近千年来南北半球气候变化模拟比较

依据全球海气耦合气候模式ECHO-G近千年积分的模拟结果, 对南、北半球气温及降水变化的相似性和差异性进行了分析, 并探讨了造成南、北半球气候变化异同性的可能原因. 结果表明: (1) 南、北半球平均气温在年际、年代际、百年际尺度上变化位相基本一致; 但从气候阶段转变的时间来看, 北半球年平均温度正负距平的转变明显提前于南半球; 从距平的振幅变化来看, 北半球明显大于南半球. (2) 对降水而言, 年代际及百年际尺度上的变化南、北半球基本同相, 而在年际尺度上的变化两者反相, 且年际及年代际的正相关主要体现在中、高纬地区, 年际负相关主要体现在低纬地区. (3) 中世纪暖期南、北半球的增暖幅度相差不大, 而现代暖期北半球的增暖幅度明显大于南半球; 现代暖期北半球高纬地区气温大幅上升, 而南半球高纬地区气温有所下降, 呈现出明显的反相变化特征, 这是中世纪暖期温室气体浓度保持在较低水平时所不具有的一个气候特征. 其机理有待进一步研究.     

西北太平洋盛夏台风频数与南北半球环流的关系

本文利用1967—1980年的测风资料及1972—1980年的南半球高度资料,综合分析了西北太平洋盛夏台风频数与南北半球高空西风带强弱及南半球长波槽位置的关系,得到如下结果:     

臭氧层空洞也是帮凶

地球西风循环移动加快了全球变暖步伐。为什么南半球西风循环幅度要高于北半球？因为这是人类活动的另一个后果——南极上空的臭氧层空洞——正在改变哈德里环流和加速西风循环。     

中纬电离层电子密度和垂直漂移速度的潮汐波谱对比分析

利用CHAMP卫星观测数据对全球中纬电离层电子密度(?Ne)和纬向风引起的等离子体漂移速度(?Vz)进行了非迁移潮汐波谱分析,研究发现:D0(DE1)为南(北)半球?Ne和?Vz大尺度一(二)波结构的主导周日非迁移潮汐分量,南半球主导波谱幅度大于北半球;全球电离层-热层模型证实这些主导潮汐分量主要由电离层-热层当地物理过程激发;?Ne和?Vz主导波谱强度的相对强弱程度不同,随季节的变化规律不一致,对太阳活动水平的响应也相反,表明观测到的电子密度的经向差异还来源于除纬向风之外的其他物理过程.     

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。     

轨道驱动对高低纬水循环的影响特征:海冰和降水

轨道尺度上的水循环及其对轨道三要素、温室气体和冰盖的响应一直是古气候学界研究的热点科学问题之一.海冰和降水作为水循环的两个重要组成部分,其变化更是备受关注.研究海冰和降水在轨道尺度上的变化,特别是对外部驱动的响应机理、内部过程和反馈机制,有望对现代海冰和降水变化的理解及其未来趋势预测提供长尺度的背景参考.最新研究结果表明,在轨道尺度上北半球海冰对太阳辐射的变化更敏感,而南半球海冰对温室气体的变化更敏感.就轨道三要素而言,北半球海冰主要受岁差控制,而南半球海冰主要受斜率控制.岁差、斜率和CO₂在全球不同区域降水中的相对重要性随时间和空间不同而发生变化.受赤道最大太阳辐射影响,热带降水中还含有明显的半岁差信号.此外,缓慢的轨道尺度太阳辐射变化可以通过影响北极海冰变化来引起大西洋经向翻转环流(Atlantic meridional overturning circulation, AMOC)百年-千年尺度的突变,从而引起全球温度和降水随之发生改变.在东亚季风区,中国南方夏季降水受冰盖影响显著,冰盖主要通过影响热带辐合带(inter-tropical convergenc...     

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．     

鸻鹬类的巧嘴

鹆鹬(heng yu)类广泛分布于世界各地,栖息于内陆或沿海水陆交汇的滩涂湿地环境,是涉水生活的水鸟.它们绝大多数都有长途迁徙的习性,每年春天不远万里从南半球飞到北半球的北方繁殖.最远可达北极圈附近.秋天它们又飞往南方越冬.     

南半球对流层上层纬向风与东亚夏季风环流

研究了南半球对流层上层纬向风和东亚夏季风在年际变化尺度上的关系, 用150百帕60°S和30°S之间的纬向平均的纬向风差值(ISH)可以很好地代表南半球纬向风的年际变化. 结果发现: ISH和东亚夏季风环流在年际变化尺度上有非常显著的负相关关系. 研究揭示: 从南半球到热带区域的纬向风的径向遥相关型(主体在东半球)可能是这种关系的主要内在原因. 通过这种遥相关型使得风场和气压场发生改变从而影响东亚夏季风环流; 另外, 与ISH相关连的欧亚大陆区的异常遥相关波列也是一个重要的机制. 而且ISH和东亚夏季风环流的关系有同时性, 也有非同时性. 因此这种关系的存在一定意义上也具有预测价值.     

麦哲伦海峡航行见闻

笔者作为香港“昌强号”远洋货轮的大管轮,于2000年11月偕同行驾驶“昌强”轮航经麦哲伦海峡。海峡的独特景色和绮丽风光,给我们留下如梦如幻的印象。 麦哲伦海峡位于南半球,它的季节与北半球正好相反。11月中旬,北半球已进入初冬,而南半球却刚是初夏。麦哲伦海峡位于南纬54°左右,属于高纬地区,气候就像我国黑龙江省北部一样,初夏气温不过     

利用GOMOS 卫星资料研究热带平流层臭氧、二氧化氮和三氧化氮的准两年和半年振荡特征

利用2002~2008 年的GOMOS(Global Ozone Monitoring by Occultation of Stars)卫星观测资料, 研究了热带平流层臭氧、二氧化氮和三氧化氮的准两年振荡(QBO)和半年振荡(SAO)特征. 对赤道上空臭氧和剩余环流垂直速度的年际异常的诊断分析表明: 动力输送是赤道平流层臭氧呈QBO 分布的主要控制因素; 在垂直输送作用下, 平流层中层臭氧的QBO 信号会随着剩余速度的异常向下传播. 而在赤道外的平流层低层, 动力输送在一些年中对臭氧形成QBO 分布作用显著; 在赤道外的平流层中层, 动力输送只影响南半球的臭氧分布. 此外, 文中分析了热带平流层中二氧化氮的分布, 它在赤道平流层中、高层表现出深厚且准静止的QBO 特征, 与同高度上垂直剩余速度的分布有关; 在赤道外平流层中层, 二氧化氮在南北半球呈现不同的分布特征. 受赤道纬向风SAO 的影响, 三氧化氮的年际异常在赤道平流层上层表现出显著的SAO 分布特征, 在纬向风SAO 的不同阶段, 动力输送对三氧化氮的分布产生相反的作用结果.     

卫星考古

古迹的分布 卫星在太空航行,何处能寻找到古代居住地遗址、墓葬等,这是空间考古学最为关心的问题。 地球的中纬度地区,无论是北半球,还是南半球,都有干旱地带,尤其是北半球的干旱地带,起源于撒哈拉大沙漠,从塔克拉玛干沙漠一直延伸到纳华塔。自非洲的大地沟带出现以来,人类经历很长时间向欧洲及亚洲疏散。为了能从自然界采到食物,人类向各地移居。约在1万年前地球的平均气温上升,人类开始以原始方式进行农作物耕种,并逐步饲养牲畜。不久     

地球内部热散失量分布的非对称性

采用Pollack等人 1993年给出的全球热流场 12阶球谐系数 ,求出南、北半球以及0°半球、180°半球的平均热流值和热散失量 .计算结果表明 ,南半球平均热流值为 99 3mW·m^-2 ,显著高于北半球平均热流值(74 0mW·m^-2 ) ;0°半球的平均热流值 (94 1mW·m^-2 )也高于 180°半球 (79 3mW·m^-2 ) .南半球的地幔热散失量达 22.1× 10¹²W ,是北半球地幔热散失量(10.8×10¹² W )的两倍;0°半球的地幔热散失量为16.9×10¹² W ,与180°半球的地幔热散失量16.0× 10¹²W相近 .大陆与海洋在全球的非对称分布是导致地球内部热散失量具有半球非对称性的原因 .热散失量的非对称分布是地质历史中的长期现象.     

二氧化碳的时空变化规律与影响因素分析

利用大气本地站数据验证了2010～2015年温室气体观测卫星(Greenhouse Gases Observing SATellite, GOSAT)二氧化碳L4B浓度数据,分析了二氧化碳浓度时空分布及其变化特征,结合总初级生产力数据和人类二氧化碳排放数据,分析了二氧化碳空间特征变化的影响因素.结果表明:(1) GOSATL4B级数据与地面实测数据的相关系数均在0.95以上,具有较高的精度和稳定性.(2)二氧化碳在不同气压高度上空间分布特征差异较大,近地面二氧化碳浓度波动幅度最大且有明显的空间差异性特性,全球有4个高值中心,分别为东亚、西欧、美国东海岸,以及非洲中部地区;北半球近地面的二氧化碳浓度整体高于南半球,南半球的变化幅度相对较小且变化趋势与北半球相反.(3)研究期间二氧化碳浓度呈现明显增长趋势,二氧化碳浓度随季节变化规律明显.(4)东亚地区样区二氧化碳浓度的变化与初级生产力具有明显的负相关关系,充分证明了陆地生态系统重要的碳汇作用;而与人类活动导致的二氧化碳排放呈显著正相关,说明了人类活动是二氧化碳增加的重要因素.     

测量地球

6月21日是夏至,是阿根廷(在南半球)冬季的第一天,也是加拿大(在北半球)卡尔加里夏季的第一天。于是,两地的学生在这一天携手做了一件特殊的事情——测量地球的周长。在加拿大天文协会主管杜巴诺的率领下,他们用2200年前古希腊学者埃拉托色尼曾经使用的方法测量地球有多大。有600多名学生、教师和天文爱好者参加了这个由加拿大天文协会主办的、一年一度的首届埃拉托色尼工程。     

辽宁铁法盆地早白垩世银杏胚珠器官的发现及其意义

银杏属(Ginkgo)现今只存一个孓遗种，即著名的“活化石”Ginkgo biloba，但该属在中生代曾一度极其繁盛．可靠的银杏属化石最早可以追溯到中侏罗世，在侏罗纪和早白垩世十分繁盛；到始新世时在北半球主要呈环极分布，南半球少量存在，上新世以后就只遗存Ginkgo biloba一种了．     

烟雾

这是海洋卫星摄于2003年1月19日的图片,拍摄的是 澳大利亚。从图上可以明显看到发生在澳大利亚东南部的野 火所散发出来的浓烟的范围。这些比云要黄些、灰些的烟, 因低气压,一路向东移去,在南边很明显(图左边)。澳大     

人沙之“战”

提到沙漠,大家常会联想到满目荒芜的景象和风卷尘起的沙尘暴,似乎"一无是处",还常与另一个词"荒漠化"相混淆。其实,事物往往都具有两面性,只有正确地认识它们,才能趋利避害,造福人类。沙漠何处安家沙漠,一般是指地表完全或部分被流沙覆盖、植物稀少、空气干燥的荒芜地区。地球上有人类居住的五大洲中,其中四大洲都有沙漠分布。受气候影响,沙漠集中分布在南、北纬15°~35°之间。南半球沙漠从大西洋沿岸的卡拉哈里、纳米布沙漠开始,通过印度洋,经澳大利亚沙漠,越过太平洋到达南美的阿塔卡玛沙漠;而北半球沙漠从大西洋沿     

悉尼遭遇红色沙尘暴

沙尘暴是春天多发的灾害天气。当我们北半球迎来秋天的时候．南半球的澳大利亚正好迎来了他们的春天。由于地表植被近年来遭到破坏。澳大利亚首都悉尼在2009年9月下旬迎来了一轮汹涌的沙尘暴。由于澳大利亚的土壤大多为红色,袭击悉尼的沙尘暴也呈现出可怕的红色。     

菲利普岛的童话之旅

2009年10月底。在飞行了14个小时后，我终于来到了距离北京万里之遥的澳大利亚南部城市墨尔本。从北半球寒冷的深秋过渡到南半球温暖的仲春．也从此开始了一次令我难忘终生的自然之旅。