东亚和南亚夏季风气候特征分析

利用１９８２～１９９６年的ＮＣＥＰ再分析资料对东亚地区和南亚地区夏季风的气候特征进行了分析．结果表明：①东亚地区夏季风环流圈的建立比南亚地区夏季风环流圈的建立大约早５个候．②东亚地区低层西风存在２次持续加强过程，而南亚地区低层西风的加强则无明显的阶段性．③西南风首先于４月第４候出现在２５°Ｎ，５月第４候向北推到７５～１２５°Ｎ，于６月第３候影响到３０°Ｎ．２２５°Ｎ以北西南风减弱南撤迅速，以南则减弱南撤缓慢．６～９月间，整个东亚和南亚夏季风区存在明显的波动．④积云对流区在东亚地区的主要特征表现为５月４候的突变，而在南亚地区的主要特征则表现在６月３候的突变．即ＯＬＲ场的变化与东亚和南亚夏季风的进退有密切关系，但积云对流的演变特征的体现比流场特征的体现似乎约迟１候     

东亚夏季风北边缘的确认

综合降水、风场以及假相当位温场,定义了表征东亚夏季风北边缘的新标准．这一定义能较客观地反映出夏季风推进的过程．其后,比较了4种表征东亚夏季风指数与夏季风边缘最北位置指数间的异同,证明后者与东亚夏季风指数之间有着不同的气候学意义:东亚夏季风指数集中反映的是东亚季风(30°N附近的长江中下游地区)主体特征;东亚夏季风边缘带作为它的边缘部分,集中反映出我国北方(35°N以北)夏季降水的年际和年代际变化特征．从计算得到的1961—2001年(41年)东亚夏季风边缘带最北位置序列中发现,在1977—1979年期间其最北位置发生了明显的年代际转变．构造的夏季风边缘最北位置指数序列和我国华北地区夏季降水相关较好,可以作为华北旱涝的一个指标．     

CO2浓度和太阳活动对北半球夏季平流层中部气温异常变化的影响

通过逐次滤波法和对比分析可知,北半球夏季7月高空10 hPa持续增暖过程是以CO2为主的温室气体增加、火山活动和太阳活动共同引起的,具体表现为:(1)CO2浓度增加趋势与北半球7月平流层10hPa升温趋势基本一致.但是北半球7月10 hPa升温过程不像CO2浓度一样线性增加,其中还伴随几次降温波动,最显著的一次是20世纪60年代末至70年代末,90年代中期以前的降温过程也比较清楚.分析认为,这是火山活动和太阳活动引起的. (2)太阳磁场磁性指数曲线与滤除CO2影响的北半球10 hPa大气温度距平曲线变化趋势也基本一致,波峰波谷基本对应并且超前一些,就是说太阳北半球黑子群N极前导时期,即太阳磁场南向时期与北半球平流层增温时期对应.太阳北半球黑子群S极前导时期,即太阳磁场北向时期与北半球平流层降温时期对应,显示出太阳磁场方向变化对北半球平流层气温变化的重要影响. (3)谱分析结果表明,滤除趋势变化和准22年周期的7月北半球平流层中层10 hPa大气温度具有显著的准11年周期,其方差贡献率1.5%. (4)分析表明CO2浓度变化与太阳磁场强度和磁场方向变化对于平流层中层10 hPa温度变化的影响方差贡献率达到58%,是10 hPa温度变化的决定性因素.其中CO2影响方差贡献率37%,太阳磁场强度和磁场方向变化方差贡献率21%.     

CO2浓度和太阳活动对北半球夏季平流层中部气温异常变化的影响

通过逐次滤波法和对比分析可知,北半球夏季7月高空10hPa持续增暖过程是以CO2为主的温室气体增加、火山活动和太阳活动共同引起的,具体表现为：（1）CO2浓度增加趋势与北半球7月平流层10hPa升温趋势基本一致．但是北半球7月10hPa升温过程不像CO2浓度一样线性增加,其中还伴随几次降温波动,最显著的一次是20世纪60年代末至70年代末,90年代中期以前的降温过程也比较清楚．分析认为,这是火山活动和太阳活动引起的．（2）太阳磁场磁性指数曲线与滤除CO2影响的北半球10hPa大气温度距平曲线变化趋势也基本一致,波峰波谷基本对应并且超前一些,就是说太阳北半球黑子群N极前导时期,即太阳磁场南向时期与北半球平流层增温时期对应．太阳北半球黑子群S极前导时期,即太阳磁场北向时期与北半球平流层降温时期对应,显示出太阳磁场方向变化对北半球平流层气温变化的重要影响．（3）谱分析结果表明,滤除趋势变化和准22年周期的7月北半球平流层中层10hPa大气温度具有显著的准11年周期,其方差贡献率1．5％．（4）分析表明CO2浓度变化与太阳磁场强度和磁场方向变化对于平流层中层10hPa温度变化的影响方差贡献率达到58％,是10hPa温度变化的决定性因素．其中CO2影响方差贡献率37％,太阳磁场强度和磁场方向变化方差贡献率21％．     

亚欧大陆经向热力差异对亚洲季风的影响Ⅰ:与东亚冬季风的关系

 通过对亚欧大陆不同季节热力变化的对比分析,发现亚欧大陆冬、春季有明显的经向热力差异,夏、秋季存在准纬向的热力差异.进一步分析还发现大陆冬季经向热力差异与东亚冬季风有很好的正相关关系,即热力差异指数越大(小),则东亚冬季风越强(弱);在经向热力异常发生的同时,洋面热力状况也显著不同,从而导致东亚地区不同区域间海陆热力对比发生变化,引起降水分布的不同.     

伶仃洋ZK19孔全新统有机物δ~(13)C和C/N值特征及东亚季风演变记录

为了深入探讨珠江河口区全新世东亚季风演变历史,对珠江口伶仃洋海区ZK19孔全新统开展年代学、有机碳同位素等地球化学多指标的研究。年代测试结果分析显示:钻孔早、晚全新世沉积完整,缺失高海平面期的中全新世沉积,研究认为该地层缺失是因水下侵蚀导致。钻孔δ~(13)C和C/N值分析结果表明,早全新世沉积物中偏负的δ~(13)C值和逐渐增大的C/N值,指示早全新世东亚强夏季风不断增强,不断增强的降水使钻孔区含较多的陆源有机质;而晚全新世逐渐偏正的δ~(13)C值和变小的C/N值表明,东亚夏季风不断减弱,降水量逐渐减小,陆源有机质输入逐渐减少,但这些指标在1.5 cal ka BP开始受人类活动影响,近500年来影响较显著。早、晚全新世东亚夏季风变化趋势主要与岁差相关的北半球日照量相关,而在东亚夏季风整体变化趋势下,还存在千年-百年尺度的气候波动周期,与太阳活动强度和周期的相对应。     

东亚地区汛期OLR季节内振荡型的年际变化特征

 分析了1979—2005年5—8月东亚地区向外长波辐射（OLR）主要的空间模态和季节内振荡（ISO）强度的年际变化特征,并研究了各个模态主要ISO型之间的联系。结果表明,5—8月东亚地区OLR存在3种主要的空间模态：西太平洋偶极型（WPD）,西太平洋经向型（MWP）和东亚中纬太平洋波列（MEAP）,其时间变化表现为10～20,20～30和30～70d的周期振荡,其强度均存在极显著的年际变化,由东亚夏季风区加热强迫和大气内部非线性相互作用引起。WPD的主要ISO型之间相互独立,MWP和MEAP的不同ISO型之间存在强的相互作用。深入研究这3个模态的20～30和10～20d振荡变化特征,对于东亚地区夏季10～30d延伸期预报具有重要意义。     

东亚夏季风影响下的中国东部降雨空间特征格局分析

应用地理统计学分析中的统计分析方法以及地统分析手段,以分布在不同地理位置的观测气象站点的降雨资料及东亚夏季风指数作为地理统计分析的空间要素变量,采用经验正交函数展开法(EOF)、相关分析以及普通克里金空间插值等方法,研究我国夏季降雨与季风指数之间的时空关系,分析中国受东亚夏季风影响地区降雨类型分布形态.     

亚非夏季风年代际变化强度指数

根据海陆热力差异驱动季风的原理,利用夏季印度洋与欧亚大陆的地表面温度差定义了一个亚非夏季风年代际变化强度指数.该季风指数能很好地表征亚非夏季风强度的年代际变化,并且在年代际时间尺度上与亚非干旱半干旱过渡地区夏季降水量具有明显的反位相相关关系.亚非夏季风指数低位相时期,干旱半干旱地区从日本经我国华北、印度西北和北非Sahel地区是一条多雨带,亚洲大陆季风低压较强;亚非夏季风指数高位相时期,以上地区为少雨带,亚洲大陆季风低压较弱.弱夏季风时期与强夏季风时期相比,亚非季风区上空有辐合异常,不利于低空对流辐合上升.     

1982～1996年亚洲热带夏季风建立迟早的探讨 Ⅱ.热带季风建立迟早的年际变化

利用反映热带季风环流系统流场特征的季风建立指数IWH和NCEP再分析的 1982～1996年及 1998年SCSMEX试验期间的风场和高度场资料 ,计算、确定和分析了东亚季风区和印度季风区逐年热带季风的建立时间 .并与其他作者用不同指数所得结果进行了比较。结果表明 ,IWH是一个能够反映亚洲热带夏季风环流主要特征、适合用于确定季风建立迟早的指数 ;在 1982～ 1996年期间 ,在东亚季风区 ,热带季风建立较早 (比平均情况早 2候或以上 )的年份有 1984、 1994和 1996年 ,建立较迟的年份有 1982、 1985、 1987、 1991和 1993年 ;东亚热带季风建立时间的年际变化 (标准差为 2 3候 )比印度季风大 ,反映东亚季风区环流变化较印度季风区更为复杂 .     

磁力规律新探

本文提出了洛仑兹力的三种力效应形式．应用第一种形式导出了安培定律，同时从导出定律的过程说明安培力的机理．接着提出霍尔效应的新观点和机理，并进行了计算．最后利用本文观点对太阳黑子平衡问题进行了计算，计算结果表明理论值与实际测值极好地吻合．     

磁流体的折射率可调谐特性分析

从理论上分析出温度和磁场是影响磁流体折射率的两大因素,并根据菲涅尔反射原理设计具有独立传感探头的磁流体折射率特性测量方案,实验得出温度和磁场对磁流体折射率的影响特性.结果表明:对于浓度一定的磁流体,在零磁场作用下,折射率随着温度的升高线性下降,灵敏度为-802×10-5℃-1;温度恒定时,在外加平行磁场作用下,磁流体的折射率随着磁场强度的增大而增大,且结果具有良好的一致性.得到的磁流体的可调谐折射率特性为磁流体填充到光子晶体光纤(光栅)中实现磁场和温度传感提供了理论基础.     

太阳活动峰年和谷年期间黑子群与耀斑的统计分析

基于NOAA/SWPC公布的太阳活动数据,我们选取第24太阳活动峰年附近的12个连续月份(2011年7月至2012年6月)和第23太阳活动周谷年附近的12个连续月份(2005年7月至2006年6月),统计了这两段时间中太阳黑子群和耀斑的活动规律,并根据时间、黑子群分布纬度、寿命和磁场类型等对峰年和谷年进行了详细分析和比较,主要结论如下所述.(1)黑子群数随时间的变化在峰年和谷年均比较随机,峰年期间黑子数比谷年增多1.5倍左右.耀斑爆发与黑子群活动具有良好的相关性,但峰年期间存在某个月份耀斑数很少的现象,而谷年期间存在某个月份耀斑数集中增多的现象.(2)无论峰年还是谷年,δ类型黑子群的耀斑产率(耀斑总数与黑子群总数之比)最大,但β型黑子群产生的耀斑爆发最多.耀斑产率与磁场类型有密切关系,但与其所处太阳活动周中的阶段无关.(3)黑子群和耀斑的纬度分布的南北不对称性,以X级耀斑最为显著.峰年较谷年的耀斑数增加主要集中在C级和M级.(4)耀斑产率同黑子群寿命具有良好的相关性,但黑子群的数目同它们的寿命之间没有明显的规律.     

磁编码器多极磁鼓表露场分布研究

基于磁编码器多极磁鼓表露场分布的均匀磁化理论模型,采用数值分析方法计算磁编码器多极磁鼓的表露场分布,得到了多极磁鼓的表露场分布的数值表达式．     

1644-1911年云贵地区旱涝灾害的周期特征以及对太阳黑子活动的响应

为探究历史时期气候灾害特征及影响因子,建立了清代1644-1911年云贵地区的旱涝指数序列,采用滑动t检验和总体经验模态分解（EEMD）分析了清代云贵地区旱涝灾害的突变特征和多时间尺度周期性特征,研究表明：清代云贵地区旱涝指数整体较平稳,呈现先明显增加后减少,然后趋于平稳,清末又明显增加的趋势,旱涝指数序列具有多个跃变点,且具有显著的2.8 a和6.6 a年际周期,13.0 a和40.2 a的年代际周期.由旱涝灾害年次和年均县次比的空间分布图发现,其具有同旱同涝的空间分布特征.由于13.0 a的周期与太阳黑子相对数序列的周期接近,故采用交叉小波分析着重探究了太阳黑子活动对云贵地区旱涝变化的影响,发现云贵地区旱涝指数序列同太阳黑子相对数序列在3~6 a的时间尺度具有强凝聚性共振周期.     

高分辨磁旋转编码器磁鼓表露磁场分析与AMR检测磁头设计

应用静磁场理论分析了高分辨磁旋转编码器磁鼓的表露磁场,通过数值计算得到磁鼓表露场分布的直观曲线.设计制作出性能优良的磁旋转编码器AMR检测磁头,理论分析结果与对磁鼓表露磁场的实际测试结果进行了分析对比.结果表明,AMR检测磁头输出信号形状与幅度及其倍频特性与理论计算结果是相符的.     

基于缺陷磁流体光子晶体的磁场传感器研究

基于磁流体的折射率可随外磁场的变化而变化,提出利用传统的电介质材料和磁流体构成含缺陷的光子晶体结构来实现磁场传感。光子晶体缺陷层可以是传统的电介质,也可以是磁流体。利用传输矩阵法比较研究了两种情况下的磁场传感特性。计算结果表明,两种结构的缺陷模特性随光子晶体结构参数的变化规律基本相同,但以磁流体为缺陷层的缺陷光子晶体结构具有相对较高的探测灵敏度。研究结果为实际磁场传感器的设计、制备提供了参考。     

磁编码器多极磁鼓表露场的理论分析

基于静磁场理论,建立了磁编码器多极磁鼓的表露场分布均匀磁化模型,得到了磁编码器多极磁鼓的表露场分布表达式,为多极磁鼓的参数优化设计提供了理论依据．     

Periodicity of sunspot activity in the modern solar cycles

Sunspot number, sunspot area and sunspot unit area are usually used to show sunspot activity. In this paper,periodicity of sunspot activity of modern solar cycles has been investigated through analyzing the monthly mean values of the three indices in the time interval of May 1874 to May 2004 by use of the wavelet transform. Their global power spectra and local power spectra are given while the statistical tests of these spectra are taken into account. The main results are (1) the local wavelet power spectrum of the sunspot number seems like that of the sunspot area, indicating that the periodicity of the both indices is similar. The local power spectrum of the sunspot unit area resembles the local power spectra of the previous two indices, but looks more complicated. (2) the possible periods in sunspot activity are about 10.6 (or 10.9 years for the sunspot unit area), 31,and 42 years, and the period of about 10.6 years is statistically significant in the considered time. For the periods of about 31 and 42 years, their power peaks are under the 95% confidence level line but over the mean red-noise spectral line, and for the other rest periods, their power peaks are even under the mean red-noise spectral line, which are statistically insignificant. (3) the local power of the three periods is higher in the late stage than in the early stage of the considered time. (4) the period characteristics of the three indices, shown in the global power spectra and the local power spectra, are similar but there is difference in detail.     

磁流体的Shliomis体积特性研究

根据Shliomis体积满足的解析关系式,理论分析了磁性颗粒浓度、环境温度和外磁场强度与方位对磁流体的Shliomis体积的影响,并通过数值模拟计算进行了定量的研究.结果表明,磁流体的Shliomis体积随磁性颗粒浓度的增加而增加;随环境温度的增加而减小,在远离磁流体熔点温度时趋于稳定值;随外磁场强度的增加而增加,且与外磁场和磁矩方位夹角有关.纵观各种因素,磁流体的黏度对其Shliomis体积的影响起着关键的作用.研究结果有助于深入了解磁流体中固体磁性颗粒磁矩的弛豫现象.