2009, 32(4): 467-473.
摘要:南海夏季风爆发的一般特征是南亚高压移至中南半岛北部;西太平洋副热带高压连续向东撤出南海地区,移到120°E以东的热带洋面上;高(低)空东北(西南)气流占据南海大部分地区,相应的105°E附近的越赤道气流建立,南海季风槽形成并同时伴有对流降水的发展和温、湿等要素的突变。国家气候中心的监测表明,2007年南海夏季风于5月第5候爆发。该年季风爆发后,虽然源自热带地区的低空西南气流迅速占据南海上空,高空盛行东北气流,且南亚高压西移至中南半岛上空,但对流、高度场以及降水场的突变特征均很不明显,表现为季风爆发后南海上空的对流依然偏弱,副高没有马上撤离南海,同时华南地区的降水量也没有迅速增强。因此,2007年南海夏季风爆发前后大气环流的变化特征具有非典型性。
2009, 32(4): 474-482.
摘要:采用动态合成分析方法,对1970-2006年登陆后北上类TC(tropical cyclone)和西行类TC各7个样本做动态合成分析和诊断,结果表明:(1)北上类TC在背景场长波槽前北移靠近中纬度斜压锋区,通过吸附运动使TC低压并入西风槽,而西行类TC背景场没有长波槽,离中纬度斜压锋区较远;(2)北上类TC登陆时存在西南低空急流水汽输送带,当其强度减弱后,TC东南侧存在东南暖湿气流作为补充,而西行类TC减弱后逐渐与之分离,且不存在东南暖湿气流作为补充;(3)北上类TC高层辐散区与高空急流边界靠近,因此增强了其向东北方向的辐散,低层由于高层动量下传,加强了低空西风,从而使TC低压环流维持,而西行类TC离高空急流边界较远;(4)北上类TC从中纬度斜压锋区获取斜压能量,其环流垂直切变增强,相对涡度差负值增大,在高空TC中心散度由大变小后又由小变大的过程中,TC发生了变性,而西行类TC没有环境能量补给,逐渐填塞消亡。因此,当一个TC登陆后,其预报移动方向、水汽输送状况、与斜压锋区的关系以及高空辐散气流等特征,可以作为初步判定登陆TC将减弱消亡还是将变性加强的可能原因。
2009, 32(4): 483-489.
摘要:利用NCEP/NCAR再分析资料对2002年6月14—15日的暴雨过程进行了诊断分析,并利用中尺度模式MM5对暴雨过程进行云迹风资料的同化模拟。诊断分析表明:高空急流的动量下传、高低空急流的适宜配置所产生的动力场的耦合作用,为此次大范围暴雨的发生、发展提供了动力条件;此次暴雨过程充足稳定的水汽主要源自印度洋。对同化效果进行检验说明:两个时次的云迹风资料同化模拟与一个时次的云迹风资料同化模拟相比,前者更进一步地改善风场、温度场和高度场,使得物理量场和降水场的预报更加接近实况。
2009, 32(4): 490-497.
摘要:利用局部二值模式(Local Binary Patterns,LBP),结合局部云图的方差信息(VAR),对全天空红外测云系统获得的红外云图进行了分类研究。首先建立了器测云状分类与传统分类的对应关系,其次分析了层状云、积状云、波状云、卷云和晴空5种类型天空的LBP谱和VAR特征,最后对274个样本进行了分类识别,并与人工观测结果比较,结果表明,层状云、积状云、波状云、卷云和晴空的识别正确率分别为100.0%、84.2%、70.3%、64.7%、99.0%,平均正确率达到87.2%。
2009, 32(4): 498-506.
摘要:利用季节循环的全球观测海表温度及海冰驱动NCAR Cam3全球大气环流模式的100a模拟结果,通过定义东亚夏季风指数,分析了模拟的大气内部变化中东亚夏季风的变化特征。结果表明:模拟的东亚夏季风自然变率主要表现为3~7a较显著的年际周期,并具有较明显的年代际变化特征。在弱夏季风年代,亚洲大陆海平面气压增强,日本附近及东亚沿海地区海平面气压降低;500hPa位势高度上,欧洲地区为负高度距平,里海附近地区为正高度距平,日本及其以东太平洋为负高度距平,易形成类似欧亚(EU)型的遥相关波列。在强夏季风年代,其环流异常分布基本与弱夏季风年代相反。模拟的东亚夏季风变化与夏季大气内部500hPa高度场上EU型遥相关波列的关系密切。
2009, 32(4): 507-512.
摘要:采用中国强沙尘暴序列及其支撑数据集,对1958—2007年中国沙尘暴的时间序列进行小波分析,揭示了中国沙尘暴多时间尺度的复杂结构和总体变化趋势,给出不同时间尺度下沙尘暴变化的突变点,并对未来变化趋势进行了展望。结果表明:中国沙尘暴呈明显振荡式减少趋势,距平值在1985—1986年出现转折;50a中沙尘暴变化呈现从多到少的振荡形式,其减少趋势的振荡变化主要受6~8a和2~3a尺度变化的叠加影响,6~8a尺度变化出现了4次突变;1966、1985和2001年沙尘暴出现较强的变化是多时间尺度叠加的结果。2008年后的10~15a中,沙尘暴总体减少趋势将减缓,其平均值在1958—2007年平均值和1983—2007年平均值之间,2011年前后可能出现一个接近2001和2002年平均情况的峰值,随后仍和缓减少。
2009, 32(4): 513-521.
摘要:基于美国哥伦比亚大学Lamont-Doherty地球观象台LDEO(Lamont-Doherty Earth Observatory)海表温度资料和NCEP/NCAR再分析风场资料,分析了1997/1998年ElNio期间西太平洋暖池海表温度和西风距平的时间演变特征,同时也分析了东太平洋暖池海表温度和北风距平的时间演变特征。结果表明,1997/1998年ElNio事件期间,西太平洋暖池海表温度变化及异常西风和东太平洋暖池海表温度变化及异常北风都与Ni o3指数变化密切相关。将东、西太平洋暖池及异常北风、西风一并结合起来考虑,进一步研究了1997/1998年ElNio事件发生、发展的可能机制:异常西风驱动西太平洋暖池东端暖水向东伸展直接有利于赤道东太平洋海表温度增加;异常西风激发东传的暖Kelvin波对东太平洋的冷上升流有抑制作用,从而有利于赤道东太平洋海表温度增加;东传的异常西风可以通过埃克曼漂流效应将赤道两侧的海表暖水向赤道辐合从而加强了赤道附近的下沉流,也有利于赤道东太平洋赤道附近海表温度增加。几乎与此同时,北风距平通过产生北风吹流将东太平洋暖池暖水由北向南输送至赤道附近直接导致Nio3区海表温度增...
2009, 32(4): 522-529.
摘要:采用一个包含平流层化学、辐射、动力相互作用的二维模式,对地表有机氯排放变化影响平流层的具体过程作出评估,从而确定平流层臭氧对于地表有机氯排放的多耦合响应,也检验了"蒙特利尔议定书"的减排效果。结果表明,以议定书框架协议达成的20世纪90年代地表有机氯排放减少按30%计算,通过输送、扩散和一系列化学反应,导致平流层中上层的各活性化学族的浓度发生变化,稳定后平流层40km到48km经向平均的相对变化率,ClOx减少20%,HOx和NOx增加2%左右,O3恢复5%左右。此外,这些成分变化导致平流层中上层辐射加热率增加,平流层变冷趋势减缓0.6K
2009, 32(4): 530-535.
摘要:选取1951—2004年中国东部地区9个大城市和较近距离的9个小城市,对城市逐月平均最高、最低和平均气温资料进行不同季节的城市热岛效应分析,对描述热岛效应的热岛强度指标进行研究,并提出一种基于气温日较差的新的热岛强度指标。结果表明,1980年以后,无论大、小城市,城市化的热岛影响均有所加强。大城市年热岛强度10a约增加0.20~0.34℃,小城市约增加0.14~0.20℃。大城市的热岛强度无论季节或年增加幅度均比小城市大,特别是冬、秋季,而小城市则主要表现在夏、秋季。
2009, 32(4): 536-542.
摘要:应用计量经济学中格兰杰因果关系检验方法,分析了温度变化对中国南京城市用电量和电力负荷的影响,认为南京日平均温度与日最大电力负荷、日用电量之间存在着较显著的相关性。气温变化对日最大电力负荷和日用电量具有不同的季节性和周期性影响,气温对用电量的短期影响最显著,对电力负荷的影响更具明显的季节性特征。通过不同月份电力负荷对气温变化敏感性的分析,进一步揭示了南京市气温变化与电力消费之间的季节变动特征,有利于气象与能源部门共同应对未来气候变化带来的城市能源问题。
2009, 32(4): 543-552.
摘要:利用1961—2004年NCEP/NCAR再分析逐候资料和全国160站月平均降水资料,分析了初夏至盛夏东亚副热带急流北跳和急流中心西移发生早晚对7月东亚大气环流和我国降水的影响。结果表明,急流北跳时间与7月长江中下游地区降水异常正相关,急流中心西移时间则与7月淮河流域降水异常正相关,与华北和河套地区降水异常负相关。急流北跳时间与南亚高压和西太平洋副热带高压南北位置异常及高纬贝加尔湖以东高压脊强度相关;而急流中心西移时间与南亚高压和西太平洋副热带高压的东西伸展及贝加尔湖以西高压脊强度相关,在急流中心西移偏晚年,南亚高压西缩,贝加尔湖西南侧高压脊增强,南下至华北和河套地区冷空气偏强,且西太平洋副热带高压东撤,冷暖空气在淮河流域交汇,使得华北和河套地区降水减少而淮河流域降水偏多;偏早年情况与偏晚年情况相反。
2009, 32(4): 553-557.
摘要:利用合肥、马鞍山2部多普勒雷达联合观测资料及多部多普勒雷达合成和连续调整技术(MUSCAT),在笛卡尔坐标下反演得到三维风场。将得到的风场通过由CAPS(center for analysisand prediction of storm)研发的ARPS(advanced regional prediction system v5.2.4)模式及数据处理系统ADAS(ARPS data analysis system)进行同化试验。结果表明,反演风场信息可以改善短时模拟场、特别是风场的状况;但由于对湿度场等的改进较小,致使预报的3h降水量与实况有出入。
2009, 32(4): 558-564.
摘要:利用MODIS的Collection005版本(MODIS_C005)数据的气溶胶光学厚度(AOT)产品,与我国海域多个AERONET观测站点太阳光度计测量得到的AOT结果进行了对比分析,对MODIS_C005数据的气溶胶产品在我国海域进行了验证,并对验证方法进行了探讨。结果表明,MODIS_C005的AOT在我国海域与AERONET站陆基观测到的AOT具有非常好的一致性,相关系数达到0.9以上。通过尝试不同的验证方法,发现验证数据的空间采样窗口大小的选择对于验证效果具有较大的影响,在中国海域可以使用30km×30km的空间采样窗口。通过MODIS_C005的AOT与AERONET站观测值在中国各个海区的比较,证明MODIS_C005的AOT在550nm满足美国NASA的设计要求,误差控制在±0.05±0.05τ,适用于我国海域,可以用于中国海域的气象和海洋等科学研究。
2009, 32(4): 565-573.
摘要:比较了Butterworth带通滤波器和不同截断方式下的对称滤波器在风暴轴研究中对天气尺度瞬变波动的滤波性能。理论分析表明:当n≥9时,在天气尺度为2.5~6.0d的定义下,对称滤波器对天气尺度瞬变波动的滤波性能优于Butterworth带通滤波器。针对逐日观测资料,对称滤波器在研究天气尺度瞬变波动问题时取截断参数n=15相对最优。在此截断参数条件下,正弦截断对称滤波器的滤波性能优于梯形截断对称滤波器,且两者均优于Butterworth带通滤波器,这种优势在风暴轴偏强的厄尔尼诺年体现得更为明显。在样本序列较短的情况下,为了得到天气尺度瞬变波动,利用Butterworth带通滤波器并选取带通滤波参数为2.5~8.0d的做法是可取的。
2009, 32(4): 574-581.
摘要:在南京市浦口和大厂的五大主要功能区(工业区、交通干线、居民区、蔬菜生产基地和风景区)分别布置采样点,共采集了75个菜地耕层土壤样品,以Cd、Cu、Pb和Zn等典型污染重金属元素的全量数据为基础,运用经典统计分析、综合污染指数和地统计分析相结合的方法对土壤重金属污染进行评价。结果表明,Cd、Cu和Zn分别超出其南京地区土壤背景值的5.42、1.84和1.14倍,Pb未超出。不同功能区菜地土壤的重金属全量水平存在明显差异,其中工业区菜地土壤的重金属污染较为严重。对于Cd和Cu,单因子污染指数大于1的样点数达100%,Zn为52%,Pb为2.67%。研究区内菜地土壤重金属的综合污染指数为4.12,属于中度污染。Cu的空间相关性很弱,Cd、Pb和Zn具有中等的空间结构性;四种重金属的空间相关尺度较为接近。Cd、Cu和Zn的单因子污染指数具有相似的空间分布,总体呈现出南高北低的带状递减趋势,且高峰值具有空间分布的趋同性,而Pb的单因子污染指数分布呈现西北和东南两端高,中间较低的趋势。综合污染指数的空间分布显示,研究区大部分菜地土壤处于中度重金属污染水平,钢铁生产厂周边的斑块状区域重金属污染更加严重。
2009, 32(4): 582-589.
摘要:通过诊断分析研究了北半球中高纬大气低频振荡随纬度的变化特征,利用1950—2005年北半球20~75°N逐日500hPa位势高度场资料分析了功率谱。结果表明,(1)大气低频周期随纬度变化,夏季低频周期在45°N有最大值,为52.6d,在低纬和高纬低频周期较小;冬季低频周期最大值位于35°N,为49.9d,最小值位于60°N。(2)无论ElNino年还是LaNina年,低频周期随纬度变化幅度在夏季都较正常年剧烈,最大振幅达到30d,而对冬季影响不大。原本位于35°N的最长低频周期在LaNina年移至65°N。(3)ElNino年和LaNina年,低频周期随纬度平均值在冬、夏季差异不大;而在正常年份和所有年份,低频周期随纬度平均值在冬、夏季差异明显。(4)就北半球平均而言,无论ElNino年、LaNina年、正常年还是所有年,夏季低频周期都要小于冬季;ElNino(LaNina)事件在冬、夏季都有使大气低频周期缩短(延长)的趋势。
2009, 32(4): 590-594.
摘要:研究了pH和盐对活性炭纤维吸附对硝基苯酚的影响,测定了其吸附等温线,分析了吸附热力学和动力学。结果表明,pH对吸附影响较大,pH为4.3时,吸附量最大。氯化钠的存在对吸附有利。Freundlich方程比Langmuir方程更好地描述活性炭纤维吸附对硝基苯酚的行为,表明此吸附可能存在多分子层吸附,此吸咐是优惠吸附,低温有利于吸附;此吸咐是放热的物理吸附,也是一自发的过程。假二级反应动力学模型很好地拟合吸附动力学实验数据。
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