An Isentropic Mass Circulation View on the Extreme Cold Events in the 2020/21 Winter

Three extreme cold events successively occurred across East Asia and North America in the 2020/21 winter.This study investigates the underlying mechanisms of these record-breaking persistent cold events from the isentropic mass circulation(IMC)perspective.Results show that the midlatitude cold surface temperature anomalies always co-occurred with the high-latitude warm anomalies,and this was closely related to the strengthening of the low-level equatorward cold air branch of the IMC,particularly along the climatological cold air routes over East Asia and North America.Specifically,the two cold surges over East Asia in early winter were results of intensification of cold air transport there,influenced by the Arctic sea ice loss in autumn.The weakened cold air transport over North America associated with warmer northeastern Pacific sea surface temperatures(SSTs)explained the concurrent anomalous warmth there.This enhanced a wavenumber-1 pattern and upward wave propagation,inducing a simultaneous and long-lasting stronger poleward warm air branch(WB)of the IMC in the stratosphere and hence a displacement-type Stratospheric Sudden Warming(SSW)event on 4 January.The WB-induced increase in the air mass transported into the polar stratosphere was followed by intensification of the equatorward cold branch,hence promoting the occurrence of two extreme cold events respectively over East Asia in the beginning of January and over North America in February.Results do not yield a robust direct linkage from La Ni?a to the SSW event,IMC changes,and cold events,though the extratropical warm SSTs are found to contribute to the February cold surge in North America.     

基于PROSAIL模型和Sentinel-2数据的陕北煤炭矿区植被叶绿素含量监测

为满足煤炭矿区植被叶绿素含量高精度动态监测需求,该文以陕北大柳塔矿区为研究区,首先分析PROSAIL模型对矿区典型植被欧李、野樱桃的适用性,然后根据PROSAIL辐射传输模型建立查找表,结合基于正则化的代价函数对欧李、野樱桃叶绿素含量进行反演,并利用SNAP软件反演结果与地面实测数据对PROSAIL模型反演结果进行验证,最后利用所构建模型反演得到2016—2019年大柳塔矿区植被叶绿素含量空间分布。结果表明：PROSAIL模型模拟光谱与地面实测光谱的绝对偏差平均值最大为0.016,该精度满足植被参数反演;PROSAIL模型反演得到的欧李、野樱桃叶绿素含量与地面实测数据的决定系数、均方根误差和相对均方根误差分别为0.679、1.926和4.625%,优于SNAP软件反演结果,反演得到的大柳塔矿区叶绿素含量时空变化与实际植被生态修复情况和土地利用覆盖类型一致。研究结果可为矿区植被叶绿素反演和生态修复效果评估提供技术参考。     

An Incursion of Off-Equatorial Subsurface Cold Water and Its Role in Triggering the “Double Dip” La Nia Event of 2011

Based on Global Ocean Data Assimilation System(GODAS) and NCEP reanalysis data, atmospheric and oceanic processes possibly responsible for the onset of the 2011/12 La Nia event, which followed the 2010/11 La Nia even—referred to as a "double dip" La Nia—are investigated. The key mechanisms involved in activating the 2011/12 La Nia are illustrated by these datasets. Results show that neutral conditions were already evident in the equatorial eastern Pacific during the decaying phase of the 2010/11 La Nia. However, isothermal analyses show obviously cold water still persisting at the surface and at subsurface depths in off-equatorial regions throughout early 2011, being most pronounced in the tropical South Pacific. The negative SST anomalies in the tropical South Pacific acted to strengthen a southern wind across the equator. The subsurface cold water in the tropical South Pacific then spread northward and broke into the equatorial region at the thermocline depth. This incursion process of off-equatorial subsurface cold water successfully interrupted the eastern propagation of warm water along the equator, which had previously accumulated at subsurface depths in the warm pool during the 2010/11 La Nia event. Furthermore, the incursion process strengthened as a result of the off-equatorial effects, mostly in the tropical South Pacific. The negative SST anomalies then reappeared in the central basin in summer 2011, and acted to trigger local coupled air–sea interactions to produce atmospheric–oceanic anomalies that developed and evolved with the second cooling in the fall of 2011.     

华南李家沱剖面寒武纪纽芬兰世海水氧化还原性质演化及其驱动因素

大气-海洋含氧量的演化对埃迪卡拉纪-寒武纪转折期的后生动物大爆发事件具有重要影响.为探讨寒武纪纽芬兰世中国南方海洋氧化还原性质的演化及其初级生产力、海水硫酸盐浓度等演化驱动因素, 分析了李家沱剖面纽芬兰世留茶坡组和小烟溪组微量元素、有机碳含量、有机碳同位素、总硫含量、黄铁矿硫同位素等.该剖面沉积于斜坡-盆地环境且出露齐全.该剖面上V/Sc、Th/U及Mo、U、V、Ni、Cu等元素的富集系数呈现出5个变化旋回, 其中留茶坡组中上部和小烟溪组中部各存在一氧化环境段, 其余层段处于缺氧环境, 而Re/Mo则显示仅在小烟溪组中部水体出现过短暂的氧化环境和含有游离H₂S的硫化环境, 其余层段处于没有游离H₂S的缺氧非硫化环境.Ba、Ni、Cu、Zn、Cd等微量元素的富集系数及TOC表明: 留茶坡组的有机质沉降量和埋藏量都明显小于上覆小烟溪组; 而在小烟溪组中, 其中部有机质的沉降量和埋藏量最低, 下部最高, 上部次之.TOC/TS、TS以及黄铁矿硫同位素的垂向演化趋势等都显示李家沱剖面纽芬兰世大都处于低海水硫酸盐浓度环境.低海水硫酸盐浓度是造成李家沱剖面纽芬兰世缺氧水体未富集游离H₂S的主要原因.大气含氧量的升高是导致李家沱剖面小烟溪组中部出现短暂氧化环境以及近硫化环境的主要原因.      

河流离岸排放污染物二维浓度分布特性分析

从河流移流扩散二维简化方程的解析解出发,考虑两岸边界反射作用,通过离岸排放条件下的系列计算实验、浓度图谱绘制、数学归纳和分析整理,提出了以相对离岸距离a'(=排放口离近侧河岸的距离a/河宽B)为自变量的宽阔与中宽河段的分类线x_1.2'方程;提出了断面最大浓度轴线的定义、分段方程以及简化分段条件,给出了最大浓度轴线x轴段与弯曲段的分段线x_e'方程、弯曲段与靠岸段的临界线x_k'方程以及断面最大相对浓度沿程分布的分段简化计算公式,提出了河流中心线和两岸线上相对浓度沿程分布的计算公式,为河流水环境影响预测与评价提供了理论支持.     

北冰洋叶绿素a及初级生产力遥感反演研究进展

海洋表层叶绿素a浓度和浮游植物初级生产力是海洋生态系统的基础参数,可有效评估海洋生态系统的初级生物量及其变化.阐明北冰洋浮游植物生物量和初级生产力的时空变化,对预测北极环境快速变化背景下的海洋生态系统潜在变化、科学指导北冰洋的生态管理具有重要意义.本文总结了基于卫星数据的海表叶绿素a浓度和初级生产力的研究方法,整理归纳...     

贵州普定县人居环境气候条件分析

利用普定国家气象观测站1971年1月1日-2022年2月28日逐日平均气压、平均气温、平均相对湿度、平均风速、降水量等气象资料以及普定县空气污染物日均浓度、空气质量指数（AQI）等资料,运用人体舒适度指数、气象要素与污染物浓度的相关性、人体舒适度与空气质量相关性分析方法,分析普定县近50a的人居环境气候条件。结果表明：普定县平均气温、平均风速以及日照时数呈增加趋势,相对湿度、降水量以及气压呈降低趋势。常年体感主要为凉（3级）～最舒适（5级）之间,全年体感无寒冷及酷热等级,且体感舒适（含凉舒适及最舒适）月份主要为4-10月,占全年58%。普定县气温上升、风速增大、气压下降的趋势有利于污染物浓度降低,空气质量好,而相对湿度降低、降水量减少的趋势不利于污染物浓度降低,影响空气质量。普定县空气质量以4-5月、7-11月为优,且其四季空气质量均为优,表明空气质量好,人体舒适度高,适宜人居。     

风速和植被对内蒙古地区沙尘天气影响的数值模拟

利用WRF-Chem模拟研究了植被覆盖率和风速对内蒙古地区一次沙尘过程起沙、输送及沙尘粒径分布的量化影响。同时基于内蒙古地区119个国家站1991—2020年沙尘日数据及中国全球大气再分析数据统计了内蒙古地区1991—2020年沙尘天气频数、风速及植被覆盖率时空分布。结果表明,内蒙古地区1991—2020年沙尘天气频数减小,植被覆盖增加,纬向（经向）风在内蒙古沙尘多发区显著减小。植被覆盖增加对沙尘的影响强于风速减小：植被覆盖率增加5%与风速减小30%对起沙的削减相当,且植被和风速均对沙源地小粒径沙尘的削减作用更强。因此植树造林可以选在细沙粒为主的半荒漠化地区优先开始,在保护原生植被和合理利用水资源的基础上,植树造林最终使植被覆盖率增加10%～15%即可。     

乌鲁木齐市“煤改气”对SO_2浓度空间变化的影响

乌鲁木齐市冬季采暖期大气污染严重,SO2浓度呈现不断增加的趋势,超标频率逐年增多,已成为不容忽视的环境问题。2012年乌鲁木齐市实施"煤改气"工程,旨在改善乌鲁木齐市的大气环境质量。工程的实施是否对SO2浓度的控制起到决定性的作用?文中选用改造后的冬季采暖期(10月15日~翌年4月15日),采用Thermo Scientific TEOM 1405-F连续监测仪对SO2日均浓度值进行不间断的监测采样,并对"煤改气"前后城市不同区域的SO2日均浓度变化进行了分析。结果显示:"煤改气"对SO2浓度的降低效果显著,但降低幅度在区域间存在差异,"煤改气"前冬季SO2日均浓度普遍存在超标国家二级环境质量标准的现象,全市不同区域超标率在25%~40%之间;"煤改气"工程实施后,冬季SO2日均浓度在空间上呈现出由南向北逐渐增加的态势,市南(中)区SO2日均浓度基本达标,而北面SO2浓度虽有降低,但超标频率依然较高,值得当地政府在环境治理过程中关注。     

胡杨(Populus euphratica)异形叶叶绿素荧光动力学

荒漠地区的胡杨(Populus euphratica)叶片为多态形,呈现出由披针形叶到锯齿卵圆形叶的规律性变化。为了研究胡杨异形叶的电子传递和光能吸收、分配和耗散对额济纳荒漠地区的适应特征,分别连续测定了生长季内胡杨两种典型叶片(披针形叶和锯齿卵圆形叶)的叶绿素荧光诱导动力学曲线。结果表明:(1)锯齿卵圆形叶的光系统Ⅱ(PSⅡ)原初光能转换效率(Fv/Fm)和PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo)、光能利用参数(PI)高于披针形叶,QA的积累量(Vj)、QA还原的相对速率(Mo)小于披针形叶;(2)锯齿卵圆形叶的反应中心密度(RC/CSo)、单位横截面积上电子传递能量(ETo/CSo)高于披针形叶,单位横截面积上耗散的能量(DIo/CSo)以及单位反应中心上的能量流参数(ABS/RC、ETo/RC、TRo/RC、DIo/RC)低于披针形叶;(3)锯齿卵圆形叶用于光化学反应和电子传递的能量比例(ΦPo、Ψo、ΦEo)大于披针形叶,非光化学猝灭的最大量子产额(ΦDo)小于披针形叶。这说明,胡杨锯齿卵圆形叶相对披针形叶具有更有效的能量分配策略,对极端环境条件的适应性更强。