探讨1886-2012年期间全球二氧化碳浓度及城市化效应对于香港温度趋势变化的格兰杰因果关系

因果关系在许多科学领域中是一个重要课题。在气候变化研究中,一个关键的问题是天气和极端事件的变化是否或在何种程度上可以归因于全球变暖的人为因素。归因分析主要依赖于气候模型,但其在描述非线性系统中存在一定的局限性。本文应用长期观测数据并使用统计方法来探讨此问题。更具体地,本文应用格兰杰因果关系检验方法分析全球二氧化碳浓度与城市化效应对香港气温演变的影响。基于香港1886年至2012年的温度数据,我们发现其夏季平均、最高和最低气温以及酷热天气、热夜日数皆增加趋势。同时可以发现日温度的统计分布变化。格兰杰因果关系分析的结果表明,全球二氧化碳浓度的变化和城市化效应皆对香港气温的演变有所贡献,对于不同的时间滞后性这种效应同样存在。通过与非城市地区的比较,我们发现城市化效应对于夏季气温的升高大概贡献40％。根据初步的结果,文本所引入的方法可以作为一种新的角度来评估局部地区温度升高的原因。本文的分析方法可以扩展至研究其他温室气体对极端天气事件的影响,以及气候变化和社会影响之间的联系。     

论Rossby波在东、西风带中传播与频散Ⅱ——球面Rossby波方程与诊断分析

从球坐标(Spherical coordinate)非地转、正压水平无辐散大气运动微扰方程出发,推导出球面Rossby波方程,证明球面Rossby波的物理机制仍然是绝对涡度守恒与卢效应,但基本气流以涡度形式参与了卢效应。因球面Rossby波偏微分方程不存在经向-纬向传播的"双向简谐波(传统Rossby波)"解,则将它做经向-纬向求导分离,从而得到关于球面经向风扰动的二阶偏微分方程及与之相应的仅作纬向传播的简谐波解,但待解的二阶偏微分方程不归于数理方程中的任何特殊函数,即证明不存在以连带Legendre函数为通解的Haurwitz波。采用传统Rossby波两个通解,当作球面Rossby波两类特解,做诊断分析表明,传统Rossby波正确反映球面Rossby波的(β-平面近似)"线性部分",但球面Rossby波及其纬向波速和群速都带有地球曲率性,并且存在奇点,其中,球面谐波扰动Rossby波仍然保持槽与脊纬向对称性,但"正弦扰动"与"余弦扰动"Rossby波有一定差别,而球面指数扰动Rossby波槽与脊不具备纬向对称性,后者可以解释东、西风带槽与脊一般为纬向非对称,还可以解释台风的纬向非对称结构。     

东中国海黑潮海洋锋的季节变化特征及其成因

利用高分辨率海洋和大气再分析资料研究了东中国海黑潮海洋锋的季节变化特征及其成因。研究表明,东海黑潮海洋锋存在明显的季节变化,从冬季到次年春季逐渐增强,并在春季达到最强,初夏以后强度逐渐减弱,9—10月达到全年最弱。通过诊断混合层热流量方程发现,东海黑潮区一年四季均表现为暖的温度平流,有利于海洋锋的形成和维持,该暖平流也存在季节变化并在春季达到最大,对海洋锋在春季达到最强起了重要作用。海气界面净热通量在秋冬季对海洋锋的形成有促进作用,有利于海洋锋增强,而在春夏季则起抑制作用,促进海洋锋消亡。温度垂直输送全年对海洋锋起一定程度的抑制作用。总之,在海温水平平流和海表净热通量的共同作用下导致海洋锋春季达到最强,而夏秋季海表净热通量和温度垂直输送作用的共同作用致使海洋锋减弱并最后消失。因此,海洋的动力和热力共同作用导致了东海黑潮海洋锋的季节变化,其中海温水平平流和海表净热通量对海洋锋的季节变化起主要作用,而温度垂直输送项对海洋锋的发展起抑制作用,但影响相对较小。     

地铁车站群洞效应下变形监测研究

结合重庆地铁6号线金山寺车站群洞开挖施工背景,对车站结构、地质条件和施工方法等工况分析后,提出了该工况下变形监测基本思想。确定了监测项目、监测点位布设方案、监测方法及监测数据分析方法,初步制定了监测信息反馈流程。依此思想进行变形监测并及时、有效地反馈监测信息,可保证群洞开挖安全、顺利进行。     

温度对国产滤纸率定曲线的影响研究

滤纸法是一种间接测量非饱和土吸力的测量方法,在用滤纸测定土壤吸力之前需获得能够表达吸力与滤纸含水率之间关系的率定曲线。国内外的研究人员对Whatman No.42、SchleicherSchuell No.589和国产"双圈"牌定量滤纸的率定曲线已有研究,但是考虑到温度效应的滤纸率定曲线研究还有待深入。采用不同摩尔浓度的Na Cl溶液测定了国产双圈203滤纸分别在20℃、25℃、30℃、40℃下的滤纸吸湿过程的率定曲线,结果表明滤纸的持水性随着温度的升高而降低,且温度对低吸力段滤纸持水性能的影响要高于高吸力段。通过多元线性回归分析建立了考虑温度效应的率定方程,通过微观结构观测和表面物理化学理论分析了温度对率定曲线影响机制。     

流域坡面汇流研究现状述评

对当前坡面汇流计算方法的研究进展进行了较为系统的总结与分析,并对坡面汇流的非线性效应以及城市低影响开发中的雨水入渗与蓄集对坡面汇流的控制作用进行了简要分析。从模型简单实用的角度出发,认为以流域时间-面积关系与线性水库相串联的ModClark法等为代表的概念性分布式坡面汇流模型具有良好的发展前景;考虑到基于等流时单元的变动等流时线法在反映雨强非线性影响中存在的问题,认为根据水文响应单元在不同雨强条件下汇流时间的变化,调整其汇流参数以反映坡面汇流的非线性效应,对于流域坡面汇流的分布式模拟更具有实际意义;针对目前低影响开发设施长时间序列大空间尺度的室外降雨径流监测资料普遍较为缺乏的现状,给出了后期应积极选择合适的技术以加强低影响开发性能监测工作的建议。     

秋季南黄海浮游动物分布及其影响因素

基于2007年秋季在南黄海（32°20'~37°00'N;124°E以西）进行的浮游动物及环境因子大面调查;分析了秋季南黄海浮游动物种类组成、分布特征及其影响因素;主要结果如下:共鉴定浮游动物113种（不包括25种浮游幼体）;中华哲水蚤（Calanus sinicus）、强壮滨箭虫（Aidanosagitta crassa）、磷虾幼体（Euphausia larvae）和小齿海樽（Doliolum denticulatum）是秋季优势种;浮游动物丰度为（156.37±12.04）ind/m3;生物量为（172.57±10.41）mg/m3;与历史调查数据相比;本航次浮游动物丰度和生物量相对处于较高水平;磷虾幼体分布趋势与中华假磷虾（Psudeuphausia sinica）一致;说明秋季是中华假磷虾种群的一个重要的补充时期;小齿海樽在南黄海的大量出现系自身种群补充的结果;精致真刺水蚤（Euchaeta concinna）和肥胖软箭虫（Flaccisagitta enflata）主要分布在深水区;在近岸海区很少出现。中华哲水蚤、强壮滨箭虫丰度高值区倾向分布于海洋锋附近;进一步佐证了海洋锋对浮游动物的积聚作用。     

莱州湾拟哲水蚤Paracalanus sp.发育期丰度组成和个体大小季节变化

拟哲水蚤是莱州湾桡足类中周年出现的优势种;是上层鱼类幼鱼早期开口饵料的重要贡献者;掌握其种群动态分布特点;有利于了解湾内生物环境状况、次级生产力生产水平。基于2011年5月至20 12年4月采集的浮游生物资料的分析结果显示;莱州湾拟哲水蚤的发育期丰度组成和个体大小均表现了明显的季节变化。调查季节中;4-6月以成体居多;其他季节以桡足幼体CⅢ-CⅤ较多;其中10-11月和3月主要由后期桡足幼体CⅣ和CⅤ期构成。成体中以雌体为主导;雌/雄比介于1.46~9.62;该比值在3-4月最低;10-11月最高。拟哲水蚤各期桡足幼体和成体个体大小以4-5月最大、8月最小;并与水温表现出明显的负相关。拟哲水蚤桡足幼体和成体的总生物量月变化与丰度变化相同;即以8月值最高;3-5月值最低;月均值为2.69 mg/m3（以碳计）;日生产力估算值为0.74 mg/（m3·d）（以碳计）。由上述结果;推测莱州湾拟哲水蚤的种群结构周年变化主要可分3个阶段;4-6月是莱州湾拟哲水蚤开始繁殖期;7-8月为种群数量快速增长期;9月之后为种群增长相对停滞期。     

胶州湾表层海水碳酸盐体系的季节变化

根据2007年8月(夏季),11月(秋季),2008年1月(冬季)和2010年4月(春季)在胶州湾海域测得的p H、溶解无机碳(DIC)、总碱度(Alk),以及通过以上参数计算得到的二氧化碳分压(p CO2)的数据,结合现场的化学、水文、生物等参数,探讨和分析了该海域的二氧化碳各参数的分布特征、季节变化和影响因素。结果表明:胶州湾p H、DIC、Alk和p CO2的年变化范围分别为:7.77—8.30,1949.2—2201.8μmol/kg,2033.9—2382.5μmol/kg和89.9—745.3μatm,均呈现明显的时空变化。温度是影响胶州湾碳酸盐体系的主要影响因素之一,同时陆地径流和降水会降低海水碳酸盐体系中各参数的含量,但是人类活动和生物活动也会在一定程度上增加DIC、Alk和p CO2的含量。     

中国近海以及邻近海域海洋再分析产品(CORA)中季节内变化的评估

A regional reanalysis product—China Ocean Reanalysis(CORA)—has been developed for the China's seas and the adjacent areas. In this study, the intraseasonal variabilities(ISVs) in CORA are assessed by comparing with observations and two other reanalysis products(ECCO2 and SODA). CORA shows a better performance in capturing the intraseasonal sea surface temperatures(SSTs) and the intraseasonal sea surface heights(SSHs) than ECCO2 and SODA do, probably due to its high resolution, stronger response to the intraseasonal forcing in the atmosphere(especially the Madden-Julian Oscillation), and more available regional data for assimilation. But at the subsurface, the ISVs in CORA are likely to be weaker than reality, which is probably attributed to rare observational data for assimilation and weak diapycnal eddy diffusivity in the CORA model. According to the comparison results, CORA is a good choice for the study related to variabilities at the surface, but cares have to be taken for the study focusing on the subsurface processes.