Priestley-Taylor模型在浮球覆盖下水面蒸发量估算中的应用

针对漂浮覆盖下干旱区平原水库防蒸发节水效果的评估问题,采用Priestley-Taylor(P-T)模型对浮球覆盖下水面蒸发量进行估算.结合完整非冰冻期内浮球覆盖下整体表面能量平衡组分变化权重,通过以下两种方法计算P-T模型系数α:(1)引入波文比β建立P-T模型系数α₁的计算公式;(2)以P-T模型中辐射项为自变量,实测水面蒸发量对应的潜热通量为因变量,通过线性拟合法得出P-T模型系数α₂值.根据波文比β和系数α的月际变化特征,在完整非冰冻期、单数月、双数月3种时间尺度下,对应用于P-T模型的估算效果进行分析.结果表明：P-T模型可较好地估算浮球覆盖下的水面蒸发量,而且系数α₂(0.42～0.44)对应的P-T模型模拟效果优于系数α₁(0.39～0.60)对应的P-T模型模拟效果.该研究结论对科学评价浮球覆盖下干旱区平原水库防蒸发节水效果具有参考价值.     

干、湿大气环流模式中地表增温的经向分布及其机制

使用耦合了平板海洋的三维大气环流模式, 探究理想条件下极地增温放大现象的产生机制。实验中关闭海冰和云的辐射效应, 固定地表反照率, 并将海洋经向热量输送设置为零。通过控制地表蒸发的有无, 模拟湿大气和干大气两种情形。模拟结果显示, CO₂浓度加倍后, 湿大气环流模式中存在极地增温放大的现象, 而干大气环流模式中不存在这种现象。在干大气环流模式中, 地表增温幅度基本上不随纬度变化, 即均匀增温。湿大气环流模式中, CO₂浓度加倍导致的直接辐射强迫和水汽反馈导致的辐射效应都是热带比极地更强, 唯一能够解释湿大气中极地增温放大原因的是从赤道向极地的大气能量传输增强。在干大气环流模式中, 从赤道向极地的热量输送及其变化比湿大气弱很多, 因此无法支持极地增温放大现象。干大气中的均匀增温是CO₂的直接辐射强迫和普朗克效应相互竞争的结果。研究结果表明, 与水汽相关的经向热量输送是地球极地增温放大的关键因素, 而在基本上没有水汽的火星上, 可能不会出现极地增温放大现象。     

青藏高原对全球大气温度和水汽分布的影响

利用耦合的气候模式CESM, 定量研究青藏高原对全球大气温度和水汽分布的影响。通过对比采用真实地形的参考实验(Real)和去掉青藏高原的敏感性实验(NoTibet)发现, 去掉青藏高原会使北半球大气变冷、变干, 对南半球的影响不明显。北半球中高纬度从地表至平流层均有强烈降温, 地表的降温中心在北大西洋, 年平均降温幅度达5ºC, 高空的降温中心在100 hPa的平流层, 年平均降温幅度达2ºC。北大西洋和南亚地区湿度减少, 南大西洋和东非地区湿度增加。北半球变冷主要是海洋向北经向热量输送减少的结果, 一方面增强了北半球的经向温度梯度, 导致Hadley环流增强, 加强了中低纬地区向北的大气热量输送, 部分补偿了海洋向北减少的热量输送, 维持了北半球中低纬度的能量平衡; 另一方面, 使得北半球中高纬度蒸发作用减弱, 大气中水汽含量减少, 北半球变得寒冷干燥。初步的研究表明, 青藏高原对北半球气候有重大影响, 影响范围可达北半球高纬度地区。     

青藏高原对非洲北部降水影响的模拟研究

利用耦合模式CESM1.0, 研究青藏高原地形对非洲北部降水的影响。敏感性试验结果表明, 去掉青藏高原地形后, 首先, 大气环流迅速做出调整, 出现自热带大西洋向东北方向至北非的水汽输送异常和自印度洋向西至北非的水汽输送异常, 造成北非大气水汽含量增加和水汽辐合增强, 降水增多。然后, 当海洋环流调整到准平衡态时, 北大西洋海表温度降低, 南大西洋海表温度升高, 地表大气温度也发生相应的变化。在南北温度梯度的影响下, 原本由热带大西洋向北非的水汽输送发生转向, 导致北非的水汽含量减少和水汽辐合减弱, 使得降水比前一阶段减少。即便如此, 在没有青藏高原的试验中, 当海洋环流调整到平衡态时, 北非大部分区域水汽辐合仍然强于有青藏高原的真实地形试验, 区域平均降水也增多。结果表明, 青藏高原的隆升可能在一定程度上加剧了北非的干旱化。     

MODIS近红外/红外通道反演大气水汽含量及比较

对中分辨率成像光谱仪MODIS(moderate resolution imaging spectrometer)反演大气水汽含量的算法过程作了推导和分析,并用TERRA-MODIS数据反演了大气水汽含量.对MODIS近红外、红外通道反演大气水汽含量结果和地面探空数据进行了比较分析.得到了以下主要结论:在晴空区域,两者反演的结果一致性较好;在有云区域,红外通道受云污染导致反演失效,而近红外通道可以很好地完成反演.结果表明,近红外反演方法是可行的.对MODIS近红外通道反演存在的局限性也作了讨论.     

华北地区夏季水量丰、枯年大气水分收支对比分析

利用NCEP／NCAR的40年再分析资料,初步对比分析了华北地区夏季水量丰、枯年大气水分循环的差异,结果发现,干旱年自然表经蒸发过程进入大气的水分少于湿润年;华北全区平均夏季垣年略有水汽亏损,湿润年略有盈余;干旱年对流层呼层由西南气流带来的水汽明显少于湿润年,由东边界和北边界流出的水汽也明显不和于湿润年;干旱年对流层各层大气湿度都小于湿润年;水量丰、枯年对流层各层水汽均以辐合为主,但干旱年福合量小于湿润年。     

基于小波变换的卫星遥感图像融合与分割

近年来针对卫星云图的分析成为研究人员进行天气预报及判断大气走势的重要途径.卫星云图本身是包含着众多数据的数据源之一,是探测地表-大气系统的可靠依据.本文利用卫星云图的云层信息和水汽图的水汽信息,采用小波变换的方式对二者图像进行融合处理,使得一幅图像中既包含云层信息也包含水汽信息,并且在融合之后的基础上进行图像分割,实现云层、陆地、海洋的分离,便于下一步对特征提取的研究.     

西安市大气降水中δ18O与温度和降水的关系研究

目的了解西安大气降水中δ18 O的特征及其与温度和降水的关系。方法根据IAEA/WMO提供的西安站数据(1985.1~1993.12)作了统计分析研究。结果西安大气水分来源复杂,有西南季风输送的印度洋的水汽,东亚季风输送的太平洋的水分以及西风带输送的水分,同时由于受地区地形的影响,二次蒸发对δ18 O的影响也比较大。结论δ18 O与温度和降水量的季节效应明显,但是月平均δ18 O与温度和降水量的相关性不是很明显,这与西安位于季风气候的过渡区,在不同季节,影响它的水源地、水汽运输距离不同等有密切关系。     

海面蒸发波导对电磁波传播的影响

阐述了电磁波传播的抛物近似方程数值模型及其步进类型的傅里叶变换解法,利用该模型对海面上高度30 m的蒸发波导中的电磁波进行了数值模拟,并运用模拟结果分析了蒸发波导对电磁波的陷获作用;通过与标准大气折射环境情况进行对比,证实了海洋蒸发波导环境下雷达实施超视距探测的可行性;根据抛物近似方程模式,给出了电磁渡在海洋边界层大气中的传播损耗计算式;最后,给出了电磁波被俘获到波导层中形成波导传播所满足的波长(频率)、发射角度以及发射源与蒸发波导所处的相对位置的关系.     

基于MODIS的青海冷湖地区大气水汽含量时空分布特征研究

为了解青海冷湖地区大气水汽含量时空分布特征,确定天文台选址和最佳观测时间段,本研究利用2015-2020年的1931景MODIS日尺度提取了冷湖地区大气水汽含量数据,并结合NCEP再分析资料对其结果进行验证,对冷湖地区长时序大气水汽含量时空分布特征和土地覆盖类型等因素进行分析.结果表明:(1)研究区2015-2020年...