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2002年  第26卷  第4期

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南北两半球大气的相互作用和季风的本质
曾庆存, 李建平
2002, 26(4): 433-448. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.04.01
摘要:
理性分析和利用NCEP/NCAR资料进行统计分析表明:大气环流的季节变化和越赤道气流即两半球的相互作用首先是由于赤道面与黄道面有交角而使太阳辐射有年变化所致,行星热对流环流是热带季风的"第一推动力",而地表面特性差异(海陆热力特性差异以及地形高度等)所导致的准定常行星波为"第二推动力".如以推动大气质量跨纬圈传输的效力来看,平均来说二推动力的功效之比为2:l.第二推动力在亚澳季风区与第一推动力合拍,使热带季风在亚澳区内最明显,而各经圈环流圈的上下及南北关联及与中高纬准定常行星波的配置则使全球范围内从低纬到高纬、从低空到高空有地域性的明显季节变化区,从而构成三度空间的全球季风系统.
从宽带太阳直接辐射小时或日曝辐量反演气溶胶光学厚度研究
邱金桓, 杨理权
2002, 26(4): 449-458. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.04.02
摘要:
从宽带的太阳直接辐射1天或1小时累计量(曝辐量)气象观测资料反演气溶胶光学厚度的一个有效方法是很有用的.作者把太阳曝辐量与"等效"的瞬时太阳直接辐射关联起来,建立了一个与曝辐量"等效"的瞬时太阳直接辐射的模式;应用该模式和一个"等效"波长模式,发展了一个从太阳直接曝辐量反演气溶胶光学厚度的方法.作者还从试验上比较分析了由某时刻的宽带太阳直接辐射、每小时或1天的太阳直接辐射曝辐量反演得到的气溶胶光学厚度以及由太阳光度计探测的气溶胶光学厚度.试验结果表明,由日太阳直接辐射曝辐量反演得到的气溶胶光学厚度可理解为辐射加权的日平均光学厚度.
用VLF/VHF信号大容量采集系统观测云地闪电放电过程
祝宝友, 刘亦风, 陶善昌
2002, 26(4): 459-473. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.04.03
摘要:
简述了一种高分辨、大容量闪电VLF/VHF信号记录系统,报道了一次包含12次对地回击、平均回击间隔70ms、持续时间超过800 ms的地闪放电过程的VLF/VHF辐射波形全景以及分析结果.这一个典型事例揭示了一些有趣的现象:(1)这次过程的头5 ms出现了强烈的VLF双极性大脉冲序列,标志着云内初始击穿过程启动;对应于一系列VLF辐射事件出现了强烈的VHF辐射爆发,总体上看,前380 ms期间VHF辐射异常强烈,呈现为间歇式准连续辐射,之后强烈VHF辐射则更多地表现为分立脉冲式爆发特征.(2)与回击主电流峰期间VHF辐射较弱不同,地闪最强的VHF辐射来自初始击穿过程和回击后云内放电通道扩展或者新通道形成过程;在初始击穿阶段和回击间歇期,出现了不止一次强烈的VHF辐射爆发并不伴随明显的VLF辐射.(3)回击间歇期间一类云中放电过程产生一系列半宽为3~4μs左右、出现频率约105Hz的VLF快脉冲串,整个脉冲串持续时间约1ms,频谱峰值区域在60~90 kHz,并伴随较强的VHF辐射,这些特征都与直窜先导特征一致.很可能这是一种云内K事件.(4)还给出了江淮地区地闪过程回击VLF/VHF辐射波形的统计特征,统计还显示当相继两次回击间隔小于40 ms时后面回击幅度倾向于比前面回击弱,当回击间隔时间大于100 ms时,后面回击比前面回击强的可能性大.
大气近地层湍流能谱特征的再分析
卞建春, 乔劲松, 吕达仁
2002, 26(4): 474-480. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.04.04
摘要:
根据Kolmogorov局地均匀性湍流假设,大气近地层湍流能谱在惯性副区符合"-5/3律".但是作者通过翻阅大量文献以及实测资料分析发现,大气近地层湍流能谱符合"-5/3律"的频率范围比较狭窄,而用幂函数+指数函数形式"fS(f)∝F-ae-bf"拟合更恰当一些,这种能谱函数形式是连续时间混沌系统所特有的.利用HEIHE实验湍流观测资料分析结果表明,对于径向风分量,a=0.447,b=0.228;切向风分量:a=0.489,b=0.190;垂直风分量:a=0.551,b=0.124;温度:a=0.588,b=0.123.
拉萨地区生物有效紫外辐射初步分析
除多, 普布次仁, 边多
2002, 26(4): 481-486. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.04.05
摘要:
根据1996~1998年由NILUV紫外辐射仪在西藏拉萨地区观测的紫外辐射资料,分析了青藏高原拉萨地区生物有效辐射的分布特征.结果表明,1997年日正午最大生物有效紫外辐射剂量率(UV dose rate)达到500mW m-2,最小值为9.7 mW m-2;晴天时生物有效辐射剂量率的日变化呈规则曲线,且早晚小,中午大;一年中紫外辐射变化的总趋势是由太阳天顶角决定的,紫外辐射的日变化和年变化是其最主要、最基本的变化;西藏拉萨地区的月平均红斑辐射剂量明显高于全球其他同纬度地区.
对流层氮氧化物光化学转化特征研究
朱彬, 孙照渤, 安俊岭
2002, 26(4): 487-495. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.04.06
摘要:
应用大气光化学模式研究了日间影响NOx光化学转化率的主要物理化学因子.探讨了在不同NMHC/NOx比值时,NOx光化学特征及其转化产物的变化规律.结果表明,影响NOx转化率的主要因子是阳光辐射强度和NMHC/NOx比值.但在NMHC/NOx比值很低时,光强的增加并不能显著提高NOx转化率.温度和初始臭氧浓度对NOx转化率的影响次之.相对湿度对NOx转化率的影响较小.在不同NMHC/NOx比值下,NOx转化特征和产物有很大区别.NMHC/NOx比值高时,产物中PAN>HNO3.NMHC/NOx比值中(低)时,产物主要是HNO3,PAN等有机氮不到10%(1%).最后初步比较了模拟和观测的NOy组成.
青藏高原地面站积雪的空间分布和年代际变化特征
韦志刚, 黄荣辉, 陈文, 董文杰
2002, 26(4): 496-508. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.04.07
摘要:
作者选取了青海省和西藏自治区境内的72个气象站逐日观测的积雪深度资料,分析了青藏高原积雪的空间分布和年代际变化特征,结果表明:高原积雪的年变程并不完全一致,高原东南缘的积雪主要发生在3月份;高原东南和东北部的积雪一年有两个高值区:前冬10~12月,后冬2~4月;高原中部和西南部的积雪主要在隆冬12~1月;中部一些站点的积雪一年存在3个峰值:10月、1月和5月.青藏高原的积雪主要发生在10月至5月份,9月和6月的积雪相对来说很少,7月和8月基本无积雪.高原沿唐古拉山、念青唐古拉山、巴颜喀拉山、阿尼玛卿山以及喜马拉雅山坡的站点最早开始有积雪,8、9月份就会有积雪产生,并且这些地区最迟有积雪的月份也较晚,6、7月份还会有积雪存在;而柴达木盆地、青海湖盆地到湟水流域、沿雅鲁藏布江的河谷地带积雪出现得晚(10、11月),最迟出现积雪的月份却要早(5、6月份),雅鲁藏布江东段地带甚至最迟出现积雪的月份要提前到3、4月份.高原积雪存在三个高值中心:一是由喜马拉雅山脉北麓沿线各站组成的南部高值中心;二是唐古拉山和念青唐古拉山的东段山区;三是位于高原东部的阿尼玛卿山和巴颜喀拉山地区.青藏高原积雪总的来讲呈平缓的增长态势,20世纪60年代初积雪稍偏多,20世纪60年代中到20世纪70年代中是积雪偏少时期,20世纪70年代末到20世纪90年代是积雪偏多期.从20世纪60年代中到20世纪80年代末,积雪明显增加,20世纪90年代积雪又表现出减少的趋势.高原冬春多雪年为1983、1978、1982、1998、1993、1962、1968、1989、1995、1990;冬春少雪年为1965、1999、1984、1969、1985、1971、1976、1967、1960、1991.
影响青藏高原植被生理过程与大气C02浓度及气候变化的相互作用
范广洲, 程国栋
2002, 26(4): 509-518. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.04.08
摘要:
利用一陆面过程模式,初步模拟研究了青藏高原夏季风盛行期植被生理过程与大气CO2浓度及气候变化的相互作用.结果表明,气候以及大气CO2浓度变化对青藏高原地区的植被生理过程有较明显的影响,高温、高湿和高CO2浓度将加强高原植被的光合作用和呼吸作用,有利于植被生长.高原植被也可通过生理过程,产生净C02吸收,降低大气C02含量,起到调整温室效应的作用,从而影响全球气候变化;当气温升高、大气C02增加时,这种作用更加有效.青藏高原地区大气C02浓度加倍,对高原地区气候的直接影响不明显.植被的存在也会影响区域气候变化,并可通过改变高原热源,进而影响高原及其周边地区气候变化.文中还归纳出了植被生理与气候相互作用的简单概念模型.
地面感热对青藏高原低涡流场结构及发展的作用
李国平, 赵邦杰, 杨锦青
2002, 26(4): 519-525. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.04.09
摘要:
考虑热带气旋类青藏高原低涡为受加热和摩擦强迫并满足热成风平衡的轴对称涡旋系统,通过求解线性化的柱坐标系中涡旋模式的初值问题,分析了地面感热对高原低涡流场结构及发展的影响,给出了高原低涡眼壁内、外侧水平流场和垂直流场的结构特征,讨论了低涡发展与其水平尺度、垂直厚度、所处纬度以及热量总体输送系数和加热强度的关系.结果表明:地面感热对低涡的生成及发展具有重要作用,但这种作用是否有利于低涡的发展与低涡中心和感热加热中心的配置有关.
1998年"二度梅"期间突发强暴雨系统的中尺度分析
贝耐芳, 赵思雄
2002, 26(4): 526-540. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.04.10
摘要:
采用实测资料,对造成7月20日至22日期间的特强暴雨过程进行了分析,认为,除去副热带高压南退且稳定维持这种有利的大尺度条件外,一系列β中尺度天气系统在长江中游(即鄂东河谷地区)的发生发展是造成本次强暴雨的最直接原因,这类系统的发生发展具有很大的局地性和突发性.分析表明,对流层中低层的水汽的大量集中以及对流不稳定条件的存在可能对此类系统发展提供了有利环境,对其启动的机制作了初步的讨论,认为地形的热力强迫及梅雨锋上的中尺度扰动可能对此类系统的发生发展起了触发作用.
华南"94·6"特大暴雨的中尺度对流系统及其环境场研究I.引发暴雨的β中尺度对流系统的数值模拟研究
孙建华, 赵思雄
2002, 26(4): 541-557. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.04.11
摘要:
选取1994年6月12日~13日的过程,在确定云雨、垂直运动的模拟基本正确的基础上,利用模式输出资料对β中尺度对流系统的结构进行分析研究.结果表明:低层的水汽辐合很强,并且出现在对流发展前2~3h,有利于对流的启动;随着对流系统的发展,最大的垂直运动向上扩展,饱和层和中性层也不断向上伸展,对流层中层的中性层结既是对流发展的结果,也可能是其维持机制之一;强对流系统发展较强时,低层(600hPa以下)是辐合,而中高层为高压辐散气流,高层的辐散气流对对流系统的发展、维持有一定的作用;系统发展最强时垂直方向是两个模态,发展和衰减阶段一般为多个模态;强对流系统发展的环境风场为低层有西南、东南和北风三支气流辐合,而高层以偏北风为主;切变线上对流系统的降雨量有3h左右的周期变化.
用于气候研究的雪盖模型参数化方案敏感性研究
孙菽芬, 李敬阳
2002, 26(4): 558-576. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.04.12
摘要:
为了得到一个适用于气候研究简化的季节性雪盖模式最佳方案,必须对雪盖内部的重要物理过程、其与上大气相互作用、相应模型的参数化方案和有关的参数选取以及模型的分层结构进行深入研究.利用作者的雪盖模型(SAST),对其中的一些关键性过程的有关参数化方案(如压实、相变、融化雪水流动及分层方案考虑等)及关键的参数(如雪面反照率、有效热传导系数及持水能力等)进行了分析和敏感性试验,得到若干有意义的结论,为雪盖模式改进提供有用的结论.