论文

• 高层大气温度和高度场异常对我国地面气温和降水的影响
• 钱永甫;周宁芳;毕云
• 2004 Vol. 23 (4): 417-428. 
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• 用SVD方法分析了NCEP/NCAR1958-1997年再分析资料中月平均的300hPa温度(下称"高层温度")和100hPa高度(下称"高层高度")距平场与中国160个测站的月平均地表气温(下称"我国温度")和月降水距平场的时滞和空间耦合关系,讨论了高层温度和高度距平场的空间分布和时间演变对我国气温和降水异常的影响。结果表明,高层温度和高度距平场的整体空间分布形势对中国气温和降水的影响明显,不同关键区的高层温度和高度距平场对我国不同区域的气温和降水异常有影响,具有明显的区域耦合特征。伊朗高原和青藏高原及其以南的热带低纬地区是高层温度和高度场的关键区。高层温度场对我国气温场和降水场的影响主要表现为年际变化,而高层高度场的影响主要表现为年代际变化。我国长江和黄河流域、华南和江南地区是受高层温度场和高度场异常影响最明显的地区。

• 北极涛动年代际变化对东亚北部冬季气温增暖的影响
• 琚建华;任菊章;吕俊梅
• 2004 Vol. 23 (4): 429-434. 
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• 利用NCEP/NCAR再分析资料中的地表气温资料,分析了1949-1999年东亚北部地区冬季气温的变化。结果表明,从20世纪70年代中期开始东亚北部的气温显著升高,具有明显的年代际变化特征。这种气温的异常变化主要受东亚冬季风的直接影响。近二十几年来,北极涛动对东亚冬季风的影响越来越显著,北极涛动维持在正位相并持续增强,同期东亚冬季风持续减弱。研究表明,北极涛动持续增强的趋势是东亚北部地区冬季增暖的重要原因之一。

• 1920-2000年全球陆地降水气候特征与变化
• 施能;陈绿文;封国林;高鸿;林振敏;郭丽娜
• 2004 Vol. 23 (4): 435-443. 
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• 分析了1920-2000年全球陆地降水场。指出降水量最大的区域主要在季风区,在季风降水区有明显的雨季和旱季之分。全球多年平均降水随纬向分布有着较好的连贯性,即热带地区比较湿润,从赤道向南向北递减,但是在南半球40°~50°S中高纬度降水量还比较多,故南半球降水随纬度分布呈双峰型。文中还分析了全球陆地平均的全年、各季降水序列的周期和趋势特征。指出全球降水序列中有明显的与2~7年ENSO周期相吻合的变化周期,也有年代际变化。在1920-2000年期间,除了冬季降水有一个弱的上升趋势外,其它季节降水量的变化趋势不很明显。分析比较了全球陆地年、各季降水长期趋势的地理分布差异,指出在南半球,赤道~10°S除了在春季降水表现为弱的负趋势外,其他季节都是正趋势,其中冬季最明显,但是并不显著。10°~25°S在冬、秋季是正趋势而夏季是负趋势,趋势都不显著。在20°~40°S夏、秋季的降水量正趋势达到0.01显著性水平。在北半球,25°N以南的热带地区的四季降水都是负趋势,在秋季尤为明显,达到0.01显著性水平。在30°N以北,除了在30°~40°N冬季表现为降水的负趋势外,其它季节降水为正趋势。在45°~55°N地区,降水的正趋势在春季表现的最为明显,在北半球更高的纬度上,冬季降水的正趋势表现的特别明显。

• CCM3模式中LSM积雪方案的改进研究(Ⅰ):修改方案介绍及其单点试验
• 吴统文;钱正安;宋敏红
• 2004 Vol. 23 (4): 444-452. 
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• 为了改进美国NCARCCM3全球模式中LSM陆面模型中的积雪方案的模拟效果,在Sun等[1]SAST积雪模型的基础上,作了部分修改后,加进CCM3模式LSM模型中。该方案根据格点区域平均积雪深度的不同,把地面雪盖划分为1到3层不等,能在积雪表层和中间层更好地描述温度的日变化和季节变化;较详细地考虑了雪的热传导、太阳辐射的穿透吸收、雪的融化、液态水的储存、渗透和再冻结等积雪内部的主要物理过程;根据Nimbus-7卫星实测雪深资料修改了积雪覆盖度和雪面反照率的计算方案。利用前苏联6个台站1978-1983年的实测积雪资料和大气强迫数据,进行了单点模拟试验,结果表明,新的积雪参数化方案能够较好地再现积雪深度和雪水当量的逐日和季节变化特征,部分提高了积雪参数化方案对积雪的模拟能力。

• 青藏高原东北侧突发性暴雨地面能量场特征分析
• 杜继稳;李明娟;张弘;孙伟
• 2004 Vol. 23 (4): 453-457. 
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• 利用国家基本站常规气象观测资料和全部气候站加密气象观测资料,采用地面能量比图方法,发现突发性暴雨发生时,地面能量场存在中- α尺度Ω系统,其空间尺度陕北在200~300km,关中在250~450km,生命史均在10~15h。突发性暴雨发生在Ω系统发生发展的最强盛时期,落区位于该Ω系统的高能比轴附近。

• 外强迫对北半球冬季大气环流年代际变化影响的数值模拟
• 柳艳香;马晓燕;郭裕福
• 2004 Vol. 23 (4): 458-464. 
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• 利用IAP/LASGGOALS模式模拟研究了人类活动和太阳活动对北半球冬季大气环流年代际变化的影响。模拟结果表明,温室气体是影响大气环流变化的一个基本因子,即考虑了温室气体浓度变化的GOALS模式可以很好地反映近50年来大气环流年代际变化的基本特征,同时由于太阳活动和硫酸盐气溶胶的影响,使得大气环流年代际变化的模拟结果更接近观测事实。东亚大槽和北美大槽1960年代中后期明显偏强及1980年代后期显著减弱,以及从1960年代开始西伯利亚高压的减弱和北太平洋涛动(NPO)的增大趋势。最后初步分析了该模式对中国东部气候变化的影响,该模式亦能较好地反映中国东部气候的年代际变化特征:1960年代中后期明显的偏冷时期和1980年代中期开始的显著增暖期。

• 青藏、伊朗高原地区300hPa温度场异常与我国降水的关系
• 毕云;许利;钱永甫
• 2004 Vol. 23 (4): 465-471. 
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• 青藏高原、伊朗高原地区下垫面的热力异常在300hPa温度场上有明显的特征,本文利用SVD诊断方法分析了300hPa温度场异常与我国区域降水的关系。分析表明:(1)伊朗高原南部和青藏高原中东部地区4月份300hPa温度与我国黄河上游以南地区5月份降水有显著的正相关关系;(2)高原大部特别是其南部地区4~6月300hPa温度与我国长江中下游以南部分地区7月份降水存在显著的反相关关系;(3)高原大部特别是其南部地区4~8月300hPa温度与我国黄河下游以南部分地区9月份降水有显著的正相关关系;(4)高原中部前一年6~10月300hPa温度与当年我国1月份长江中下游及以南大部分地区降水存在显著的反相关关系;(5)伊朗高原特别是伊朗高原中南部前一年6~10月300hPa温度与当年我国4~5月份长江中下游部分地区降水存在显著的反相关关系;(6)高原中南部9~10月300hPa温度与我国11月份长江中下游以南部部分地区降水存在显著的反相关关系。

• 龙羊峡水库流量变化的地下原因和预测方法探讨
• 唐红玉;汤懋苍;赵燕宁
• 2004 Vol. 23 (4): 470-475. 
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• 利用3.2m地温资料,从地热涡和地冷涡的演变来分析黄河上游唐乃亥入库流量变化的地下原因,并初步总结了其预测方法。

• 闪电的光辐射能分布特征
• 郄秀书;谢屹然;Ralf Toumi
• 2004 Vol. 23 (4): 476-480. 
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• 对TRMM卫星上装载的闪电成像仪(LIS)所获取的闪电光辐射能进行了分析,发现在不同地区和不同的空间、时间尺度上闪电光辐射能都很好地遵循对数正态分布。文中利用了一个国际上公认的一维雷暴云起电和放电模式,对闪电放电中和的电荷量进行了数值模拟。蒙特卡罗算法表明,闪电放电所中和的电荷量也遵循对数正态分布,云中的软雹浓度、破碎系数、温度递减率、放电的电场阈值等参量的综合作用可以对其进行较好的解释,而其中任意一种参量的单独作用则不然。

• 闪电产生氮氧化物(LNO _X)全球特征计算
• 孙安平;杜健;张义军;言穆弘
• 2004 Vol. 23 (4): 481-487. 
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• 利用(美国)国家航空和宇宙航行局(NASA)通过卫星上的光学瞬态探测器(OTD)观测到的闪电资料,从计算闪电能量入手,对闪电产生氮氧化物量(NO _X)的时空分布进行了计算分析。结果表明,全球LNO _X大部分集中在南北半球低纬地区,约占65%,南北基本对称,但中高纬地区南北不对称,北半球产N量远大于南半球,呈现很大的不对称性。全球有6大雷暴群,其中非洲中南部的雷暴群产N量比例最大,占全球总量的近四分之一;其次是北美和南美。中国LNO _X量较大的区域主要集中在长江以南的地区,年平均LNO _X量占全球的7.8%,青藏高原占中国地区的9.1%~12.2%,5年平均为10.2%。全球各季节的平均产N量分别为42.5kt(春)、67kt(夏)、51.4kt(秋)、37.4kt(冬),全年全球平均闪电产N量估计为200kt。

• 卫星观测到的我国闪电活动的时空分布特征
• 袁铁;郄秀书
• 2004 Vol. 23 (4): 488-494. 
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• 利用卫星上携带的闪电探测仪所获取的8年闪电资料,对我国闪电活动的空间分布、季节变化和日变化等特征进行了分析。结果表明:按照闪电活动的频繁程度在空间上可以将我国大致分为与太平洋海岸平行的4条闪电活动带:即近海区域、中部区域、西部区域和西部边境区域。其中,东南近海区域是我国闪电活动最频繁的地区,并向西北地区逐渐减弱,而西部地区则是我国闪电活动最弱的地区。我国的闪电活动呈现出明显的季节变化和日变化,平均而言,闪电活动主要集中在夏季(约占全年总闪电活动的68%),并以8月份最为活跃,春季次之(约占全年总闪电活动的24%),然后是秋季,冬季最弱,并在11月份出现闪电活动的最小值。在各个季节,随着纬度的减小闪电活动呈现出明显增大的趋势。闪电活动的日变化表明,我国的闪电活动绝大多数发生在午后至傍晚时分,这也与对流活动相对应,而少数地区发生在夜间。

• 黄河上游对流云降水微物理特征的数值模拟试验
• 赵仕雄;许焕斌;德力格尔
• 2004 Vol. 23 (4): 495-500. 
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• 利用二维动力-热力场和水凝物粒子分档数值模式,对黄河上游河曲地区浅对流云降水微物理特征进行了试验性模拟,得出了浅对流云中暖雨增长机制可以单独形成雨,且其成雨速率可以快于冷雨过程等有意义的结果。

• 藏北高原五道梁地区的气溶胶特征
• 李韧;季国良
• 2004 Vol. 23 (4): 501-505. 
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• 通过对藏北高原五道梁地区的大气气溶胶光学厚度分析发现,该地区气溶胶光学厚度有明显的日变化及季节变化特征,气溶胶光学厚度增大时月平均气温与年平均气温减小。

• 用变分方法估算淮河流域总体输送系数
• 张述文;邱崇践;张卫东
• 2004 Vol. 23 (4): 506-511. 
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• 利用2001年6~7月间在安徽肥西的边界层观测资料,利用变分方法计算地面动量通量和感热通量,进而分别估算该处动量总体输送系数和感热总体输送系数。用变分方法计算的地面粗糙度为0.03m。在中性条件下,10m高处平均动量总体输送系数和感热总体输送系数分别为4.83×10 ^-3和3.81×10 ^-3,比值是1.27。总体输送系数具有明显的日变化特征,中午时段最大,夜晚最小;总体输送系数与大气稳定度存在明显关联,文中给出它们之间的拟合关系式;随着高度的增加总体输送系数减少,但减少幅度逐渐变小。

• 青藏高原珠峰绒布河谷地区大气近地层观测研究
• 刘宇;邹捍;胡非
• 2004 Vol. 23 (4): 512-518. 
• 摘要 ( ) PDF (308KB) ( )
• 利用"珠峰环境监测2001"期间获得的绒布河谷近地层观测资料,分析研究了珠峰地区近地层大气温度、湿度、风向风速、地表温度和辐射等气象要素的日间平均分布规律,并探讨了它们之间的相互关系,指出诸如下垫面性质、地形特征、水陆分布差异等造成珠峰地区气象要素特殊分布的原因,为全面认识青藏高原大气边界层结构,考察珠峰环境,研究该地区地-气之间物质和能量交换提供科学的事实依据。

• 利用区域边界层模式对杭州市热岛的模拟研究
• 陈燕;蒋维楣;吴涧;顾骏强;徐集云
• 2004 Vol. 23 (4): 519-528. 
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• 利用一个三维非静力区域边界层数值模式,对杭州地区城市热岛现象进行了数值模拟。数值模拟结果表明,杭州地区存在明显的城市热岛现象。夏季城市热岛现象较强,春秋季次之,冬季较弱。利用资源卫星遥感资料反演所得的地表温度,以及与地面气象站观测资料和数值模拟结果相比较,数值模拟结果和实测结果吻合得较好。在此基础上,模拟并探讨了人为热源、风速、地面粗糙度等因素对城市热岛强度的影响。

• 城乡过渡地带低空温度平流和边界层特征的观测分析
• 王开存;陈长和;张镭;张文煜
• 2004 Vol. 23 (4): 529-533. 
• 摘要 ( ) PDF (247KB) ( )
• 利用兰州河谷盆地城乡过渡区边界层观测资料,分析了该地区的温度平流和边界层特征。分析表明:(1)夜间热岛环流明显,白天则较弱;(2)夜间200m高度以下有较强的冷平流,在250~400m高度有较弱的暖平流,冷暖温度平流对测点上空边界层温度和层结变化有显著影响;(3)由声雷达确定的夜间边界层高度对应于 R _i1.0的高度,在这一高度范围内存在逆位温和强的风切变。本地区下垫面和复杂的地形导致夜间边界层高度随时间周期性地升高和降低,变化周期约3h。

• 城市街谷几何结构对街谷内流场及污染物浓度场影响的数值模拟
• 吕萍;袁九毅;张文煜
• 2004 Vol. 23 (4): 534-539. 
• 摘要 ( ) PDF (270KB) ( )
• 利用数值模拟方法研究了微尺度街道峡谷范围内街谷几何结构及街道两侧建筑物高度对称性对街谷内流场及机动车排放污染物扩散规律的影响。结果表明:当街道峡谷高宽比>2.1时,街谷内的流场结构由一个完整的垂直涡旋变为上下两个反向运动的强弱不同的垂直涡旋。各类型街谷内污染物扩散水平从强到弱依次为迎风面建筑物高度大于背风面建筑物高度的街道峡谷,迎风面建筑物高度小于背风面建筑物高度的街道峡谷;平行型街道峡谷。

• 中国北方特强沙尘暴的天气系统分型研究
• 刘景涛;钱正安;姜学恭;郑明倩
• 2004 Vol. 23 (4): 540-547. 
• 摘要 ( ) PDF (363KB) ( )
• 使用中国中央气象台出版的历史天气图资料,对1957-1996年和2001-2002年间发生在我国北方的33次特强沙尘暴过程的天气系统进行了分析研究,重点归纳了形成各次沙尘暴过程的天气系统的热力和动力结构、活动特征及高低层系统的相互配置。在此基础上,以触发沙尘暴强风的主要地面天气系统为主要依据,将形成我国北方特强沙尘暴的天气系统,划分成纯冷锋型、蒙古气旋与冷锋混合型、蒙古冷高压型和干飑线与冷锋混合型4种类型。研究了各类型天气系统在沙尘暴强风形成中的作用、各类型强风的特点及沙尘暴天气的时空分布特征,给出了各类型特强沙尘暴的天气学概念模型。

• 河西走廊沙尘暴的时空变化特征与其环流背景
• 江灏;吴虹;尹宪志;高晓清;王可丽
• 2004 Vol. 23 (4): 548-552. 
• 摘要 ( ) PDF (228KB) ( )
• 利用近50年来的气象台站观测资料和NCEP/NCAR再分析气候资料,分析了河西走廊沙尘暴频数的空间分布特征和时间变化规律以及有利于中国北方沙尘暴多发/少发的环流气候背景。结果表明:河西走廊沙尘暴的分布主要是沙漠边缘干旱化不稳定过渡带的产物,即在同样的大气条件下,下垫面条件决定沙尘暴的空间分布;河西走廊沙尘暴的时间分布主要与大风有关,在日变化、年变化、年际变化和年代际变化中都是如此,即在确定的下垫面条件下,大气(风)状况决定沙尘暴的时间变化;蒙古低(槽)、乌拉尔高(脊)的环流形势配置是沙尘暴过程中的典型背景条件,不仅在天气尺度是如此,在年际、年代际尺度也是如此;河西走廊沙尘暴的EOF分析表明,沙尘暴频数在20世纪末到本世纪初有一个明显的回升趋势,上升幅度已接近总下降幅度的四分之一至三分之一。

• 基于免疫进化算法优化的灾情评估指数公式及效果检验
• 李祚泳;杨怀金;燕鹏
• 2004 Vol. 23 (4): 553-557. 
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• 在分析灾情评估指标特征的基础上,提出了一种适用于多指标的灾情评估普适公式;对不同的评估指标及其分级标准,用免疫进化算法对公式中参数进行优化,得到对不同灾情评估指标及评价标准适用的指数公式。公式用于我国部分省市和地区的多种自然灾害的灾度评价,评价结果比较符合实际。该公式具有可比性、普适性和简单实用的特点。

• 海北高寒草甸生态系统定位站气候、植被生产力背景的分析
• 李英年;赵新全;曹广民;赵亮;王勤学
• 2004 Vol. 23 (4): 558-567. 
• 摘要 ( ) PDF (409KB) ( )
• 首先分析了中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站近40多年来气温、降水的变化特征;其次分析和总结近20年来海北高寒草甸生态系统不同植被类型分布及地上生物量;同时探讨了对气象条件影响牧草产量的机制及关系,以及高寒草甸植被对气候变暖的响应。本文的目的是为高寒草甸生态系统的结构、功能、能量流动及物质循环等研究,以及提高生物生产力途径模式的建立提供依据,也为从事海北站不同学科的研究工作提供气候及植被的背景情况。