春季土壤温度在中国东北盛夏降水年际分量预测中的关键作用

全球变暖背景下,中国东北夏季洪涝干旱灾害发生频繁,对人类和自然系统造成严重影响。但是,目前东北夏季降水预测水平较低,远不能满足防灾、减灾的需求。中国东北汛期降水主要集中在盛夏(7~8月),其年际变率与年代际变率相当。本文聚焦在分析春季土壤温度在中国东北盛夏降水年际分量预测中的作用。研究发现中国东北盛夏降水年际分量与欧洲中东部春季土壤温度年际分量存在显著负相关关系、与青藏高原东部和西亚东北部春季土壤温度年际分量存在显著正相关关系。春季关键区土壤温度异常对应下游地区盛夏土壤温度异常,从而引起东亚盛夏大气环流异常,高空西风急流偏强偏北、西太平洋副热带高压偏强偏北,进而造成中国东北水汽辐合与上升增强,引起中国东北盛夏降水增强。进一步采用欧洲中东部、青藏高原东部和西亚东北部春季土壤温度年际分量建立了中国东北盛夏降水年际分量的季节预测模型,1979~2021年留一法交叉检验时间相关系数在GLDAS-Noah、ERA5和CRA/Land三套数据中最高可达0.64,2012~2021年的后报试验时间相关系数在三套数据中最高可达0.78,表明春季土壤温度在中国东北盛夏降水年际分量预测中起到关键作用。研究成果能够为提高中国东北夏季降水预测提供科学基础,并易于应用到实际预测。

亚洲季风区积云降水和层云降水时空分布特征及其可能成因分析

本文利用最近12年的TRMM(Tropical Rainfall Measuring Mission)卫星资料,分析了亚洲季风区积云降水和层云降水的时空分布特征。结果表明:从多年平均角度看,亚洲季风区积云降水和层云降水空间分布主要呈现出随纬度变化的特征:25°N以北的副热带季风区以层云降水方式为主,其所占比例在50%以上,而且表现为由南向北层云降水比例逐渐增加的特征;25°N以南的较低纬度地区则以积云降水为主,其比例在55%左右,而且表现为全区比较一致的空间分布特征。积云和层云降水观测数比例的空间分布表明整个亚洲季风区降水云系以层云为主(层云平均占60%以上)。在季节时间尺度上,东亚季风区特别是25°N以北的副热带季风区,积云降水和层云降水都表现出显著的季节变化特征(季节变化标准差都在10%以上):冬季以层云降水为主,所占比例在85%左右,随着夏季的到来和季风雨带的向北推进,层云降水比例逐渐减小而积云降水比例逐渐增加,并在7、8月份层云降水比例达到最低值55%左右而积云降水比例达到最高45%左右,此后随着时间的推移,层云降水比例又逐渐增加而积云降水比例逐渐降低并恢复到冬季的状态;南亚季风区以及东亚季风区25°N以南的热带季风区,积云降水和层云降水季节变化特征不太显著(季节变化标准差在3%左右):一年四季都以积云降水为主,其比例在50%～65%之间变化。并且,本文从动力因子和热力因子对上述积云降水和层云降水的时空分布成因进行分析,其结果表明,亚洲季风区积云降水和层云降水的时空分布主要受季风环流的风场垂直切变动力因子所支配,而温度、水汽、相当位温和对流有效位能等热力因子对积云降水和层云降水的强度和范围及其持续时间也起着一定的作用,并且这些动力因子和热力因子对积云降水和层云降水的时空分布的影响存在一个阈值标准。

热带印度洋海温异常单、偶极模态及其相互作用

利用最近50多年的GISST和NCEP的OISST海表温度资料研究了印度洋海温变化的空间分布型和多重时间尺度及其相互作用。结果表明,热带印度洋海温主要存在两种空间分布型,即全海盆符号一致的单极和东、西部符号相反的偶极。单极既存在长期增暖趋势,也存在年际振荡;偶极则以年际变化为主。在去掉由EOF重建的单极后,热带印度洋东、西部海温表现为显著的反相关关系;对17次典型偶极子个例的分析表明,对偶极子本身而言,偶极子的演变更像是一种翘翘板似的局地振荡。单极在长期趋势和年际时间尺度上对偶极的影响是不同的。长期趋势缩短了偶极子的生命期,在冷期,印度洋海温经历了由负单极到正偶极再到负单极的演变,偶极子的异常信号最早出现在热带西印度洋;在暖期,印度洋海温经历了由正单极到正偶极再到正单极的演变,偶极子的异常信号最早出现在热带东印度洋。对年际时间尺度的变化而言,印度洋海温异常由负单极向正偶极再到正单极转换,偶极子位于一种单极向另一种单极的转换过程之中,在此过程中,印度洋海温表现为明显自西向东的传播特征。

滑动窗区空间相关系数加权集合方法及其在IPCC-AR4多模式集合模拟和预测中的应用

本文根据政府间气候变化委员会(IPCC)第四次评估报告(AR4)(简称IPCC-AR4)中22个耦合模式对20世纪气候模拟(20C3M)结果中20世纪晚期亚洲夏季风降水的模拟所显示出各模式模拟能力的较大空间差异,提出了一种滑动窗区空间相关系数来量化表征这种空间差异特征,结果表明,该系数明显优于传统空间相关系数,其空间分布能够较为细致地描述各模式对较小区域模拟性能的空间差异特征。在此基础上,本文提出以这种滑动窗区空间相关系数作为各模式的权重系数进行加权集合平均,并称之为滑动窗区空间相关系数加权集合方法。利用该方法对IPCC-AR422个耦合模式所模拟的20世纪晚期亚洲夏季风降水进行加权集合平均,并将其结果与传统空间相关系数加权集合平均以及等权重多模式集合平均结果进行比较,表明了利用本文所提出的加权集合方法对20世纪晚期亚洲夏季风降水的集合模拟结果明显优于简单的等权重多模式集合平均结果以及传统空间相关系数加权集合平均结果。鉴于此原因,本文利用此方法对在A1B(各种能源均衡发展)排放情景下IPCC-AR4中22个耦合模式所模拟的21世纪各时期亚洲夏季风降水演变趋势进行集合预测。其结果表明:在A1B排放情景下,从21世纪中期(2045～2065年)开始南亚夏季风降水将比20世纪晚期明显增强;而东亚夏季风降水相对于20世纪晚期的变化呈现出从南到北经向三极子型异常分布特征,即华南和华北地区夏季风降水增多,而长江流域夏季风降水相对于20世纪晚期没有太大变化。并且,结果还表明亚洲夏季风降水异常这种变化趋势可以延续到21世纪晚期。

从Rossby波能量频散理论到准定常行星波动力学研究的发展

本文是为纪念叶笃正院士诞辰百周年和他对大气动力学发展的重大贡献而撰写的。叶先生在20世纪40年代所提出的罗斯贝波能量频散理论不仅至今仍广泛应用于天气预报,而且开创了准定常行星波动力学的研究。在罗斯贝波频散理论的启迪和引领下,行星波动力学和大气环流异常遥相关的研究取得重要进展。特别是关于准定常行星波在二维和三维球面大气的传播特征以及北半球夏季大气环流异常的EAP(East Asia–Pacific)型和"丝绸之路(Silk Road)"型遥相关及其机理已做出系统的研究,本文简要地回顾这些研究。并且,本文还回顾了在叶先生所提出罗斯贝波能量频散理论的引领下,近年来我们关于东亚冬、夏季风和我国气候灾害的年际和年代际变化的内动力学机理研究所取得的进展。

全球变暖背景下中国旱涝气候灾害的演变特征及趋势

旱涝气候灾害是中国最严重的自然灾害之一,它不仅分布广、发生频率高,而且造成巨大的经济损失。研究表明:随着全球变暖中国旱涝气候灾害的年际和年代际变化更加明显,这是由于包括海陆气各圈层相互作用的东亚季风气候系统的变异所造成。笔者利用IPCC-AR422个海陆气耦合气候数值模式的计算结果对在A1B排放情景下21世纪各时期东亚夏季风降水的变化趋势进行预估,结果表明:在全球变暖背景下东亚夏季风降水在21世纪不仅年际变率增强,而且从21世纪中期亚洲夏季风增强,它将引起中国华北和华南地区夏季降水明显变强,洪涝灾害增多。

中国西部雪冰中的黑碳及其辐射强迫

在中国西部的青藏高原和新疆地区的若干条冰川区域采集雪和冰芯样品,分析了雪冰样品中的黑碳,并模拟了雪冰黑碳产生的辐射强迫。我国西部雪冰黑碳的平均浓度为63ng/g,高于北半球其他地区的实测结果。影响雪样黑碳浓度空间分布格局的主因是周边的排放源。模拟结果显示,黑碳在中国西部冰川雪表的沉降产生的平均辐射强迫为(+4.0±2.0)W/m2。喜马拉雅山中段的东绒布冰芯记录揭示黑碳主要来源于南亚,经印度夏季风输送;1951年以来黑碳的平均浓度为16ng/g,产生的月平均辐射强迫在2001年夏季超过了+4.5W/m2。南亚排放的黑碳可能抵达青藏高原南部腹地,对青藏高原的冰川表面能量平衡有一定影响。

鲁南地区大气花粉及其致病性探讨

目的 探讨鲁南地区气传花粉的种类、分布、数量及其致病性。方法 采用空气曝片的方法 ,连续 2年收集气传花粉 ,在光学显微镜下进行阅片鉴定 ,并将采集到的花粉处理后 ,制备成花粉变应原疫苗 ,进行皮肤试验。结果 2年共收集花粉 10 813粒 ,18个科属 ,每年 3～ 5月和 8～ 9月出现飘散高峰。主要致敏花粉是蒿属、艹律 草、杨树及松树花粉。结论 鲁南地区的气传花粉主要包括艹律 草属、松属、杨属、蒿属、藜属、柳属、榆属、禾本科、地肤、臭椿属、蓖麻属、柏科、核桃、向日葵属、栎属、桦属、银杏属、豚草等 ,以 艹律 草、松属、杨属、蒿属、藜属、禾本科花粉量较大 ,占 70 %。主要致敏花粉是蒿属、艹律 草。

西北太平洋8月热带气旋频数异常特征分析

利用1949—2014年的美国国家环境预报中心2.5°×2.5°的月平均资料和上海台风研究所提供的台风年鉴,对西北太平洋8月热带气旋频数异常进行了统计相关和合成分析,并通过对台风异常偏少的2014年进行诊断分析,使相关和合成结果得到验证。主要结论有:(1)西北太平洋8月台风频数和赤道、副热带区域500 h Pa位势高度、当年4—7月该区域的异常位势高度均有显著负相关;与孟加拉湾北部SST、赤道中东太平洋850 h Pa纬向风场和印缅地区地面低压系统也有显著关联;(2)台风少年孟加拉湾北部SST偏高,极涡中心值偏低,副高强度强,北半球位势高度梯度小,东亚大槽浅,而多年则相反;(3)8月台风偏多(少)年低频能量的位相分布完全相反,传播特征明显不同。偏多年在6月中旬和8月上旬为正位相,偏少年相反;多年表现为系统西传,少年为东传;(4)2014年8月台风异常偏少的原因有:西太平洋副高位置偏南;赤道中太平洋SST异常增暖造成沃克环流发生异常;季风槽位置较常年明显偏西强度显著偏弱;(5)2014年的环流形势属于典型的台风偏少型,验证了历史相关统计和合成结果。

临沂地区气传花粉的致敏性调查

为探讨临沂地区致敏花粉症的特点及发病规律,自1986年7月～1987年6月,进行了空气曝片的花粉调查。全年4～5月份和8～9月份出现两次花粉飘散高峰。将采集的花粉制备成变应原浸液,以皮肤试验作为基本检测手段,经临床证实,本地区主要致敏花粉是蒿属、葎草花粉。

抗哮喘药的药理基础与临床应用

不论何种原因所致的哮喘,都出现支气管平滑肌痉挛、导致呼吸气促、气短、甚至呼吸困难等。近来许多作者提出:由变应原、病毒或其他原因诱发的气道炎症是引起哮喘的气道高反应性的主要原因,也是哮喘的主要发病机制。

748例变态反应性鼻炎变应原皮试结果分析

７４８例变态反应性鼻炎变应原皮试结果分析刘玉英，吉振华，梁常兵，刘存华，杜振彩，王世芳（临沂地区中医医院变态反应科）关键词鼻炎．变应性．常年；变态反应和免疫学；变应原变态反应性鼻炎属Ｉ型变态反应性疾病，临床上分为常年性和季节性两种。我科自１９８６年６...

面向碳中和的“一带一路”气候变化主要特征与灾害风险研究

人类社会已广泛认识到,气候变化是全球面临的最重大的风险危机之一。近50年是过去2000年以来“一带一路”地区最暖时期,这主要归因于人类碳排放不断增加和累积。20世纪80年代以来,“一带一路”地区平均气候变化表现为增温速率快、降水和蒸发增加、海平面加速上升等特征,极端高温、暴雨洪涝、干旱等极端天气气候事件总体上频次和强度均快速增加;进入21世纪以来,“一带一路”地区每10年气候灾害发生次数超过20世纪70年代发生次数的5倍。“一带一路”地区近50年气候系统的显著变化主要可归因于人为温室气体排放,同时受到人为气溶胶排放、土地利用与覆盖变化等的影响。预估研究表明,实现全球碳中和前,“一带一路”地区平均与极端气候变化将沿着目前的趋势非线性发展,气候变化灾害风险整体上将呈现不断增加的趋势;碳中和时期,气候变化特征将呈现新格局,气候风险将出现新变化。文章综合分析并识别“一带一路”地区重大气候灾害风险及空间差异性,提出相关防范应对建议。

昆虫致敏原改法制备后生物效应的比较

目的 研究改进方法后制备的昆虫抗原对昆虫变应原浸液免疫原性的影响。方法 将昆虫全虫体 (麦蛾 )抗原材料改为麦蛾羽翼鳞毛作原料 ,将振荡提取法改为磁力搅拌器与玻棒搅拌交替操作 ,严格控制提取液水温。结果 通过随机分组 ,用改法后昆虫抗原皮内试验结果表明 :病人皮试效应、风团直径、红晕强度与改法前比较 ,有高度统计学意义 (P<0 .0 5 )。结论 提示改进方法后 ,昆虫变应原疫苗的免疫原性升高 。