论文

• 稀疏植被下垫面与大气相互作用研究进展
• 胡隐樵;孙菽芬;郑元润;张强;傅培健;左洪超
• 2004 Vol. 23 (3): 281-296. 
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• 介绍了国家自然科学基金委员会"十五"重点项目"稀疏植被下垫面与大气相互作用研究"的成果。通过资料分析、数值试验和理论分析,研究干旱地区稀疏植被复杂下垫面上水、热及CO2输运过程的机理;非均匀下垫面的复杂非线性效应;干旱地区更合理的陆面过程参数化方案以及绿洲的稳定性;强沙尘暴的发展机制和干旱地区生态环境建设对策。主要结果表明:(1)揭示了植物生态生理过程、净第一生产力和生物量对气候的敏感性,为稀疏植被下垫面与大气相互作用研究提供了较好的接口。(2)发展了适用于干旱、半干旱地区土壤中水热输送交叉耦合的物理模型;以能量和物质守恒定律为基础的雪盖物理模型,它显著地改善了陆面过程的模拟效果,是国际上最早开发的同类模型之一。(3)发展了大气非平衡态热力学,证明了非线性区普遍成立的最小熵产生原理,为研究气候和环境复杂系统提供了新思路和新方法;揭示了大气辐散和辐合运动对垂直湍流输送的影响,非均匀下垫面地气相互作用,为非均匀下垫面陆面过程参数化提供了物理基础;研究了绿洲稳定性并估算了绿洲临界尺度约为3~6km,为绿洲保护和建设提供了理论依据;提出了干旱地区有限水资源条件下增强其稳定性和抗干扰能力的生态环境建设对策。(4)发展了强沙尘暴发展的动力学模式,揭示了强沙尘暴发展辐射冷却的正反馈机制, 展示了强沙尘暴预报的良好前景。

• 城市生态环境与绿化植被相互作用研究
• 何云玲;张一平
• 2004 Vol. 23 (3): 297-304. 
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• 多年来城市生态环境和城市绿化植被研究一直是国内外学者关注的热点。本文从城市的气候、水文、土壤等环境特征发展变化以及城市绿化植被的生态环境效应等方面,阐述了国内外在该领域的研究动态和取得的成果,并指出了研究的不足和今后应该加强之处,以期为推动和促进我国城市环境与城市生态动态研究提供参考依据。

• 荒漠戈壁大气总体曳力系数和输送系数观测研究
• 张强;卫国安
• 2004 Vol. 23 (3): 305-312. 
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• 利用"我国西北干旱区陆-气相互作用观测试验"在甘肃敦煌进行的陆面过程野外试验的观测资料,依据三种不同方法确定了干旱戈壁区动量输送的曳力系数 C _d、感热和潜热交换的总体输送系数 C _h和 C _q。结果表明:尽管这三种方法计算的曳力系数和总体输送系数有一定的差别,但在量级上相当,尤其是 C _d和 C _h的平均值比较接近。本文还通过对风向的分析,剔除了附近建筑物干扰和来自绿洲湿平流的影响,得到了荒漠戈壁总体输送系数的特征及其与理查孙数的关系。

• 青藏高原雨季的降水特征与东亚夏季风爆发
• 巩远发;纪立人;段廷扬
• 2004 Vol. 23 (3): 313-322. 
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• 用小波分析方法研究了1993年和1994年青藏高原雨季降水的多时间尺度变化特征,结果表明,小波变换对高原上降水从活跃期到中断期之间突变的时间有很好的分辨能力,并发现强弱季风年高原降水的变化特征有很大的差异:即高原降水除了其季节变化外,强东亚季风年(1994年)还有明显的30~60天低频变化;弱东亚季风年(1993年)却是准双周的变化明显。另外,还将高原上降水从活跃期到中断期的变化与同期的NCEP资料作了一些对比分析,发现高原雨季的开始与东亚夏季风爆发可能有一定的联系,即高原东部夏季降水的第一次活跃期与东亚夏季风的爆发时间基本一致。

• 青藏、伊朗高原春夏季高层热力异常与我国夏季气温的关系
• 许利;毕云;钱永甫
• 2004 Vol. 23 (3): 323-329. 
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• 首先利用EOF方法,分析了0°~180°E,0°~60°N范围内100,150,200,250,300,400,500hPa等层次上温度场的时空变化特征,结果表明,青藏、伊朗高原的热力异常在300hPa温度场上有明显的体现。然后利用SVD方法,分析了青藏、伊朗高原地区300hPa温度场异常与我国区域气温的关系,分析表明:(1)伊朗高原大部和青藏高原中部、西北部6~8月300hPa温度与我国长江流域和江淮之间同期的气温有显著的正相关关系;(2)青藏高原东部、西北部4~5月300hPa温度与我国长江流域偏南地区6~8月的气温有显著的正相关关系。

• 地表感热的时空分布特征及其与邻近海洋海温异常的关系
• 张艳;钱永甫
• 2004 Vol. 23 (3): 330-338. 
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• 利用1949-2000年NCEP/NCAR再分析资料中的地表感热通量资料,分析了全球地表感热的时空分布特征。结果表明:青藏高原地表感热是全球感热的主要部分,高原地表热源表现出明显的非均匀性,高原东西部热源呈反位相变化。高原西部、东部和北非地区是地表感热年际和年代际异常的关键区。SVD分析发现,高原东、西部感热异常与西北太平洋和赤道中印度洋的海温异常有很好的相关关系。

• 亚洲地面气温异常对中国汛期雨带位置的影响研究
• 田永丽;曹杰
• 2004 Vol. 23 (3): 339-343. 
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• 利用1980-1999年NECP/NCAR地面气温资料和中国气象局国家气象中心中国汛期雨带类型资料,计算并分析了亚洲地区地面气温与中国汛期雨带位置的关系。结果表明,亚洲地面气温与中国汛期雨带位置关系最好的区域在青藏高原,该地区的地面气温与中国汛期雨带位置之间的正相关关系具有较好的持续性,其中关系最密切的时间是5月份。对相应大气环流的合成分析发现,当5月青藏高原地面气温偏高时,热力作用使得高原地区上升气流加剧,并在115°E,25°N附近强迫出一支相对偏强的下沉气流,导致在110°~120°E,20°~25°N附近出现一个相对的反气旋性环流,该环流有利于夏季西太平洋副热带高压的北上,最终使得中国汛期雨带位置偏北。

• 海冰非均匀条件下大气环流模式和海洋环流模式耦合的实现
• 刘喜迎;张学洪;俞永强;宇如聪
• 2004 Vol. 23 (3): 344-347. 
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• 通过采用一种较好地考虑了海气通量交换对下垫面特征非线性依赖的通量计算方案,利用较成熟的逐日通量距平耦合方案实现了次网格尺度海冰非均匀条件下一个全球大气环流模式和一个全球海洋环流模式在高纬地区的耦合,并完成了一个50年的长期积分。模拟结果表明,通量计算方案中水道的作用是合理的,耦合模式能较好地模拟出北半球高纬海冰的主要地理分布特征,但夏季北冰洋内部靠近欧亚大陆部分边缘海区海冰密集度偏大。

• 藏北高原地面辐射收支的初步分析
• 马伟强;马耀明;胡泽勇;李茂善;王介民;钱泽雨
• 2004 Vol. 23 (3): 348-352. 
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• 利用"全球能量与水循环亚洲季风之青藏高原试验"GAME/Tibet(GEWEX Asian Monsoon Ex periment in the Tibetan Plateau)1998年加强期(IOP)观测资料,分析研究了藏北高原地区草甸下垫面在季风前、季风中、季风后的太阳短波向下辐射、大气长波向下辐射、地面长波向上辐射、地面短波向上辐射、净辐射及地表反射率等特征,得到了藏北高原地区草甸下垫面辐射特征的新认识。

• 青藏高原西部地表通量的年、日变化特征
• 余锦华;刘晶淼;丁裕国
• 2004 Vol. 23 (3): 353-359. 
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• 利用青藏高原西部地区改则和狮泉河两个自动观测气象站1998年全年每天24个时次的风速、温度和湿度等梯度观测资料,采用湍流相似理论,计算了改则和狮泉河的动量通量、感热通量以及潜热通量。结果表明:改则和狮泉河两地的地表湍流通量都具有明显的季节变化和日变化,且其季节变化的相同点表现在感热通量均在5月份最大,1月份最小;而潜热通量均在8月份最大。不同点表现在改则的潜热通量在12月份最小,狮泉河1~5月平均潜热通量为负,以凝结为主,改则的月平均蒸发及全年的蒸发总量比狮泉河的要大。而其感热通量比后者的都小。日变化幅度随季节变化明显,表现在夏季地表通量的日变化幅度大,冬季要小得多。

• 西北干旱区地气温差的时空特征分析
• 范丽军;韦志刚;董文杰
• 2004 Vol. 23 (3): 360-367. 
• 摘要 ( ) PDF (356KB) ( )
• 利用西北干旱区55个站1961-2000年0cm地温和气温资料,利用EOF、旋转EOF分析和小波分析方法,分析了西北干旱区地气温差的空间分布及时间演变特征。结果表明:西北干旱区地气温差6月份最大,1月份最小;春、夏、秋三季均为正值,冬季除个别站点外均为负值。西北干旱区春、夏、秋、冬四季地气温差的空间分布前三个特征向量均表现为三种分布型:全区一致型、南北差异型和东西差异型。在过去40年间,西北干旱区的地气温差表现为四种时间演变型:具有极小值的抛物线型、具有极大值的抛物线型、单调递增型和单调递减型。西北干旱区地气温差的周期振荡主要以3~6年和20年为主,这些周期振荡在不同区域不同时期的显著性不同。

• 大气混合层高度的模式计算和分析
• 曾智华
• 2004 Vol. 23 (3): 368-373. 
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• 设计了一套描述混合对流层平均状况的平板模式,模拟了混合层平均要素随时间的演变过程。采用能量学方法,通过考虑影响混合层演变的浮力、风切变及下沉等因子,对混合层高度随时间变化的过程进行数值模拟计算,并与实际观测资料比较。结果表明,模式可以较好地应用于实际业务预报中,同时改进了模式的计算方法,分析了各种物理参数对混合层高度变化的不同影响和物理成因。

• 甘肃省沙尘暴过程的划分及统计分析
• 陈晓光;张存杰;董安祥;陆登荣
• 2004 Vol. 23 (3): 374-381. 
• 摘要 ( ) PDF (324KB) ( )
• 选取甘肃省18个代表站1955-2000年共46年的沙尘暴实测资料,确定了甘肃省区域性沙尘暴过程强度标准和单站沙尘暴过程强度标准,用此标准对甘肃省80个气象站自1955年以来的特强、强和一般沙尘暴过程进行了划分,并对其空间分布特征和时间变化特征进行了分析研究。

• 内蒙古阿拉善地区沙尘暴的气候特征分析
• 尤莉;王革丽;吴学宏;王国勤
• 2004 Vol. 23 (3): 382-386. 
• 摘要 ( ) PDF (216KB) ( )
• 根据内蒙古阿拉善地区1961-2000年40年的沙尘暴、扬沙资料,分析了其气候学特征、地理特征、季节特征以及年际、年代际变化特征。结果表明,近40年来阿拉善地区沙尘暴出现日数在减少。但是进入20世纪90年代,阿拉善北部地区沙尘暴出现日数却呈波动增加趋势。沙尘暴出现日数的变化是特定气候变化的反映,下垫面条件的持续恶化也是该地区沙尘暴天气持续增加的原因之一。

• 位涡诊断在云南夏季强降水预报中的应用
• 范可;琚建华
• 2004 Vol. 23 (3): 387-393. 
• 摘要 ( ) PDF (376KB) ( )
• 通过对云南夏季常见的"滇黔辐合型"强降水的个例分析,探讨位涡诊断在低纬高原的应用前景。发现干、湿位涡能较好地反映天气系统的演变特征,干位涡能反映冷空气活动的路径和暖湿气流的活动。高层干位涡具有向对流层低层延伸和低层干位涡具有向上伸展的特点,当高层干冷空气与低层的暖湿气流汇合,加上低层低涡切变的辐合机制,产生强烈的上升运动,这种形势极有利于对流不稳定能量的储存和释放,造成强降水。当高、低层干位涡减弱,两者相互作用减弱时,降水趋于结束。云南夏季常见的"滇黔辐合型"强降水过程的干位涡场表现在对流层中低层,高低纬呈现南北向或东北西南向高值带,当PV高值带断裂时,云南省强降水过程趋于结束。对流层低层湿位涡MPV1较PV能更好地反映对流层低层西南涡的移动和发展,在云南强降水过程中,700hPa上MPV1<0,MPV2>0。

• 国产GPSO ₃与芬兰Vaisala臭氧探空仪的比对试验
• 宣越健;马舒庆;陈洪滨;王庚辰;孔琴心;赵琼;万小伟
• 2004 Vol. 23 (3): 394-399. 
• 摘要 ( ) PDF (262KB) ( )
• 臭氧探空仪是一种主要而又直接的探测大气臭氧垂直分布的技术手段。为了了解国产GPSO ₃臭氧探空仪的测量精度、灵敏度和可靠性,我们开展了与芬兰VaisalaECC臭氧探空仪的系列平行比对试验,包括实验室臭氧传感器比对测试,室外地面臭氧传感器比对测试,低压环境下进气柱塞泵(效)比对测试和臭氧探空施放比对试验。测试结果分析表明,国产GPSO ₃臭氧探空仪的主要指标性能与国际通用的Vaisala臭氧探空仪的相当。

• 江南地区近50年地面气温的变化特征
• 侯伟芬;王谦谦
• 2004 Vol. 23 (3): 400-406. 
• 摘要 ( ) PDF (412KB) ( )
• 利用近50年(1951-1999年)中国160个测站的气温资料,通过距平、二项式系数加权平均法、最大熵谱、小波分析等方法,对江南地区气温的年际和年代际变化等特征进行了分析。结果表明,近50年间江南四季气温的变化趋势有所不同,春、夏、秋、冬季气温的气候趋势系数分别为0.16,-0.08,-0.02和0.29,冬季及春季变暖较明显,夏秋季则稍稍变凉。各季气温变化的周期也不相同,夏季气温异常表现为3.6年的主周期和2.5年、5年的次周期,冬季气温异常表现为6.3年主周期和3.3年的次周期。

• 陕西省大雾的气候特征
• 贺皓;吕红;徐虹
• 2004 Vol. 23 (3): 407-411. 
• 摘要 ( ) PDF (215KB) ( )
• 利用陕西省17个代表站1971-2000年的大雾资料,分析了大雾的气候特征和地域特征。陕西省自北向南年平均雾日分布呈现3个高值中心和3个低值中心,依次在宜君-洛川、石泉-汉中和西安、陕北北部长城沿线、关中平原东西入(出)口处。陕西省大雾每个月都可形成,但秋冬季(9~12月)的4个月发生频率最高,雾日最少月为2月和6月。平均雾日较多的宜君、石泉和西安有较明显的年变化,大致有6年和8年的准周期。但西安与咸阳30年雾日变化相反,西安呈下降趋势,咸阳则反之。

• 关于非均匀下垫面大气边界层研究的讨论
• 刘红年;刘罡;蒋维楣;左洪超
• 2004 Vol. 23 (3): 412-416. 
• 摘要 ( ) PDF (240KB) ( )
• 本文是该会议关于非均匀下垫面大气边界层研究的讨论总结,涉及大气边界层观测试验、M-O相似理论的适用范、非均匀陆面边界层参数化、非均匀下垫面能量平衡、城市边界层,以及大气边界层湍流结构与特征等方面。希望这些讨论能为今后非均匀陆面过程研究提供有益的启示。