青藏高原地区大气臭氧变化的研究

文中综述了对青藏高原夏季大气臭氧低值中心的出现和可能形成的机理的一些研究结果。发现了青藏高原在夏季存在大气臭氧总量低值中心的事实 ,研究了该低值中心的背景环流特征 ;证实了青藏高原地区确为对流层与平流层物质输送的通道之一 ,以及它对青藏高原臭氧低值中心形成所起的作用 ;并用数值模拟方法揭示了该低值中心的形成原因。另外用资料证实了青藏高原地区夏季不但存在大气臭氧低值中心 ,而且该低值中心是一个强大气臭氧递减中心的事实。最后介绍了用数值模拟方法来预测青藏高原地区大气臭氧未来变化的趋势。

中国地区大气气溶胶辐射强迫及区域气候效应的数值模拟

利用太阳直接辐射日总量和日照时数等多年观测资料，反演了中国地区大气气溶胶０７５μｍ光学厚度的年、月平均值，分析了我国大气气溶胶状况的时空分布特征。据此，在中国区域气候模式中考虑气溶胶的辐射影响，模拟中国地区气溶胶直接辐射强迫的大小及气候响应的季节变化特征。计算结果表明：我国大气气溶胶光学厚度多年平均分布状况是以四川盆地为大值中心向四周减少；长江中下游武汉附近和南疆盆地为另两个大值中心；青藏高原为气溶胶低值区；我国绝大部分地区春季气溶胶光学厚度值最大，各地气溶胶光学厚度最小值出现的季节则有所不同。气溶胶辐射强迫介于－５３～－１３Ｗ／ｍ２之间；辐射强迫具有春、夏季大，秋、冬季小，冬季南方偏大，夏季北方偏大的特征。气溶胶辐射强迫的分布与其光学厚度的分布基本一致。由于气溶胶的影响，中国大陆地区地面气温均有所下降，四川盆地到长江中下游地区以及青藏高原北侧到河套地区降温最为明显，分别可达－０４ｏＣ和－０５ｏＣ。气候响应具有明显的季节特征。地面气温的变化除与辐射强迫的大小有关外，还受大气环流的影响。

中国气象科学技术发展战略研究

依据《中国气象事业发展战略研究重大科学技术问题卷》[1]的概述,主要从天气学理论与预报技术、气候系统与全球变化、人工影响天气、大气化学、大气物理学,以及综合探测技术与外场观测试验等方面,分析气象科学发展的背景、现状和社会需求,指出气象科学发展中需要了解的关键科学和技术问题,并制定中国气象科学技术长期发展目标和确定重点研究领域,其中特别强调了与中国区域天气、气候和气候变化问题关系密切的气象科学问题,并在气象科学理论体系的建立、天气预报和气候预测手段的改进、全球气候系统观测的实施、多学科的交叉融合等方面提出措施和建议。

1993年中山站地区“臭氧洞”和UV┐B的特征分析

本文给出了１９９３年在东南极中山站（６９．３８°Ｓ，７６．３７°Ｅ）地区首次运用ＷＭＯ（世界气象组织）认可的Ｂｒｅｗｅｒ臭氧分光光谱仪，进行臭氧和ＵＶ－Ｂ地面的同步观测结果。观测表明中山站地区在１９９３年８月初到１１月底频繁出现臭氧低于２００ＤＵ的值；１２月初臭氧值恢复正常。在整个“臭氧洞”期间，臭氧值起伏变化很大，并且和７０ｈＰａ到５０ｈＰａ上空的温度变化密切相关，臭氧的日变化不很明显。中午时刻有生物效应的ＵＶ－Ｂ辐射通量与臭氧斜程柱总量呈负指数关系；云和太阳高度角控制着ＵＶ－Ｂ辐射通量日变化过程。ＵＶ－Ｂ光谱扫描的结果表明２９５－３２５ｎｍ波段内的光谱强度比３１５－３２５ｎｍ的光谱强度更受臭氧变化的影响。消除云和气溶胶对ＵＶ－Ｂ辐射过程的部分影响，对每天中午时刻３００．５ｎｍ和３２３．５ｎｍ光谱强度比值计算，反映出了“臭氧洞”期间臭氧值降低是ＵＶ－Ｂ辐射增强的重要因子。

大气随机动力学与可预报性

偶然性与必然性过程及其相互转化是世界事物变化复杂性的根源。根据布朗运动统计理论,提出了分子热运动是不稳定流体中湍流形成之源,由此形成不同宏观尺度的随机运动是大气运动固有的属性。观测事实表明,太阳辐射作为决定大气运动与变化的主要因子,它的变化具有随机性,是大气的随机强迫因子,它对气候变化具有决定性影响。地-气相互作用是一个时变的非线性相互反馈的耦合过程,形成了下边界对大气复杂的随机强迫作用,其界面交换耦合随机动力学模式尚待建立。由于大气过程固有的随机性以及随机的外强迫耦合作用,大气确定性预报的时效是有界的,它决定于预报对象的不确定性及其空间尺度与时间尺度,以及预报时效内的大气不确定性。由此,客观存在着大气过程的报不准关系。

21世纪的大气科学──纪念中国气象学会成立70周年

根据２１世纪社会经济及科学技术的发展，分析展望了大气科学在探测、预报、服务以及人工影响的体系与观念上可能产生的飞跃。指出大气科学应该成为全球系统科学中有机的组成部分，并积极发挥主导作用。

中尺度气象学研究与中国气象科学研究院

近50年来,中尺度气象学研究一直是中国气象科学研究院的首要课题。早在1963年,中国气象科学研究院就开始参与主持国内首次长江三角洲地区中尺度气象学试验。此后,又先后主持了“京津冀灾害性天气监测和超短期预报基地”(1986—1990年)、“海峡两岸及邻近地区暴雨试验研究”(1997—2003年)、“我国重大天气灾害形成机理与预测研究”(1998—2003年)以及“我国南方致洪暴雨监测与预测的理论和方法研究”(2004—2009年)等国家重大科技项目。在这些项目中,中国气象科学研究院与有关单位密切合作,独立自主地完成了数字天气雷达系统、多普勒天气雷达系统、车载多普勒天气雷达系统、风廓线雷达系统、全自动扫描双通道微波辐射计、自动气象站网、中尺度气象资料自动收集、处理、分析及显示集成系统等研制工作,并且研制发展了中尺度非静力大气数值预报模式。利用现代中尺度大气探测网,组织实施了多次中尺度暴雨等大气综合观测试验,取得了丰富的中尺度观测资料,为我国中尺度气象发展奠定重要的科学与技术基础,做出了重大贡献,先后获得了16项国家科技奖励。

知己知彼,以一当十

从1958年开始,赶超世界先进水平曾经在相当长的一个时期内鼓舞着我们的雄心壮志。二十四年了,从“赶超”到“振兴中华”,道路是曲折的,口号也提过不少。但我想,只有知己知彼,埋头苦干,以一当十,才能走出我们自己的路。俗话说得好:“知己知彼,百战百胜”。但对己对彼,都要具有真知灼见。

台湾气象科技的新进展

台湾气象科技的新进展周秀骥（中国气象科学研究院，北京１０００８１）１９９３年１１月３０日－１２月３日，笔者参加了在台北市召开的《东亚区域环境与气候变迁国际会议）（ＩｎｔｅｒｎａｔｌｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＲｅｇｉｏｎａｌＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ...

中国近80年来气候变化特征及其形成机制

自 2 0世纪 2 0年代以来 ,中国地区 4 0和 90年代出现了 2个暖期及 5 0～ 6 0年代相对冷期。最近的 90年代的最暖年 (1998年 )或 5a滑动平均气温几乎已达或略高于 4 0年代的最暖年 (194 6年 )或 5a滑动平均气温。变暖最明显是北方地区 (黑龙江和新疆北部 ) ,而 35°N以南和 10 0°E以东地区自 5 0年代以来存在一个以四川盆地为中心的变冷带 ,虽然 90年代有变暖趋势 ,但基本达到 4 0年代暖期气温。中国降水则以 2 0年代为最少 (192 9年最少 ) ,5 0年代为多水年代 ,以后缓慢减少 ,70年代以后变化不大 ,但多雨带在 80年代及以后由华北南移到长江中下游。195 1～ 1990年 ,大部分地区气温和降水呈负相关 ,在东北和长江—黄河间存在 2个负相关中心 ,表明北方是变暖变旱 ,江淮间是变冷变湿。这些气候变化特征和全球气候变化相比较 ,除北方外 ,变暖期明显的滞后于全球变暖 ,并且出现变冷带等明显差异。文中还综述了用诊断和数值模拟方法对影响中国变化的气候自然变化和人类活动影响 (热岛效应和气溶胶影响 )的研究结果。我们认为 ,以上提出的 3种人类活动对中国气候变化有明显影响 ,特别是工农业发展造成的气溶胶增加是四川盆地气温变冷的主要原因。

南极地区温度、海冰和臭氧的变化特征

利用1957～1993年南极及邻近地区温度资料、1973～1992年海冰北界资料和1957～1992年南极地区大气臭氧总量资料,对南极地区气候变化的区域性、气候变化趋势的时空多样性等特征进行了诊断研究.研究结果表明:南极地区的气候变化存在明显的区域性,其气候系统十分复杂,近35年来的大气温度、臭氧和近20年以来南极海冰的变化在时间、空间上都是多样的.近年来南极温度与全球平均温度的变化并不一致,这种变化和差异很难简单地用全球温室效应来解释.

中国近45年来气候变化的研究

利用１９５１～１９９５年约４００站的月平均气温、降水和１９６１～１９９５年２００余站的最高和最低气温、相对湿度、总云量和低云量、日照时数、蒸发、风速和积雪日数和深度以及０～３．２ｍ共８层土壤温度等资料，对近４５ａ来中国气候变化特征作了一个较全面的分析研究。本文作为第一部分，分析了平均气温、最高最低气温、降水、相对湿度和日照的气候变化规律。其余要素的变化规律以及中国气候变化的可能机制将在第二部分中加以讨论。

珠江三角洲典型过程VOCs的平均浓度与化学反应活性

分析了珠江三角洲秋季VOCs在相对污染与清洁情况下的日变化特征.污染情况下的VOCs质量浓度可达清洁情况下的2.2倍,污染富集的是甲苯、二甲苯、乙苯、正丁烷、戊烷、丙烷、乙炔、乙烯等物种.自然排放的异戊二烯具有早晚浓度低而白天浓度高的日变化规律,体现植物的光合作用特征;而人类活动污染排放的甲苯其日变化规律基本反映了气象条件与污染源排放日变化的影响,在相对污染情况下早上出现明显的污染富集,午后出现污染低值.反应活性较强的物质主要是烯烃(反式-2-丁烯、异戊二烯、顺2-戊烯)与芳香烃(间对-二甲苯、甲苯);烯烃的质量百分比最低,却占最高的化学反应活性百分比.

30年来我国大气气溶胶光学厚度平均分布特征分析

利用北京等46个甲种日射站1961～1990年逐日太阳直接辐射日总量和日照时数等资料,反演了30年来各站逐年、逐月0.75μm大气气溶胶光学厚度（Aerosol OpticalDepth,简称AOD）平均值,分析了我国大气气溶胶光学厚度的年、季空间分布特征和年代际之间的变化。结果表明:我国大气气溶胶光学厚度的多年平均分布具有典型的地理特征,除个别大城市外,100°E以东,AOD以四川盆地为大值中心向四周减少;100°E以西,南疆盆地为另一个相对大值中心。气溶胶光学厚度的各季分布具有各自的特征。20世纪60年代,我国大气气溶胶光学厚度的平均分布特征是以四川盆地和南疆盆地为两个大值中心向四周减少;70年代,绝大多数地区AOD值增加,其中从四川盆地到长江中下游地区以及华南沿海等地,AOD增加较为明显,AOD的分布和60年代较相似;到80年代,我国大范围地区AOD继续呈增加趋势,其中长江中下游地区,AOD增加相当明显,气溶胶光学厚度的分布发生了一定的变化。

利用MODIS卫星资料反演中国地区晴空地表短波反照率及其特征分析

利用MODIS地表双向反照率产品 (MOD43B1 ) ,结合地表海拔高度和地表覆盖类型资料 ,计算并分析了中国地区晴空反照率的时空分布 ,以及地表反照率与地形和地表覆盖的关系。首先 ,利用改则自动气象站的地基观测对MODIS地表反照率进行了对比验证。验证结果表明卫星观测可以较好地反映反照率随时间的变化 ,MODIS地表反照率与地表实测反照率符合较好。年平均地表反照率与海拔高度有很好的相关 ,反照率的高值出现在高海拔山区。冬春季节 ,我国高海拔山区因积雪覆盖成为反照率的高值区 ;夏秋季节 ,地表反照率主要受地表土壤湿度和植被盖度的影响 ,沙地和沙漠地带反照率最高。最后 ,计算了中国典型地表类型的反照率随时间的变化 ,结果表明大部分地表类型的反照率具有较大的时间变化 ,地表反照率在春秋季节较大 ,夏季反照率较小。

中尺度模式云降水物理方案介绍

介绍大气模式中湿过程的饱和凝结、对流参数化和显式云物理三种方法的适用条件和特点。中尺度大气模式的对流参数化和显式过程一般有多种方案 ,介绍了多种方案的主要处理方法、基本微物理过程、预报量和主要特点。对流云模式都采用显式过程 ,但不同模式的湿过程有一定的差别 ,有各自的微物理特点 ,对有代表性的云物理方案进行了叙述和分析。

青藏高原地气耦合系统及其天气气候效应:第三次青藏高原大气科学试验

由于青藏高原(简称高原)是影响中国极端天气和气候事件的关键区,对天气、气候预报有重要影响。因此,中国气象局、国家自然科学基金委员会、中国科学院共同推动了"第三次青藏高原大气科学试验(TIPEX-Ⅲ)"工作。自2013年的预试验开始, TIPEX-Ⅲ在高原西部狮泉河、改则和申扎新建全自动探空系统,填补了高原西部缺少常规探空站的空白;在高原中、西部建成土壤温、湿度观测网;实施了高原尺度和那曲区域尺度的边界层观测,那曲多型雷达和机载设备的云降水物理特征综合观测,高原多站的对流层-平流层大气成分观测。在研究成果方面,项目结果指出,在高原中、西部草原、草甸和裸土下垫面状况下地表热量湍流交换系数和感热通量明显低于过去较早的估计值;高原主体的对流云活动主要不是来自南亚季风区的向北传播,而可能是局地发展所致;揭示出那曲对流云日变化特征、云宏微观特征以及云中水不同相态之间的转化机制,提出了夏季高原加热在维持亚洲大气"水塔"中的作用,以及高原加热对亚洲、非洲、北美洲气候的调节作用。在数值预报模式中,Γ分布比M-P分布更适合于高原雨滴谱特征,通过改进高原热传导过程参数化方案可以降低模式中高估的地表感热,并提升模式对中国中、东部雨带的模拟能力;此外,考虑青藏高原关键区信号可以提升中国中、东部降水的预报技巧。TIPEX-Ⅲ还带动了地面和高空常规观测、天气业务雷达和风廓线雷达等观测数据加工处理业务技术的发展,提升了中国国家级土壤湿度、水汽含量等遥感产品和高分辨率多源降水融合产品的质量,促进了气象监测、预报和数据共享业务的发展。

地基GPS反演大气水汽总量的初步试验

1998年 5～ 6月的“海峡两岸及邻近地区暴雨试验”(HUAMEX)期间 ,同时进行了小规模的地基GPS长时间连续估测大气水汽总量的外场试验。试验中应用探空和地面降水资料与GPS反演结果进行了比较分析。地基GPS反演的大气水汽总量与探空得到的大气水汽总量 ,两者随时间演变的趋势一致 ,两者估算的水汽总量平均偏低 6 .5mm ,两者偏差的均方差为 4.3mm。GPS反演的大气水汽总量随时间明显的呈周期性变化 ,平均周期为 7.2天。从GPS反演的大气水汽总量随时间演变图上可以清楚地看出水汽的积累与释放过程 ,并与地面降水存在一定的对应关系 ,地面降水大多发生在GPS反演的水汽总量处于相对高值且变化率较大的时候。