东亚地区对流层O3和CO模拟

本文利用全球三维大气化学模式MOZART-2,采用两组不同的污染源数据对东亚地区对流层臭氧（O3）及一氧化碳（CO）浓度的季节变化进行了模拟。通过与观测资料进行对比发现,模拟结果能较好的再现日本南鸟岛站与绫里崎站观测到的季节变化特征。由于这两观测站所处的环流场形势不同,受亚洲大陆污染物出流的影响程度有所差别,两组排放源下CO与O3浓度的模拟差异在两地的表现有所不同,在绫里崎站可以看到CO与O3浓度的模拟差异呈现出比较显著的季节性特征。     

北京地区大气气溶胶光学特性及其直接辐射强迫的研究

利用2003年9月－2004年12月天空辐射计观测数据初步反演得到了北京地区大气气溶胶光学特性的参数,包括：500 nm大气气溶胶光学厚度,Angstrom波长指数,单次散射反照率和粒子谱分布的季节变化特征。将反演得到的结果代入辐射传输模式,计算北京地区大气层顶和地面在晴空条件下大气气溶胶的辐射强迫,并分析了其季节变化特征。     

2003年梅雨期湿位涡异常诊断分析

利用1°×1°的NCEP/NCAR格点分析资料和中国区域站点观测降水资料,在分析2003年江淮流域梅雨期降水及大尺度环流特征的基础上,利用包含降水质量强迫效应的湿位涡方程,阐明在暴雨系统中引起的强降水会造成湿位涡异常.对2003年引起江淮流域暴雨的对流系统进行的湿位涡诊断分析表明,对流层中低层的湿位涡异常区与降水区域有很好的对应关系,可利用湿位涡的异常分布预测降水未来可能的分布形势和走向。     

土地覆盖/利用变化对区域气候的影响（英文）

气候系统中的陆-气相互作用长期以来已经得到广泛的关注,但是直到最近,区域尺度上土地覆盖/利用变化对气候影响的统计分析仍非常少,模拟研究中植被对气候变化响应的描述不足。本文系统研究了陆-气相互作用对区域气候的影响,尤其针对上面所提到的两个方面。通过对前期的植被覆盖状况和夏季降水的关系研究为植被覆盖变化对区域气候的影响提供了观测统计上的证据,并进一步分辨出中国北方过渡带可能是植被-大气相互作用的最敏感地区。通过比较观测站点和再分析资料的年代际趋势表明城市化和其他的土地利用变化对气候变暖产生了贡献,使中国东部的平均气温升高了0.12C/10yr。区域气候模拟还表明,中国北方过渡带及其附近地区的植被退化对表面气候和大气环流都带来了显著影响,它们的变化与观测的年代际异常以及我们统计分析的结果一致。暗含着地表退化可能是中国近几十年气候异常的重要原因之一。最后我们探讨了准确参数化植被和动态植被在区域气候模拟中的作用。     

北京冬季城市热岛特征及强弱热岛影响因子研究

应用北京地区地面气象观测站1990-2004年1月的气温资料,分析了近15年北京冬季城市热岛的特征和变化趋势,也分析了城市热岛强度与地面气温的关系。结果表明：夜间城市热岛要强于白天,近15年夜间城市热岛具有增强趋势,而白天这样的趋势不明显。夜间月平均城市热岛强度与月平均气温正相关,气温高的年份,热岛强度相对也大,白天这种相关不明显。此外,对比分析了冬季强热岛和弱热岛的特征及其气象影响因子。结果表明：强热岛出现于夜间,白天热岛不明显;夜间强热岛出现和维持是多种因子综合作用的结果。白天日照充足的晴夜北京城郊地面风场很弱（≤2.0m/s）,多个测站甚至出现静风,同时城区垂直方向近地大气层持续存在很弱（≤2.0m/s）的风场,甚至静风,城区320m高度以下持续存在大气逆温,有利于冬季强热岛的形成和维持。晴朗白天即使近地层大气风速维持在2.5m/s以下,城市热岛也会减弱消失,太阳辐射的加热作用所引起的郊区地面大气升温速率和幅度大于城区地面大气、大气稳定度的变弱以及城区大气逆温的消失是城市强热岛减弱并最终消失的重要原因。     

一个新的大样本ENSO集合预报系统的发展与检验

详细介绍了一个新的大样本集合预报系统. 为了减小ENSO(厄尔尼诺-南方涛动)预报中的预报不确定性,该集合预报系统首先基于一个中等复杂程度的耦合模式,利用集合卡尔曼滤波资料同化方法同化有效的海洋观测资料为集合预报系统提供集合初始场;同时,一个发展的用于12个月预报的一阶线性马尔可夫(Markov)随机误差模式被嵌套到集合预报系统中来模拟模式不确定性. 基于1992年11月~2008年10月100个样本的集合回报试验,从确定性预报技巧和概率预报技巧2个方面对集合预报系统的预报水平进行了检验. 该集合预报方法能够很有效地将传统的确定性预报扩展到概率预报领域,且检验结果表明,预报样本均值的预报水平要优于单一的确定性预报. 对于概率预报而言,集合预报样本能够很好地跟随观测的变化,并且能够提供单纯确定性预报所不能够提供的额外信息.     

一个计算平均土壤呼吸速率和土壤碳密度的简单模型

根据大量实测的土壤碳密度资料并结合生产力模型,得到一组直接利用气候资料来计算平均土壤呼吸速率和土壤碳密度的公式,并同实测资料进行了对比.根据此模型的模拟结果,对最近基于观测资料而得出的平均土壤呼吸速率对温度变化的响应并不显著的结论提出了质疑.利用此模型还对全球潜在的土壤碳密度分布做了模拟,计算出全球土壤碳库为1152Pg.该模型成功地模拟了土壤碳密度随降水 (或湿度 )状况而变化的特征.     

中国地区3个AERONET站点气溶胶直接辐射强迫分析

利用全球气溶胶监测网（AERONET）观测资料,借助平面平行辐射传输模式,计算兰州大学半干旱气候与环境观测站（SACOL）、香河站和太湖站多年晴空条件下的气溶胶直接辐射强迫.结果表明,SACOL、香河和太湖地区大气层顶气溶胶日平均直接辐射强迫分别为（-7.2±7.1）、（-11.7±9.5）和（-14.9±8.3）W/m²,地表处分别为（-21.9±12.2）、（-36.5±29.5）和（-42.2± 21.0） W/m²,大气中分别为（14.7±9.7）、（24.8±23.0）和（27.3±16.5） W/m².香河站和太湖站气溶胶对地表的降温和大气的增温大于SACOL站.地表和大气中辐射强迫对气溶胶光学厚度的变化敏感,而大气层顶处敏感性较弱.沙尘气溶胶直接辐射强迫大于所有气溶胶的平均值,且对地表降温和大气增温更明显.     

区域工业产业系统模型构建及模拟——以广州为数据样本

针对区域工业产业发展系统运行规律及所具有的复杂和动态系统特征,运用系统动力学（SD）对其有效运行进行系统建模,对区域工业产业未来的发展变化趋势做出模拟预测,进而预见该系统在发展变化过程中可能出现的问题。探索一种定性及定量相结合的角度反映区域工业产业发展系统运行机制的方法,观测其行为特性,找到起主要作用的反馈回路和政策的杠杆作用点。广州市工业产业发展的实证分析表明,该方法为决策提供理论依据和指导。     

中国西北沙漠对东亚大气粉尘影响的数值试验研究

以塔克拉玛干沙漠为主的中国西北沙漠区是东亚地区主要沙尘释放源区之一。本文利用美国大气研究中心（NCAR）的公用气候模式（CCM3）与一个沙尘释放和沉降模式（DEAD）相嵌套、能够反映沙尘扬起及输送和沉降动态过程的耦合模式系统（CCM3-DEAD）,通过改变中国西北沙漠-半沙漠区下垫面类型的数值模拟试验,对比分析了西北沙尘源区地表类型的改善对东亚地区沙尘释放及大气粉尘含量变化的可能影响。研究结果表明,地表覆盖状况与沙尘释放关系密切,沙尘源区地表类型的改善可明显抑制沙尘的释放。中国西北沙漠-半沙漠区地表的改善,可引起整个中国北方至蒙古国的大气粉尘含量减少,使大气环境明显改善。假设以塔克拉玛干为主的沙漠-半沙漠区不存在（当地地表类型若以温带草原植被为主）,则整个中国北方沙尘释放和沉降通量仅为目前的50%左右。模式中分4个粒级描述沙尘释放及沉降通量,其中1.0~2.5μm和2.5~5.0μm两个粒级的贡献约占总通量的76%,对比试验显示在没有塔克拉玛干等沙漠存在的情况下这两个粒径释放通量大大降低。由西北沙漠-半沙漠区释放的沙尘,经大气环流传输可直接影响到我国东北、华北等东部地区的大气粉尘状况,并对日本、韩国及其周边地区也有一定影响。     

不同卫星反演的大气CO2浓度差异时空特征分析

定量化分析不同遥感观测卫星所反演的大气CO₂浓度之间的差异,对于利用卫星遥感数据准确揭示全球大气CO₂浓度的时空变化特征具有重要的参考价值。利用CarbonTracker模型模拟的大气CO₂廓线数据对SCIAMACHY、GOSAT和OCO-2卫星反演的大气CO₂柱浓度数据进行校正,并通过计算卫星校正前后的差值分析不同卫星观测平台对大气廓线的响应差异。同时比较分析不同时空尺度的各卫星观测所刻画的大气CO₂柱浓度变化的差异。实验结果表明,SCIAMACHY的差值明显大于其他2颗卫星,且在低纬度和高纬度区域分别显示（-0.25±0.15）×10^-6和（-0.38±0.25）×10^-6的浓度差异。消除这些差异后,3颗卫星的CO₂柱浓度观测数据显示相似的季节变化、年变化特征以及相似的空间分布规律。研究结果表明,模型模拟数据可用来整合这3颗卫星由于观测仪器响应和时空尺度不同所引起的大气CO₂柱浓度数据间的差异。     

四川盆地1961—2010年大气干能见度变化趋势及其影响因素

利用四川盆地50年（1961—2010）来122个气象台站观测资料,分析盆地年均干能见度时空分布特征和年际变化趋势.研究结果表明,1）四川盆地干能见度多年均值为18.8km,并存在与气候、人口分布、工业和城镇发展紧密相关的4个低值中心（约11km左右）.2）盆地中约71%的站点（87个）的干能见度呈下降趋势,其气候倾向率在-4.5～-0.07km/10a之间;约29%的站点（35个）的干能见度呈上升趋势,其气候倾向率约在0.08～3.3km/10a之间,干能见度增加的区域主要分布于盆地的北部边缘.3）盆地干能见度存在明显季节变化,夏季最好,冬季最差.4）干能见度下降趋势主要与风速下降、气温变暖、能源消耗和人口增加带来的人为排放的增加有密切关系.     

敦煌地区气溶胶垂直分布的观测研究

使用遥控飞机搭载的光学粒子计数器与其他探空传感器,进行了近30天的连续观测,获得敦煌地面到约1000m高度气溶胶的分粒径级的数混合比,以及温度、相对湿度等参数的垂直分布数据.数据表明,近地层气溶胶在夜间的对流混合是影响其日间垂直分布变化的主要因素.细粒子（0.3μm1.0μm）则是夏季比春季低.粒径在2.0μm相似文献   

降水,云与大气CO2浓度的年际波动

观测资料显示大气CO₂浓度具有非常明显的年际变化.通过分析年平均降水量和夏威夷MaunaLoa站大气CO₂浓度的关系,发现大气CO₂浓度年际增长量与全球陆地降水的年际增长量成正相关,提出了亚洲季风区云量变化对生态系统净生产力(NEP)有显著影响的假设.利用更高分辨率的月平均温度和降水资料,进一步分析研究大气CO₂浓度的年际变化与温度以及降水变化的关系;利用1984～1993年的月平均卫星云资料,研究了云量变化与大气CO₂浓度变化关系,结果发现全球CO₂浓度年际增长量与低纬度地区陆地上空云量的年际增长量呈同步变化趋势.     

杭州市区污染物消光特性研究

利用美国IMPROVE能见度公式,分析2011年6月至2012年5月杭州大气复合污染综合监测数据,研究污染物的消光特征,确定首要消光物质.研究结果表明,随着能见度降低,污染物消光系数在大气总消光系数中的比例逐渐减少,从10km处的85%左右降低到2km以下的22%左右.与10km处相比,2km处的NO₃^-和SO₄^2-消光系数分别增长3.43倍和2.15倍.杭州污染物质的消光系数具有非常明显的季节变化和日变化特征,硝酸盐表现为夏季较低,冬季较高;硫酸盐表现为秋季高,其他3季相对较低.     

解决格点大气环流模式极点问题的一种方法

以球面正压浅水方程显式能量守恒格式的设计为例,在不失动力学方程物理意义的情况下,给出南北极网格点上速度的表达式,以及其预报方程的差分格式.克服数学意义上的极点奇异问题,直接预报极点速度.数值试验表明,此方法简单易行,能合理描述极点速度及其变化.     

热带强对流区域的位置和水平尺度对大气低频振荡的影响

利用包括CISK机制的简单三维热带大气模式研究强对流活动的位置和水平尺度对热带大气低频振荡的影响.结果表明强对流活动的经向位置对低频振荡有重要影响.当对流活动在赤道印度洋和赤道西太平洋加强时, 在赤道印度洋地区激发出低频振荡并向东传播, 周期为28d左右, 扰动为KelvinRossby波型, 具有明显斜压结构, 低层辐合, 高层辐散;然而, 当对流活动在热带印度洋和热带西太平洋, 即菲律宾附近地区加强时, 在热带西太平洋地区激发出向西传播的低频振荡, 周期为30d左右, 扰动为弱Rossby波型, 斜压结构, 且与南亚季风有紧密关系.研究结果还表明, 强对流活动的纬向位置对振荡周期和结构没有直接影响, 但强对流区域的尺度大小对热带大气低频振荡的周期有明显影响:强对流活动区域的纬向尺度越小, 所激发的低频振荡的周期就越短.热带大气中的10～20d振荡, 可能是由较小区域的对流活动激发出来的.     

不同配比的猪粪便和秸秆在厌氧发酵前后Cu和Zn的形态变化

在中温(35±1) ℃的条件下,利用新鲜猪粪和玉米秸秆按照干物质质量比为1:1和 2:1分别进行为期50 d的厌氧发酵实验,并利用改进的BCR 3步提取和0.01 mol·L^-1 CaCl₂提取,分别对2组配比第1天的发酵物和最后1天沼渣进行Cu和Zn各形态的提取和测定. 结果表明,厌氧发酵过程均能减少2组配比发酵物Cu和Zn在沼渣中的可交换态含量和生物有效性百分含量(酸提取态和Fe-Mn氧化物结合态百分比之和),同时增加Cu和Zn在沼渣中的稳定性(有机质及硫化物结合态和残渣态百分比之和).