热带西太平洋对风应力的斜压响应

发展了一个线性热带西太平洋两层模式,分别为混合层和温跃层,其密度、温度各不相同.利用这一模式分析了热带西太平洋对纬圈风应力的响应,求出西边界的解,以及解析地求得热带西太平洋温跃层厚度、洋流及海温分布.结果表明,热带西太平洋物理量的变异在El Nino/La Nina事件中起着重要作用,在温跃层中海温变化的振幅明显大于混合层,这从理论上支持了近年来的观测事实.     

用于ENSO预报的计算机模拟

ENSO(厄尔尼诺/南方涛动)现象是全球气候中最大的年际变动.由于ENSO对区域和全球气候及经济都有重大影响,因此近年来已引起了人们广泛的关注.为期10年的TOGA(热带海洋全球大气)计划的实施,已使监测和预报ENSO成为现实.在TOGA计划实施中建立的观测网,如在太平洋的热带大气海洋观测浮标阵,可实时监测ENSO,并为模式的验证和初始化提供资料.     

厄尔尼诺期间热带温室效应的变化

利用实测晴空射出长波辐射和海表温度研究了１９８５年前期冷拉尼娜到１９８７年晚期厄尔尼诺期间热带温室效应的变化情况。尽管从冷到暖的状态变化中，逐月资料的比较可能得出温室罩作用在减弱，但从４年的观测记录整体考虑，热带平均温室罩有２Ｗ／ｍ２的明显增加，同时热带平均海表温度增温０．４Ｋ。将这种实际观测到的增加与ＧＣＭ模拟的ＥＮＳＯ期间晴空温室效应的变化进行了比较。在ＥＮＳＯ期间，很明显与ＳＳＴ的重新分布有关的动力变化叠加在ＳＳＴ驱动的温室罩变化之上。若能保证ＧＣＭ具有预测温室罩动力和热力变化的能力，那么，ＧＣＭ模拟也能成功地再现这种特征。     

热带印度洋-太平洋三极模态的理论探讨

热带太平洋的厄尔尼诺-南方涛动(El Ni o-Southern Oscillation,ENSO)现象是过去几十年里海洋与气候研究的重点.随着近年来印度洋偶极子模态(Indian Ocean Dipole,IOD)的提出,热带印度洋中的短期气候变化也逐步被重视.然而,人们对这些现象的研究更多的是局限在单个的海盆之内,而不是将其作为一个整体来思考.观测表明,在年际间尺度上,热带印度洋和热带太平洋的海表温度异常(Sea Surface Temperature Anomaly,SSTA)和海表高度异常(Sea Surface Height Anomaly,SSHA)等物理量的有着很明显的反向变化趋势.对这种反向变化可以给出一个简单的解释:由于双圈沃克环流在暖池区幅聚上升,海表风场在热带印度洋为西风,在热带太平洋为东风;它们通过驱动海水的上翻使得热带西印度洋与东太平洋SSTA变冷,SSHA变低,同时也通过暖水的堆积使得暖池区SSTA升高,SSHA增加.这样就在整个热带印度洋-太平洋地区形成了一个SSTA和SSHA的三极子结构.随着热带印度洋-太平洋上空沃克环流圈的增强或减弱,两个海洋之间的反向梯度关系也会随之做相应的调整,并通过梯度与沃克环流之间的正反馈作用得以维持.这一振荡模态被称为印-太三极子(Indo-Pacific Tripole,IPT).本文将通过资料分析和一个简单的概念模型来讨论IPT模态的发展和变化机制,并着重考虑ENSO与IOD对IPT模态的影响.该模型包含了最基本的海洋与大气的物理变量和他们之间的相互作用,可以为更深层次地理解和研究热带地区短期气候变化提供重要参考.     

华南地区最早和最迟登陆热带气旋的分析

本文通过对53年的初终旋历史资料的分析,给出了登陆华南地区沿岸初终旋物理特征的分布规律。同时还分析了初终旋与厄尔尼诺(EIVino)事件和拉尼娜(LaNina)事件的相互关系,指出了初终旋出现的早晚与它们的响应关系。     

二氧化碳海气交换通量估计的不确定性

尽管确信海洋是人为CO2 的一个巨大碳汇 ,但其确切的数字及其未来变化趋势至今仍有较大的争议。分析讨论了国内外这方面的研究成果 ,特别是近几年的研究进展 ,指出了在计算海气交换通量时存在的主要问题。计算CO2 气海交换系数的公式尚未取得一致 ,在相同的风速下 ,不同的公式可产生百分之几十的差别。计算的CO2 分压因使用不同的热力学常数表达式而导致不同的结果 ,差值可达 3Pa。进一步讨论了基于观测和模式估计的CO2 气海交换通量的不确定性 ,并指明了模式结果存在的差异。根据CO2 分压的观测资料估计 1 990年和 1 995年全球海洋分别吸收 1 .4 5GtC和 2 .2 5GtC的CO2 ,该估计有 5 0 %的不确定性 ,4个全球海洋环流碳循环模式估计 1 980— 1 989年间海洋每年吸收人为CO2 为 1 .5～ 2 .2GtC。评述了通量的季节变化和年际变化 ,年际变化与发生在太平洋中的厄尔尼诺现象有关。     

Marine spatio-temporal process semantics and its applications-taking the El Niño Southern Oscilation process and Chinese rainfall anomaly as an example

Spatio-temporal semantics based on "object views" or "event views" has few abilities to represent and model the continuity and gradual oceanic phenomena or objects, which seriously limits the specific marine applications and knowledge discovery and data mining, so this paper proposes a hi- erarchical abstraction semantics with "marine spatio-temporal process→life span phases→evolution sequences→state units" and process objects included by level with "marine process objects→phase objects→sequence object→state objects" with the oceanic process characteristics into the marine process semantics. In addition, this paper designs the storage and representation of marine process objects using the backus normal forms (BNF) and abstract data type (ADT). Base on El Niño Southern Oscilation (ENSO) index and Chinese rain gauging station data, this paper also gives a case of study. The spatio-temporal analysis between ENSO process and Chinese rainfall anomalies shows that the marine spatio-temporal semantics not only can illustrate the spatial distribution of Chinese rainfall anomalies in different time scales at ENSO process, life span phases and state units, but also analyze the dynamic chan     

大气CO_2浓度变化与生物群系气候异常之间的关联分析

自工业革命以来全球化石燃料燃烧释放到大气中的CO2持续升高,但大气中CO2的增长速率却并没有相应地增加.造成这种差异的原因,尤其是造成大气CO2浓度年际变化的驱动因素以及其空间位置,目前还存在很大的争议.基于全球气候数据及相关的遥感数据,对1986~1995年大气CO2浓度增长速率(CGR)与生物群系气候异常之间的关联进行了分析.结果表明:常绿阔叶林、C4森林草地、C4草地以及针叶林与林地这4种生物群系是主要的气候异常敏感区域,其碳源/碳汇的年际变化影响着大气CO2浓度的增长速率.虽然这些影响在特征和数量上存在差异,但它们有时也会对大气CO2浓度增长速率表现出共同的作用.如厄尔尼诺年(1987年)大气CO2浓度的增长速率非常大,而造成这种现象的原因是热带生物群系(常绿阔叶林、C4森林草地、C4草地)对于厄尔尼诺年温度变化的响应.     

黄河源秋季洪峰对西风指数的响应

分析了1961—2010年黄河源的水文气象要素的演变过程。由于丰水期（7月、 8月、 9月）降水减少而温度升高, 导致黄河源年径流及降水总体上呈非显著减少趋势, 且1990年代以来9月份秋季洪峰消失。以30年为一个时间窗口, 使用偏相关方法, 分别计算了黄河源丰水期的降水、 径流与WCI（西风指数）、 ENSO（厄尔尼诺-南方涛动）和IOD（印度洋偶极子）的偏相关关系并排除了ENSO、 IOD与WCI之间的共同作用, 发现WCI对黄河源丰水期径流影响要高于ENSO与IOD, WCI的增强可能是黄河源8月降水减少及9月洪峰消减的主要因素。     

近0．5ka广东省干湿演变探讨

采用相关系数、波谱分析等方法对近0.5 ka以来广东省的干湿变化及近期演变趋势进行分析。研究表明,厄尔尼诺事件与粤西、粤北地区的旱灾具有显著正相关,一定程度上加剧了两地的旱涝分布格局;湿润指数序列与格陵兰冰芯δ18O记录、中国东部冬温序列存在较好的对应关系,呈现出典型的季风区水热配置模式;周期分析揭示了干湿演变序列中一系列与太阳活动相关的特征周期,表明其驱动机制可能与包括天文因素在内的多种影响因素有关。湿润指数的多尺度分析表明,21世纪中叶以前,广东省将处于偏旱状态,2040(±5)年后将会出现较大强度的涝情,在未来几十年甚至百年内,广东省的干湿变化幅度有增大的趋势。