基于信息分配的气象数据分析法

从信息的角度出发,给出了一种基于信息分配的气象数据分析法。该方法对气象数据的客观规律有较好的估计。     

Subfilter-Scale Fluxes over a Surface Roughness Transition. Part II: A priori Study of Large-Eddy Simulation Models

The ability of subfilter-scale (SFS) models to reproduce the statistical properties of SFS stresses and energy transfers over heterogeneous surface roughness is key to improving the accuracy of large-eddy simulations of the atmospheric boundary layer. In this study, several SFS models are evaluated a priori using experimental data acquired downwind of a rough-to-smooth transition in a wind tunnel. The SFS models studied include the eddy-viscosity, similarity, non-linear and a mixed model consisting of a combination of the eddy-viscosity and non-linear models. The dynamic eddy-viscosity model is also evaluated. The experimental data consist of vertical and horizontal planes of high-spatial-resolution velocity fields measured using particle image velocimetry. These velocity fields are spatially filtered and used to calculate SFS stresses and SFS transfer rates of resolved kinetic energy. Coefficients for each SFS model are calculated by matching the measured and modelled SFS energy transfer rates. For the eddy-viscosity model, the Smagorinsky coefficient is also evaluated using a dynamic procedure. The model coefficients are found to be scale dependent when the filter scales are larger than the vertical measurement height and fall into the production subrange of the turbulence where the flow scales are anisotropic. Near the surface, the Smagorinsky coefficient is also found to decrease with distance downwind from the transition, in response to the increase in mean shear as the flow adjusts to the smooth surface. In a priori tests, the ability of each model to reproduce statistical properties of the SFS stress is assessed. While the eddy-viscosity model has low spatial correlation with the measured stress, it predicts mean stresses with the same accuracy as the other models. However, the deficiency of the eddy-viscosity model is apparent in the underestimation of the standard deviation of the SFS stresses and the inability to predict transfers of kinetic energy from the subfilter scales to the resolved scales. Overall, the mixed model is found to have the best performance.     

TBB资料揭示的亚澳季风区季节转换及亚洲夏季风建立的特征

发展了一个用于台风路径预报的初始场人造台风方案。该方案除包含对称台风环流外,也考虑了非对称风的作用。使用双向移动套网格模式作的试验预报结果表明,初始场中引入人造台风后能明显提高径预报的水平。     

扬子西缘泥盆纪碳酸盐与陆源碎屑的 混积层序和层序混积模式①

扬子西缘龙门山山前带泥盆纪发育一套碳酸盐与陆源碎屑混合的沉积体系,这套混积沉积体系中可识别出２ 个层序组、８ 个混积层序。研究表明, Ｓ Ｓ２ 层序组的各层序（ Ｓ４ ～ Ｓ７） 混积作用主要产生于 Ｔ Ｓ Ｔ 中, Ｓ Ｓ３ 层序组的各层序（ Ｓ８ ～ Ｓ１１） 混积作用则集中于 Ｓ Ｍ Ｔ／ Ｌ Ｓ Ｔ 及早期 Ｔ Ｓ Ｔ, Ｈ Ｓ Ｔ 普遍不发育混积作用;从 Ｓ Ｓ２ 到 Ｓ Ｓ３ ,混积类型由泥质陆棚背景的混积Ⅰ型向砂灰质混积Ⅱ型转变,混积作用从间断和原地混合到相的混合变化; Ｓ Ｓ２ 各层序具有持续缓慢海侵—相对快速海退特点,总体表现出较长期的构造活跃—较短期稳定样式, Ｓ Ｓ３ 各层序则具相对快速海侵—持续缓慢海退结构,总体构造活跃样式为四个活跃—稳定叠加的跳跃式。     

重庆凉风垭剖面二叠-三叠系界线层碳同位素变化特征

重庆凉风垭二叠-三叠系界线剖面64个碳酸盐样品碳同位素值测试结果显示,在界线附近碳同位素值出现3次负异常,第1次负异常出现在第37层,考虑到该层是灰岩透镜体与黏土岩的混合层,此次异常有待进一步验证;第2次负异常出现在第40层,此次异常是δ(13C)值偏移幅度最大的1次(1.5‰),在该层大量生物灭绝;第3次负异常出现在第44层.凉风垭界线剖面碳同位素值的3次负异常与生物变化的对比表明,碳循环的多次变化与生物危机相伴,生物危机期间环境处于不稳定状态.     

The Eocene-Oligocene Climate Transition: Review of Recent Progress

始新世—渐新世(E-O)气候转变(34Ma前后)是新生代气候演化过程中最显著的变冷事件之一,标志着地球气候由“温室”进入“冰室”.这一转变伴随着地球环境的一系列重大变化,对于研究新生代气候变冷的驱动机制、区域气候对全球重大气候事件的响应方式、重大气候事件对生态环境及生物演替的影响等具有重要意义.近年来地质记录和气候模拟在E-O转变研究上取得了一系列重要进展:①不同纬度区的地质记录揭示出这一转变伴随着全球性的显著降温,指示其触发因素是全球性的;②气候模拟研究揭示出大气CO2浓度降低及与之联系的全球碳循环变化是导致这一转变的主因,否定了传统认为的环南极流形成导致E-O气候变冷的假说;③深海沉积记录揭示出这一转变过程持续400～500ka,表现为全球降温和南极冰盖形成先后两阶段变化;④海—陆气候记录的对比初步揭示出陆地区域的干旱化可能主要与全球降温(对应于E-O转变的第一阶段)相关.当前对E-O气候转变的研究还存在地质记录分辨率不够高、模拟结果与地质记录不完全吻合、陆地记录相对较少等方面的不足.更精确的大气CO2浓度和温度的重建、更多高分辨率海—陆气候记录的研究以及古气候数值模拟的改进有望进一步揭示出E-O转变过程中气候系统各要素的变化特征和相互关系,为更深入认识这一转变的驱动机制提供依据.     

夏季风过渡区的陆-气相互作用：述评与展望

夏季风过渡区是受夏季风影响最敏感的区域之一,其陆-气相互作用对夏季风气候动力学过程响应明显,该区域的陆-气相互作用及其对夏季风活动的响应是一个值得关注的重要科学问题。分析了中国夏季风过渡区的形成及其基本特征,讨论了夏季风过渡区陆-气相互作用过程研究的主要关注点,初步推测了该地区陆-气相互作用对夏季风变化的响应机制。指出该地区陆-气相互作用研究包含了多重互馈机制、陆面水-热-生过程耦合、近地层到自由大气的多界面交换、季风多尺度作用和特殊的陆面水分循环等一系列重要科学问题。同时,总结归纳了该领域的主要研究进展和关键科学问题,提出了未来应该重点研究的7个方面,并初步给出了研究试验的基本思路。为未来系统深入研究夏季风过渡区陆-气相互作用及其对夏季风活动响应问题提供了科学指导。      

大气环流的季节突变与季风的建立I·基本理论方法和气候场分析

将曾庆存等提出的大气环流的季节划分和计算季风的理论方法作了改进,使之更便于研究季风的建立过程。该理论方法将环流突变和季风建立时段,其“变差度”和与其前和其后场的“相似度”等由空间场的泛函随时间的变化(即数学名词上的“流”[flow])一起求出来。研究I先分析气候平均场,II分析各个别年份的情况及年际变化。研究I的结果表明:(1)该方法可以客观定量地定出“突变”时段的关键日期;与季风建立过程联系,即是季风建立的“预兆日期”,它比人们用天气-气候学方法(甚至用别的气象要素)定出的可以明显感觉到的或有明显实用价值的“季风来临日期”要早2至4天。(2)在北半球亚澳季风系统区域,夏季风的来临在许多关键地区伴有明显的环流突变,建立和推进都很快,但也有许多区域不表现为当地环流的突变,推进速度也慢。(3)北半球亚澳季风系统低空的热带季风分支,在6月中以前可明确区分为3个子系统,(a)西太平洋暖池和邻近低纬区域,4月中下旬建立;(b)热带东北印度洋(北界与孟加拉湾相邻,但不包括其在内)及索马里东边海洋,4月末至5月初建立;和(c)南海区域,5月上旬从南到5月下旬到北部。南海夏季风向北推进最快,于5月末候即可达北回归线附近,然后与暖池西北区域风场的突变一起,于6月中旬影响到东亚30°N区域;印度洋季风于6月初到达印度半岛东南端,然后逐渐推向印-巴次大陆。7月中以后,热带季风才连成一片,由非洲东岸直至长江下游和菲律宾附近。副热带季风分支于6月中旬可以感到其影响,于7、8月盛行于东亚和西太平洋区域,且结构和演变都比较复杂;6~7月间只表现为在(5~20°N,120~150°E)区域有强的环流突变(与副高增强并北移对应),7月中至8月底,则在上述区域和沿30°N的长江下游和日本以南的洋面上有3个强的环流突变中心(对应于副高又一次增强北移和西伸)。这里暂不讨论温寒带季风分支。(4)季风具有鲜明的三度空间斜压结构,尤其是在低空季风“爆发”之前,平流层早已有强的环流突变,季节调整完成,然后突变向下延伸(虽然强度大减),跟着就有当地的低空季风“爆发”(建立)。平流层和对流层环流的相互作用及其与季风建立的关系很值得进一步研究。     

Seasonal patterns of soil respiration in three types of communities along grass-desert shrub transition in Inner Mongolia,China

The seasonal dynamics of soil respiration in steppe (S. bungeana), desert shrub (A. ordosica), and shrub-perennial (A. ordosica + C. komarovii) communities were investigated during the growth season (May to October) in 2006; their environmental driving factors were also analyzed. In the three communities, soil respiration showed similar characteristics in their growth seasons, with peak respiration values in July and August owing to suitable temperature and soil moisture conditions during this period. Meanwhile, changes in soil respiration were greatly influenced by temperatures and surface soil moistures. Soil water content at a depth of 0 to 10 cm was identified as the key environmental factor affecting the variation in soil respiration in the steppe. In contrast, in desert shrub and shrub-perennial communities, the dynamics of soil respiration was significantly influenced by air temperature. Similarly, the various responses of soil respiration to environmental factors may be attributed to the different soil textures and distribution patterns of plant roots. In desert ecosystems, precipitation results in soil respiration pulses. Soil carbon dioxide (CO₂) effluxes greatly increased after rainfall rewetting in all of the ecosystems under study. However, the precipitation pulse effect differed across the ecosystem. We propose that this may be a result of a reverse effect from the soil texture.     

环境场大尺度锋面系统与变性台风结构特征及其暴雨的形成

本文将登陆台风环境大尺度锋面系统动力、热力结构作为台风变性发展的关键影响因子。本文的分析研究揭示了变性台风半冷半暖的热力非对称结构,及其演变过程气压谷型、动能峰型、降水增幅特征形成的环境场影响因子。本文的数值试验表明,台风环境场斜压结构（锋面特征）可以显著地影响台风变性过程,并可导致台风中心气压呈“谷型”、动能“锋型”以及热力非对称结构特征。引起台风变性涡旋加强及其暴雨增幅现象或台风衰减、消亡。本文的数值试验证实了登陆台风变性发展的某些成因,某种程度揭示了中低纬度系统的相互作用的机理问题。