近13万年来黄土高原干湿气候的时空变迁

第四纪时期，黄土高原粉尘物质的搬运、沉积及其后的成土过程受控于干湿气候的变化。对黄土高原这一特定地区而言，风成沉积序列在地域上的差异主要与东亚地区的季风环流在时间和空间上的变化有关。本文的研究揭示出，近１３万年里，最为显著的成壤期有６期，与这６个成壤期对应的时段也应当是夏季风环流加强、气候温湿的时期；在空间上，全新世适宜期及末次间冰期中与深海氧同位素阶段５ａ，５ｃ，５ｅ对应的时期，夏季风足可以深入到毛乌素沙漠腹地，并具有占优势的环境效应。在阶段３的早、晚期及５ｂ时期夏季风虽然也能深入沙漠－黄土边界带，但其环境效应在黄土高原北部及毛乌素沙漠南缘已不再显著。在阶段２、阶段４及阶段３的中期夏季风已不能深入沙漠－黄土边界带。     

1960～2010年湖南雨日的时空变化特征

采用湖南省的88个地面气象站点逐日降水资料,运用经验正交分解（EOF）、线性回归、小波分析等方法分析了湖南雨日的空间变化特征和气候变化趋势,以及湖南雨日与降水量的关系。结果表明：湖南雨日空间分布大致是南多北少,平原少于山区丘陵区,呈现出2条少雨日带、4个多雨日区;过去51 a湖南大部分地区雨日呈减少趋势,对比雨日的空间分布发现,未来湖南雨日的空间分布差异可能减小;湖南雨日存在明显的年代际变化,1970年代和2000年代分别为近51 a来雨日最多和最少的10 a。湖南雨日的空间分型既有全区一致性,也存在着东南部—西北部、湘中地区与周围地区及东部—西部相反变化的差异。全区一致型雨日呈下降趋势,存在3 a、8 a和21 a周期变化。东南—西北反向型雨日东南（西北）呈下降（上升）趋势,存在3 a、6 a和18 a周期变化。湖南雨日与降水量呈正相关关系,且雨日和降水量的时空变化特征非常相似。     

中国北方年沙尘暴日数的气候特征及对春季高原地面感热的响应

选用中国185个常规气象观测站,从建站～2000年历年沙尘暴日数资料,分析了近50年来中国北方沙尘暴的气候特征及其对青藏高原地面感热异常的响应。结果表明：虽然单个沙尘暴过程具有一定的区域特征,但年沙尘暴日数具有较好的空间一致性,在空间上有5个自然尘源区,即河西走廊、南疆盆地南缘、阿拉善高原、鄂尔多斯高原和浑善达克沙地等沙尘暴高发区。比较近50年来中国沙尘暴日数的年代际变化,总体趋势在减少,20世纪90年代是近5个年代中最少的。但20世纪末至21世纪初,中国沙尘暴日数有明显的回升趋势。进一步研究表明,中国沙尘暴与春季青藏高原地面感热关系密切,当春季青藏高原地面感热呈EOF1模态时,当年中国北方沙尘暴日数明显较常年偏多。     

河西走廊东部冬季浅层地温与春季沙尘天气的关系

利用河西走廊东部民勤、凉州、永昌3个气象站1960~2010年冬季0、5、10、15、20 cm地温和1961~2011年春季沙尘暴和扬沙天气的常规观测资料,分析了河西走廊东部冬季浅层地温和春季沙尘天气日数的时空特征,进而探讨了春季沙尘天气与冬季浅层地温的关系。结果表明:受海拔高度、地理位置等影响,河西走廊东部冬季浅层地温有明显地域差异,其中高海拔的永昌最低,低海拔的民勤次之,而海拔介于民勤和永昌之间的凉州最高;春季沙尘天气日数自低海拔地区向高海拔地区逐渐减少,即民勤最多、凉州区次之、永昌最少;河西走廊东部的沙尘天气日数与浅层地温在空间上呈一定的负相关,二者的年变化趋势明显相反,即冬季浅层地温总体呈逐年升高的趋势,而春季沙尘日数呈逐年减少的趋势,且都存在6~7 a和9~10 a的周期;相关分析表明,河西走廊东部春季沙尘日数与冬季浅层地温呈负相关,其中与0 cm地温的相关性最显著。     

非地转湿Q矢量的改进及其应用

在完全考虑非绝热加热项作用的前提下,从原始方程出发,推导出改进后的非地转湿Q矢量(Qq),以及用其散度作强迫项的ω方程,将其应用于一次梅雨锋暴雨诊断分析,结果表明:改进后的非地转湿Q矢量对同时刻地面降水的反映能力较岳彩军改进的湿Q矢量(QM)、原非地转湿Q矢量(Q*)、非地转Q矢量(Q#)有显著的提高;在整个梅雨锋暴雨过程中,500 hPa高度上的Qq矢量散度辐合场的辐合强度及其辐合中心位置对同时刻的降水强度及雨区位置有非常好的指示作用;Qq矢量的垂直分布揭示了次级环流的方向和强弱,暴雨位于次级环流的上升支附近.     

青藏高原北侧地区干湿年夏季垂直环流差异的对比分析及青藏高原的热力影响

为了分析西北干旱的形成原因，本文首先利用高原北侧地区５站历年夏季的降水量资料等，制定了该区的干湿标准，划分了历年夏季的干湿等级。接着又利用ＥＣＭＷＦ的格点资料等对比分析了该区干湿年夏季间垂直环流的差异，也探讨了青藏高原地面热状况与高原北侧干湿状况的联系。其主要结论是：１）文中制定的以降水标准差为判据的干湿标准适合西北干旱区；２）高原北侧干湿年夏季间在高原北侧和高原上的垂直环流存在明显差异；３）青藏高原地面热状况与上列差异有关，也即青藏高原的热力作用是西北干旱的重要成因之一。     

2009～2010年河西走廊大风日低空垂直切变和湍流统计特征

为了给河西走廊风电场建设提供科学依据,利用河西走廊14 座风能观测塔2009 年9 月至2010 年8 月的资料,分析了大风日低空垂直切变和湍流的演变和分布.结果表明：大风日风速垂直切变指数年平均在0. 092 ～0. 158 之间,较国标有些偏低;10 ～ 30 m、10 ～ 50 m 和10 ～ 70 m 的大风日风速垂直切变指数比非大风日偏小;低层风速垂直切变大,高层风速垂直切变小;大风日10 m、30 m、50 m 和100 m 4 层的年平均湍流强度为0. 11,比非大风日偏小一半左右;在大风日,随风速增大,风速不均一性减小,风向趋于稳定.     

安顺地区暴雨日数年际变化的气候特征

利用1979—2009年31 a安顺地区（安顺、平坝、普定、镇宁、关岭和紫云）6站的降水资料,统计分析6站暴雨日数和暴雨量的变化特征,提取代表安顺地区的代表站,对其进行统计分析,得到安顺地区暴雨日数年际变化的气候特征。安顺地区暴雨日数的在20世纪80年代末—90年代末期间具有明显的3～5a的年际震荡,并在90年代初达到峰值。安顺地区暴雨偏多年在高低空环流、风场和能量场配置的主要特征为：700hPa和500hPa高低空位势高度配置一致,位势高度在中高纬度出现＂东高西低＂的走势,安顺地区位于异常低涡的东南部,西太平洋副热带高压的西部,这样来自异常低涡东南侧的冷空气与来自海洋北上的暖湿气流在此交汇,利于底层切变线和准静止锋的建立;安顺地区位于高空偏西急流的右前方的出口处,低空西南急流右前方的出口处和低空东南急流左前方的出口处,这种高低空急流的配置非常有利于暴雨区垂直上升运动的产生;安顺地区及其附近区域对流不稳定较强,利于对流不稳定能量的积累,从而使对流不稳定区域易出现强对流系统,对安顺地区的不稳定能量的储存和释放十分有利。     

Covariations in oceanic dimethyl sulfide,its oxidation products and rain acidity at Amsterdam Island in the Southern Indian Ocean

Simultaneous measurements of rain acidity and dimethyl sulfide (DMS) at the ocean surface and in the atmosphere were performed at Amsterdam Island over a 4 year period. During the last 2 years, measurements of sulfur dioxide (SO₂) in the atmosphere and of methane sulfonic acid (MSA) and non-sea-salt-sulfate (nss-SO₄ ^2-) in rainwater were also performed. Covariations are observed between the oceanic and atmospheric DMS concentrations, atmospheric SO₂ concentrations, wet deposition of MSA, nss-SO₄ ^2-, and rain acidity. A comparable summer to winter ratio of DMS and SO₂ in the atmosphere and MSA in precipitation were also observed. From the chemical composition of precipitation we estimate that DMS oxidation products contribute approximately 40% of the rain acidity. If we consider the acidity in excess, then DMS oxidation products contribute about 55%.     

近30年东北春玉米发育期对气候变化的响应

基于1981—2010年东北地区55个农业气象观测站发育期数据、16个气象站逐日气象资料,采用趋势变率、秩相关分析、主成分分析和结构方程模型等方法,分析了近30年东北春玉米关键发育期的变化特征,探讨了春玉米发育期对不同时间尺度气象因子的响应规律。结果表明:1981—2010年春玉米关键发育期 (播种期、抽雄期、成熟期) 均有延后趋势,大部分地区春玉米生长前期 (播种期—抽雄期) 日数减少,生长后期 (抽雄期—成熟期) 日数增加,全生育期日数增加。在绝大多数年份,春玉米播种期在温度适播期之后,成熟期在初霜日之前。近30年对东北春玉米生育期日数影响最大的气象要素为温度,主成分分析结果显示,年际尺度的升温、温度生长期的延长和作物生长期的高温对生育期日数影响显著;结构方程模型指出,作物生长期的最高温度和最低温度对生育期日数影响有间接效应,主导气象要素能够解释生育期日数变异的44%。全球变暖背景下,东北春玉米发育期变化是作物响应气候变化和农业生产适应气候变化的共同结果。