1993年南极臭氧洞期间普里兹湾地区的大气振荡特征

文献[1]对1993年南极“臭氧洞”期间中山站上空的大气臭氧总量变化特征进行了初步的分析和研究,揭示了在中山站上空大气臭氧总量有着十分显著的逐日变化,并指出这种变化可能与中山站位于臭氧洞边缘,受南极平流层极地涡旋摆动与伸缩的动力过程影响有关。本文利用南极中山站地面温度、气压和大气臭氧总量资料和与中山站(69°22′S,76°22′E)同在普里兹湾地区的澳大利亚戴维斯站(68°34′S,77°54′E)的探空资料,对1993年南极臭氧洞期间普里兹湾地区的大气振荡特征进行了研究。     

南极中山站紫外辐射的初步研究

南极春季臭氧减少,使到达地面的紫外辐射明显增加,对极区生物圈环境与全球生态系统都有重要影响.1993年起,我们在中国南极中山站(69°22′S,76°22′E)分别建立了辐射和臭氧观测系统,获得了紫外辐射和臭氧的连续观测资料.本文主要分析1993年2月～1994年12月紫外辐射和总辐射的变化特征,初步讨论南极春季臭氧减少与紫外辐射和总辐射的关系.1 观测仪器观测用的采样系统是RYJ-2全自动辐射记录仪,瞬时值分辨率为1W/m~2,时累值为0.01MJ/m~2,采样速率为1min,精度为0.6%.观测项目有紫外辐射、总辐射和反射辐射.紫外辐射和天空辐射表均系美国EPPLEY公司生产的适用于低温环境下的传感器,紫外辐射波长为290～385nm,灵敏度为160μV/W·m~(-2),仪器运往南极观测前在中国气象局计量中心进行了标定.同期进行的紫外辐射B波段(波长为285～325nm)和臭氧观测仪器在文献[1]中已作说明.2 紫外辐射的变化特征     

南极中山站极夜和极昼期间的辐射特征

极夜和极昼是地球上南北极圈内出现的太阳终日不出和终日不落的特殊现象。我国南极长城站(62°13′S,58°58′W)无极夜和极昼;中山站(69°22′S,76°22′E)有58天极夜和55天极昼期。1990年2月至1991年1月,我国在南极中山站进行了辐射和热状况观测实验,为本文研究提供了条件。     

南极中山站地面臭氧的监测和本底特征

利用南极中山站大气监测站2008 年全年地面臭氧连续观测资料, 分析了地面臭氧的季节 变化特征和本底浓度与风的关系. 结果显示, 来自于站区方向的风向频率很低, 仅占数据样本的 2%, 盛行风(偏东风)频率为79.2%, 表明中山站地面臭氧浓度监测数据基本未受站区污染影响; 监测数据具有东南极大陆沿岸的本底特征. 中山站地面臭氧浓度季节变化的显著特征是冬季高 夏季低, 年平均浓度为25.0 nmol mol^-1; 峰值出现在7 月, 月平均浓度为34.4 nmol mol^-1; 谷值在 12 月, 月平均浓度为12.3 nmol mol^-1; 此结果与南极大陆其他沿海站点观测相似. 地面臭氧浓度 与紫外辐射(UVB)呈显著的负相关, 且极夜期间地面臭氧浓度比极昼期间高1~2 倍, 说明在南极 光化学作用对臭氧的破坏占主导地位. 对中山站臭氧损耗事件的个例分析表明, 臭氧损耗事件的 发生与低温和站区北部海冰上的溴化物浓度高值区有密切相关, 结合气流后向轨迹分析表明臭 氧损耗事件是由BrO 的影响所致.     

南极长城站夏季热状况的初步分析

关于南极地区近地面的热状况,美国和日本先后在东南极大陆进行过观测实验和研究。对西南极地区的情况则很少有人做过工作。1987年12月—1988年2月,我们在中国南极长城站(62°13′S,58°58′W)开展了近地面边界层微气象观测实验。观测场地周围较平坦,前期(1月6日前)地面被积雪覆盖,后期为裸地。利用自动遥测系统,我们对地面辐射平衡各分量及气象要素梯度(0.5、2.0、10.0、20.0和320m共五层)进行了观测。本文根据这次观测实验所获资料,对长城站地区近地面的热状况作初步分析。     

南极臭氧洞

南极春季大气臭氧明显减少,这种现象1984年忠钵繁根据日本南极昭和站的观测资料和1985年J.C.Farman根据英国南极哈莱湾站的观测资料就已经发现。美国南极阿蒙森一斯科特站的地面观测和国家宇航局的卫星观测也发现南极大气臭氧从七十年代后半期开始减少,并确认八十年代南极春季上空     

1986年3月哈雷彗星等离子体彗尾的活动现象

哈雷彗星近日点后,云南天文台在云南思茅观测站(东经100°58′18″,北纬22°55′16″,海拔2004m),使用口径10cm,焦距25cm,视场24°.2×17°.6的跟踪照相机和Kodak IIa-O底片,进行了等离子体彗尾大尺度现象观测,取得了自3月4日至22日(其中特别是在Vega,Giotto等五艘飞船与哈雷会合期间)每天(其中除7日以外)的观测结果。鉴于这期间资料的重要性,首先发表如下。     

南、北极考察航线地面臭氧的观测

利用１９９９～２０００年中国首次北极和第１６次南极科学考察获得的资料,对“雪龙号”考察船航线上从７５°Ｎ至 ７０°Ｓ地面臭氧随纬度变化特征的研究结果表明,在考察航线上,除北半球中纬度地区在考察期间地面臭氧的时间变率较大外,在其他地区时间变率并不大;从总体上讲,北半球的平均地面臭氧浓度大于南半球,且地面臭氧浓度的相对高值区都出现在航迹接近大陆处;北半球地面臭氧浓度的平均日变化幅度大于南半球,低纬是考察航线上地面臭氧日变幅最大的地区,而在两极地区平均日变化幅度很小．     

中国北京和昆明地区大气臭氧层的异常变化

1 观测事实自从1991年下半年以来,中国北京地区臭氧总量呈惊人的下降,中国南部的昆明地区最近的两年里臭氧总量也有显著的下降.这是十几年中国有系统的观测以来,发生在中国地区大气臭氧层中的一件重大事件.SBUV-2卫星观测结果显示出1992—1993年初全球臭氧总量有明显下降,这与我们地面观测的结果是一致的.然而,公布中国地区臭氧总量惊人的下降,这有助于科学家们对全球臭     

太阳耀斑和相关电离层吸收事件

利用23周太阳峰期期间南极中山站(不变磁纬74.5°S)成像式宇宙噪声接收机的观测结果, 对由太阳质子和X射线耀斑引起的日侧电离层吸收事件进行了分析, 定量地给出电离层吸收和X射线耀斑强度的对应关系, 同时还利用北极Ny-Alesund(不变磁纬76.08癗)站的观测数据对此关系进行对比研究, 得出了在理论和观测上都较为一致的结论. 同时, 认为M级以上的X射线耀斑才能引起日侧电离层较为明显的吸收.     

江苏太仓五级地震与上海天文台测时异常

1990年2月10日,我国江苏太仓地区发生了M~s=5级的地震。我们分析和考察了离震中(120°59′E,31°36′N)仅约60km的上海天文台光电中星仪(121°26′E,31°11′N)的天文测时资料,发现距震前约120天开始呈现显著的异常变化。分析结果证实,测定地球自转运动的天文光学观测技术是监测和预报区域性地震的一种有效手段。     

太阳辐射对积雪温度场影响的一维解——以中国西天山季节性积雪为例

自1985年以来,我们在中国科学院天山积雪雪崩研究站(43°16′N,84°24′E;1776ma.s.l.)进行了连续的冬春季观测.观测项目有积雪温度场,积雪各辐射分量,近雪面层传热,积雪的热物理性质以及作为积雪下垫面冻土的温度场。所有观测项目均用HP3497A(美国产)数据采集系统自动采集,辐射各分量采用EKO系列辐射仪(日本产),采集频度为每小时一次。本文便是在多年观测资料的基础上,以中国西天山季节性积雪为例,采用具有内热源的非稳态一     

风云三号气象卫星全球臭氧总量反演和真实性检验结果分析

利用我国第二代极轨气象卫星“风云三号”搭载的紫外臭氧总量探测仪(TOU)发射后一年内获取的观测数据以及地基臭氧观测数据, 对全球特别是受到广泛关注的南极地区和青藏高原地区进行了臭氧总量反演试验, 反演结果与国外同类产品及地面观测结果进行了对比分析. 定性的分析结果表明, “风云三号”紫外臭氧探测仪反演的全球臭氧总量分布与国际上发布的同类产品相比, 真实地反映了臭氧随时间与空间的分布特征. 在全球部分地基观测站所处的位置上对臭氧总量探测仪与OMI产品和地基观测数据进行了比较, 结果表明, “风云三号”紫外臭氧探测仪臭氧总量反演结果和国外同类卫星产品相对均方根偏差约为3%, 与地基观测结果相比相对均方根偏差约为4.2%, 中低纬度地区均方根偏差小于高纬度地区, 最大均方根偏差出现在南极臭氧洞之内, 大多数情况小于5%, 个别站点上超过5%但低于10%, 均优于10%的产品设计指标. 目前TOU已经完成了在轨测试和试运行进入业务运行阶段, 向国内外用户提供实时臭氧总量产品.     

青藏高原大气臭氧垂直廓线的观测分析

利用Brewer臭氧仪和加拿大环境局(AES)的逆转法(Umkehr)反演程序,获得了我国青海省共和具(海拔近300m)纬度:36°16.45′N,经度:100°37.11′E)1991年8月至1993年12月大气臭氧垂直廓线的观测     

南海东北部障碍层特征及其形成机制

南海东北部(16°~25°N, 112°~124°E)存在显著的障碍层分布. 障碍层发生概率秋季最大(45.7%), 夏季次之(31.1%), 春季最小(23.3%). 吕宋海峡及其以西的南海东北部中心海域(18°~22°N, 112°~120°E)障碍层年发生几率约为40.0%, 中国台湾海峡南端、台湾岛南端东西两侧、台湾岛以东(22°~24°N, 122°~124°E)和吕宋岛东北海域(18°~20°N, 122°~124°E)障碍层年发生几率分别为19.0%, 61.1%, 33.3%和80.0%; 其他海域障碍层年发生几率偏小. 层结机制和降水机制分别是南海东北部春季(特别是冬末春初)和夏、秋季障碍层形成的主要原因, TRMM卫星观测为后者提供了可靠的依据.     

南极中山站大气六氟化硫浓度本底特征

六氟化硫(SF_6)是一种增温潜能极高、主要来自人为排放的温室气体,对其大气背景浓度进行长期监测,对于研究全球变化具有重要意义.利用南极中山站区2008年2月~2013年1月近5年SF_6浓度的观测资料,对SF_6本底浓度和变化趋势进行了研究,结果表明:中山站风向为偏东风时大气中SF_6浓度较低,风向为偏西风时浓度较高,这主要是受海陆气团差异引起,而局地源和风速的影响可忽略不计.大气SF_6浓度的变化范围为6.01~7.80 pptv,(1 pptv=1×10~(-12)L/L,下同),平均浓度为6.90±0.40 pptv.SF_6浓度呈明显稳定的年增长趋势,年平均增长速率为0.28 pptv a~(-1),其变化趋势与全球其他观测点较接近,中山站的观测结果可代表南极地区SF_6的本底浓度.通过与全球其他观测点大气SF_6浓度数据对比,结果显示:南半球大气SF_6平均浓度明显低干北半球,北半球是SF_6排放的主要源区;而南半球SF_6主要来源干北半球大气传输和南北半球间大气高度混合,能较好地反映全球大气SF_6本底浓度。南极受人类活动影响很小,是研究全球SF_6浓度变化趋势的理想区域。     

青海高原大气O_3及紫外辐射UV-B观测结果的初步分析

近10年来,南极臭氧洞以及全球性臭氧减少的趋势,已得到国际大气科学界和各国政府的极大关注.英国环境部门1991年的环境报告指出:在过去的11年间,北半球中纬地区的臭氧总量在春季大约减少了8%,这主要是平流层臭氧的减少,而对流层臭氧的年增长率约为1%.WMO 1992年南极臭氧公报也指出:1992年不仅南极臭氧洞的最大面积比往年大25%,而且测到了105D.U.(Dobson单位=10~(-3)atm.cm)的历史极端低值,持续时间也大大超过往年.同时,据美国和加拿大等国气象部门的报告,北半球中高纬地区大气臭氧往总量在1992年冬春季也比往年有较大幅度的下降.     

日照边缘区电离层对2003年10月28日大耀斑的响应

利用国际GPS服务中心(IGS)的GPS观测数据, 分析了2003年10月28日特大耀斑期间日照边缘区域的电离层总电子含量(TEC)的响应特点. 计算结果表明, 这是有相关记录以来最强烈的一次电离层总电子含量突增事件, 在地面太阳天顶角80°到110°的空间范围内, 观测到了明显的由耀斑辐射引起的总电子含量突增. 在太阳天顶角90°区域的TEC增加值大约为7 TECU, 在110度附近的总电子含量的增加值大约在1~2 TECU. 总的来看, 太阳天顶角越大, TEC增幅越小, 但在天顶角大于90°的区域TEC随天顶角的减少的速度要大于天顶角90°以内的区域.     

红枫湖沉积物~(137)Cs垂直剖面的计年特征及侵蚀示踪

核试验散落核素~(137)Cs(半衰期30.23年)是现代湖泊沉积作用和流域侵蚀作用的重要示踪剂之一。 红枫湖位于北纬26°25′—26°34′、东经106°20′—106°26′,是黔中高原最大的人工湖。湖周岩溶发育、石灰土和黄壤广布。该湖于1960年竣工蓄水,具有确知的沉积物堆积起始时间,研究其~(137)Cs垂直剖面具典型意义。本文根据HF8801沉积物孔柱~(137)Cs垂直剖面的实测资料,揭示出利用1975年沉积物层节的~(137)Cs蓄积作为辅助时标的可能性;并同时讨论~(137)Cs对流域侵蚀的示踪。     

台风麦莎(Matsa)的波状降水特征研究

采用地面加密观测资料、中国风云2号卫星黑体亮度温度(TBB)资料以及NCEP1° × 1°再分析资料, 分析2005年8月登陆中国的台风Matsa大范围暴雨带的结构特征, 研究台风激发的大气波动、大气三维结构及其与台风雨带的关系. 采用观测实事、诊断分析与大气波动理论, 探讨这类台风引起的远距离暴雨带的形成机理. 结果表明: (ⅰ) Matsa雨带具有显著的波状分布特征和远距离传播特征. (ⅱ) 雨带从台风中心向北绵延达2000 km, 波长约500~1000 km, 波动周期12~24 h. (ⅲ) Matsa雨带分布的波状结构与台风周围大气的三维结构特征, 包括扰动涡度散度场、垂直运动场和水汽通量散度场等相应的波动变化特征有密切关系. (ⅳ) 观测实事和理论分析结果表明, Matsa北向传播的大型雨带分布特征与大气惯性波与大气重力内波的混合波特征有关. (ⅴ) 只有在适当的大气层结与合适的重力波垂直波数条件下, 台风扰动才能激发此类远距离传播的波动, 并形成大范围的波状雨带.