南极高原夏季Ekman边界层动力学分析

极地大气行星边界层动力过程及其对全球大气环流的影响是大气科学研究关注的重要问题.利用中国南极昆仑站2012和2013年夏季高分辨率的GPS探空资料,对南极高原大气边界层的动力特征进行了研究.结果表明,南极高原观测风随高度的变化规律与理论计算的Ekman螺旋曲线基本一致.风速随高度增加快速、风向左转.这是在南半球观测到的显著Ekman垂直结构特征.Ekman动力边界层的厚度较高,平均从900 m向上至3400 m,900 m以下为对流混合层.整个层结呈干冷和稳定状态,显示了南极高原边界层动力结构具有其独特性.计算的南极高原湍流摩擦应力明显大于中低纬度地区的值,表明南极高原行星边界层动力摩擦效应对全球大气环流的影响显著.     

Estimation of components of energy balance on drifting ice over Arctic Ocean

Estimation and simulation were carried out for the components of ice-surface energy balance and tur bulent exchange parameters using the flux-profile method and the sinple biosphere model version 2 (SiB2, hereinafter) respectively based on the measured results for the atmosphere in the near-ice-surface layer, which were observed by the First Arctic Scientific Expedition of China in August, 1999 at a joint ice-research station (75°02′N, 160°51′W) on the drifting ice of Arctic Ocean. Evidence suggests that during the melting period of drifting ice the sum of the ice-released sensible heat and effective melting-consumed heat is greater than the net ice-absorbed radiation on the surface, with the excess heat coming via heat conduction from the deep layers of the ice mass. The simulated net radiation is systematical lv 18% greater than the measured results, while the simulated sensible heat flux is systematically 3% lower than the measured ones; and the simulated ice-surface heat flux differs noticeably from its calculation. Hence, we see that al though the measured sequences are short, the simulations of net radiation and sensible heat fluxes by the SiB2 model are comparatively good, the simulation of other forms of fluxes still needs to be improved.     

北冰洋浮冰上的能量分量的估算

根据1999年8月中国首次北极科学考察队在北冰洋高纬度浮冰区联合冰站(75°02′N,160°51′W)获得的近冰层大气边界层观测资料,通过通量-廓线方法和SiB2(SimpleBiospheremodelversion2)模式对冰面的能量平衡分量和湍流交换参数进行了估算和模拟.结果表明,北冰洋浮冰区在消融期间冰面释放的感热和融化有效耗热之和超过了冰面所吸收的净辐射,超出的部分热量主要来源于冰深层的热量向冰面传导.模拟的净辐射比实测值系统性高估18%,模拟的感热通量比计算结果系统性低估3%,模拟的冰面热通量误差较大.尽管观测资料序列不长,表明SiB2对北冰洋地区冰面的净辐射和感热通量模拟能力较好,对其他通量的模拟需作改进.     

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．     

75°N～70°S UV-B辐射经向变化特征的观测研究

利用1999～2000年中国首次北极和第16次南极科学考察资料,对75°N～70°SB段紫外辐射(UV-B)经向变化特征的研究结果表明,到达地面的UV-B随着纬度增加而减少,且北半球平均UV-B小于南半球;UV-B的日变化规律,基本上与到达地面的总辐射相同.在极地夏季地方时中午前后,冰雪表面反射率很大的地方,有时能观测到接近于赤道地区的最大UV-B辐照度(垂直太阳光线面上).在中山站附近海域,到达地面UV-B的增大与高层大气臭氧减少密切相关,而与地面臭氧浓度变化关系不大.