Global thermal and dynamical perturbations due to Cretaceous mantle avalanche

The numerical models of mantle convection agree to depict avalanches behaviour according to the level of endothermicity of the spinel → perovskite phase change. Their potential effects on the global thermal and dynamical states of the mantle have been computed thanks to a numerical code, which takes into account both the 400-km exothermic and the 660-km endothermic phase changes. The cycle followed by the avalanches is: local layering, destabilization of the 660-km thermal layer, travelling and spreading on the core, and reappearing of the local layering. Therefore, mantle convection is characterized by quiet periods of partial layering embedded in catastrophic events. During the avalanche, the amplitude of the surface velocity is multiplied by two, which would imply an enhanced plate tectonic and ridge activities. The global thermal effects of the avalanche are compatible with a high mantle temperature and an acceleration of Earth's rotation during the Cretaceous. They also offer a coherent explanation to locate the origin of mantle plumes both within the CMB and just below the transition zone.     

农田生态系统大气硫沉降通量的观测研究

1998年 11月～ 1999年 10月间在中国科学院红壤站 (江西鹰潭 )农田小气候站进行了大气二氧化硫 (SO2 )、硫酸盐粒子 (SO2 -4)浓度采样和雨水样本收集 ,利用阻力模式和全年逐时气象资料计算 SO2 和 SO2 -4的干沉降速度 ,估算干沉降通量 ,利用降水资料和雨水中硫酸根离子浓度估计大气硫的湿沉降 ,从而定量研究大气硫沉降输入农田生态系统的通量 ,结果表明 :农田下垫面上 SO2 和 SO2 -4干沉降速度的年平均值分别是 0 .373± 0 .170 cm· s-1(月均值 0 .16 1～ 0 .5 45 cm·s-1)、0 .198± 0 .12 3cm· s-1(月均值 0 .15 2～ 0 .2 6 9cm· s-1)。农田下垫面硫年总沉降量为 10 .3g· m-2 ,其中干沉降占总沉降的 83.3%。硫的干沉降又以 SO2 的干沉降为主 ,占年干沉降总量的 92 .2 %。大气硫沉降输入占农田生态系统输入总量的 90 %以上 ,是农田生态系统获取硫素的一个重要途径     

气象卫星观测资料的分析在城市区域气象环境研究中的应用

目前 ,我国气象部门相当普遍地拥有气象卫星观测资料 ,但是 ,这些资料如何在城市气象服务以及为城市建设规划等方面的决策研究中发挥作用 ,急待进一步研究并开展工作。本文试图通过合理的反演处理 ,给出卫星观测对地面温度的测量结果 ,由此可比较细致地分析了解地面热状况及其与土地利用类型 ,地面覆盖性质等的关系。本文利用有限的 NOAA- AVHRR气象卫星遥感资料 ,采用修正的 Ulivieri分裂窗方法反演出同期的地表温度场 ,通过对北京地区的卫星观测资料进行算例分析 ,揭示出一个 2 0 0 km× 2 0 0 km范围内的地面温度分布特征。反演结果可以明显地揭示出城市热岛现象的变化规律 ,并且能较为清楚地反映出相对的高温区和低温区     

荒漠戈壁下垫面表面动量和感热湍流通量参数化研究

用合理筛选以后的野外观测资料，研究了荒漠戈壁地表湍流通量参数化的问题。首先，分析了Monin-obukhov相似函数的特征，并拟台出了其经验公式。结果表明，风速和温度相似性函数随稳定度参数的变化曲线与典型经验曲线差异较小，并且在经验曲线分布范围以内，但中性时的值有所不同。同时，还用该资料给出了动量和标量粗糙度(感热粗糙度)长度的平均值及其标量粗糙度随摩擦速度的变化关系。发现标量粗糙度的平均值大约比动量粗糙度的小一个量级，并且随摩擦速度的增大而减小，但明显比其理论预测值要大。     

Determination of Roughness Lengths for Heat and Momentum Over Boreal Forests

The roughness length for momentum (z_0m), zero-plane displacementheight (d), and roughness length for heat (z_0h) are importantparameters used to estimate land-atmosphere energy exchange. Although many different approaches have been developed to parameterizemomentum and heat transfer, existing parameterizations generally utilizehighly simplified representations of vegetation structure. Further, a mismatch exists between the treatments used for momentum and heat exchange and those used for radiative energy exchanges. In this paper, parameterizations are developed to estimate z_0m, d, and z_0h for forested regimes using information related to tree crown density and structure. The parameterizations provide realistic representationfor the vertical distribution of foliage within canopies, and include explicit treatment for the effects of the canopy roughness sublayer and leaf drag on momentum exchange. The proposed parameterizationsare able to realistically account for site-to-site differences in roughness lengths that arise from canopy structural properties.Comparisons between model predictions and field measurements show good agreement, suggesting that the proposed parameterizations capture the most important factors influencing turbulent exchange of momentumand heat over forests.     

A Technique for Direct Retrieval of Surface Specific Humidity Over Open Oceans from Irs-P4/Msmr Satellite Data

The Multi frequency Scanning Microwave Radiometer (MSMR) onboard Oceasat-1 was used to develop a retrieval method fornear-surface specific humidity by means of multivariate regressiontechnique. The MSMR measures the microwaveradiances in 8 channels at the frequencies of 6.6, 10.7, 18 and 21 GHzfor both vertical and horizontal polarizations. Regression coefficients were derived using the ship reports of the Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set (COADS) for the months of July, October and December, in 1999. Daily near-surface specific humidity data from COADS in 2° × 2° latitude/longitude bins and collocated brightness temperature data from MSMR were used to derive the coefficients. The derived coefficients werevalidated with humidity given in COADS.A linear relationship is established to determine the near-surface specifichumidity from MSMR brightness temperature (Tb) with an rms error of 1.2 g kg^-1 for individual situations and an rms errorof 0.84 g kg^-1 for monthly time scales over global oceans.The retrieval algorithm is validonly for the open sea regions.     

黄海、东海海域出海气旋发展过程中尺度数值模拟

利用MM5中尺度模式对1999年6月两个出海气旋发展过程进行 数值模拟. 数值模拟的气旋出海后移动路径与实际情况基本一致. 在数值模拟基础上重点讨 论了出海气旋发展过程潜热通量和感热通量的分布及其演变情况. 气旋出海后在气旋中心区 南方和东方存在负潜热通量和感热通量区. 出海气旋的东移和发展，其前方强大正热通量区 的存在可能是重要原因之一.     

1991年江淮暴雨时期的能量和水汽循环研究

通过对 1991年 5～ 7月江淮暴雨期全球范围的水汽输送和不同降水过程中江淮暴雨区及其临近区域的水汽收支和视热源和视水汽汇的计算分析得到了以下结论 :( 1)从水汽输送的机制来看 ,一方面 ,有大量的水汽以定常涡动的方式从孟加拉湾及南海输送到中国江淮地区 ;另一方面 ,江淮地区的瞬变涡动水汽向北输出 ,这可能与江淮地区频繁活动的α和β中尺度系统有关 ,它们将江淮地区汇集的充沛的水汽除了大部分以降水形式降下外 ,剩余部分继续向水汽较少的高纬地区输出 ,以维持全球水汽的平衡。( 2 )在降水过程中 ,局地蒸发项在水汽的供应中或再循环中十分重要 ,其数值一般为降水量的 13 ～ 12 ,这与1998年的降水情况相似。( 3 )在降水过程中 ,暴雨区的水汽主要是从南边界和西边界流入的 ,东边界和北边界则流出 ,并且水汽的流入、流出主要在中低层进行。 (a)在流入边界上 ,水汽通量的垂直分布存在差异 ,暴雨区西边界和南边界的水汽流入的垂直差异可能与其所在的地理位置有密切关系。 (b)对于暴雨区 ,不同强度的降水过程水汽的主要来源有所不同。( 4)在 5次降水过程中 ,视热源和视水汽汇的较大值对应降水的大值区 ,表明了水汽凝结加热对大气加热所起的主要作用。梅雨期降水 ,以对流性降水为主 ,对流活动随季节变化     

HLAFS和T63数值预报产品在暴雨分析中的应用

首次使用ＨＬＡＦＳ数值预报产品对黑龙江省暴雨进行分析，结合Ｔ６３数值预报产品，利用两者提供的物理一０８时和２０时的实况场和预报场格点资料，对黑龙江省一次暴雨过程进行分析，找出了暴雨发生的物理机制，指出深厚的水汽条件以及水汽的辐合，强烈的上升运动和不稳定能量的存贮和释放是产生暴雨的关键因素。