corresponding to the warming sea ice temperature, a ＂relative cold mid-layer＂ appeared in sea ice; the fast ice marginal line recoiled back to the shore observably, and the recoil distance was 20.9 km from 18 December 2005 through 14 January 2006. In addition, based on the data of sea ice thickness survey along the investigation course of MV Xuelong on December 18 of 2005, the ice thickness distribution paten in the marginal ice zone have been described ： sea ice thickness increased, but the diversity of floe ice thick-ness decreased from open water to fast ice zone distinctly.     

我国东南象限冬、春季雨带的相关分析

通过对我国东南象限冬、春季雨带的相关分析,发现当冬、春季之间地气形势稳定时,约有68%的春雨带位于冬雨带南方50~300 km的范围内,此统计结果可作为预报春雨的指标;当冬季地气形势出现“双跳型”时,冬、春季之间的雨带可相距500 km以上,此时冬、春季的地震时空变化有可能作为春雨位置的预报指标。     

冬小麦蒸腾速率在不同土壤水分条件下的修正

为找到不同土壤含水量对蒸腾速率的影响程度,通过对L1-6200便携式作物生理测定仪在不同土壤水分处理下的蒸腾速率观测值与气象条件计算得出的理论值进行比较,确定不同土壤水分条件下的蒸腾速率修正系数.分析发现:①在不同的土壤含水量下,未考虑修正系数的情况时,土壤含水量越小,理论计算误差越大;土壤含水量越大,理论计算误差越小.②土壤含水量小时蒸腾速率计算值的修正系数大,而土壤含水量偏大时修正系数小.③考虑修正系数后,计算误差显著减小,除了土壤含水量为14.89％稍有偏差外,其它土壤含水量状态下的理论计算值非常接近实际观测值.同时验证了不同土壤水分下的修正系数足显著的.     

拉萨河冬季径流对气候变暖和冻土退化的响应

20世纪90年代以来,拉萨河流域的气温经历了10年升高0.54 ^oC的气候变暖,这期间以秋冬季升温为主。在近40年 (1963~2004年) 气候和28年 (1976~2004年) 月径流数据的基础上,研究了具有多年冻土的高海拔拉萨河流域的冻土和水文响应。结果表明,冬季径流对11~2月气温升高具有显著响应,在12~2月份增加了16%,其中2月份增加22%。水热相关分析表明,10~11月地表温度升高0.8~0.9 ^oC导致冬季河流水量增多,介于0.9~1.5m深度的季节冻土深度和温度变化导致了径流量变化的响应。20世纪90年代的气候变暖使得多年冻土区的季节冻土深度萎缩了大约14cm,冻土区的冬季径流水文响应比气温更快、更显著。但冻土积雪观测的不足使冬季水文变化具有不确定性。     

东亚2005年和2006年冬季风异常及其与准定常行星波活动的关系

利用NCEP/NCAR再分析资料系统地分析了2005年与2006年冬季欧亚大陆的气温和东亚冬季风的差别及其与北半球准定常波活动的关系。分析结果表明:2005年冬季欧亚大陆中、高纬度地区气温偏低,东亚冬季风偏强;而2006年冬季欧亚大陆中、高纬度地区气温偏高,出现暖冬,东亚冬季风偏弱。分析结果还表明,这两年冬季东亚冬季风的差别不仅是由于西伯利亚高压和阿留申低压的变异所造成,而且是由于北极涛动(北半球环状模)的变化所造成。并且,作者还从这两年冬季北半球准定常行星波活动的差异,在动力理论上进一步讨论了这两年冬季北半球气候和东亚冬季风差异的机理。结果表明:2005年冬季北半球行星波活动为低指数,准定常行星波在高纬度往平流层传播加强,而往低纬度对流层上层传播减弱,造成了行星波E-P通量在高纬度地区对流层中、上层辐合加强,而在副热带地区对流层中、上层辐散加强,引起了北半球高纬度地区极锋急流减弱,而副热带急流加强,这有利于西伯利亚高压的发展,从而引起了东亚冬季风增强;相反,2006年冬季北半球行星波活动为高指数,准定常行星波在高纬度往平流层传播减弱,而往低纬度对流层上层传播加强,造成了行星波E-P通量在高纬度地区对流层中、上层辐散加强,而在副热带地区对流层中、上层辐合加强,引起了北半球高纬度地区极锋急流加强,而副热带急流减弱,这不利于西伯利亚高压的发展,从而引起了东亚冬季风减弱。     

《湘绮楼日记》记录的湖南长沙1877-1878年寒冬

在对清代王运所著的《湘绮楼日记》中长达40余年(1869—1916)的冬季(12月—2月)天气记录进行整理之后,从王运在湖南长沙、衡阳一带记录的30多个完整冬季之中,提取了一个特殊的寒冬——1877—1878年冬天(记录于长沙境内)。将这年的天气记录与日记中其他年份进行比较,其寒冷程度可以明显地体现在以下几个方面(1)降雪——降雪日数14天,为最多的年份之一,且降雪次数最多;(2)积雪——积雪日数在27天以上,为历年之最;(3)冰冻——根据该年日记记录,冰冻的严重程度和持续时间均超过其他年份;(4)《日记》作者感受——王运留下了大量对“寒”、“暖”的感应记录,这一年有历年最多的“寒”记录(15条)和最少的“暖”记录(0)。由此可以得出结论1877—1878年冬天是《湘绮楼日记》中所仅见的、异常寒冷的严冬。文中对这年当地冬季严寒的天气过程和气候特点进行了初步分析。     

中国避暑型与避寒型宜人气候的分布特征及差异

宜人气候可以分为避暑型和避寒型两种类型,但现有研究鲜有关注国内两类气候的分布特征及差异。本文采用1981—2010年2132个国家气象观测站数据,基于温湿指数、风寒指数和着衣指数计算各个气象站点的气候综合舒适指数,结合协同克里金空间插值方法对全国避暑型和避寒型宜人气候的分布特征进行了研究,并对两类气候的地域差异进行了分析。结果表明：① 中国避暑型气候区包括40°N以北的西北边疆和东北地区、西北中部地区及西南地区三大集中分布区。中国避寒型气候区集中分布在北回归线以南的低纬地区。② 国内夏冬两季的气候不舒适地域广阔,包括环渤海、长三角等经济发达、人口稠密地区,避暑型与避寒型气候资源的开发潜力显著。③ 两类宜人气候呈现明显的地域分离特征,拥有避暑和避寒双重属性的地方极少。④ 国内避寒型气候是稀缺资源,具有垄断性特征;而避暑型气候相对分布广泛,是一种相对遍在性资源。本文不仅丰富了宜人气候分布特征研究的理论成果,而且可为地方气候资源的旅游开发提供科学依据。