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2000年  第24卷  第2期

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大气气溶胶折射率虚部的宽谱反演方法II.对比实验与应用研究
尉东胶, 邱金桓
2000, 24(2): 145-151. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2000.02.01
摘要:
通过对比观测实验,分析了宽谱方法与总辐射-直射比方法对大气气溶胶折射率虚部的反演结果。对比结果表明:两种方法对虚部的反演结果分别为0.012±0.003和0.011±0.004。另外,本文直接利用气象台站的辐射观测资料计算了北京1992年的大气气溶胶折射率虚部,并分析了北京地区气溶胶的局地辐射气候效应,发现北京气溶胶的辐射气候效应在冬季是倾向于加热的,而其他季节则倾向于冷却。
海南岛和厦门红树林湿地CH4排放的时空变化
叶勇, 卢昌义, 林鹏
2000, 24(2): 152-156. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2000.02.02
摘要:
研究了海南岛和厦门的河口海岸红树林湿地、海岸光滩及红树林伐迹地CH4排放的时空变化。海南岛长宁站位海莲林连续两年的CH4排放率均表现为外滩>中滩>内滩的空间变化模式,与土壤含水量的空间变化一致,而与土壤盐度的空间变化相反;但1997年在其余五个红树林湿地的CH4排放率表现出不同的空间变化规律,且大多与土壤理化因子不呈对应关系。各红树林湿地的最低CH4排放率均出现在冬季。红树林湿地年CH4排放率高于海岸光滩而低于红树林伐迹地。
北京大气甲烷季变化及发展趋势
王跃思, 王明星
2000, 24(2): 157-164. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2000.02.03
摘要:
近年来北京大气中CH4含量仍在上升,但平均增长率已从1985~1989年的1.76%.a-1,下降到1990~1997年的0.50%.a-1;冬季和夏季两次出现峰值,表现出明显的双峰模态季节变化。但北京大气CH4变化的最大特点是年际季变化不均一,12年中,北京大气CH4共计增长185×10-9混和体积比,其中冬季增长的贡献为69×10-9混和体积比,约占总增长的37%;而夏季的增长贡献不足40×10-9混和体积比,约占总增长的21%。90年代以后,北京大气CH4增长率进一步减慢,主要原因是生物源排放不再增加,而非生物源排放量的增长是大气CH4继续增长的主要原因。
冷锋天气大气边界层内臭氧及氮氧化物的观测研究
刘毅, 刘小红, 李家伦, 洪钟祥
2000, 24(2): 165-172. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2000.02.04
摘要:
利用北京325 m气象塔作为高空平台,于1997年10月观测到一次冷锋过程大气边界层内O3及NOx体积分数的变化,研究了O3及NOx体积分数与气象要素之间的关系,着重讨论了冷锋过境前后O3及NOx的体积分数变化及其与输送过程的关系。研究表明:北京大气边界层中下层存在明显的O3体积分数垂直梯度,O3的垂直输送与风速及温度梯度密切相关。冷锋过程有利于高层O3向低层输送,使O3体积分数垂直梯度明显减小,并使NOx体积分数显著降低。
边界层特征参数对旋转减弱的影响
赵鸣
2000, 24(2): 173-176. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2000.02.05
摘要:
根据作者提出的含边界层层结特征参数如层结稳定度、粗糙度等的Ekman抽吸速度公式,研究了稳定度、粗糙度、斜压性等参数对旋转减弱的影响。计算实例表明,稳定度影响旋转减弱最强,典型的不稳定情况旋转减弱进行的速度比稳定时大一个量级;粗糙度的影响主要表现于层结不稳定时,陆上要比海上快2倍以上。斜压性在不稳定时也有影响,此外风速也是影响旋转减弱的主要因子。本文结论有助于边界层与自由大气间相互作用的认识,并能给出某些气压系统维持与衰减的可能解释。
一个陆面过程参数化模式与MM5的耦合
殷达中, 陈家宜
2000, 24(2): 177-186. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2000.02.06
摘要:
在法国陆面过程模式的基础上,为了表示冠层叶片遮挡对水分蒸发阻抗的影响,在植被覆盖部分引入了遮盖因子,然后将这个修正的陆面过程参数化模式耦合到MM5模式中。耦合后的模式模拟出了因为降水造成土壤湿度变化和植被覆盖动态作用对地面通量的影响,而原MM5模式模拟结果则没有反映上述动态变化对地面通量的作用。原MM5模式和耦合模式模拟了1993年8月17日到20日以内蒙古半干旱草原为中心的中尺度区域的气象场,模拟结果和IMGRASS预观测资料进行了对比,对比说明新的陆面过程模式提高了MM5模式对地面通量和边界层各物理量(风、温、湿)的模拟精度。
北大西洋涛动指数的比较及其年代际变率
龚道溢, 王绍武
2000, 24(2): 187-192. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2000.02.07
摘要:
首先对各种北大西洋涛动(NAO)指数的定义进行了比较。发现冬季和夏季NAO的涛动中心有显著的差异,所以分别进行定义,定义时的中心由EOF分析及相关分析确定,新的定义能解释更多的海平面气压方差。在此基础上建立了1873年以来的冬、夏NAO指数序列。近百年来的NAO指数最突出的年代际变化是,夏季在1910~1920年期间的突变性质的增强,以及冬季近20多年来的持续加强。最后还对NAO年代际变化产生的可能原因进行了分析。
西太平洋副热带高压对热带海温异常响应的研究
应明, 孙淑清
2000, 24(2): 193-206. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2000.02.08
摘要:
利用多年的观测资料,研究了西太平洋副热带高压对热带海温异常的响应及其相互作用过程。着重研究冬、夏季西太平洋副高对同期及前期不同海域(特别是赤道东、西太平洋以及印度洋海域)海温异常的响应;用SVD方法分析了夏季副热带高压与前冬、前春及同期各月全球海温的最佳耦合模态。在对比研究西太平洋副热带高压异常时其垂直环流变化的基础上,进而研究海气相互作用对副热带高压影响的物理过程。
气候预测中的集合方法初探
袁重光, 赵彦, 李旭, 曾庆存
2000, 24(2): 207-214. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2000.02.09
摘要:
介绍了气候预测中的集合方法。该文作者曾在1996年论证了在西太平洋暖池区海温异常与东亚夏季风的共同作用下存在一个可预测的气候异常区,部分地改变了气候不可预测的论断。如何从与大量不可预测结果混杂在一起的结果中提炼出可预测部分是集合方法的重要目的之一。文中也讨论了由于大气运动固有的动力学特性,其集合预测与经典的数学考虑有所区别,天气与气候预测有不同的特点,其集合方法、目的也应有所不同,由此对集合方法提出了一些新的建议。文中同时介绍了首次在气候预测中发现的多平衡态现象,建议了如何判定多平衡的出现,以及如何利用多平衡态来改善对不同区域的预测。
IAP PSSCA 两组预测试验的评估及比较I.降水部分
赵彦, 林朝晖, 李旭, 袁重光
2000, 24(2): 215-222. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2000.02.10
摘要:
利用中国科学院大气物理研究所研制的短期气候距平数值预测系统(IAP PSSCA),  种版本的大气环流模式:AGCM 1.1和AGCM 1.2,分别以2月11~19日的9天大气观测值为初始场,以给定海温为边界场,对1980~1994年的15年的降水异常进行了两组集合后报试验。对试验结果进行定量评估表明:IAP PSSCA对降水异常具有一定的预测能力,特别是在中国东部受东亚季风及海温异常影响的地区,IAP PSSCA具有较高的预报技巧,其中以东南区域(包括江淮流域和华南地区)最高,尤其是对有洪涝灾害的降水异常年,距平相关系数在0.50左右,接近可供业务使用的要求,说明模式能够抓住在东亚季风区存在的某种物理机制,从而提高了这一地区的预报技巧;另外,两个大气环流模式相比,改进了地表反照率的AGCM 1.2的15年集合平均预测技巧略高于AGCM 1.1,特别是在华北地区,预测效果有明显提高,这表明改进地表反照率从而改进了模式的气候平均态的模拟,能提高气候模式的预测能力,说明较好的陆面过程引入模式对短期气候预测是有益的。
登陆台风引发的暴雨过程之诊断研究
孙建华, 赵思雄
2000, 24(2): 223-237. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2000.02.11
摘要:
对9406(Tim)台风登陆北上并与西风带槽相互作用,引发我国东部大暴雨的过程进行了诊断研究,并与北美的个例进行了对比。发现Tim与北美的Hazel、Agnes、Camile飓风虽同属于低纬度系统北移被中纬度西风槽所“捕获”,但上述北美飓风均转变为锋面气旋,发展过程基本上与挪威学派经典的A类气旋及Petterssen定义的B类气旋相似,而Tim不属于上述两类情况。对涡度方程的诊断表明,此过程在低层除平流项外,散度项也比垂直输送项和扭转项大一个量级。而高空散度项、垂直输送项和扭转项同量级,此时扭转项的贡献也不可忽视。对水汽来源的诊断表明,对华北和东北的降水而言,尽管孟加拉湾有丰沛的水汽输送至东亚,但是南海和西太平洋的水汽输送仍有重要贡献。
第一次全球大气研究计划试验期间华南前汛期暴雨过程及其环流特征的诊断研究
陈红, 赵思雄
2000, 24(2): 238-252. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2000.02.12
摘要:
对1979年第一次全球大气研究计划试验(FGGE)期间华南前汛期3次暴雨过程及其环流特征进行了诊断研究。发现:(1)3次暴雨过程均与锋面活动有关,每次锋面过程都与锋生区对应,暴雨多见于锋前暖区内。锋面的特征既不同于冬季的冷锋,又不同于夏季长江流域的梅雨锋。(2)对视热源和视水汽汇作了计算,发现3次暴雨过程中,华南地区的视热源和视水汽汇项有明显作用,积云对流所造成的对流凝结加热作用很重要。(3)华南前汛期暴雨与南海季风有密切关系。1979年FGGE期间南海季风3次向北推进,与3次暴雨过程有直接的联系。(4)对这3次降水过程的水汽来源作了分析,发现除孟加拉湾外,南中国海亦是重要的水汽供应源地。(5)对云系的分析表明,华南上空的β中尺度对流云团为暴雨的发生提供了有利条件。
区域和全球模式的嵌套技术及其长期积分试验
陈明, 符淙斌
2000, 24(2): 253-262. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2000.02.13
摘要:
将区域模式嵌入澳大利亚CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization)的全球模式中,并将其应用于区域模式的长期气候积分试验。模拟结果表明,当区域与全球模式嵌套时,边界吸收问题十分重要,由区域模式得到的高分辨率大尺度环流形式在边界上必须与全球模式提供的强迫一致,同时区域模式必须给出基于模式内部物理过程产生的高分辨信息。因此,在嵌套过程中,必须仔细考虑缓冲区的设置,使大尺度强迫与中尺度特征充分混合,既保持区域模式内外的一致性,又使区域内部中尺度强迫物理过程得到充分发展。将区域模式与澳大利亚CSIRO的9层21波三角形截断谱模式嵌套后,完成了连续3年的区域气候模式积分。模拟结果表明,由于区域模式较好地刻划了区域尺度的地形、下垫面和海岸线分布等的细节特征,模拟的区域气候特征比全球模式有较大的改进,尤其是对季风降水的模拟,区域模式明显改进了全球模式的模拟结果。
提高最优插值法测量区域降水量精度的探讨
李建通, 杨维生, 郭林, 陈泽面
2000, 24(2): 263-270. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2000.02.14
摘要:
首先从理论上研究了要素场相关函数和校准雨量站的分布对最优插值中最优权重系数的影响,然后用3种相关函数模型对1996~1997年收集的113个时次的雷达和雨量计资料进行计算、检验。结果表明:采用自适应相关函数模型的最优校准法可以有效提高区域降水量的测量精度。另外,通过对大误差的产生原因分析,给出合理设置自动雨量站的建议和解决边界测量精度较低的方法。
缓慢移动性Rossby波与大尺度地形的近共振相互作用
罗德海, 李崇银
2000, 24(2): 271-283. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2000.02.15
摘要:
通过考虑西风角动量(基本气流的二阶修正)对缓慢移动性Rossby波的反馈作用,建立起缓慢移动性Rossby波与大尺度地形近共振相互作用的理论模型,使用4阶Runge-Kutta方法对该模型进行数值计算可以发现,缓慢移动性Rossby波与大尺度地形近共振相互作用,可以使缓慢移动性Rossby波和西风角动量产生30~60 d的低频振荡。在高纬度地区(60oN),30~60 d低频振荡主要以缓慢西移的1波为主;而在中纬度地区30~60 d低频振荡主要表现为1~3波,其中1波可以是缓慢东移的,也可以是缓慢西移的,而2波主要表现为缓慢向西移动,3波为缓慢向东移动。
暖底积云自然降水过程和人工催化个例数值模拟
曾光平, 郑淑真, 张长安, 隋平, 李茂伦
2000, 24(2): 284-288. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2000.02.16
摘要:
利用一维积雨云双参数模式模拟福建省的暖底积云自然降水过程和催化过程。模拟结果表明:暖云催化影响了降水的演变过程,不仅使总降水量增加,而且改变了降水的分布,使降水提前出现。冷云催化对降水过程没有发生明显的影响。对催化云和自然云云水和雨水含量的模拟表明:暖云催化使云中碰并过程提前出现,导致催化云中云水含量明显少于自然云中的云水含量:催化云雨水含量先是明显大于自然云中的雨水含量,随后明显小于自然云中的雨水含量。