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1998年  第22卷  第6期

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大气环流的季节变化和季风
曾庆存, 张邦林
1998, 22(6): 805-813. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1998.06.01
摘要:
利用多年平均气候资料计算了全球各地和各等压面上的大气环流季节变率(即冬季和夏季环流之差或者1月和7月环流之差再除以年平均),发现在对流层低层环流有5个很突出的季节变率极大值的区域,分别位于热带和南北两半球的副热带和中-高纬度带(温-寒带),它们分别对应于经典所谓的热带季风区,太平洋、印度洋和大西洋的副热带高 压季节性移动区域,以及温-寒带气旋的风暴轴线区域。这5个区域也可分别称为热带季风区、副热带季风区和温-寒带季风区。季节变率带有鲜明的斜压性:在对流层低层热带季风和副热带季风虽相互连接然而仍然明显可分,但越往上,副热带季风一支就越往低纬移动,结果在200 hPa处与热带季风混合为一,形成为斜交赤道的带,和所谓的行星季风区相对应;再往上,在平流层上层,则南北两半球各在中纬度带有一完好的非常鲜明的季节变率极大值带,它们与黑夜急流的维持和崩溃有关。此外,文中还探索了各季节来临的时空分布以及年际变化等问题。
积云对流参数化方案对气候数值模拟的影响
成安宁, 陈文, 黄荣辉
1998, 22(6): 814-824. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1998.06.02
摘要:
利用一个“全球五层大气环流谱模式”,试验和比较了三种不同积云对流参数化方案,即Manabe方案、Kuo方案和Arakawa-Schubert(A-S)方案,对全球气候数值模拟的影响。数值模拟的结果表明了三种方案对全球降水的模拟差别较大,差别比较明显的区域是东亚、北美和北非,且夏季的差别比冬季大。与实况相比,采用Kuo方案对东亚季风降水的模拟结果较好,而采用A-S方案对热带西太平洋、热带印度洋与北美地区降水的模拟结果较好,但采用Manabe方案却模拟不出东亚地区夏季风降水特征;并且从环流数值模拟的结果看,采用这三种方案均模拟出北半球冬、夏季中、高纬地区的环流结构,但与实况相比,采用Kuo方案能较好地模拟出冬季极涡分裂过程,并能较好地模拟出中高纬地区和东亚地区的环流系统,而采用A-S方案能较好地模拟出冬、夏季北美环流系统和太平洋副热带高压;此外,这三种方案对加热场与水汽场的描述方面也有很大不同,A-S方案的结果呈现出不同于Kuo和Manabe方案结果的特征,表明了A-S方案能反映强对流特征,而Kuo方案和 Manabe方案所描述的加热场和水汽场虽有相似之处,但在30#+[o]N以南的副热带地区,Kuo方案所描述的对流系统加热要比Manabe方案强。
青藏高原的热力和机械强迫作用以及亚洲季风的爆发I. 爆发地点
吴国雄, 张永生
1998, 22(6): 825-838. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1998.06.03
摘要:
使用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的客观分析资料、ECMWF/TOGA补充数据集,美国NMC气候分析中心的向外长波辐射(OLR)资料以及国家气候中心存档的中国336个测站的降水资料,研究了1989年春天青藏高原和邻近地区的热力特征和环流特征,及其对亚洲季风区季节转换的影响。文中集中分析了表面感热和潜热通量的时空分布特征。结果表明:1989年亚洲季风的爆发由三个接续的阶段组成。第一阶段是5月上旬在孟加拉湾东岸,称为孟加拉(BOB)季风爆发阶段。第二阶段是5月20日左右开始的中国南海(SCS)季风爆发阶段。第三阶段是6月10日左右开始的印度上空的南亚季风(或称印度季风)的爆发阶段。分析表明,正是由于青藏高原的热力和机械强迫作用才使亚洲季风首先在孟加拉湾地区出现。BOB季风环流提供了有利的背景条件,使SCS季风接着爆发。最后随着亚洲热带流型的西移,印度季风爆发才发生。
对称扰动与纬向基流的相互作用 II. 粘性波包的发展与弥散
沈新勇, 丁一汇
1998, 22(6): 839-848. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1998.06.04
摘要:
该文对对称扰动与纬向基流的相互作用理论进行了深入的研究。这里是该文的第二部分,主要讨论粘性波包的发展与弥散。在对称扰动波包的动力学方程组中引进粘性作用(Pr=1)可以发现,粘性耗散及扩散导致了“虚群速度(Cigy, Cigz)”的产生,它对波包的发展有着比较重要的影响。此外,各种稳定度参数的时空变化对扰动波包的发展具有重要作用。在一定的条件下,还可以产生波包的不稳定现象。
中国东部夏季雨带类型与前期北半球500 hPa环流异常的关系
陈烈庭, 吴仁广
1998, 22(6): 849-857. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1998.06.05
摘要:
根据1951~1986年的资料,在文献[1]对中国东部夏季(6~8月)雨带分布类型的基础上,分析了各雨型与前期北半球500 hPa环流异常的关系。重点研究了各雨型的长期天气过程。发现不同雨型前期环流有不同的长期演变过程。指出中高纬和低纬环流不同季节变异及其相互作用,可能是导致中国东部各种雨带分布类型的一个重要因素。并提出了一些预报线索,可供夏季我国大范围旱涝趋势的长期预报参考。
1979年5月东南亚夏季风的建立和青藏高原的作用
杨辉, 宋正山, 朱抱真
1998, 22(6): 858-866. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1998.06.06
摘要:
东南亚夏季风开始于5月,它是大气环流向夏季环流过渡的一个重要阶段。本文用FGGE-IIIb全球网格点资料,分析1979年4月26日到5月25日,大范围(40°S~50°N,30~160°E)温度、湿度和风场变化特征,计算了垂直速度、辐散风场、热源和水汽汇收支,研究了东南亚夏季风的性质和来源,其中着重分析了青藏高原的热力和动力作用与东南亚夏季风建立的关系。东南亚夏季风建立的主要因素是中纬度的环流形势,来自热带海洋的西南气流和青藏高原的作用。东南亚夏季风开始时,高空大气环流发生调整,青藏高原上空为波脊,两侧为波槽。低空东南亚夏季风区的辐合气流有四个来源:1)同经度范围的偏南辐散风,2)高原南侧的偏西辐散风,3)高原东侧的偏北辐散风,4)西太平洋上的偏东辐散风。分析表明,东南亚夏季风降水受高原西南侧的中纬度西风带波动影响。低空西南气流来源于80~120°E的南半球热带地区,西南气流输送水汽并且加强低空辐合。主要的热源位于东南亚,主要是潜热释放形成的,它是驱动东南亚夏季风环流的主要机制。整个分析期,青藏高原是一热源,抬升的感热加热和动力作用形成和维持了高原上空的高压脊和两侧的波槽,从而有助于东南亚夏季风的建立。
C3植物光合作用日变化的模拟
于强, 任保华, 王天铎, 孙菽芬
1998, 22(6): 867-880. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1998.06.07
摘要:
对前人光合作用-气孔导度耦合模型进行了修正,建立了光合作用-蒸腾作用-气孔导度的耦合模型,它概括了叶片上各主要物理过程和生理过程之间的相互联系和制约关系。 用数值方法研究了不同环境因子(太阳辐射、温度、湿度和风速等)对光合作用、蒸腾作用和气孔导度的日变化及中午降低(midday depression)的影响。 主要结果是:(1)当边界层导度减小时,光合“午睡”加剧,蒸腾作用减弱,但作为反馈调节,气孔导度增加。 (2)气孔导度的最适温度最低,光合作用次之,蒸腾作用最适温度最高。当光合作用中午受到高温的胁迫时,气孔导度下降的幅度最大,光合作用次之,蒸腾作用的降幅最小。一天中,气孔导度降低的持续时间最长,蒸腾作用降低的持续时间最短。(3)空气绝对湿度越低,气孔导度越低,光合午睡越明显。蒸腾作用则决定于饱和水汽压差(Vpd)和气孔导度两个因素的相反的作用。蒸腾作用随Vpd增加而增大,但Vpd超过一定值后,反而使蒸腾作用下降。 (4)当温度在光合最适温度以上时,太阳辐射的增加使叶温增加,引起光合“午睡”的加剧和气孔导度的降低。(5)ci/cs在中午的降低表明气孔的关闭是光合作用“午睡”现象的原因。
低层不稳定大气边界层中的地形阻力
刘辉志, 洪钟祥, 桑建国
1998, 22(6): 881-895. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1998.06.08
摘要:
采用两层大气模式,通过求解线性化大气动力学—热力学方程组,得到在上层稳定层结覆盖的不稳定大气边界层中,简单三维地形引起的地形波及其波动阻力的解析表达式。讨论了地形及大气条件对地形波及波动阻力的影响。结果表明:即使在大气低层为不稳定边界层时,三维地形引起的波动在大气动量平衡中仍可起明显作用。
河谷城市小风条件下的近地层湍流特征
高会旺, 管玉平, 陈长和, 林一骅, 吴洁晶
1998, 22(6): 896-904. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1998.06.09
摘要:
利用兰州城市和郊区皋兰县冬季同期的湍流观测资料,分析了城市和郊区的湍流强度、脉动速度标准差和湍流的欧拉时间积分尺度等湍流特征量,并与其他地区的湍流观测量进行了对比,从而揭示了兰州河谷城市小风条件下的大气湍流特征。
一次黄沙输送过程的数值模拟研究
刘毅, 任丽新, 周乐义, 周明煜, 高原
1998, 22(6): 905-912. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1998.06.10
摘要:
运用MM4中尺度动力学模式结合沙尘气溶胶传输模式,模拟分析了1992年4月10日发生的一次沙尘暴天气及沙尘气溶胶(黄沙)输送过程。得出蒙古气旋冷锋后的大风是沙尘扬起的主要动力,地形抬升、白天混合层内的湍流扩散和锋区强烈的上升气流将沙尘输送到高层。沙尘气溶胶的水平输送主要通过对流层下层和上层两层向下游输送。低层沙尘随冷锋一起向下游输送,移速较慢;高层沙尘主要通过西风气流迅速输送到下游区域。
海盐氯循环对输送污染物致酸的缓冲作用
姚小红, 黄美元, 高会旺, 郝吉明
1998, 22(6): 913-918. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1998.06.11
摘要:
着重研究海盐氯循环对输送污染物致酸的缓冲作用,通过对全球低污染点酸雨资料分析,初步结论是:海盐氯循环使经过海洋上空输送的致酸大气污染物转化为中性盐,这一机制缓冲了经过海洋上空输送的致酸前提物的酸性,使受体点降水中出现氯亏损、硫富集,并伴随有降水中氯亏损和H+离子浓度的负相关。在高氯亏损降水样品中,降水pH值一般大于5.0。硫同位素动力学分析表明,当降水pH值大于5.6氯亏损时,污染物在海洋上空输送过程中和海盐发生非均相反应的速率与其发生均相反应的速率接近。但这一机制仅适用沿海地区。
中国地区气溶胶的辐射强迫及其气候响应试验
胡荣明, 石广玉
1998, 22(6): 917-525. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1998.06.12
摘要:
根据国内测定的排放因子数据和国家、部委及各省市统计年鉴公布的排放源数据,得到的中国大陆的1°×1°网格精度的SO2的排放分布,计算了中国地区人为扰动气溶胶的辐射强迫。应用近期开发的二维能量平衡模式计算了由该种气溶胶所引起的中国地区地面温度变化。模式结果表明,最大辐射强迫和最大地面温度变化都集中在中国的沿海和四川地区。最大辐射强迫达3 W/m2。