平流层全球重力波活动的COSMIC观测研究

本文利用从2007年1月到2013年2月的COSMIC（Constellation Observation system for Meteorology,Ionosphere and Climate)温度数据,分析了平流层（20-35 km）的全球重力波活动及其随纬度、高度和季节的变化特征,揭示了平流层不同纬度重力波活动的中期变化规律。以及重力波振荡周期随纬度的变化。赤道地区重力波全年活动很强,且存在明显的准两年振荡(quasi-biennial oscillation,简称QBO)。在 〖20〗^° S-〖20〗^° N 的重力波势能极大值区与强对流区域保持一致。中高纬地区重力波都主要表现为冬季强夏季弱。中纬地区,两个半球冬季陆地上重力波活动强于海洋,且南美洲南部安第斯山每年除夏季外都有较明显的重力波活动。高纬地区,南半球冬季重力波分布保持稳定,而北半球则在某些区域增强,某些区域较弱,这一现象可能是与SSW（Stratospheric Sudden Warming）相关。通过LS谱图分析,我们发现QBO主要出现在平流层低纬地区,AO（annual oscillation,简称AO）和SAO（semiannual oscillation,简称SAO）则主要出现在平流层中高纬地区。     

大气对流层顶的臭氧时空分布变化

 利用1958~2001年的臭氧垂直分布和NCEP资料,计算出全球对流层顶的气候场,并对其空间分布、季节、年际和年代际演变进行了分析.结果表明:①对流层顶臭氧质量比呈纬向分布的特征明显,南北半球中纬度和南极为高值区,赤道和北极为低值区,且与对流层顶高度和温度场有对应关系;②从400~70 hPa的温度和臭氧质量比垂直经向剖面中,显现出对流层顶的上层和下层由于具有不同的物理和化学过程导致垂直分布存在差异;③对流层顶臭氧质量比纬向距平场的年代际变率具有不同位相的时空演变尺度,南半球的时空差异比北半球大,南极最不稳定,低纬和赤道地区幅度变化较小,但时间尺度较大;④极地各季节对流层顶的臭氧分布和高度场特征相似,低纬则与温度场分布较一致;⑤对流层顶断裂带中臭氧质量比最大值出现在春季,秋季为最小值,其对应的纬度存在明显的季节空间经向波动,夏季达到最高纬度,冬季到达最低纬度;⑥对流层顶臭氧质量比纬向距平的季节变率表现出准半年变化趋势,且两半球变化趋势相反.     

向外长波辐射(OLR)年际变化的时空分布分析

 运用1980～2001年7°S～7°N,0°～360°向外长波辐射(OLR)资料,计算获得各月OLR的均方差.结果表明:从全年的变化趋势来看,就整个全球纬向平均而言,低纬地区向外长波辐射的变化比中高纬地区向外长波辐射的变化约大1个量级;在80°E～10°W热带中东印度洋、西太平洋暖池以及热带中东太平洋一带(20°S～20°N)的OLR变化最显著,约在1 W/m²左右;其中特别是"暖池"附近OLR的年际变化最大,其次是热带中东太平洋地区,再次是中东印度洋地区;1年当中,夏季6～8月OLR年际变化较小,平均在11 W/m²左右;冬季12～2月OLR年际变化大,平均在1W/m²左右.低纬地区向外长波辐射的变化具有明显的季节性突变特征,主要突变时间发生在春末夏初的,6月和秋季的10月.同时,根据上述OLR变化特征确定了OLR年际变化最大的关键区.     

平流层全球重力波活动的气象电离层及气候卫星观测

利用从2007年1月~2013年2月的COSMIC(constellation observation system for meteorology ionosphere and climate)温度数据,分析了平流层(20~35 km)的全球重力波活动及其随纬度、高度和季节的变化特征,揭示了平流层不同纬度重力波活动的中期变化规律;以及重力波振荡周期随纬度的变化。赤道地区重力波全年活动很强,且存在明显的准两年振荡(quasi-biennial oscillation,QBO)。在20°S~20°N的重力波势能极大值区与强对流区域保持一致。中高纬地区重力波主要表现为冬季强夏季弱。中纬地区,两个半球冬季陆地上重力波活动强于海洋,且南美洲南部安第斯山每年除夏季外,都有较明显的重力波活动。高纬地区,南半球冬季重力波分布保持稳定,而北半球则在某些区域增强,某些区域较弱,这一现象可能是与SSW(stratospheric sudden warming)相关。通过LS谱图分析,发现QBO主要出现在平流层低纬地区,AO(annual oscillation)和SAO(semiannual oscillation)则主要出现在平流层中高纬地区。     

近百年北半球海平面气压分布结构及其对长江中下游梅雨异常的影响

分析了1899—2003年近百年北半球海平面气压的典型空间分布模态，在此基础上将海平面气压和长江中下游梅雨量相对数序列进行年代际和年际尺度分离，分析海平面气压年代际尺度的气候背景和年际尺度变化与梅雨相应尺度之间的相关关系及综合作用. 得到如下结论：（1） 高纬地区与中纬地区的环状模态环流变化是近百年北半球海平面气压典型的主导分布结构，无论是年代际尺度还是年际尺度变化均有十分清晰的表现；（2） 从年代际尺度而言，当北半球海平面气压的高纬地区与中纬地区位相相反的分布结构处在较强（弱）的气候背景时，长江中下游梅雨通常处于偏多（少）时期；海平面气压和梅雨在年际尺度上的关系与年代际尺度的情形相反，即在前期春季位相相反的分布结构较弱的年份，夏季长江中下游梅雨容易偏多，反之亦然；（3） 逐步回归结果也证实，海平面气压的年代际变化和前期春季年际变化对长江中下游梅雨异常起重要作用.     

波致混合对热带太平洋海气耦合模式中冷舌模拟的改进

非通量调整的大气海洋环流耦合数值模式所模拟的赤道太平洋表层海温（SST）的冷舌偏冷并且过于西伸是一个共性问题．文中在全球大气-海洋环流耦合数值模式FGCM-0中考虑了波致混合的作用后，赤道太平洋地区的SST模拟结果有了显著的改善，在（160—180°E，0—3°N）海域内SST升高在0.8℃以上且最大可达1.2℃．这有效地抑制了冷舌西伸，即赤道太平洋冷舌过于西伸的问题有所改善，26.0℃等温线在赤道附近的顶点从165°E东移至180°E以东，大约向东移动了1650km，这样所模拟的SST更接近于观测．对模拟结果分析表明：耦合模式中SST、近海面大气环流、海洋表层水平环流、海洋表层上升流等要素的距平场是相互间动力协调的，对于改善赤道冷舌模拟偏冷问题是正反馈，而耦合模式中海气热通量距平对改善赤道冷舌模拟偏冷问题是一种负反馈．     

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.     

五大连池矿泉及其医用价值

一、自然地理环境五大连池位于我国东北黑龙江省北部，地处中高纯度，由哈尔滨向北400公里，矿泉疗养区坐落于五大连池市五大连池镇内，五大连池火山群之药尔山脚下。地理坐标为东经126°06’—126°06’，北纬48°34—48°48’处。平均海拔为250—300米，属温带大陆性季风区气候，寒暑变化剧烈，夏季炎热短促，最高可达38℃，日平均气温20℃，冬季寒冷漫长，最低温度零下42℃，日平均气温为—20℃，年平均气温为0－0．5℃，年日照时为2100—2850小时，降水主要集中在7－9月份。年平均降雨量为467mm。（1）二、矿泉的理化性质物理特征：无色…     

热带海区温跃层深度空间变化：对波致流的影响

在温跃层深度存在空间变化的条件下，建立约化重力海洋波致环流动力学模型。根据模型，热带海洋波致环流可看作是”广义地转运动“；波致子午向水体输运方程具有和Ｓｖｅｒｄｒｕｐ输运方程相似的形式；特别是波致波环流对赤道痊定常流系的”正负”受耐受制于温跃层深度的空间变化特征。     

北半球冬季准定常行星波传播的年代际变化

通过利用NCEPNCAR再分析资料对1958—2004年共46个冬季北半球大气准定常行星波传播的年代际变化进行分析，发现气候态意义下的准定常行星波沿高纬度由对流层向平流层的传播和在对流层内向低纬度的传播之间存在显著的反相振荡关系. 进一步的研究还表明，准定常行星波传播的年代际变化与北极涛动有密切的联系；北极涛动的正位相对应于在对流层有异常强的从中高纬度向低纬度对流层顶附近的波动传播，同时通过极地波导向平流层的传播明显减弱.其结果不仅说明大气内部的准定常行星波与纬向平均流相互作用可以产生年代际尺度的变化；而且提供了平流层变化影响对流层大气环流长期变化的一种动力学机制.     

南海地区对流活动的时空变化特征

利用美国NCEP1958-1998年高斯网格月平均再分析资料,分析了南海地区(0°-20°N,100°-125°E)对流活动(OLR)的时空变化,结果表明:南海地区对流活动具有明显的季节转换特征,南海地区对流活动主要呈一致性的分布形势,且具有多时间尺度的变化特征,不同时间尺度的振动,其周期显著性和强度存在明显的年际差异。     

夏季北太平洋副热带高压年际变化的特征时间尺度及其时空演变

 应用三维数据的时间小波变换方法分析研究了夏季北太平洋副热带高压年际变化的特征时间尺度及其时空演变.结论为:夏季北太平洋副热带高压年际变化的特征时间尺度分别约为2,5 a和更大的时间尺度;2 a和5 a特征时间尺度的最大振幅能量活动中心分别位于北太平洋西部的(27.5°N,135°E)附近和北部的(35°N,167.5°E)附近;其相应的最大振幅能量活动中心在纬向上表现出了明显的东西向波动的时间演变特征;在经向上则表现出了明显的阶段性和较小振幅的南北向波动的时间演变特征;从较长时间的长期演变来看,5a特征时间尺度的最大振幅能量活动中心的位置有一种向南移动的趋势.     

年际和年代际气候变化的全球时空特征比较

5利用1950－1998年全球海洋同化分析资料和全球大气再分析资料，分析比较了全球海气系统年际和年代际变化的主要时空特征。结果表明：1）全球上层海洋年际变化主要为位于热带太平洋的ENSO模态，年代际变化最显区域中纬度海洋、赤道外热带东太平洋和大西洋及南半球高纬度区域；2）全球大气年际和年代际变化均主要位于中高纬地区尤其是两极地区，在年际时间尺度上，气温异常和气压异常没有明显的对应关系，但在年代际时间尺度上，气温增暖（变冷）常常伴随着气压的降低（升高）；3）在年际时间尺度上，发生在中高纬度陆地地区的大气年际变化和主要发生在热带海洋的上层海洋年际变化没有一致性的内在联系，前主要表现为大气内部（浑沌）变化，而后主要为热带海气相互作用产生的ENSO变化；4）在年代际时间尺度上，全球海洋大气系统大约在20世纪70年代均一致性地经历了一次跃变，其结果导致80年代以来，全球大范围地区（尤其是两极和西伯利亚地区）气温明显偏暖，赤道两侧的热带东太平洋、北美和南美西海岸及非洲西海岸等海域海表温度偏高，伴随着这种全球大范围背景增暖现象，青藏高原北部地区和格陵兰岛气温具有变冷趋势，而中纬度北太平洋和南半球高纬度海域海表温度也表现为降低。     

EINino和LaNina期间及前期赤道太平洋洋面温,压,风场的…

利用赤道太平洋洋面（１１°Ｓ－１１°Ｎ，１２０°Ｅ－８０°Ｗ）１９５０－１９８７年２°×２°格点资料，计算和分析了ＥＩＮｉｏｎ和ＬａＮｉｎａ期间及前期１－６个月温，压、风的距平值，结果发现ＥＩＮｉｎｏ和ＬａＮｉｎａ前３个月赤道太平洋洋面温，压，风场有明显变化的征兆，证实了ＥＩＮｉｎｏ和ＬａＮｉｎａ形成过程中赤道太平洋洋面气压，风和温度存在一种正反馈机制。ＥＩＮｉｎｏ前３个月到ＥＩＮｉｎｏ期间，赤道     

太平洋年代际振荡与川中丘陵区气候变化关系研究

基于月降水和月平均气温资料,分析了川中丘陵区近50年降水和气温的变化特征及其与太平洋年代际振荡指数（PDOI）的关系．结果表明,川中丘陵区气候存在明显的年代际趋势和突变特征．相关分析和独立样本T检验表明,川中丘陵区夏季气温、年平均气温和秋季降水量与年PDOI均有显著的相关关系,PDO冷位相（1977年以前）对应着高温、多秋雨,而PDO暖位相（1977年以后）对应着夏季和年均温下降,秋季雨水减少．     

黑潮对中国近海热盐输运的季节和年际变化

应用垂向混合坐标系海洋模式（HYCOM）,对赤道以及北太平洋进行了气候态模拟和1990-1999年的模拟.给出了黑潮对我国近海热量和盐量输运的定量结果,并对其季节和年际变化特征进行了分析.气候态模拟的结果表明,黑潮对东海的热量输运与该区域的海表面热通量同量级,且呈反向变化,热量输运冬季最大,夏季最小,7月为-9×1013W,2月为2.5×1014W,春、秋为过渡季节.黑潮向南海输运的热量除夏季为负值外,其它季节均为正值.黑潮年均向东海输运热量1.67×1014 W,向南海输运热量1.5×1014W.盐量输运的变化趋势与热量一致.对1990-1999年的模拟结果进行小波分析表明,黑潮对东海热量和盐量输运具有4~7年的显著周期,且与厄尔尼诺现象密切相关.厄尔尼诺年,黑潮向东海输运的热量和盐量均有明显减小.黑潮对南海热量和盐量输运的周期约为3~4年.黑潮对南海的热量输运也与厄尔尼诺现象存在负相关关系.     

近50年我国北方地区旱涝的时空变化

利用我国北方 12个测站 195 1— 1999年 4— 9月的降水量资料 ,用Z指数变换计算旱涝等级 ,据此讨论北方地区 (35°～ 4 1°N)近 5 0a旱涝的时空变化 .结果表明 ,大体以 90°E和 10 5°E为界可将北方分 3个区域 .东部地区近 5 0a来干旱化趋势比较明显 ,特别在 2 0世纪 80年代中期以来 ,干旱次数异常增多 ;而西部则相反 ;中部呈现过渡特征 .我国北方地区旱涝的时空变化存在从西部向中部、东部逐渐转移的特点 ,每一阶段的旱 (涝 )从西部地区转移到东部地区大约需要十几年 .据此推测北方东部地区在 2 1世纪的头 10a将会出现偏涝的气候特点 .     

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。     

南海及周边地区对流活动的时空变化及其与长江流域夏季降水的遥相关

利用美国 NCEP 1 95 8～ 1 998年高斯网格月平均再分析的向外长波辐射 ( OLR)资料和中国国家气象中心的全国 1 60站 1 95 1～ 1 998年月平均降水资料 ,分析了南海及周边地区 (以下简称南海地区 ) ( 0°N～2 0°N,1 0 0°E～ 1 2 5°E)对流活动的时空变化及和长江流域夏季降水的遥相关关系。结果表明 :南海地区对流活动具有明显的季节转换特征 ,主要呈一致性的分布形势 ,具有多时间尺度的变化特征 ,不同时间尺度振动的周期显著性和强度存在明显的年际差异。SVD分析表明 ,南海地区夏季对流活动与中国长江流域夏季降水密切相关。     

基于1987-2016年气象数据的河南省气候舒适度时空变化特征研究

为了解河南省气候舒适度的时空分布特征,以河南省127个县市30年的气象资料为基础,分析各地温湿指数、风效指数和舒适度指数的年际、年内和空间变化特征并评价其舒适状况.结果表明:①3种指数在年际和年内变化都呈现高度一致性,其中温湿指数对判定气候舒适度的变化更敏感,最高等级值达到5级,除冬季外,风效指数和舒适度指数的等级值未超过3级;②河南省北部和西部的气候舒适期开始较晚,结束较早,持续时间短,全省的最佳旅游时段为4—6月和9—10月,其中,5月和9月最舒适;③全省春秋两季气候都很舒适,冬季全省气候舒适度较低,不适宜室外旅行;夏季气候舒适度受高温影响大部分较低,但豫西豫北山地尚可.