平流层爆发性增温过程中臭氧的垂直分布特征

利用ECMWF资料分析了平流层爆发性增温 (SSW) 过程中臭氧体积混合比的垂直分布的变化, 结果表明: 平流层爆发性增温过程中臭氧体积混合比增大, 而其极大值大多数形成在增温盛期。同时臭氧体积混合比的高值区在爆发性增温过程中随高度发生一定的变化, 据此对其变化分为两类: (1) 下传型: 在增温初期臭氧体积混合的高值区随高度下传至一定高度, 在增温盛期形成极大值然后随高度抬升到大致增温前的高度。 (2) 增厚型: 在增温过程中臭氧体积混合比的高值区厚度增加, 同时附近区域的臭氧体积混合比也增大, 而且在增温前臭氧体积混合比高值区在高度上没有多大变化, 增温开始后有所抬升。平流层爆发性增温过程中臭氧高值区随高度变化的这两种类型, 是由于平流层爆发性增温期间剩余环流对臭氧输送的结果。臭氧变化的下传型是由于在爆发性增温前剩余环流存在着中纬度向极地的明显输送, 并且伴随着极地强烈的下沉运动, 这就使得中纬度输送来的臭氧向下输送, 因此出现了臭氧高值区的下传; 而臭氧变化的增厚型是由于在爆发性增温期间剩余环流不但有中纬度向极地的输送, 而且在极地附近5 hPa高度处出现了上下两支输送气流, 向上的输送气流使中纬度输送来的臭氧向上输送, 而向下的输送气流使中纬度输送来的臭氧向下输送, 进而使增温期间极地附近的臭氧的高值区增厚。同时分析还表明: 平流层爆发性增温过程中中纬度臭氧体积混合比减少。     

一个观察北极涛动与北大西洋涛动关系的典型个例

北极涛动与大西洋涛动是否属同一气候变率模态一直是北极涛动动力学研究方面的一个颇具争议的话题。文中通过对"0801南方雪灾"期间及其前后北极涛动与北大西洋涛动异常及产生原因进行个例分析,对两者之间的关系进行了讨论。首先使用交叉子波变换与子波相关方法分析了两者的相位关系。发现在30—60天时间尺度上北极涛动与北大西洋涛动相位相差90°或-90°。而在10 20天这一尺度上北极涛动与北大西洋涛动具有大致相同的相位。对北极涛动及北大西洋涛动形成的动力过程及其在拉尼娜背景下各自特点的分析表明,这种不同尺度上位相关系的差异来自于波-流相互作用动力学的局域性。众所周知,北极涛动的3个活动中心的形成与分别位于北大西洋、北太平洋和北极平流层的3个波流相互作用中心有关。而北大西洋涛动则主要与位于北大西洋的波-流相互作用中心有关。拉尼娜事件的出现通过影响太平洋急流及行星尺度的准定常波从而进一步强化了30-60天时间尺度上北极涛动与北大西洋涛动的这种差异。这主要是因为太平洋急流或准定常行星波在对流层中直接影响了位于该区域的北极涛动的活动中心。同时准定常行星波冬季向上传播至平流层并与平流层极涡相互作用从而也影响了北极涛动在北极的活动中心。而在10—20天时间尺度上的北极涛动与北大西洋涛动同步关系则说明它们都是北极涛动的另一活动中心即大西洋上同一波-流相互作用现象——天气波破碎的反映。基于上述分析.文中倾向于认同将北极涛动和北大西洋涛动区别考虑的观点。     

第40个世界地球日

2009年4月22日是第40个世界地球日,世界地球日官方网站正式公布了由简·马丁·威尔（Jan Martin Will）设计的2009年世界地球日的海报：海冰消失后,一只无助的小北极熊抱着一个风力发电机的柱子（见右图）。     

近45年深层地温变化趋势分析

利用1961-2005年拉萨0.8 m,1.6 m和3.2 m逐月平均地温,采用气候倾向率、累积距平、信噪比等气候诊断方法,分析了近45年深层平均地温的变化趋势,以及异常、突变等气候特征.结果表明:近45年拉萨0.8 m和1.6 m年平均地温呈极显著的增温趋势,倾向率为(0.58～0.69℃)/10a;0.8 m和1.6 m平均地温倾向率春季最大,秋季最小;3.2 m平均地温却以夏季升幅最大,冬季最小;与同时期平均气温的增温幅度比较,地温增幅更大;20世纪60-90年代0.8 m和1.6 m年平均地温呈明显的逐年代升高趋势;季平均地温20世纪60-70年代均偏低,80年代大部分季节仍略偏低,90年代都表现为正距平;0.8 m,1.6 m和3.2 m年平均地温均在1999年出现了异常偏暖,异常偏冷现象仅发生在1.6 m土层上,时间为1963年;夏季深层平均地温异常偏暖均发生在1999年;冬季0.8 m 和1.6 m平均地温多异常偏冷年份,主要发生在20世纪60年代;1999,2002－2005年冬季3.2 m平均地温异常偏暖;夏、秋季平均地温的气候突变出现在1986年,冬、春季发生在1983年.     

地震热红外与卫星遥感的关联

卫星热红外波段主要接收来自地球表面或低层大气的电磁辐射,它反映了地表或低层大气的介质热状态,本文从3个方面说明了在地震孕育和发生过程中热状况的改变和卫星热红外异常存在着关联.     

高低层纬向风切变的年际变率及气候学意义

用1959～1998共40年全球格点风场资料计算了200 hPa与850 hPa的纬向风速差, 即对流层纬向风切变(简称TZWS),并在此基础上得到其距平值。为了全面考察对流层中环流异常的年际变率特征, 根据TZWS的标准差分布, 文中选出了7个TZWS标准差数值大于5 m/s的代表性区域。这7个区域分别位于赤道中太平洋、赤道东太平洋、北太平洋亚热带地区、南太平洋亚热带地区、赤道大西洋、亚洲西南部以及东北部。前5个分别位于赤道、亚热带太平洋和大西洋的区域TZWS指数, 其年际变率与ENSO循环有密切联系, 反映了热带海洋温度异常对低纬度地区对流层环流的影响; 后2个区域的TZWS指数反映的是亚洲西南部和东北部的气候统变率, 在年际时间尺度上与ENSO循环有着明显的区别。通过对全球陆地降水和温度场的分析, 比较了热带、副热带的TZWS指数以及北极涛动指数的异同, 发现后2个区域TZWS指数能很好且能独立反映出北半球中高纬度地区陆地降水及陆地温度的异常模态。     

北极海冰快速缩减威胁永久冻土层

NCAR新的研究表明,美国阿拉斯加州、加拿大、俄罗斯的气候变暖速度在海冰迅速损失期间增加了2倍。该发现引起人们关注北方永冻土解冻及其对敏感的生态系统、人类公共设施和额外温室气体排放的潜在影响。该研究由美国能源部和美国国家科学基金会共同资助,由NCAR研究人员完成,成果发表在2008年6月的Geophysical Research Letters杂志上。     

中国冬半年最低气温概率分布特征

 根据1955-2005年中国160个站冬半年 (当年11月至翌年4月)平均最低气温资料,使用统计检验的方法,分析了近50 a中国冬半年最低气温的突变事实,在此基础上给出了气候变暖前后最低气温的概率分布,比较了变暖前后时段全国最低气温空间分布的差异。结果表明：1) 20世纪80年代末中国冬半年最低气温发生了显著突变,进入异常增暖时期,其增温程度比平均气温明显;2) 增暖后中国最低气温的概率分布发生了明显的变化,最低气温偏冷的概率显著减小,偏暖的概率明显增大;3)气候变暖后除西南地区最低气温上升幅度不显著外,其余地区均呈现显著增温趋势。     

北极斯瓦尔巴德群岛中部海域表层海水水质研究

掌握北极海水水质特征及地域分布等第一手数据对北极科考意义重大。该项研究工作是全国青少年北极科考子任务,于2017年夏季在北极斯瓦尔巴德群岛中部海域对表层海水水质特征、地域差异及相关控制因素进行了研究。选取了6个区域共40个采样点采集表层海水样本,从温度、酸碱度、电导率、溶解性总固体量、实际盐度和溶解氧饱和度等方面进行了水质特征测量分析,发现该海域6个区域在海水温度、电导率、溶解性总固体量、实际盐度及溶解氧饱和度等方面均有较大差异,而酸碱度差异不大: 北部冰区水温最低,溶解性总固体量最低,溶解氧含量较高; 西北部海湾溶解氧饱和度最高; 中部海峡溶解性总固体量最高,盐度和电导率最低; 南部海域水温最高,实际盐度和电导率最高,溶解氧饱和度最低; 东部沿海水温偏低。采样点地理位置、洋流情况、地形地貌等因素对表层海水水质均有影响。这些研究成果对补充我国在北极地区的第一手科考数据和进行深入的科考研究具有重要意义。     

无冰北极?

<正>2012年8月,美国国家冰雪数据中心报告,北极的冰盖缩小到了只有410万平方千米。出现了30年来夏季冰盖面积的最低值。科学家预测,夏季完全没有冰的北极可能将在20年甚至更短的时间内出现。北极夏季冰融化的速度是惊人的。"我们距离一个完全没有冰的夏季北极,只差四分之一的路了。"加拿大魁北克拉威尔大学的研究者路易斯·佛蒂尔说。如果有一天,夏天的北极完全没有了冰,世界会变得怎样?现实和科学研究已经给未来提供了答案。