南半球中高纬度区域不同类型云的辐射特性

利用CloudSat的2B-CLDCLASS-LIDAR云分类产品和2B-FLXHR-LIDAR辐射产品4 a（2007-2010年）的数据,定量分析了单层云（高云、中云、低云）和3种双层云（如:高云与中云共存、高云与低云共存以及中云与低云共存）在南半球中高纬度（40°-65°S）的云量、云辐射强迫和云辐射加热率。其中云辐射加热率定义为有云时的大气加热率廓线与晴空大气加热率廓线的差值。结果表明:研究区域盛行单层低云和单层中云,其云量分别为44.1%和10.3%。并且,中云重叠低云在双层云中云量也是最大（8.7%）。不同类型云的云量也显著影响着其云辐射强迫。单层低云在大气层顶、地表以及大气中的净云辐射强迫分别是-64.8、-56.5和-8.4 W/m2,其绝对值大于其他类型云。虽然单层的中云在大气层顶和地表的净辐射强迫也为负值,但其在大气中的净云辐射强迫为正值（2.3 W/m2）。最后,讨论了不同类型云对大气中辐射能量垂直分布的影响。所有类型云的短波（或长波）云辐射加热率都随高度升高表现为由负值转为正值（或由正值转为负值）。对于大部分云,其净云辐射加热率主要由长波云辐射加热率决定。这些研究结果旨在为模式中云重叠参数化方案在区域的适用性评估及改进提供观测依据。      

北大西洋高纬度海区湍流热通量对全球增暖的响应

大西洋经向翻转环流(the Atlantic Meridional Overturning Circulation,AMOC)由低纬输送大量热量至高纬度北大西洋海区,并通过热通量由海洋输送给大气,主导了附近区域的气候形态,并对北半球尺度的气候变化产生显著影响。本文根据CMIP5多模式多增暖情景的预估模拟结果,通过与增暖前控制试验的对比发现,全球增暖可导致该海区湍流热通量的减小,且减小的幅度随增暖强度增大,模拟结果与观测一致。进一步研究发现,热通量的减小存在季节差异,冬季的减小幅度远大于夏季。结合淡水扰动试验的分析表明,全球增暖下AMOC强度的减弱导致大西洋经向热输送减少,进而导致高纬度北大西洋海洋向大气的热输送减小。     

Global distributions of storm-time ionospheric currents as seen in geomagnetic field variations

To investigate temporal and spatial evolution of global geomagnetic field variations from high-latitude to the equator during geomagnetic storms, we analyzed ground geomagnetic field disturbances from high latitudes to the magnetic equator. The daytime ionospheric equivalent current during the storm main phase showed that twin-vortex ionospheric currents driven by the Region 1 field-aligned currents （R1 FACs） are intensified significantly and expand to the low-latitude region of-30~ magnetic latitude. Centers of the currents were located around 70~ and 65~ in the morning and afternoon, respectively. Corresponding to intensification of the R1 FACs, an enhancement of the eastward/westward equatorial electrojet occurred at the daytime/nighttime dip equator. This signature suggests that the enhanced convection electric field penetrates to both the daytime and nighttime equa- tor. During the recovery phase, the daytime equivalent current showed that two new pairs of twin vortices, which are different from two-cell ionospheric currents driven by the R1 FACs, appear in the polar cap and mid latitude. The former led to enhanced north- ward Bz （NBZ） FACs driven by lobe reconnection tailward of the cusps, owing to the northward interplanetary magnetic field （IMF）. The latter was generated by enhanced Region 2 field-aligned currents （R2 FACs）. Associated with these magnetic field variations in the mid-latitudes and polar cap, the equatorial magnetic field variation showed a strongly negative signature, produced by the westward equatorial electrojet current caused by the dusk-to-dawn electric field.     

Pollen morphology of selected tundra plants from the high Arctic of Ny-(A)lesund, Svalbard

Documenting morphological features of modem pollen is fundamental for the identification of fossil pollen, which will assist researchers to reconstruct the vegetation and climate of a particular geologic period. This paper presents the pollen morphol- ogy of 20 species of tundra plants from the high Arctic of Ny-Alesund, Svalbard, using light and scanning electron microscopy. The plants used in this study belong to 12 families： Brassicaceae, Caryophyllaceae, Cyperaceae, Ericaceae, Juncaceae, Papav- eraceae, Poaceae, Polygonaceae, Ranunculaceae, Rosaceae, Salicaceae, and Scrophulariaceae. Pollen grain shapes included： spher- oidal, subprolate, and prolate. Variable apertural patterns ranged from 2-syncolpate, 3-colpate, 3-（-4）-colpate, 3-（-5）-colpate, 3-colporate, 5-poroid, ulcerate, ulcus to pantoporate. Exine ornamentations comprised psilate, striate-perforate, reticulate, mi- croechinate, microechinate-perforate, scabrate, granulate, and granulate-perforate. This study provided a useful reference for com- parative studies of fossil pollen and for the reconstruction of paleovegetation and paleoclimate in Svalbard region of Arctic.     

北极环境脆弱亟待保护

正北极地区一般是指北冰洋以及北极圈内的陆地和边缘海,科学界也有按照等温线、树线、冰川线等其他标准来划分的。整个北极地区包括北极圈内的陆地约800万平方公里、北冰洋约1400万平方公里。由于地处地球北端高纬度地区,北极属于寒带地区,北冰洋大部分被冰层覆盖,大部分陆地也呈冰原或永久冻土带等高寒地表特征。以前,北极地区就像一个天然大冷库,没     

中高纬度与热带大气的共同作用对江南4-6月低频降水的影响

基于中国国家气象观测站的逐日降水资料、NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration)提供的逐日向外长波辐射资料和NCEP(National Centers for Environmental Prediction)/NCAR(National Center for Atmospheric Research)逐日全球再分析资料,采用非滤波法提取10-30 d低频降水及低频环流因子,分析了1979-2013年江南地区4-6月低频降水及其关联的大气环流特征,着重讨论了中高纬度与热带共同作用对低频降水的影响及可能机理。结果表明:(1)江南4-6月降水的第1模态呈现全区一致的变化趋势,其10-30 d低频降水方差贡献率在江南南部较大,部分区域可达20%。(2)降水的低频异常不仅与热带对流有关,还与中高纬度大气环流的变化显著相关。当东印度洋及印度尼西亚一带对流旺盛,中国上游欧洲至西伯利亚地区高纬度位势高度表现为显著的正异常,江南上空为负异常时,有利于江南低频降水。(3)中高纬度大气环流与热带对流共同作用影响江南4-6月低频降水:当热带对流旺盛区(抑制区)位于东印度洋及印度尼西亚海洋性大陆一带时,热带热源的非绝热加热引起显著的上升(下沉)运动,并激发经向罗斯贝波北传;同时高纬度欧洲至西伯利亚地区的位势高度负异常(正异常)向东向南传播,两者在江南上游叠加,低压(高压)底前部的西南风(东北风)有利于孟加拉湾对江南的水汽输送加强(减弱),对应江南地区整层水汽通量辐合(辐散),低频降水偏多(偏少)。     

植树也会让地球“升温”

可能所有热心环保的人都会觉得，多种树就能帮助减少碳排放。但美国科学家最新发布的研究表明，如果在中高纬度地区植树造林，很可能会起到相反的效果，不但不能让地球降温，反而会加速全球变暖。     

北大西洋臭氧极小值和北太平洋极大值及其相互关系

利用1979～2002年TOMS卫星观测资料,采用臭氧总量纬向偏差和区域强迫的分析方法,研究北大西洋东北部大气臭氧低值与北太平洋西北部臭氧高值的季节变化过程和相互关系.研究表明,(1)北大西洋东北部存在一个大气臭氧极小值,年平均臭氧总量比纬向平均值低20 DU以上,冬季低50 DU以上; 北太平洋西北部存在一个大气臭氧极大值,年平均臭氧总量比纬向平均值高35 DU以上,冬季高70 DU以上.(2)上述两个地区大气臭氧的季节变化具有很强的区域特征,区域大气动力学输送和化学过程对上述两个地区大气臭氧季节变化的强迫分别为50.3%和42.6%.(3)上述两个地区大气臭氧纬向偏差的季节变化间存在很好的反相关,相关系数达到-0.98,说明其臭氧区域强迫之间存在良好的关系.     

强La Nia背景下的东亚夏季风异常与1989年和1999年中国夏季降水的对比分析

选取两个强La Nia年(1989年和1999年),对比分析了强La Nia背景下的东亚夏季风异常和中国夏季降水分布。结果表明,受南极海冰分布异常的影响,这两年6~7月间南极涛动呈现不同的位相,进而改变了南方涛动的位相。1989年,南极涛动为正时,南方涛动为正,马斯克林高压(简称马高)偏强,澳大利亚高压(简称澳高)偏弱。与1989年相反,1999年南极涛动和南方涛动均为负位相,马高偏弱,澳高偏强,这与一般La Nia年的情况正好相反。与马高和澳高强度变化相对应,西太平洋副热带高压在1989年偏西、1999年偏东,并影响到6~7月间中国降水的分布。8月副高北抬后,南半球环流变化的影响减弱,东亚夏季风环流主要受热带环流和中高纬度环流的影响。1989年8月,受中高纬度冷平流的影响,副高偏弱,长江流域降水偏多。1999年8月,由于热带西风异常偏强,副高偏强,长江以南降水偏多。本文的研究结果表明,即使在两个相似的强La Nia事件影响下,由于其他因子对La Nia信号的调制作用,中国夏季降水仍呈现不同的分布,1989年为中间型,而1999年为南方型,这与一般La Nia年雨带偏北正好相反。最后,对中国夏季降水的季度预测提出了一些建议。