庆祝兰州高原大气物理研究所建所四十周年

首先回顾了我所从１９５９ 年５ 月建所以来的沿革简史，接着回顾了建所四十年来，特别是近十年来的主要科研成果和人材培养情况，最后展望了三所整合后的新形势。

中国科学院兰州高原大气物理研究所网络

引言中国科学院兰州高原大气物理研究所计算机网络作为中国科学院百所联网工程的一部分于１９９６年通过专线接入了中国科学院兰州分院信息中心，加入了国际互联网Ｉｎｔｅｒｎｅｔ。在联网的先前阶段中国科学院兰州分院信息中心通过电信部门的公用数据交换网联入Ｉｎｔｅ...

发展大气物理观测,为减轻甘肃气象灾害而努力

冰雹灾害历来是甘肃省陇塬地区主要的农业灾害之一。甘肃省政府、省科技局和省气象局对陇塬地区防治冰雹的科研工作一贯非常重视。 由于冰雹出现的地区概率多变。

青藏高原五道梁地区湍流输送特征的研究

根据１９９４年６—７月在青藏高原五道梁地区的湍流脉动观测资料，分析了该地区近地层能量平衡、感热和潜热的日变化及湍流强度和湍流谱特征。结果表明：晴天该地区近地层能量基本平衡，各能量分量的日变化与常见情况相同；白天感热通量的输送占主导地位，潜热通量占次要地位，符合半干旱地区的一般特征。湍流强度和湍流谱分析表明：在近中性条件下该地区纵向和横向的湍流强度均明显高于平坦下垫面上的，垂直湍流强度符合一般规律。各风速分量谱在高频段满足理论上的－２／３次幂规律，纵向和横向速度谱的峰值频率均明显高于在典型平坦下垫面上得到的结果，垂直速度谱与其它实验结果相一致。

南沙海域近海层大气湍流结构及输送特征研究

本文根据南沙群岛渚碧礁的一次大气湍流观测资料，分析研究南沙海域的湍流热通量输送、方差相似性、风速各分量谱、温度谱及各湍流通量协谱等大气湍流结构和输送特征，并与陆地下垫面上的结果作了比较。

中国内陆高原正极性雷电的观测实验研究

叙述了１９９７年夏季中日两国科学家在甘肃平凉地区合作进行的有关正极性雷电的综合观测实验情况，包括场地布局、所采用的技术手段及取得的主要结果。实验中采用了人工引发雷电技术并取得了两次成功，其中一次是利用“空中触发”方式，即火箭拖带的细钢丝下端不直接接地，而是通过一段绝缘尼龙线与接地的另一段细钢丝相连。用这种方式可以更真实地再现自然雷电的初始过程。实验中观测到了空中导线两端先导的双向传输现象；电流、电场变化的同步测量以及高速摄像的光学测量揭示出下行正先导激发后在０．７ｍｓ内和上行迎面负先导会合。实验还表明，利用人工引发雷电技术，配合多种先进的仪器设备进行综合观测，不但有助于揭示中国内陆高原雷暴过程中正极性放电的机理和特征，而且也是今后雷电研究的有效途径。

青藏高原冬季积雪异常对东、南亚夏季风影响的初步数值模拟研究

利用一个耦合了简化的简单生物圈模式的大气环流谱模式（ＳＳｉＢ－ＧＣＭ），初步探讨了青藏高原冬季积雪异常对东、南亚夏季风环流和降水的影响及其机理。结果表明，高原地区冬季积雪增加将使随后的夏季东、南亚季风明显减弱，主要表现为东、南亚季风区降水减少，索马里急流、印度季风槽和印度西南气流减弱。另外，还提出欧亚大陆雪盖与整个高原雪盖和高原东部雪盖对东、南亚夏季风影响的敏感性问题。与欧亚大陆雪盖相比，高原雪盖是影响东、南亚季风的更敏感区，冬季高原以外雪盖增加，有可能使亚洲季风增强；当高原东部雪盖增加时，高原以东地区及印支半岛降水减少，印度东部。

青藏高原东部地区的大气电特征

对青藏高原东部地区大气电特征的分析发现：晴天大气电场的日变化呈单峰单谷型，峰值出现在０４：００～０５：００左右，谷值出现在１７：００～１８：００左右；雷暴电荷结构主要为偶极性，雷暴持续时间短，大约有７３．３％的雷暴持续时间小于０．５ｈ，闪电较少。不同降水过程的雷暴，地面电场特性不同。负地闪比正地闪多，正负地闪的比例约为１：８。７７．８％的负地闪为单次回击，正地闪均为单次回击。正地闪比负地闪的强度要大。

太阳、地磁、大气电扰动与天气、气候相关研究

从日际、年际及世纪尺度统计分析了太阳活动与大气电参数及气象参数之间的相关性及其可能机制。结果表明，太阳活动与全球气温、云量、 Ｖ Ａ Ｉ、雷暴及平流层温度之间有很好的相关性。 Ｍｅｖ Ｇｅｖ 高能粒子流是影响大气的主要太阳载体，在平流层通过对臭氧的调制，低层大气则通过对全球地—气电流和大气电场的调制，改变了中层大气电导率，云顶附近过冷水滴电量和极性气溶胶浓度。通过电冻结过程，增大了云内成冰核率和冰化过程，潜热释放增加从而使云体增强发展。由于全球云状、云量的变化而导致辐射平衡和云体反照率的变化可能是影响天气气候变化的重要原因。对于长时间尺度，是通过地核和地幔之间的磁耦合，改变了地球自转速率，最终影响大气层活动。

一次青藏高原夏季低涡的诊断分析研究

本文主要从能量角度出发,采用视热源方程、视水汽汇方程、扰动动能方程及扰动有效位能方程对1979年6月29日00时至30日12时的高原西部低涡的产生及发展进行了诊断分析。文中指出:(1)地面感热加热对低涡的生成发展起了决定性的作用,而潜热加热是次要的;(2)低涡区的潜热加热Q_2最大值在500 hPa附近,比机热源Q_1的极值高度(350)hPa附近)低很多,说明低涡降水是对流性的。(3)低涡初期及成熟期其能量K‘的来源主要方式是:(?)→E‘→K‘,这类似于热带大气中能量的转换方式。(4)在低涡前期及后期,其发展机理主要是中纬度大气的斜压不稳定,这时K‘的主要来源方式是:(?)→E‘→K‘,其次是非绝热加热。

兰州山谷大气污染的物理机制与防治对策

分析兰州的一些观测结果得到了这类山谷盆地日间和夜间大气逆温层形成的物理机制．由于山峰加热效应形成日间山谷强的脱地逆温层以及辐射冷却的山谷冷湖效应形成夜间强的逆温层，它们是造成这类特殊条件下的大气污染的根本原因。污染物吸收太阳辐射使上层空气加热，进一步加强了日间的逆温层。环境绿化能减小日间山峰加热效应和夜间辐射冷却造成的冷湖效应，以减弱逆温层减轻污染所以环境绿化是一种增加环境容量，减轻污染的有效措施。

青藏高原北部大陆气溶胶本底值特征的初步观测研究

本文分析了１９８９年８月青藏高原五道梁地区大气气溶胶粒度谱、元素组成及其分级特征的观测资料。指出五道梁地区气溶胶粒度谱曲线在０.３５—０.５５μｍ区间存在着一个因次生细粒子数急剧减少而形成的“过渡峰”。该峰是边远地区大陆本底态气溶胶粒度谱曲线特有的标识峰。文中报导了五道梁地区２个不同功能点上１９种气溶胶组成元素的浓度值及其分级分布数据，其中Ｓ为１１２.２ｎｇ／ｍ３，Ｐｂ为１０.３ｎｇ／ｍ３。浓度值很低，可与格陵兰、北极等偏远地区相比较。元素的分级图谱分别为双模态、准均匀态和单模态分布，与组成五道梁气溶胶的风沙尘、传输尘和局地污染尘三个发生源相一致。

一次青藏高原夏季低涡的数值模拟研究

本文利用美国NCAR中尺度模式MM_4对1979年6月29—30日一次500hPa高原低涡的生成发展过程进行了数值试验及模拟研究。通过对绝热、非绝热、有无地表感热潜热及降低地形等六个对比试验,分析指出:(1)模式对500hPa高原涡中心位置预报与实况吻合,中心平均强度与实况接近,平均降水亦接近(略偏少),落区略有偏差,故可认为对低涡的预报基本合理。(2)低涡主要由非绝热过程引起(22.6,10^(-5)s^(-1)),而动力过程是很次要的(6.0);在非绝热过程中潜热的贡献(8.0)远比由积云对流及湍流所引起的地表感热通量(14.6)小;地表热通量的贡献主要为地表感热通量(13.4),而地表蒸发作用很小(1.2),这与文献[6]的诊断分析结论一致。(3)由半地形高度隆起至全地形时,动力作用对低涡强度的贡献由2.0增至6.0,非绝热过程的贡献由7.2增至22.6。可见模式中真实地处理地形高度是很重要的。本文虽只作了一例,但结论(2)与大量低涡诊断分析的统计结果一致。

青藏高原气象学的研究进展和问题

分高原天气学、高原气候学、高原及邻近地区的大气环流、以及高原数值预报和模拟四方面简要回顾了新中国成立以来我国（也兼及国外）青藏高原气象学的主要进展，也提出今后研究中应注意的有关问题。

青藏高原五道梁低层大气气溶胶来源的初步分析 Ⅰ.因子分析结果

对１９９３年９月～１９９４年８月在青藏高原五道梁采集到的气溶胶样品中多种化学元素成分的浓度资料，用因子分析、富集因子和稀土元素分布模态综合判断该地区低层大气气溶胶的来源，同时还讨论了源的季节变化以及各源气溶胶质量浓度的相对贡献。结果表明，五道梁低层大气气溶胶在夏、秋季有三个源：地表土壤源、海洋源和局地污染源，但春季无海洋源。地表土壤源在全年均为五道梁气溶胶的主要来源，在夏季和秋季，地表土壤尘对五道梁气溶胶总质量浓度的相对贡献分别为７０．４％和８２．８％；在春季，地表土壤尘分为大范围背景土壤尘和局地土壤尘，大范围背景土壤尘的相对贡献为７８．５％，局地土壤尘约为９．０％。局地污染源对气溶胶总质量浓度的贡献小而稳定，各季平均约为５．０％～１２．０％，其大小与其中所含土壤尘的多少有关。

青藏高原地面反射率变化的研究

本文根据地面反射率变化的原因,将其分解为自身变化、随机变化和随太阳高度角变化三种形式。对青藏高原上改则等4站地面反射率的自身变化和随太阳高度角变化的初步分析,得到了一个较为满意的地面反射率与太阳高度角的函数关系,以及地面反射率自身变化的一些有用的规律。

论青藏高原隆起作用于大气的临界高度

在以前工作〔１０〕的基础上，从大气动力学、热力学及气候学的角度，进一步论证了在青藏高原隆起过程中存在一个临界高度ｈｃ〗（～１．５—２ｋｍ）。当高原隆起突破这一临界高度时才开始对大气产生强烈的作用，从而造成大气环流、大气热力结构、亚洲区域以及全球气候等一系列巨大转变。

青藏高原大气低频振荡与黄河上游水量枯丰的关系

本文指出,青藏高原具有30—50天振荡周期的大气低频系统,在振荡过程中呈现出两种位相:气旋位相和反气旋位相。气旋位相时段对应黄河上游水量偏丰期;反气旋位相时段则对应水量偏枯期。 文中还分析了上述对应关系的可能原因,指出与大气中的低频扰动动能强或弱、低涡活跃或间歇有关。本文的研究为应用大气低频振荡特征预测黄河上游水量枯丰,作了初步有意义的探索。

青藏高原地区地表温度及其取值对大气长波辐射冷却的影响

针对辐射传输模式在青藏高原地区的应用问题，使用Ｌｉｏｕ－Ｏｕ一维辐射传输模式及１９８２年８月～１９８３年７月青藏高原热源观测实验期间青藏高原地面、高空与卫星观测资料，在高原辐射传输模式中区分了下垫面温度与地表空气温度的作用，并利用卫星观测资料对模式改进后的实际效果进行了验证；分析了地表温度的日变化和季节变化幅度，得到了下垫面温度的简单参数化方法。

太阳活动、大气臭氧和平流层温度相关分析研究

本文分析了10.7 cm太阳射电通量、太阳耀斑爆发和低层平流层温度、大气柱体臭氧总量之间的相关联系。指出无论是年时间尺度或11时间尺度二者都存在一定的相关性。这种相关性主要发生在高纬地区,且以QBO为W型位相及冬季月份最明显。分析又指出,低层平流层温度、大气臭氧总量与太阳活动之间的响应关系在两种时间尺度上基本都同步。文中还简单地讨论了形成上述相关联系的可能物理机制,指出太阳紫外辐射和高能粒子流是影响地球大气的太阳活动主载体,通过对大气臭氧含量的调制来影响平流层温度。