20CR再分析资料在东亚夏季风区的质量评估

本文利用NCEP1和ERA40再分析资料, 并结合观测资料, 对最新公布的一套再分析资料——20CR再分析资料在东亚夏季风区的质量进行了综合评估。本文主要是从气候态、年际变率、年代际变化三个方面, 来评估20CR再分析资料在东亚夏季风区的质量。结果表明, 在气候平均态上, 20CR再分析资料基本合理再现了东亚夏季风区的高低层环流场(包括南亚高压、副热带西风急流、近地层风场)以及经向环流圈特征。但相较于NCEP1和ERA40, 20CR所刻画的南亚高压偏强, 西风急流偏北, 对流层中上层温度系统性偏高。在年际变率方面, 除了NCEP1在1967年之前存在偏差, 使其结果和ERA40、20CR不同之外, 三套再分析资料刻画的东亚夏季风变率在其它时段高度一致。三套资料在以纬向风为基础的东亚夏季风指数上的一致性, 高于以经向风为基础的东亚夏季风指数, 其中以低层纬向风为基础的东亚夏季风指数的一致性最高。20CR再分析资料可以较好地再现与东亚夏季风相联系的地表气温和降水年际变化特征, 其刻画的地表气温正相关中心位置偏西、强度最强, 且在河套平原地区有一个弱的负相关中心, 而其描述的降水在孟加拉湾和长江流域较之另外两套再分析资料更接近观测结果, 在热带地区和海上却反之。在年代际变化方面, 20CR再分析资料未能合理再现东亚夏季风年代际减弱的现象, 这也体现在不能合理再现青藏高原下游年代际变冷和“南涝北旱”降水型上, 这主要是因为20CR再分析资料所刻画的东亚地区对流层中上层年代际变冷信号偏弱所致。而在百年时间尺度上, 20CR再分析资料所刻画的东亚夏季风变化与观测较为一致;20CR再分析资料可以合理再现出东亚夏季风区1920年代前的显著冷期和1990年代之后的迅速增暖期, 但对1920～1950年代相对暖期和1950～1980年代相对冷期的再现能力较差。     

近50a河套地区东部≥10℃积温的演变特征及成因分析

利用河套地区东部宁夏22个气象台站4～10月逐日平均气温资料,统计分析了该区域≥10℃积温的时空演变及初日、终日的变化特征,采用复Morlet小波分析方法和Mann—Kendall突变检测方法,揭示了河套地区东部不同区域≥10℃积温的周期及突变特征,并初步探讨了演变成因。结果表明：近50a河套地区东部≥10℃的积温均呈增加趋势,初终日间隔明显延长;≥10℃积温在1997年出现由少到多的突变,在周期上存在3a和9a左右的长周期,主要原因是气候变暖前后大气环流在1997年前后出现了明显的长周期调整。1997年前,500hPa高度场上中高纬度地区,特别是巴尔喀什湖附近易形成低槽,有利于极地冷空气南下影响河套地区东部,造成气温偏低,≥10℃的积温偏小;1997年后,500hPa环流场发生了显著变化,中高纬度地区经向环流减弱,纬向环流增强,不利于槽区的形成和发展,极地南下冷空气活动次数减少,下游大范围区域内的气温升高,≥10℃积温增加。     

青藏高原地面有效辐射变化及其对表层土温的影响

利用青藏高原格尔木、狮泉河、昌都日射站及中国科学院冰冻圈观测研究站的观测资料,分析了高原有效辐射的变化,在此基础上结合土壤温度资料讨论了高原北部有效辐射的变化对表层土壤热状况的影响.结果显示：1）青藏高原有效辐射变化因所处的区域不同而异,高原东北部、西部及高原腹地有效辐射总体呈减小的趋势,高原东南部有效辐射呈增大的趋势...     

Comparison of Advanced Technology Microwave Sounder Biases Estimated Using Radio Occultation and Hurricane Florence(2018) Captured by NOAA-20 and S-NPP

The second Advanced Technology Microwave Sounder(ATMS) was onboard the National Oceanic and Atmospheric Administration(NOAA)-20 satellite when launched on 18 November 2017. Using nearly six months of the earliest NOAA-20 observations, the biases of the ATMS instrument were compared between NOAA-20 and the Suomi National PolarOrbiting Partnership(S-NPP) satellite. The biases of ATMS channels 8 to 13 were estimated from the differences between antenna temperature observations and model simulations...     

冬季东亚主要行星尺度环流分量的时空特征及其相互行用

本文采用一种复经验正交函数分析方法和滤波技术,对1978—79年冬季全球冬季风实验资料系列FGGE-Ⅲb进行分析,尤其对东亚地区时间尺度10—20天的主要行星尺度环流分量进行分解,结果表明影响气压和厚度场的决定性因子是冷季风潮,受季风潮影响200百帕上无辐散风u_φ第一模态以1—2天滞后沿经向和纬向有类似于季风潮的传播;季风潮振动导致局地经向环流相应变化,以无旋风V_X第一模态表示的Hadley环流几乎无经向传播但有明显的纬向传播,并在传播过程中加强;热带对于副热带存在反馈并通过u_φ第二模态实现。在急流入口处u_X第二模态表示次级环流的存在,其水平尺度约20个纬距。     

Pulse phase dependence of the magnetar bursts

We report here results from a study of X-ray bursts from 3 magnetar candidates (SGR 1806-20, SGR 1900+14 and AXP 1E 2259+586). We have searched for a pulse phase dependence of the X-ray burst rate from these sources. X-ray light curves were obtained with the Proportional Counter Array on-board the Rossi X-ray Timing Explorer during the periods of intense burst activity in these sources. On detailed analysis of the three sources, we found a very significant burst rate for all pulsar phases. However, some locations appear to produce bursts slightly more often, rendering the non-isotropic distribution. Only in the case of SGR 1900+14, there is a clear pulse phase dependence of burst rate.     

全球变暖1.5℃和2℃阈值时青藏高原气温的变化特征

利用国际耦合模式比较计划第5阶段（CMIP5）中的21个气候模式的RCP4.5和RCP8.5情景预估结果,分析了全球变暖1.5℃和2℃阈值时青藏高原气温年和季节的变化特征。结果表明,对应1.5℃和2℃全球变暖,青藏高原变暖幅度明显更大,就整体而言,在RCP4.5/RCP8.5情景下,高原区域平均的平均、最高、最低气温变暖分别为2.11℃/2.10℃和2.96℃/2.85℃、2.02℃/2.02℃和2.89℃/2.77℃、2.34℃/2.34℃和3.20℃/3.14℃,冬季平均气温的变暖幅度（2.19℃/2.31℃和3.13℃/3.05℃）较其他季节更大;从空间分布形势上看,年变暖呈西南高东北低的分布,而春、冬变暖呈南高北低的分布,夏、秋变暖则呈西高东低的分布。到达同一温升阈值时,RCP4.5与RCP8.5情景下高原气温的响应也存在区域差异。高原年与各季平均气温对全球变暖1.5℃与2℃的响应差异均>0.5℃,其中冬季最明显,区域平均差异可达0.94℃,局地差异超过1.1℃。     

IPCC《全球1.5℃增暖特别报告》冰冻圈变化及其影响解读

在气候系统五大圈层中,冰冻圈对气候变化高度敏感,近几十年来气候变暖已引起全球冰川、冻土、积雪和海冰等冰冻圈要素加速退缩,进而对区域水资源、生态环境、社会经济发展和人类福祉产生了深远影响。2018年10月,IPCC在韩国仁川公布了《全球1.5℃增暖特别报告》（SR1.5）。报告较系统地呈现了关于全球1.5℃温升目标的基本科学认知,并探讨了可持续发展及消除贫困目标下加强全球响应的路径。在冰冻圈相关内容方面,报告呈现了有关全球1.5℃和2℃温升下冰冻圈（主要是海冰和多年冻土）变化及其对大气圈、水圈、生物圈、岩石圈和人类圈影响的一些亮点结论,还关注了全球1.5℃和2℃温升下冰冻圈相关的气候变化热点（区）和地球系统临界因素。报告指出,随着温度不断升高,冰冻圈及其相关要素和热点（区）面临的风险将不断增加,但将全球温升控制在1.5℃而不是2℃或更高时的风险将大大降低。     

Equilibrium trading of climate and weather risk and numerical simulation in a Markovian framework

We consider financial markets with agents exposed to external sources of risk caused, for example, by short-term climate events such as the South Pacific sea surface temperature anomalies widely known by the name El Nino. Since such risks cannot be hedged through investments on the capital market alone, we face a typical example of an incomplete financial market. In order to make this risk tradable, we use a financial market model in which an additional insurance asset provides another possibility of investment besides the usual capital market. Given one of the many possible market prices of risk, each agent can maximize his individual exponential utility from his income obtained from trading in the capital market, the additional security, and his risk-exposure function. Under the equilibrium market-clearing condition for the insurance security the market price of risk is uniquely determined by a backward stochastic differential equation. We translate these stochastic equations via the Feynman–Kac formalism into semi-linear parabolic partial differential equations. Numerical schemes are available by which these semilinear pde can be simulated. We choose two simple qualitatively interesting models to describe sea surface temperature, and with an ENSO risk exposed fisher and farmer and a climate risk neutral bank three model agents with simple risk exposure functions. By simulating the expected appreciation price of risk trading, the optimal utility of the agents as a function of temperature, and their optimal investment into the risk trading security we obtain first insight into the dynamics of such a market in simple situations.