大西洋热盐环流减弱对热带太平洋气候平均态及年际变率的影响

利用一个完全耦合的海气模式, 通过对比分析两组试验中海表温度、盐度、风应力等气候态变化特征以及ENSO强度和频率的变化, 研究热带太平洋气候平均态及年际变率对热盐环流减弱的响应。在北大西洋高纬地区注入1 Sv淡水后, 大西洋经向翻转流(AMOC)减弱约90%, 这直接导致向北的经向热量输送减少, 使北大西洋有明显降温, 南大西洋略有升温。这些变化会经过大气和海洋的远程传播以及局地海气反馈作用, 影响热带太平洋气候平均态: 赤道东西太平洋的SST都略有增温, 但纬向温度梯度和纬向风应力并没有太大变化, 赤道太平洋温跃层的深度和倾斜度也基本保持不变。相应地, ENSO强度和频率也没有明显变化。由此得出结论: 热盐环流减弱会引起全球气候平均态的变化, 但对热带太平洋的年际变率没有太大影响。     

青藏高原对北大西洋深水形成影响机制的季节差异

利用耦合地球系统模式(CESM1.0),通过对比有青藏高原的控制试验和无青藏高原的敏感性试验,定性地分析青藏高原对不同季节北大西洋深水(NADW)形成的影响机制.研究结果表明,青藏高原对NADW形成的影响机制因季节而异.移除青藏高原后,NADW形成将会减弱,冷季(北半球10月—次年3月)NADW形成的显著减弱是由海洋表...     

大西洋经向翻转流多百年际变率的二维海洋模式研究

利用简单海洋环流模式,对大西洋经向翻转流(AMOC)的多百年际振荡进行模拟研究.首先推导纬向平均的二维海洋环流模式,得到 AMOC的控制方程及关键参数.然后利用数值方法,使用混合边界条件,在合适的边界条件和强迫场条件下模拟合理的 AMOC气候态.通过向北半球副极地表层添加盐度通量随机强迫,进行长时间积分,激发 AMOC的多百年际变率.功率谱分析结果表明,AMOC可以展现约 260年的周期性振荡,对 AMOC进行 EOF分解得到的主模态主要信号位于较深的海盆,表明多百年际变率可能与较深层海洋的变动联系紧密.最后探究振荡周期与海盆体积及 AMOC强度的关系,海盆体积越大,振荡周期越长;AMOC越强,振荡周期越短.     

水平分辨率对大洋环流模式模拟性能的影响

通过分析不同水平分辨率海洋模式的模拟结果及其与观测资料的对比,研究了水平分辨率对大洋环流模式模拟性能的影响。在中国科学院大气物理研究所研制的第三代大洋环流模式(L30T63 OGCM)的基础上,提高该模式的水平分辨率,建立了2个版本的全球大洋环流模式。其一,纬向和经向水平分辨率分别为1.5°和1°的全球大洋环流模式(OGCM1);其二,经向水平分辨率为变网格的全球大洋环流模式(OGCM2),其纬向水平分辨率仍为1.5°。分别对L30T63 OGCM和建立的2个版本的大洋环流模式从静止积分100 a。采用相同的动力框架、物理过程、南北边界条件、初始条件以及强迫场对比分析L30T63 OGCM、OGCM1和OGCM2第100年的积分结果。分析结果表明,随着模式水平分辨率的提高,模式计算的整体动能和位能随之增大,模式对上层大洋环流特别是热带上层大洋环流的模拟有明显的改善。     

模式水平分辨率对区域降水季尺度模拟的影响

为了检验区域季尺度降水模拟对分辨率调整的敏感响应及其变化规律,利用RegCM3区域气候模式,对整个中国地区及相邻海域进行了季尺度降水模拟.取不同的水平分辨率(30、60、90 km),模拟2000～2004年夏季的降水.本系统可以较稳定地对我国整个地区的降水进行季尺度模拟.与实测资料进行对比,分析其模拟效果.结果表明:区域模式对水平分辨率变化的响应是敏感的,并呈现出复杂的变化规律.     

对流解析区域气候模式对青藏高原降水模拟能力的研究

以中国科学院区域气候-环境重点实验室研制的区域环境集成系统模式(RIEMS 2.0)为基础,采用中国科学院资源与环境数据中心提供的植被类型数据和北京师范大学提供的中国土壤质地数据,以及美国地质调查局提供的月植被覆盖度资料,进行模式本地化,从而建成了青藏高原对流解析区域气候模式．利用该模式对青藏高原进行了2001—2018年连续积分模拟,重点考察了区域气候模式在水平分辨率为9 km条件下对青藏高原降水模拟能力,结果表明:1）模式能够较好地模拟年、雨季降水的空间分布特征以及不同区域降水年变化,同时,模式模拟降水较观测偏多,偏差为13.01%~39.95%;区域气候模式模拟青藏高原降水较国际耦合模式“比较计划第六阶段（CMIP6）”45个全球模式模拟试验结果的年降水空间分布和强度有明显提高,并且更加接近观测值．2）模式能够较好地模拟出年降水时间和4个不同等级降水事件空间分布,特别是5~10、10~20、>20 mm这3个不同等级降水时间接近观测值．3）模式能够较好地模拟出青藏高原不同区域候平均降水随时间演变,降水强度除半干旱藏南地区较观测明显偏多外,对其他地区模式模拟的降水都非常接近观测值,同时与观测值之间相关系数为0.901~0.981,都通过99%置信度检验,与观测值之间的均方根误差为0.37~0.99 mm·d?1,其中对于极度干旱的柴达木地区候平均降水也能够较好地模拟出来,相关系数达到0.919;对青藏高原西南的南羌塘地区模拟最好,相关系数达到0.981．4）该研究表明采用青藏高原对流解析区域气候模式进行动力降尺度后,解决青藏高原等地区缺乏长时间序列高时空分辨率的气象数据集的瓶颈问题,为青藏高原气候和环境未来变化、生态安全屏障建设等提供坚实可靠的科学数据基础．      

输沙量对海岸沙丘表面风沙流中不同粒径沙粒垂向分布的影响

 在我国海岸沙丘的典型分布区河北昌黎黄金海岸,对不同输沙量下海岸沙丘表面风沙流中不同粒径组沙粒垂向分布的变化进行了野外观测。结果表明,在风速相近、物质组成一致和下垫面性质相同情况下,随着风沙流总输沙量的增加,在非均匀沙床面上不同粒径组沙粒的垂向分布呈现出了不同的变化特点。其中,随总输沙量增加粗沙输沙量总量并无增加,其输沙量下层减少、中层增加、上层减少,垂向分布转变为典型负幂函数模式;中沙在不同高度的绝对输沙量均有增加,相对输沙量下层（0~4 cm）减少、上层（4~60 cm）增加或基本持平,其垂向分布基本符合指数递减规律,尤其是在0~60 cm高度内的分布随总输沙量的增加由负幂函数转变为指数函数;细沙输沙量总量和不同高度的输沙量均有不同程度的增加,相对输沙量下层（0~6 cm）减少、上层（6~60 cm）基本持平或增加,垂向分布符合典型的指数函数布模式。究其原因,主要应与不同风速气流的携沙极限以及不同粒径组沙粒的运动方式密切相关。     

经颅直流电刺激对注意力广度的影响

该文探讨经颅直流电刺激(transcranial directcurrent stimulation,tDCS)是否能提升注意力广度,并通过脑电(electroencephalogram,EEG)分析探讨其中的机理.实验招募7名健康被试,每名被试完成3次实验,每次实验接受不同的tDCS刺激方案并完成注意力广度任务.3种...     

不同刺激条件下经颅直流电刺激的仿真

经颅直流电刺激是一种非侵入式的脑刺激方法。为了优化电刺激中电极与刺激强度的选择,基于人体头部解剖结构,建立了4层同心球体有限元模型,通过数值计算方法,讨论了不同刺激电极面积和电流强度对大脑表面电场和内部电场的影响。结果表明:提高刺激电流能够增大整个大脑区域的电场强度。刺激的有效强度面积比率与电极面积呈良好的线性关系。且减小刺激电极面积,可增加大脑皮层与内部的电场强度比例。在实际应用中,应根据刺激脑区的位置和刺激强度的要求,合理选择电极面积大小及刺激电流强度。该研究对经颅直流电刺激参数的选择具有一定的参考意义。     

与热盐环流相关的海温异常对大西洋沿岸气候影响的诊断模拟研究

THC（热盐环流）的变化对全球气候的影响在大西洋地区最为显著,Manabe利用淡水强迫THC引起海温变化的信号也主要集中在大西洋,并呈dipole（耦极）模态分布．文中根据Manabe淡水强迫THC实验结果,给定北大西洋冷,南大西洋暖的海温距平分布代表弱THC,以相反海温距平分布代表强THC,利用大西洋这两种异常海温来驱动大气环流模式,研究这两种海温异常分布所代表的THC强弱变化对大西洋沿岸气候的影响,并且选出5个降水对THC变化敏感的地区,利用这些地区观测的降水资料拟合一个反映THC强弱变化的综合指数THCI,该综合指数能有效反映近100年THC变化的主要特征。     

Variations in air temperature during the last 100 years revealed by δ~(18)O in the Malanice core from the Tibetan Plateau

By comprehensive analyses,it was found that the variations in δ^18O recorded in Malan ice core from the Kekexili Region on the Tibetan Plateau could represent the changes in air temperature during the summer half year (from May to October) over the Kekexili Region and the northern margin of the Tibetan Plateau.The general increase trend in δ^18O in the ice core during the past century indicated climate warming,and it was estimated that air temperature during the summer half-year rose about 1.2℃ over there then.However,this ice core record documented that the study area has been cooling while most of the world has been dramatically warming since the late 1970s. A tele-connection was found between the variations in δ^18O in the Malan ice core and the North Atlantic Oscillation.Moreover,the variations in δ^18O in this ice core were similar to that in the summer half-year air temperature over the southern Tibetan Plateau on the centurial time scale,but opposite on the multidecadal time scale.     

Seismic P-wave tomography in eastern Tibet: Formation of the rifts

For better studying the relationship between the rifts and deep structure, a detailed P-wave velocity structure under eastern Tibet has been modeled using 4767 arrival times from 169 teleseismic events recorded by 51 portable stations. In horizontal slices through the model, a prominent low-velocity anomaly was detected under the rifts from the surface to a depth of ~250 km; this extends to a depth of ~400 km in the vertical slice. This low-velocity anomaly is interpreted as an upper mantle upwelling. The o...