Spectral and Multiscale Signal-to-Noise Thresholding of Spherical Vector Fields

The basic concepts of spectral and multiscale selective reconstruction of (geophysically relevant) vector fields on the sphere from error-affected data is outlined in detail. The reconstruction mechanism is formulated under the assumption that spectral as well as multiscale approximation is well-representable in terms of only a certain number of expansion coefficients at the various resolution levels. It is shown that spectral denoising by means of orthogonal expansions in terms of vector spherical harmonics reflects global a priori information of the noise (e.g., in form of a covariance tensor field), whereas multiscale signal-to-noise thresholding can be performed under locally dependent noise information within a multiresolution analysis in terms of spherical vector wavelets. An application of the multiscale formalism to Earth's magnetic field determination is presented.     

ENSO事件中纬向异常流反向与东西侧边界反射的联系

建立一个中等复杂程度的海-气耦合模式研究东、西边界反射,纬向平流项-u′(δ)(T+T′)/(δ)x在ENSO循环位相转换中的作用及东、西边界反射与纬向异常流(u′) 符号改变的关系.结果得到:u′超前Nio3区SSTA位相转变的原因是东、西边界反射造成的.Sverdrup 平衡时所产生的地转流(ur)与东、西边界反射所产生的地转流(ur)的方向在大部分时间里是相反的,同时ur与风应力强迫之间大约有9个月的滞后时间(Kelvin波从180°E出发经东边界反射产生的Rossby波到达180°E时间).在模式ENSO事件消亡过程中的某一时刻以后,边界反射产生的调整过程变为主要过程,u′主要由ur来决定,这样就造成了u′的反向先于Nio区SSTA的反向.它实际上是海洋的调整过程与风应力强迫之间滞后关系的一种反映.敏感性数值试验表明,取消东边界反射,耦合模式能够模拟ENSO循环,但其周期比控制试验的周期短一年(3年).取消-u′(δ)(T+T′)/(δ)x,耦合模式能够模拟ENSO循环,但其周期比控制试验的周期长2年(6年).     

天气学和天气预报的研究进展

全面回顾了75年来中国科学院大气物理研究所科研人员在气团、锋面、梅雨、寒潮、阻高、副高、暴雨、高低空急流、亚澳季风区内涡旋和对流等现象的天气学研究进展及其在不同时期所取得的研究成果,总结了在短中期天气预报及短期气候预测领域在模式发展和改进以及在数值模拟等方面所取得的成就和进展.同时指出模式发展和预测在中国数值天气预报及短期气候预测方面所做出的贡献.     

地球流体力学的研究与进展

简要介绍中国科学院大气物理研究所七十多年来在理论与计算地球流体力学方面的若干研究及其新的进展.在理论地球流体力学方面,介绍了长波动力学及线性稳定性问题、弱非线性理论及行星波动力学以及用Arnold方法(能量-Casimir方法)研究大气和海洋中各种流体运动的非线性稳定性问题的成果.此外,对扰动演变、扰动和基流相互作用及热带大气动力学中的第二类不稳定条件(CISK)也作了简要的介绍.在计算地球流体力学方面,主要内容包括:用物理观点和数学分析相结合的方法阐述了造成计算紊乱和计算不稳定的机理,论证计算稳定性、算     

天津气象塔风温梯度观测资料的统计特征

利用天津气象塔风温梯度观测资料对其统计特征及平均风温廓线的日变化规律进行了分析，特别是分析了稳定层结的风温廓线特征，还给出了几种典型天气的低层大气结构的个例分析。     

我国能源消费结构变化与气候特征

文章利用多项式法将气候耗能量从能源消费总量中分离出来，用统计分析的方法探讨了气候耗能量与气候因子之间的关系及其变化。研究表明：从20世纪50年代到80年代初期，旱涝灾害是影响我国气候耗能量的主要气候因子，它们之间存在显著的线性相关关系，随着经济的发展和人民生活水平的提高，旱涝灾害对气候耗能量的影响逐渐减弱，气温对气候耗能量的影响日趋显著，目前正处于过渡时期。     

日光温室低温寡照灾害指标

文章根据1965～2000年河北省日光温室试验观测资料及各地历年低温寡照对蔬菜的影响程度，确定了低温寡照灾害等级指标，分析了低温寡照的时空分布规律，20世纪80年代以后，河北省各市低温寡照发生次数比60、70年代明显增多；随着纬度增高，河北省低温寡照发生次数明显减少，危害程度明显减轻。     

泰山顶部近地层风的方差与谱分析

风在速度与方向上的不稳定性可引发结构振动并可导致损坏。山顶风较少受局地作用影响, 流场较稳定，作为典型风况对山顶风湍流脉动情形进行的观测和分析，对于研究建筑结构风载振动情形有着重要意义。在不同风况下对泰山气象站近地层风的风速和风向进行了同时、逐秒测记，所得样本经检验符合正态分布。计算表明，风向样本方差显著大于风速样本方差。绘制了各风速、风向样本自、互谱密度曲线图。谱图显示诸样本具有红噪声序列特征，不同样本自、互谱密度曲线具有相近形状，而以风速自谱曲线吻合程度最好，谱密度曲线在周期为4秒及2秒处有峰值。此后的研究应结合记录仪器的改进增加采样频率，对周期为2秒以下谱曲线作进一步分析。     

1948-2000年ENSO事件与全球陆地年降水量的关系

用最新创建的全球陆地月降水资料(PREC／L)，研究了1948—2000年期间的ENSO事件与全球陆地年降水量的关系。对合成分析的结果进行了蒙特卡罗模拟检验。结果表明，暖事件年全球陆地年降水量大范围减少。显著地区是：赤道西太平洋区、中国华北、赤道中美洲区、孟加拉湾北部及尼泊尔、东澳大利亚区、印度西部及巴基斯坦南部、勒拿河以东地区、西欧及南极的威尔克斯等区域。在暖事件年，陆地年降水量增加地区不多，主要是南美的智利和阿根廷、东非索马里、肯尼亚和坦桑尼亚、中东的土耳其、伊拉克及伊朗、北非的利比亚和阿尔及利亚、西南非的纳米比亚及非洲南部的博茨瓦纳和津巴布韦。统计检验表明，暖事件年全球陆地年降水量减少面积比降水量增加面积要大，而且更为显著。研究还指出，ENSO的年代际变化对上述地区降水的年代际变化影响不明显。但是，80年代以后的暖事件对东澳大利亚干旱、中国华北干旱的影响比80年代前的影响要大。     

宁夏主要气象灾害特征分析及防御对策

通过对1951－1996年出现的干旱、暴雨、洪水及雨涝、冰雹、风灾等主要气象灾害的特征和规律进行统计分析，总结得出：宁夏的气象灾害具有种类多，范围广，频次多，持续时间长，灾情严重，具有群发性和诱发性等特点。在此基础上提出了气象防灾减灾对策。