区域气候模式对中国夏季降水的10年回报试验及其评估分析

该文使用国家气候中心全球海气耦合模式嵌套区域气候模式(RegCM_NCC)对1991～2000年中国夏季降水进行了数值回报试验.从模式回报的降水10年平均状况来看,模式基本上能够反映这10年夏季的平均状况.用国家气候中心预报评分P、技巧评分SS、距平相关系数(ACC)和异常气候评分TS 4种评估参数对模式的回报试验进行了总体评估分析,结果表明该模式对我国汛期降水具有一定的跨季度预报能力,对部分地区(西部,东北,长江下游等)有较强的预报能力.从相关系数来看,预报准确率较高(即相关系数较高)的地区是中国东北地区的北部(内蒙古的北部和黑龙江的西北部),内蒙古-河套-长江中游地区,新疆的西北部,西藏的东部和四川的西部,江南部分地区,广西部分地区.这些地区的中心一般均超过0.90的信度检验.160个站中相关系数高于0.20的有54个,约占33.73%.     

全球变化的区域响应和适应

20世纪 90年代以来 ,全球变化研究进入了一个新的时期 ,其研究方向发生了重大调整 :从认识地球系统基本规律的纯基础研究为主 ,扩展到与人类社会可持续发展密切相关的一系列生存环境实际问题的研究 ;从研究人类活动对环境变化的影响 ,扩展到研究人类如何适应全球环境的变化 ;在更高层次上进行地球系统的综合集成研究。文中对日益受到重视的全球变化区域响应和适应研究的背景进行了分析 ,并着重介绍了一些概念和研究进展 :( 1)对全球和区域环境变化的适应同可持续发展之间的关系。两者应存在协调统一的关系。同时 ,适应应是对区域和全球环境系统的整体性和系统性适应 ,不应是局部的和片面的。( 2 )“有序人类活动”的研究框架。介绍了对“有序人类活动”的一些基本认识 ,以及在虚拟试验研究、示范区建设和长期监测研究等方面的进展。( 3 )集成研究。以东亚区域环境系统和北方干旱化的集成研究为例 ,介绍了集成研究的方法和过程     

中国业务动力季节预报的进展

利用动力模式开展季节到年际的短期气候预测 ,是目前国际上气候预测的发展方向。自 1996年以来 ,经过 8a多的研制和发展 ,国家气候中心已建立起第 1代动力气候模式预测业务系统 ,其中包括 1个全球大气 海洋耦合模式 (CGCM )、1个高分辨率东亚区域气候模式 (RegCM_NCC)和 5个简化的ENSO预测模式 (SAOMS) ,可用于季节—年际时间尺度的全球气候预测 ;全球海气耦合模式与区域气候模式嵌套 ,可以提供高分辨率的东亚区域气候模式制做季节预测。CGCM对 1982～ 2 0 0 0年夏季的历史回报试验表明 ,该模式对热带太平洋海表面温度和东亚区域的季节预测具有较好的预测能力。RegCM NCC的 5a模拟基本上能再现东亚地区主要雨带的季节进展。利用嵌套的区域气候模式RegCM NCC对 1991～ 2 0 0 0年的夏季回报表明 ,在预报主要季节雨带方面有一定技巧。 2 0 0 1～ 2 0 0 3年 ,CGCM和RegCM NCC的实时季节预报与观测相比基本合理。特别是 ,模式成功地预报了 2 0 0 3年梅雨季节长江和黄河之间比常年偏多的降水。SAOMS模式系统的回报试验表明 ,该系统对热带太平洋海表面温度距平有一定的预报能力 ,模式超前 6～ 12个月的回报与观测的相关系数明显高于持续预报。 1997～ 2 0 0 3年 ,SAOMS多模式集合实时预报与观测的相关系数达到     

Impact of subgrid scale scheme on topography and landuse for better regional scale simulation of meteorological variables over the western Himalayas

An attempt is made to integrate subgrid scale scheme on the work of Dimri and Ganju (Pure Appl Geophys 167:1–24, 2007) to understand the overall nature of surface heterogeneity and landuse variability along with resolvable finescale micro/meso scale circulation over the Himalayan region, which is having different altitudes and orientations causing prevailing weather conditions to be complex. This region receives large amount of precipitation due to eastward moving low-pressure synoptic weather systems, called western disturbances, during winter season (December, January, February—DJF). Surface heterogeneity and landuse variability of the Himalayan region gives rise to numerous micro/meso scale circulation along with prevailing weather. Therefore, in the present work, a mosaic type parameterization of subgrid scale topography and landuse within a framework of a regional climate model (RegCM3) is extended to study interseasonal variability of surface climate during a winter season (October 1999–March 2000) of the work of Dimri and Ganju (Pure Appl Geophys 167:1–24, 2007). In this scheme, meteorological variables are disaggregated from the coarse grid to the fine grid, land surface calculations are then performed separately for each subgrid cell, and surface fluxes are calculated and reaggregated onto the coarse grid cell for input to the atmospheric model. By doing so, resolvable finescale structures due to surface heterogeneity and landuse variability at coarse grid are subjected to parameterize at regular finescale surface subgrid. Model simulations show that implementation of subgrid scheme presents more realistic simulation of precipitation and surface air temperature. Influence of topographic elevation and valleys is better represented in the scheme. Overall, RegCM3 with subgrid scheme provides more accurate representation of resolvable finescale atmospheric/surface circulations that results in explaining mean variability in a better way.     

20世纪全球增暖最显著的区域

Having analyzed a global grid temperature anomaly data set and some sea level pressure data during the last century, we found the following facts. Firstly, the annual temperature change with a warming trend of about 0.6℃/100 years in the tropical area over Indian to the western Pacific Oceans was most closely correlated to the global mean change. Therefore, the temperature change in this area might serve as an indicator of global mean change at annual and longer time scales. Secondly, a cooling of about -0.3℃ / 100 years occurred over the northern Atlantic. Thirdly, a two-wave pattern of temperature change, warming over northern Asia and northwestern America and cooling over the northern Atlantic and the northern Pacific, occurred during the last half century linked to strengthening westerlies over the northern Atlantic and the weakening Siberian High. Fourthly, a remarkable seasonal difference occurred over the Eurasian continent, with cooling (warming) in winter (summer) during 1896-1945, and warming (cooling) in winter (summer) during 1946-1995. The corresponding variations of the North Atlantic Oscillation and the Southern Oscillation were also discussed.     

中国区域空气污染本底站的降水化学特征

分析了3个代表不同背景特征的WMO（世界气象组织）区域本底空气污染站黑龙江五常县龙凤山本底站，北京密云县古北口上甸子本底站和浙江临安本底站的降水化学特征。分析内容为降水的pH值和SO₄2-、NO₃-、Cl-、F-、NH₄+、K+、Na+、Ca2+、Mg2+诸离子的浓度。结果表明，降水pH值和SO₄2-、NO₃-、NH₄+、Ca2+具有年际变化和年变化的特征，但其变化趋势各站及各要素不尽一致。离子Cl-、F-、K+、Na+、Mg2+浓度偏低，变化不明显。就多年平均而言，临安站的pH值为3站最低，SO₄2-为最高。上甸子除了SO₄2-浓度次于临安外，其余所有离子浓度均为3站之首，而且pH值也为3站最高。龙凤山除了降水中的Ca2+、Mg2+离子浓度略高于临安外，其它各离子的浓度是3站中最低，pH值在3站中的位置居中。降水化学特征演变趋势为:3个站的降水皆呈酸性，其中临安最严重，龙凤山其次，上甸子相对轻一些，但其酸化的速率为3站之首。     

华东地区极端降水动力降尺度模拟及未来预估

利用CMIP5（Coupled Model Intercomparison Project Phase 5）数据集中的全球模式IPSL-CM5A-LR及其嵌套的区域气候模式WRF（Weather Research and Forecasting）,分别评估了模式对1981~2000中国华东区域极端降水指标的模拟能力,并讨论了RCP8.5排放情景下21世纪中期（2041~2060年）中国华东极端降水指标的变化特征。相比驱动场全球气候模式,WRF模式更好地再现了各个极端指数空间分布及各子区域降水年周期变化。在模拟区域气候特点方面,WRF模拟结果有所改进,并在弥补全球模式对小雨日过多模拟的缺陷起到了明显的作用。21世纪中期,华东区域的降水将呈现明显的极端化趋势。WRF模拟结果显示年总降雨量、年大雨日数、平均日降雨强度在华东大部分区域的增幅在20%以上;年极端降雨天数、连续5 d最大降水量的增幅在华东北部部分区域分别超过了50%和35%,同时最长续干旱日在华东区域全面增加;且变化显著的格点主要位于增加幅度较大的区域。未来华东区域会出现强降水事件和干旱事件同时增加的情况,降水呈现明显的极端化趋势,且华东北部极端化强于华东南部。     

我国不同区域农田养分平衡对土壤肥力时空演变的影响

区域农田养分盈亏是驱动农田土壤肥力时空变化的主要因素。对我国6个农业生态试验站（海伦、沈阳、 栾城、长武、常熟、鹰潭）站区农田土壤肥力在近年来时空演变的研究表明,除了海伦站黑土和常熟站水稻土的有机质和全氮平均含量下降外,其他站区均呈现增加趋势,主要原因是黑土和乌栅土有机质和全氮含量较高,目前农田有机C和N投入水平无法维持其平衡;6个站区土壤速效磷有增有减,而土壤速效钾除了栾城和鹰潭站区域外均呈降低趋势。从站区农田养分的年平衡与土壤养分的年变化量关系看,农田氮、磷、钾的盈亏量决定了土壤养分的变化方向。土壤有机碳和全氮的初始含量过高（分别超过15.1 g/kg和1.60 g/kg）时,也会导致其年际间的变化方向从增加变为降低。农田氮素盈亏量与土壤全氮变化量之间相关不显著,主要是由于化肥投入和作物籽粒输出的农田氮平衡不能完全代表土壤氮素的真实盈亏情况;而农田磷素和钾素的盈亏量与土壤速效磷和速效钾的年变化量的显著相关。     

区域气候模式对华北夏季降水的气候模拟

使用美国ＮＣＡＲ区域气候模式ＲｅｇＣＭ２对１９９１和１９９４年我国华北夏季降水进行了气候模拟研究,以检验ＮＣＡＲ区域气候模式对华北夏季降水的气候预测能力。模拟结果表明,该模式能较好地模拟华北夏季降水的主要分布特征,对华北少水年（１９９１年）和我水年（１９９４年）夏季降水的模拟都比较成功。模式还能罗好地模拟夏季季风的发展过程,地环流场的模拟也与分析场比较一致,因而该模式可以用于研究物预测华北夏季降水     

生态足迹评介及国际研究前沿

生态足迹评价方法是评估可持续发展的一个全球可比的、可测度的直观且综合的指标,有明显的政策含义,是迄今提出的评估可持续发展的众多指标中最受生态经济学界关注、推崇和广泛应用的一个指标。评介了生态足迹方法模型的优缺点,综述了国际上生态足迹研究的最新进展及研究前沿,指出了国内围绕生态足迹研究应该尽快开展的工作：①生态足迹方法模型的改进及应用研究;②丰富生态足迹方法模型携带的信息量和政策内涵;③社会经济系统新陈代谢以及人类对初级生产力的占用研究;④消费模式与全球资源和环境的压力的关系;⑤物质流核算帐户研究和生态包袱分析研究。