贵州省不同强度区域性凝冻过程环流形势对比分析

利用贵州省84个气象站逐日观测资料以及再分析资料,对4种不同强度区域性凝冻过程进行对比分析。结果表明：500 hPa位势高度场上中高纬度的亚洲东部区域距平场呈现“+-”的分布或有切断低压分布,贝加尔湖至中国华北地区以经向环流为主;850 hPa风场上云南南部以南受偏南风和西南风控制,并且在江南至华南存在西南或西风急流,是4种不同强度凝冻过程中形势场共性特征。500 hPa高度场上中高纬度地区呈两槽一脊或一槽一脊分布;风场上850 hPa东北风回流和700 hPa西南急流形成上暖下冷的形势场,同时850 hPa形成稳定低层切变线;温度场上存在冷-暖-冷的夹心结构,近地面层0 ℃线维持在900 hPa以下,均是较强等级以上的区域性凝冻过程中形势场共性特征。而对于一般性区域性凝冻过程,500 hPa位势高度场上呈多槽脊分布,风场上是否存在东北风回流和低层切变线,温度场上是否存在冷-暖-冷的夹心结构以及近地面层0 ℃线位置等特征均不统一。温度剖面图上,当近地面层0 ℃线位置最低时或出现冷-暖-冷的夹心结构时段与凝冻过程影响范围最广、灾情最重的时间段对应。     

FY-4A数据在2021年1月6—8日寒潮监测中应用

基于静止气象卫星图像解译理论和位涡理论,应用FY-4A水汽图像、干涉式大气垂直探测仪（GIIRS）产品和欧洲中心第五代大气再分析资料（ERA5）对2021年1月6—8日我国中东部地区寒潮天气进行分析。结果表明：高空冷涡和地面冷高压是影响此次寒潮天气的主要影响系统,冷空气5日08:00从贝加尔湖南部向东、向南加强发展,8日20:00 减弱;对比FY-4A/GIIRS与ERA5 850 hPa 24 h变温数据发现：两种数据反映的对流层低层冷空气东移南下特征和正负变温区域分布特征基本一致,FY-4A/GIIRS 850 hPa 24 h负变温中心和0℃等变温线的位置与ERA5数据接近,FY-4A/GIIRS 850 hPa 24 h变温中心值强度略大于ERA5。水汽图像暗区变暗附近的高层位涡的增加激发高层气旋性环流后侧下沉运动增强,干空气下沉造成了地面高压增强;500 hPa冷涡中心附近绝对涡度增加是引起冷空气增强的原因之一;冷空气急剧增强时段,中低层位涡的加大引起地面冷空气堆积,寒潮增强。FY-4A/GIIRS温度产品反映的冷空气移动特征与位涡理论对冷空气增强原因分析结果一致,说明应用FY-4A/GIIRS温度产品能够有效监测分析寒潮冷空气演变特征。     

四川盆地东部再生稻高温伏旱区腋芽萌发期气象适宜度

以四川盆地东部再生稻高温伏旱区为研究区,基于气象条件对腋芽萌发期再生稻生长发育的影响机理,采用结构方程模型探明了腋芽萌发的影响因素、影响路径及影响强度。进一步结合隶属函数和层次分析法,构建了再生稻腋芽萌发气象适宜度模型,并分析了1981—2021年研究区腋芽萌发期气象影响因素及气象适宜度的变化特征。结果表明：气温、空气湿度、降水是四川盆地东部再生稻高温伏旱区腋芽萌发的关键影响因素,基于以上因素的气象适宜度模型能较好地评价再生稻腋芽萌发期的气象影响。1981—2021年研究区气温适宜度、空气湿度适宜度及综合气象适宜度均呈下降趋势,降水适宜度没有表现出明显的变化趋势。气温适宜度、空气湿度适宜度及综合气象适宜度总体呈“西高东低”的空间分布特征,降水适宜度则表现为“东西高、中部低”。1981—2021年研究区气温上升趋势与空气湿度下降趋势显著,导致致害高温（日平均气温≥32℃）积温和致害低湿（日平均相对湿度≤65％）日数明显增加,这是再生稻腋芽萌发期气象适宜度总体呈下降趋势的诱因。     

5月南极涛动对青藏高原西部夏季气温影响的诊断分析

青藏高原是全球气候变暖最敏感的地区之一,是北半球夏季最大的热源,其气候响应受到广泛关注。然而,有关南极涛动与青藏高原夏季气温的关系和机理知之甚少。为了研究南极涛动与青藏高原夏季气温的关系,基于1979—2020年英国东安哥拉大学气候研究中心（CRU）的逐月气温、美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的逐月海表面温度和大气环流再分析数据以及南极涛动指数等数据,采用相关、回归、合成分析等方法进行研究。结果表明,北半球夏季青藏高原西部气温与5月南极涛动存在显著负相关,即当5月南极涛动异常偏弱时,夏季青藏高原西部气温异常偏高。其影响过程为,南极涛动为正位相时,在南印度洋中高纬地区出现“负-正-负”的经向“三极子”海温模态,该模态可持续到夏季,在印度洋形成异常的纬向-垂直环流,相应在热带西印度洋和东印度洋-海洋性大陆之间的降水异常导致热带正“偶极子”降水模态,通过该降水模态在青藏高原西部引起异常反气旋环流和下沉运动,有利于高原西部气温偏高。研究结果显示,海洋的热惯性在“延长”南极涛动影响过程中起着重要的桥梁作用,可为青藏高原夏季气温预测提供科学依据。     

基于机器学习的格点气温预报订正方法

使用2017年9月至2021年3月国家级业务化运行的智能网格实况分析产品和欧洲中期天气预报中心全球模式(EC)产品,根据湖北省的地理分布特征构建6个分区,采用基于LightGBM机器学习算法建立的气温预报方法,生成湖北省0.05°×0.05°格点气温预报产品。利用2021年4—9月的预报产品和格点实况资料进行检验,结果表明:基于机器学习的气温预报方法(MLT)取得了较好的预报效果,其在0～72 h时效内优于中央气象台下发的气温精细化指导预报(SCMOC)和EC产品;MLT在山区的误差较平原大,但山区的订正幅度大于平原,日最高气温的订正幅度大于日最低气温的订正幅度;4—9月MLT、SCMOC、EC产品的平均绝对误差(MAE)日变化都呈现了白天偏高、夜间偏低、午后凸起的单峰特征,MLT的MAE值较SCMOC和EC产品的更低,并且在转折性天气中仍具有优势;站点检验与格点检验结论一致,基于格点建模的气温预报产品对站点预报同样得到了订正。机器学习在格点气温的模式订正方面可以作为一个行之有效的手段。     

北疆阿尔泰哈拉沙子高山泥炭岩芯孢粉记录是否指示全新世温度变化历史？

内陆干旱地区的温度变化,可以通过对山地冰雪物质消融和盆地内蒸散发施加影响,进而影响该区域的水文过程和水资源供应,因此具有重要的研究价值。最近报道的来自北疆阿尔泰哈拉沙子（Sahara Sand Peatland,简称SSP）高山泥炭岩芯基于孢粉的taiga biome score（TBS）指标,被认为是全新世温度变化的指示器;其在约4000年以来的下降趋势,被认为指示了晚全新世期间的降温趋势,进而被用于质疑SSP之前报道的基于泥炭岩芯α-纤维素δ13C/δ18O记录得到的晚全新世增温趋势。然而对相关论著的仔细研读,发现将SSP的TBS指标解读为全新世温度变化指示器,并无可靠的支撑证据,且存在诸多值得商榷的地方。本文对这些值得商榷的问题进行简要的介绍,一方面可以为学术界同行深入理解内陆干旱地区全新世古气候历史提供更多的参考证据;另一方面,也希望在古气候相关研究工作中,能加强对"过程、机制"等的理解,而不仅仅是更多记录的发表。     

Dehydration melting of solid amphibolite at 2.0 GPa: Effects of time and temperature

The dehydration melting of the natural rock at high pressure is important to investigating the magma formation in the earth’s interior. Since the 1970s, a lot of geological scientists have paid more atten- tion to the dehydration melting of the natural rock[1―5]. Previous experiments of dehydration melting and observations of fieldwork argued that the dehy- dration melting of the rock was probably the most important fashion for the melting of the lower crust rock[6―12]. The genesis of most …     

我国断层气测量在地震科学研究中的应用现状

氢气被认为是反应断裂活动最灵敏的地球化学组分之一。研究影响断裂带氢浓度动态变化的主要因素,是科学分析断裂带氢与构造活动关系的基础工作。本文基于河南内乡马山口断层气氢气浓度与辅助测项的连续观测资料,重点分析了氢浓度变化与地温、气温、气压的相关关系,确定了主要影响因素。结果表明,氢气浓度日变化极值介于气温和地温之间,极值点靠近地温一侧。使用逐步回归方法分析进一步证明,地温、温度对氢气浓度均有影响,但地温影响更显著,气压影响不显著。总体来讲,氢浓度会受到地温和气温的双重影响,但与地温关系更为密切。     

近18 a山东半岛南部海域海面温度的长期变化研究

为探讨山东半岛南部海域海面温度的长期变化,本文利用当前国际上水平分辨率较高的多卫星观测融合数据对2003—2020年间的海面温度进行了分析研究。结果表明:(1)除威海和连云港部分近岸海域外,山东半岛南部大部分海域的海面温度显著升高,升温速率最大值可达0.083℃/a。海面增温存在显著的季节变化,主要出现在春末至秋初(4—9月),且近岸海域强于外海。(2)除青岛外海外,大部分海域的暖季开始日提前,暖季持续时间延长,其中在海州湾和烟台、威海近岸及南部海域最为显著;年最高温度升高,在连云港近海和海州湾、胶州湾等海域较为显著,但其发生日并无显著提前或者延后。(3)冬半年,山东半岛南部近岸海域和部分外海海域有较强的温度锋面,并在过去18年间显著增强。(4)海面温度在冬季的年代际变化与太平洋年代际振荡(PDO)相关性较好,但在其他季节与PDO的相关性较弱。     

Phytoplankton biomass and size fractions in surface waters of the Australian sector of the southern ocean

We collected surface water along the 142nd E meridian from Tasmania to Antarctica in December 1999. We measured temperature, salinity and total chlorophyll a; additionally, we collected suspended particle size fractions and used fluorometric analysis to determine the quantity of chlorophyll a in each of four cell size classes: picoplankton (<3 μm), two nanoplankton fractions (3–10 μm and 10–20 μm) and microplankton (> 20 μm). Changes in temperature and salinity show that we crossed 6 water masses separated by 5 fronts. We found low abundance (<0.2 mg m⁻³) of chlorophyll in all size classes, with the exception of higher values near the continent (0.2 to 0.4 mg m⁻³). Lowest chlorophyll values (<0.1 mg m⁻³) were found in the Polar Frontal Zone (51° to 54°S). Microplankton made up the largest portion of total chlorophyll throughout most of the region. We conclude that biomass of all phytoplankton fractions, especially pico-and nanoplankton, was constrained by limiting factors, most probably iron, throughout the region and that ecosystem dynamics within a zone are not circumpolar but are regionalized within sectors.