岩溶洞穴温度与当地多年平均气温的关系研究——以云南普者黑排龙洞为例

一般而言,岩溶洞穴温度等于当地多年平均气温,但实际监测中发现,不同地区洞穴温度与当地多年平均气温的关系并不一致。为更好地认识岩溶洞穴温度与当地多年平均气温的关系,对云南普者黑排龙洞洞穴内部及洞口温湿度进行连续高频监测,发现平均温度呈现洞穴内部>洞外>洞口的空间特征。洞口温度主要受洞穴通风效应影响,而洞穴内部温度则主要受到温度和降水的季节分布影响。结合我国已探究洞穴的洞穴内部温度与洞外气温进行比较分析得出:就大的空间尺度而言,洞穴温度同当地多年平均气温一样都与纬度呈现显著的负相关,而洞内外温差与纬度呈现显著的正相关关系。通过分析不同区域气象数据发现,洞内外温差的变化与当地暖季(4-10月)温度距平显著相关,暖季时间越长,暖季温度距平越大,洞内外温差越大。另外,雨季的时间分布同样会影响随滴水输入到洞穴的热量变化。因此,认识到中国洞穴洞内外的温度差主要受控于当地热量的分布。这项工作将有利于我们更好的认识岩溶洞穴环境。

利用温度及水汽压距平计算五道梁地区的紫外辐射

结合常规气象资料，给出了一个较为简单的而且计算误差相对较小的紫外辐射计算方法，计算了五道梁地区的紫外辐射，给出了五道梁地区1957～2000年间的紫外辐射序列。分析发现：五道梁地区冬、夏季节季平均紫外辐射有减小的趋势，冬季减小的趋势较夏季明显；年平均紫外辐射瞬时辐照度略有减小的趋势；紫外辐射10a变化分析发现，70年代紫外辐射为大值，90年代为次大值，60年代、80年代为小值；月平均紫外辐射冬季小、夏季大，3—5月份紫外辐射急剧增大，9-11月份紫外辐射迅速减小。

不同时间尺度的西北太平洋海洋表面温度距平模态的比较

本文利用经验正交分解法(Empirical Orthogonal Function,EOF)对不同月平均和10天平均的西北太平洋海洋表面温度距平数据进行分解,得到月平均和10天平均的西北太平洋海洋表面温度距平分布模态,并对分布模态进行比较。发现尽管数据源相同,但是不同时间分辨率的EOF结果出现正好相反的情况,文章最后从数学的角度解释了月平均和10天平均的海洋表面温度距平模态及其时间系数发生反向的原因。

冬半年我国旬平均温度距平客观预报

将５００ｈＰａ候平均高度、８５０ｈＰａ候平均气温和海平面气压３个常规气象场进行车贝雪夫展开，以更好地表征各场的主要特征，并浓缩了资料量。以车贝雪夫展开系数和前期基础温度作为预报因子，建立了冬半年全国４０个站点的旬平均气温距平的客观预报方程。结果表明，这种预报方法在冬半年的温度业务预报中有较好的参考价值，并讨论了各层要素与冬半年温度的相关性。

共轭方程理论在月平均温度距平季节预报中的应用

说明了共轭方程方法的可行性，使用历史资料代入共轭函数公式中计算了东北地区１２月、６月月平均温度距平，并与实况进行了比较，为了建立东北地区１２月、６月月平均气温距平的长期预报方法，使用预报时间半年前的海温作参数化月平均热流量距平，代入简化的共轭函数公式中得到了预报值。

赤道太平洋上层海洋垂向温度梯度距平与El Nio的关系

用赤道太平洋长达21a的温度资料以及经验正交函数(EOF)分析方法,讨论了在5°S-5°N平均纬向垂直剖面上赤道太平洋垂向温度梯度距平的时空变化,得到了一些有意义的结果。赤道太平洋垂向温度梯度距平EOF分析第1模态的正/负位相反映了El Nino/La Nina发生前赤道太平洋温跃层的分布,第2模态的正/负位相反映了El Nino/La Nina鼎盛以及开始衰减时赤道太平洋温跃层的分布。根据我们对赤道太平洋温跃层核心位置的定义,在El Nino向LaNina转换的过程中,赤道东太平洋温跃层上升了30-40m,而赤道中太平洋温跃层先是上升了40-50m,然后又下降了40-50m,赤道西太平洋温跃层下降了90m;随着赤道西太平洋暖水的堆积以及东移,温跃层首先在赤道西太平洋加深,El Nino发生前赤道中东太平洋温跃层开始加深,El Nino达到鼎盛时赤道西太平洋温跃层抬升,而赤道中东太平洋温跃层加深;赤道太平洋垂向温度梯度距平EOF分析第1特征向量的时间系数与Nino3区的SST距平有非常好的相关,并且超前于Nino3区的SST距平,超前3个月的相关系数高达0.7017,超前6个月的相关系数高达0.6467,因此可以用该量来预测Nino3区的SST距平。

赤道太平洋温度纬向对流距平分析及其与ElNio/LaNia的关系

本文用最近 20 年赤道太平洋温度、流场资料,诊断了绝热不可压缩热平衡方程中纬向对流项,并且利用 EOF 分析方法,讨论了纬向对流距平变化及其与 El Nino/La Nina 的关系。分析发现:赤道太平洋温度纬向对流距平 EOF 分析第一模态反映了在经向的振荡,第二模态反映了在纬向的振动,它们都与 El Nino/LaNina 有密切的联系。这两个模态占了总量的 70%左右。纬向温度对流距平在 3°S^3°N、3°S 以南和 3°N 以北分为正负相间的三个不同的区域,当 3°S 以南和 3°N 以北的区域温度纬向对流正/负距平沿着斜温层向西太平洋移动时,赤道区域的温度纬向对流负/正距平则穿越斜温层向东太平洋移动,形成以赤道为对称的南北两个回路。对应赤道,在 3°S 以南和 3°N 以北区域的纬向温度对流距平并不是对称的,它们在位相、中心强度和中心强度位置上都是不同的,其中 3°N 以北与赤道区域形成一个比较明显的回路,而赤道以南的回路就不是那么明显。在赤道西太平洋暖池,温度的纬向对流有很大的贡献。在 El Nino 发生前一年,赤道西太平洋暖池,主要暖的对流发生在赤道和其以南地区。

平流层火山灰气溶胶层对全球温度影响的敏感性研究

本文的数值实验结果表明;火山喷发主要造成全球性降温,火山所在的纬度和喷发的季节都可以对喷发后全球温度变化的形式产生影响。需要特别注意的是,火山喷发,尤其是北半球高纬春夏季节的喷发,能产生很强的冷夏作用,可能会对全球天气、气候的变化产生深远的影响。

火山活动对热带高空温度变化的影响

本文利用序列回归分析、对比分析和个例分析法分析了火山活动对热带高空大气的温度效应.主要结论为:火山活动影响最显著的高度是平流层70 hPa约22 km高空,由此高度向上或向下,火山活动的影响都逐渐减小;火山活动将引起平流层大气升温、对流层大气降温,其分界线大致位于对流层顶300 hPa附近;火山活动对于热带70 hPa高空温度距平变化的影响超过了总方差的45.7%;单独考察几次强火山活动(如阿贡火山、皮纳图博火山和厄尔奇冲火山等)的温度效应表明,在热带地区强火山爆发后的20个月内,对热带高空温度的影响超过了其距平变化的80%!成为该时段高空温度变化的决定性因素.

北部湾温度锋的季节与年际变化

采用8a(1991—1998)的卫星遥感海水表面温度资料(AVHRR SST)对北部湾温度锋的季节变化与年际变化规律进行了探讨。北部湾海区温度锋的季节态强弱趋势为春季最强,夏季、冬季次之,秋季最弱。在年际时间尺度上,温度锋强度与SST距平(SSTA)存在响应关系,表现在:1)SST正距平对应较弱的锋面产生,负距平对应较强的锋面产生,这种相关性在冬季表现得最为明显;2)锋面的强弱与SSTA绝对值存在正相关关系,即SSTA变化越大,锋面越强。在冬季,温度锋强度与海面风经向分量相关,在偏北风异常情况下,锋面较强;反之,锋面较弱。

近百年来全球不同冷、暖期温度分布及环流特征

本文用全球格点气温、海面温度、海平面气压等资料分析了本世纪以来四个不同冷暖时段（１９０６－１９１５，１９３６－１９４５，１９６６－１９７５及１９７９－１９８８年）的温度场和地面气压场。着重讨论了不同冷、暖期之间温度距平场的分布特点、区域和季节差异以及海、陆变化的不同步性等。在温度的纬向谐波分析中发现冬季暖期，中、高纬度超长波活动盛行，表明１０年尺度冷、暖的环流机制与天气尺度是一致的。

北京地区城市热岛强度变化对区域温度序列的影响

通过对北京地区20个台站1961～2000年月平均温度资料的对比分析,证实热岛效应对城市气象站记录的地表平均气温的绝对影响随时间显著增大,近20 a尤为突出,但其相对影响即热岛增温对全部增暖的贡献却呈下降趋势.近40 a来,北京地区的国家基本、基准站平均温度距平序列与被认为不受城市热岛影响的郊区站平均温度距平序列差异明显,由于热岛效应加强因素引起的国家基本、基准站平均年温度变化速率为0.16 ℃/(10 a),对整个时期全部增温的贡献达到71%;近20 a来热岛效应加强因素使北京地区国家基本、基准站年平均温度每10 a增暖0.33 ℃,对该时期全部增温的贡献达到49%.城市热岛效应加强因素对国家基本、基准站季节平均温度上升的贡献在夏、秋季高,冬季最小.本文的结果说明,目前根据国家基本、基准站资料建立的全国或较大区域平均温度序列可能在很大程度上保留着城市化的影响,有必要做进一步的检验和订正.

南海季风区地面温度变化特征及其与季风爆发的联系

分析 1 979年 1月至 1 995年 1 2月 1 7a南海季风区候平均地面温度资料的时空变化特征发现 ,中南半岛西北部和印度半岛分别为地面候平均温度标准差的大值区 ,其位置和强度在南海季风爆发前后月份具有显著差异。从候平均温度纬圈偏差的时间演变来看 ,中南半岛地区纬圈温度偏差由正转负的时间早于印度半岛地区 ,并分别与南海夏季风和印度夏季风爆发的时间基本对应。在夏季风爆发之前 ,印度半岛和中南半岛地区的地面温度是逐候增加的 ,季风爆发以后地面温度迅速降低 ,而海洋上的表面温度增温幅度明显小于与其相邻的陆地。此外 ,从南海季风爆发早晚年中南半岛与南海地区表面温度距平差和各自温度距平的时间演变看 。

3个月平均气温距平的CCA预报方法

用根据 CCA方法设计的一个统计预报模式对我国 3个月平均气温距平进行预报试验 ,并用交叉检验方法进行估计。结果表明 :预报技巧随提前时间增长而减小得较少 ;用全球表面温度作预报因子有较高的预报技巧 ;7、8、9月 3个月较易预报 ,而1 0、1 1、1 2月 3个月较难预报。

华北降水年代际振荡及其与全球温度变化的联系

利用小波分析，发现华北近百年降水变化中除了较强的年际振荡外，存在明显的准２０年振荡，但６０年代后信号减弱，导致持续的偏旱气候．在全球温度场中也存在类似尺度的振荡．分析还表明，我国范围内副热带与中纬带温度差异呈现与我国北方降雨十分相似的振荡谱，２０多年尺度的振荡较为明显，且也是６０年代以来有所减弱．华北降雨与中低纬温差呈正相关，特别表现为两者的准２０年尺度振荡位相极为吻合，在此尺度上，南北温差较大时华北降水较多．北美地区温度和一些区域降水气候也同样存在准２０年振荡信号。

近100年全球温度场中的年代际振荡

利用小波分析，指出全球温度资料场中最重要的振荡尺度为：准２年、４～５年、近２２年以及大于５０年。对后两种尺度振荡的分布特征进行了比较研究。从振荡强度的地理分布发现：北半球大洋区副热带到中纬一带年代际和更长尺度振荡信号较强，位于西边界的大西洋湾流和太平洋黑潮附近尤其突出，可能表明与海洋环流系统变化有关。比较我国区域和北太平洋一些区域的２２年振荡发现：本世纪早期信号较强，各区域同位相；后期减弱，位相也逐渐错开。利用近１００年太阳活动资料分析发现：２２年尺度的振荡的确在５０年代后减弱，但其与气候变化是否有关仍有待深入探索。

热带西太平洋海水热结构对1986—1987年ENSO事件的响应

本文利用热带西太平洋中、美海气第1至第4航次联合考察资料,分析讨论了1986—1987年El Ni(?)o/Southern Oscillation(ENSO)事件期间该区热结构的变化。分析表明,事件期间热带西太平洋暖水域海水热含量显著降低,它与140°W和Nino_1+Nino_2区的SST距平变化恰成反位相关系。此外,温跃层在此期间内上升了50—100m,上混合层明显变浅。这种温跃层的异常上升是与事件期间此区西风异常的出现和赤道两侧正的风应力旋度增大有着密切关系。

EOF迭代及其在月平均气温预报中的应用

本文在经验正交函数(EOF)展开的基础上,提出了一种预报月平均气温的EOF迭代方案,试验结果表明,本方法对六个月以内的日平均气温有较好预报能力。

河南省秋季寒潮的平均环流特征分析

普查 1990～ 2 0 0 3年河南寒潮资料 ,筛选出发生在 11月上旬的全省性寒潮天气过程 ,对过程发生前 5～10天的候图进行位势高度梯度分析及合成分析 ,从梯度场和合成图中找出秋季寒潮爆发前 5～ 10天的特征。

一个简单陆气耦合模式中的绿洲-荒漠化效应

发展了一个简单的地气相互作用模式 ,讨论了不同气候和植被条件对绿洲消长的影响。结果表明 ,能使绿洲扩大的主要条件是低纬度、小尺度 ,并具有低水汽、较高温度的环境以及较小气孔阻力的植被。这一简单的理论分析对发展复杂的数值模式和对观测的布局有参考意义 ,对治理荒漠也有一定的启示。