HALOE资料揭示的热带平流层CH4时空变化特征

中层大气微量成分的分布和变化是中层大气研究的重要问题之一,但是长期以来中层大气的资料非常少。卤素掩星试验（HALOE）对中层大气多种微量气体进行观测,形成中层大气多种微量元素的空间分布和时间演变资料组,这是对中层大气微量气体含量资料的极大补充。作者利用1992～2003年HALOE资料分析热带地区（20°S～20°N）平均的CH4的垂直分布和时间演变特征。结果表明:热带平流层CH4混合比在平流层下层有较充分的混合;热带平流层CH4混合比的季节变化明显,在平流层中上层以年循环为主,而在平流层下部以半年变化为主;热带平流层CH4混合比的年际变化主要有准2年和准5年振荡。       

中心城区地表温度空间分布及地物降温效应——以南京市为例

基于TM图像,采用灰度图像分割算法,自动提取南京市中心城区的不透水面、植被及水体;并用单窗算法反演了地表温度;依据离市中心的距离将中心城区分为45级缓冲区,依次统计分析每一级缓冲区内的平均温度、不透水面温度、植被温度、水体温度及各类地物的面积比例等;建立了地表温度与不透水面比例、植被比例、水体比例之间的关系模型.研究结果表明:随离市中心距离的增大,地表温度降低;植被、水体具有降温效应,水体的降温效应是植被的2.43倍;地表温度与不透水面比例、植被比例、水体比例的综合关系模型模拟效果较好.     

2015年台风“彩虹”过境后下山冷急流引起的南海北部海域异常海面降温

This study deals with a unusual cooling event after Typhoon Mujigea passed over the northern South China Sea(SCS) in October 2015. We analyze the satellite sea surface temperature(SST) time series from October 3 to 18,2015 and find that the cooling process in the coastal ocean had two different stages. The first stage occurred immediately after typhoon passage on October 3, and reached a maximum SST drop of –2℃ on October 7 as the usual cold wake after typhoon. The second stage or the unusual extended cooling event occurred after 7d of the typhoon passage, and lasted for 5d from October 10 to 15. The maximum SST cooling was –4℃ and occurred after 12d of typhoon passage. The mechanism analysis results indicate that after landing and moving northwestward to the Yunnan-Guizhou Plateau(YGP), Typhoon Mujigea(2015) met the westerly wind front on October 5. The lowpressure and positive-vorticity disturbances to the front triggered meridional air flow and low-pressure trough,thus induced a katabatic cold jet downward from the Qinghai-Tibet Plateau(QTP) passing through the YGP to the northwestern SCS. The second cooling reached the maximum SST drop 4d later after the maximum air temperature drop of –9℃ on October 11. The simultaneous air temperature and SST observations at three coastal stations reveal that it is this katabatic cold jet intrusion to lead the unusual SST cooling event.     

光伏电场对地表温度的影响分析

以甘肃省金昌市金川区西坡光伏电场为例,利用多景Landsat系列影像,采用辐射传输方程法(radiative transfer equation,RTE),对光伏电场建设前后的地表温度进行了反演,提取电场不同缓冲区范围内的地表温度均值。研究结果表明,光伏电场会对占地范围和不同缓冲区范围内的地表温度产生降温的作用。其占地区域降温幅度为2.12 K,100 m缓冲区降温幅度为0.94 K,随着距离的增加这种影响逐渐减弱,400 m后影响会变得十分微弱,研究结果为客观地评价光伏电场对环境的影响提供借鉴。     

2007/2008年冬季平流层环流异常及平流层—对流层耦合特征

利用NCEP/NCAR再分析资料,分析了2007/2008年冬季平流层环流振荡的过程和异常特征,以及平流层—对流层的环流耦合特征。结果发现：2007/2008年冬季平流层极涡持续偏强,且极涡从12月下旬开始向东亚—大西洋地区偏心发展,同时在欧洲—地中海地区减弱向极区收缩,从而在欧亚地区的平流层高层最早形成“一脊一槽”1波型的环流形势;该平流层的环流异常信号逐步向低层传播;从平流层10 hPa向下传播到对流层中、低层需要约15~20天的时间;此时对流层500 hPa上,与平流层向下传播的信号相对应,呈现为高纬度“西高东低”和副热带“东高西低”的环流异常型,即分别对应着乌拉尔山阻塞高压、鄂霍茨克海低槽以及副热带高压异常偏强和副热带欧亚大陆中西部低槽活动频繁。这种环流异常配置即形成了有利于我国南方降雪持续的大尺度背景条件。进一步研究还发现,平流层异常信号存在由热带向极传播的趋势。2008年1月的平流层极涡振荡正异常所对应的环流异常信号可以追溯到2007年秋季10月份最早出现在热带地区的环流异常信号,该异常信号在向极传播过程中同时向东移动,2008年1月传播到极区,对应极涡振荡的正异常。说明前期平流层的异常信号及其演变,对2008年1月的气候异常具有重要指示意义。     

连续降温对大菱鲆成鱼代谢机能的影响

为了探寻连续降温对大菱鲆(Scophthalmus maximus)成鱼血清、肝脏及肌肉能量代谢等指标的影响,作者将大菱鲆从正常养殖水温18℃快速、连续降温至1℃,并在18℃、13℃、8℃、5℃、3℃和1℃共计6个温度点取血采样,分别测定血清中的总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、血糖(GLU)以及肝脏中的糖原和肌肉中的乳酸等指标。结果发现,随着温度降低,大菱鲆的血清TP浓度呈先下降后升高的趋势,各实验组与对照组无显著差异(P0.05),但在13℃和3℃之间出现显著性差异(P0.05);血清ALB浓度则呈现升高趋势,在3℃时显著高于1℃(P0.05);血清TC浓度呈现升高趋势,且3℃时显著高于18℃(P0.05);GLU浓度呈先降低后升高趋势,且8℃、5℃、3℃实验组浓度显著高于其余实验组(P0.05);尿素浓度呈先降低后升高再降低趋势,且8℃时显著高于1℃(P0.05);肝糖原浓度呈先降低后升高趋势,且8、5、3℃实验组浓度显著高于其余实验组(P0.05);肌肉中乳酸含量呈先升高后降低趋势,且5℃时显著高于18℃(P0.05);其余指标则无显著性差异(P0.05)。结果表明:当温度在18~8℃时,降温对大菱鲆体内代谢影响不大;当温度降到8~3℃时,大菱鲆体内开始出现应激反应;当温度继续降低至1℃时,大菱鲆体内的各种代谢基本处于停滞状态。综合分析各温度下的代谢指标得出结论,3~1℃温度区间与大菱鲆的生态冰温点比较接近,可以在此温度区间附近进一步进行无水保活的探索,在保证大菱鲆无水运输可行性的基础上优化经济成本。     

用垂直高分辨率探空资料分析北京上空下平流层重力波的统计特性

根据北京市观象台新一代无线电探空垂直高分辨率资料研究北京地区下平流层(17~24 km)惯性重力波活动的季节变化特征. 根据风速以及温度之间的偏振关系来分析重力波的一些重要参数. 结果表明: 1) 波动能量有明显的季节变化, 夏季弱(动能3.5 J/kg, 潜能1.8 J/kg), 冬季强(动能10.6 J/kg, 潜能3.6 J/kg), 全年的动能与潜能比的平均值为2.6; 纬向与经向扰动速度之均方根大小基本一致, 表明下平流层重力波能量在水平方向上是各向同性的. 2) 垂直波长主要集中在1.5~3 km之间, 占所有样本的80%以上, 平均值大致为2.3 km; 水平波长主要集中在100~800 km之间, 平均值为445 km左右; 水平波长与垂直波长之比大约200︰1. 3) 在拟合偏振椭圆前, 采用带通滤波保留垂直波长在1.5~3 km之间的波, 估计得到的固有频率主要集中在1f~3.5f之间(f为科氏参数), 平均值为2f, 相当于周期9 h左右. 4) 重力波能量主要向上传播, 上传重力波出现频率在90%以上; 水平传播方向有一定的不均匀性, 但不是很强, 主要方向为西北方向.     

基于回归模型的热带气旋条件下的海表降温参数化方案设计

Combining a linear regression and a temperature budget formula, a multivariate regression model is proposed to parameterize and estimate sea surface temperature(SST) cooling induced by tropical cyclones(TCs). Three major dynamic and thermodynamic processes governing the TC-induced SST cooling(SSTC), vertical mixing, upwelling and heat flux, are parameterized empirically using a combination of multiple atmospheric and oceanic variables:sea surface height(SSH), wind speed, wind curl, TC translation speed and surface net heat flux. The regression model fits reasonably well with 10-year statistical observations/reanalysis data obtained from 100 selected TCs in the northwestern Pacific during 2001–2010, with an averaged fitting error of 0.07 and a mean absolute error of 0.72°C between diagnostic and observed SST cooling. The results reveal that the vertical mixing is overall the pre dominant process producing ocean SST cooling, accounting for 55% of the total cooling. The upwelling accounts for 18% of the total cooling and its maximum occurs near the TC center, associated with TC-induced Ekman pumping. The surface heat flux accounts for 26% of the total cooling, and its contribution increases towards the tropics and the continental shelf. The ocean thermal structures, represented by the SSH in the regression model,plays an important role in modulating the SST cooling pattern. The concept of the regression model can be applicable in TC weather prediction models to improve SST parameterization schemes.     

养殖大黄鱼在自然海区降温不同阶段抗氧化水平及血清酶活性的变化

为了解越冬期间水温下降对大黄鱼抗氧化水平和血清酶活性的影响, 作者研究了养殖大黄鱼(Pseudosciaena crocea)冬季海区自然降温不同阶段(20、16、12、10、8℃)肝脏和肌肉中抗氧化水平及血清酶活性的变化。结果显示: 自然降温过程中, 肝脏中3 种抗氧化酶变化趋势不同, 其中SOD 活性呈升高趋势, 8℃时SOD活性最强; POD 活性呈先升高后降低的变化趋势, 16℃时活性最高; CAT 活性呈下降趋势; 而肌肉中这3 种抗氧化酶活性均呈下降趋势。肝脏中GSH 和MDA 含量在16℃时最高; 肌肉中的3 种抗氧化酶活性、GSH 和MDA 含量以及总抗氧化能力(T-AOC)均明显低于肝脏中, 反映了肝脏对清除自由基具有重要作用, 在抗氧化调节方面起到主要作用。血清酶ALT、AST、ALP、LDH 及CK-MB 随水温自然下降酶活性均呈现降低趋势, 即20℃时酶活性最强; CK 和LIP 随着水温降低, 呈先上升再下降的趋势; ADA 和GGT 随水温降低活性呈上升趋势。血清酶的不同变化, 说明水温对大黄鱼血清酶活性有一定的影响。     

高温冻土区开放新型复合护坡路堤热稳定性研究

在全球升温和人类工程活动下,高温冻土区块碎石护坡路基需要补强措施。研究人员提出了一种新的补强措施新型复合护坡结构。本文考虑青藏高原的气温特征和冷暖季风速差异的影响,基于非Darcy定律利用有限体积法对开放新型复合护坡结构的热传递特性和热稳定性进行了研究,研究发现边界条件对新型复合护坡路基的热传递特性有明显的影响,开放新型复合护坡结构较封闭系统具有较好的冷却效果和较快的降温速度。