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《大氣科學(xué)進(jìn)展》期刊創(chuàng)立30周年紀(jì)念??猄pecial Section to Commemorate the 30th Anniversary of AAS. Advances in Atmospheric Sciences, 2015, Vol.32, No.1-2.
為紀(jì)念《大氣科學(xué)進(jìn)展》期刊創(chuàng)立30周年,大氣科學(xué)進(jìn)展組織了30年紀(jì)念???。專刊分為兩期出版,主題分別為全球大氣科學(xué)研究前沿與中國大氣科學(xué)研究進(jìn)展。期刊邀請(qǐng)了在大氣科學(xué)各個(gè)領(lǐng)域最著名的科學(xué)家執(zhí)筆撰稿,內(nèi)容涵蓋了大氣科學(xué)領(lǐng)域當(dāng)前和新興的熱門話題。
其中Brian Hoskins重點(diǎn)回顧了有關(guān)位渦的理論,并討論了位渦觀點(diǎn)帶給我們的一些啟示。該文內(nèi)容包括位渦的本質(zhì)、位渦在大氣對(duì)稱穩(wěn)定性中的調(diào)制作用、其反演流場和Rossby波的作用以及兩者耦合產(chǎn)生斜壓不穩(wěn)定、位渦和中緯度天氣系統(tǒng),最后深刻討論了熱帶動(dòng)力活動(dòng)。
郜永祺等從古氣候、觀測數(shù)據(jù)以及數(shù)值模擬等方面,系統(tǒng)回顧了中外關(guān)于海冰變化及其對(duì)歐亞氣候影響的研究,內(nèi)容包括:海冰的變化及其主控因素;近期衛(wèi)星觀測海冰急劇消融的可能原因及影響,歷史和預(yù)估的未來海冰演變趨勢(shì)及影響;北極海冰與北極濤動(dòng)/北大西洋濤動(dòng)、近期歐亞地區(qū)的變冷、冬季大氣環(huán)流、東亞夏季降水、歐亞春季降雪、東亞冬季風(fēng)以及中緯度極端天氣事件的聯(lián)系;北極海冰變化引起的氣候遙響應(yīng)等。
錢云等提出光學(xué)吸收性氣溶膠,比如黑碳、有機(jī)碳、沙塵,通過多種途徑影響大氣和冰雪圈的水分和能量平衡。在大氣中的吸收性氣溶膠會(huì)通過吸收太陽輻射以及和云的相互作用從而改變大氣狀況,沉降到冰雪表面的吸收性氣溶膠會(huì)使雪變臟,降低雪面對(duì)光的反射,可能加速冰雪的老化過程,從而進(jìn)一步降低雪面的反照率,加速冰雪融化。在IPCC第四次和第五次評(píng)估報(bào)告中,冰雪中吸收性氣溶膠引起的輻射強(qiáng)迫被確定為影響氣候變化的一個(gè)主要因素之一。然而,要量化這個(gè)效應(yīng),不確定性仍然非常高。在這篇綜述文章中,我們總結(jié)了測量冰雪中吸收性氣溶膠的幾種不同的技術(shù)和方法,回顧了在北極、青藏高原和其他中緯度地區(qū)測量冰雪中吸收性氣溶膠的進(jìn)展。也總結(jié)了在全球和區(qū)域尺度模擬冰雪中吸收性氣溶膠的濃度,引起的反照率降低、輻射強(qiáng)迫和氣候及水文效應(yīng)的研究進(jìn)展。最后,討論并確立了在這一領(lǐng)域的優(yōu)先研究需要和研究方向,以降低在評(píng)估冰雪中吸收性氣溶膠對(duì)全球和區(qū)域氣候及水循環(huán)的影響時(shí)的不確定性。
廖宏等提出對(duì)流層臭氧(O3)和氣溶膠是大氣中的主要污染物。自工業(yè)革命前開始,這些污染物便通過輻射強(qiáng)迫對(duì)氣候有著顯著影響。由于中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,大氣污染物的濃度在中國地區(qū)相對(duì)較高,因此,量化中國大氣污染物在區(qū)域氣候變化中的作用尤為重要。這篇綜述文章總結(jié)了目前關(guān)于中國空氣污染物影響氣候變化的認(rèn)識(shí),并在此基礎(chǔ)上指出了減小污染物氣候效應(yīng)研究不確定性的關(guān)鍵科研需求。文章主要由以下幾部分構(gòu)成:1)收集整理了中國區(qū)域觀測的臭氧和氣溶膠地表濃度的月、季節(jié)或年平均值,旨在展示中國區(qū)域地表臭氧和氣溶膠濃度的量級(jí)并為今后的模式結(jié)果評(píng)估提供數(shù)據(jù)集;2)總結(jié)了地基和衛(wèi)星觀測的臭氧柱濃度、氣溶膠光學(xué)特性以及模式估算的對(duì)流層臭氧和氣溶膠的輻射強(qiáng)迫;3)總結(jié)了區(qū)域和全球氣候模式模擬的中國區(qū)域臭氧和(或)氣溶膠導(dǎo)致的氣候變化,包括溫度和降雨變化的符號(hào)和量級(jí);4)基于對(duì)研究現(xiàn)狀的總結(jié),指出了今后關(guān)于中國空氣污染物氣候效應(yīng)研究需要關(guān)注的重點(diǎn)。
高守亭等回顧了過去10年來中國氣象學(xué)家對(duì)暴雨系統(tǒng)中濕空氣動(dòng)力學(xué)的理解的研究進(jìn)展,及把水汽較真實(shí)地并入到動(dòng)力學(xué)理論方面取得的進(jìn)步,主要包括廣義濕位渦(GMPV)和改進(jìn)的濕非地轉(zhuǎn)Q矢量(Qum),也回顧了渦動(dòng)力學(xué)的研究進(jìn)展。用質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的方法研究了空氣質(zhì)點(diǎn)垂直渦度的發(fā)展,即渦度傾斜發(fā)展理論。該理論指出了隨著等熵面的傾斜,垂直渦度越容易發(fā)展,并提出了對(duì)流渦度矢量理論(CVV)。在鋒面和波動(dòng)動(dòng)力學(xué)方面的研究進(jìn)展也得到了總結(jié),包括初始非平衡流的地轉(zhuǎn)調(diào)整及邊界層摩擦的日變化對(duì)鋒生和鋒面結(jié)構(gòu)的影響,以及地形和鋒的相互作用對(duì)鋒生及鋒結(jié)構(gòu)的影響,指出了地形擾動(dòng)可以改變鋒生和鋒的結(jié)構(gòu)。在大氣渦動(dòng)力學(xué)方面,混合波渦動(dòng)力學(xué)已經(jīng)被拓展到去解釋熱帶氣旋中螺旋雨帶的傳播和動(dòng)力不穩(wěn)定的發(fā)展。暴雨系統(tǒng)中的波流相互作用研究也得到了回顧,主要是把原有大尺度波流相互作用的理論拓展到了中尺度暴雨系統(tǒng),豐富了大氣中尺度動(dòng)力學(xué)理論。
氣候變暖背景下我國南方旱澇災(zāi)害時(shí)空格局變化——《氣象》2015年第41卷第3期
李維京等撰文指出,我國南方地區(qū)各季節(jié)降水異常主要包含三種優(yōu)勢(shì)模態(tài):長江及其以南地區(qū)降水呈整體偏多或偏少的一致型,長江中下游流域與華南呈反相變化的南北反相型以及東南與西南呈反相變化的東西反相型。其中一致型是南方地區(qū)各季節(jié)降水變率的第一優(yōu)勢(shì)模態(tài)??傮w而言,在1961—2013年南方地區(qū)平均降水存在明顯的年代際和長期趨勢(shì)變化。其中,夏季和冬季南方區(qū)域平均降水具有相似的年代際變化特征,而秋季降水的年代際演變幾乎與上述兩個(gè)季節(jié)的相反。不過,在近30年南方各季降水量發(fā)生年代際轉(zhuǎn)折的時(shí)間不盡相同:春季和秋季降水分別在21世紀(jì)初期和20世紀(jì)80年代中后期之后進(jìn)入干位相,冬季和夏季降水則分別在80年代中期和90年代初期之后進(jìn)入濕位相。自21世紀(jì)初期以來,南方夏季和冬季降水逐漸轉(zhuǎn)入中性位相。此外,南方春季和秋季降水均呈減少趨勢(shì);而夏季和冬季則相反,均呈增多趨勢(shì)。對(duì)于西南地區(qū),除了春季外,其他三個(gè)季節(jié)的降水均呈減少趨勢(shì),出現(xiàn)了季節(jié)連旱的特征,尤其是秋旱最為嚴(yán)重。不過,不管是季節(jié)降水量還是旱/澇日數(shù),在我國南方大部分地區(qū)其線性變化趨勢(shì)并不十分顯著,這與南方降水年代際分量對(duì)降水變率存在較大貢獻(xiàn)相關(guān)。分析還發(fā)現(xiàn),我國南方區(qū)域洪澇受災(zāi)面積具有比較明顯的年代際變化,而干旱受災(zāi)面積則沒有明顯的年代際變化特征,近十多年來西南地區(qū)干旱和洪澇受災(zāi)出現(xiàn)了交替互現(xiàn)的特點(diǎn)。
農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究進(jìn)展與展望——《氣象學(xué)報(bào)》2015年第73卷第1期
農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)研究既是災(zāi)害學(xué)和農(nóng)業(yè)氣象學(xué)領(lǐng)域中研究的熱點(diǎn),又是當(dāng)前政府相關(guān)管理部門和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門亟需的應(yīng)用性較強(qiáng)的課題。為全面了解農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的研究現(xiàn)狀,王春乙等在綜合分析近30年來相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面所取得的研究成果進(jìn)行了總結(jié)和評(píng)述,指出了當(dāng)前研究的一些不足,并對(duì)今后農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究的趨勢(shì)進(jìn)行了展望。首先對(duì)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究的歷史進(jìn)行了回顧;重點(diǎn)闡述了農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的主要內(nèi)容,包括致災(zāi)因子的危險(xiǎn)性評(píng)估,承災(zāi)體脆弱或易損性評(píng)估,災(zāi)情期望損失評(píng)估和災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)估;歸納出農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究中采用的3類主要方法——基于指標(biāo)的綜合評(píng)估方法、基于數(shù)據(jù)的概率評(píng)估方法以及基于情景模擬的評(píng)估方法;最后對(duì)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估目前存在的問題和未來可能的研究方向進(jìn)行了探討。
三種聚類分析方法在中國溫度區(qū)劃分中的應(yīng)用研究——《氣候與環(huán)境研究》2015年第20卷第1期
韓微等根據(jù)全國512個(gè)氣象站1961—2010年的逐日氣溫觀測資料,采用日平均氣溫≥10℃日數(shù)作為劃分我國溫度分布的指標(biāo),經(jīng)過旋轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)分析方法處理,將時(shí)間演變過程中變化相似的區(qū)域歸為一類。在此基礎(chǔ)上,采用K-means法、分層聚類法、聚類統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)法3種聚類分析方法進(jìn)行客觀分區(qū),分別將全國溫度變化區(qū)劃分為10個(gè)地區(qū)、9個(gè)地區(qū)、13個(gè)地區(qū),且不同區(qū)域分界線與中國地形分布有很好的一致性。綜合三種方法,我國的溫度區(qū)可劃分為:青藏高原地區(qū)、西南地區(qū)、華南地區(qū)、長江中下游地區(qū)、黃淮地區(qū)、華北地區(qū)、東北地區(qū)、西北中東部地區(qū)、新疆地區(qū)。
大氣灰霾追因——《科學(xué)通報(bào)》2015年第60卷第2期
當(dāng)前我國PM2.5污染嚴(yán)重, 空氣質(zhì)量、大氣能見度和人體健康均受到影響和威脅,準(zhǔn)確判定解析和定量確定PM2.5的來源是有針對(duì)性地制定相關(guān)政策法規(guī)和控制措施的重要科學(xué)前提。張延君等簡要總結(jié)目前3大主要顆粒物源解析方法——源清單法、擴(kuò)散模型法和受體模型法的發(fā)展歷程和應(yīng)用特征;以美國亞特蘭大采集的PM2.5及化學(xué)成分為公共數(shù)據(jù)平臺(tái),評(píng)述了目前幾種主要PM2.5源解析模型(受體模型和擴(kuò)散模型)的方法特點(diǎn)以及適用性,分析了不同源解析方法對(duì)機(jī)動(dòng)車源、燃煤源、生物質(zhì)燃燒源、道路塵以及二次源等多種源類的解析特點(diǎn)、結(jié)果差異以及可能原因,總結(jié)了各種源解析方法在方法及應(yīng)用上的優(yōu)勢(shì)和局限,提出多種方法集成應(yīng)用和發(fā)展混合模型是未來開展顆粒物源解析工作的方向。
馬慶鑫等通過多種手段研究了在礦質(zhì)顆粒物、黑碳顆粒物表面以及吸濕過程中的大氣非均相反應(yīng)過程。灰霾是由于高濃度大氣顆粒物消光導(dǎo)致能見度下降的污染現(xiàn)象,而顆粒物的消光性質(zhì)與其參與的大氣物理化學(xué)過程密切相關(guān)。因此,認(rèn)識(shí)顆粒物參與的大氣非均相反應(yīng)對(duì)于揭示灰霾成因具有重要意義。通過系統(tǒng)研究大氣非均相過程對(duì)常見污染氣體的源匯平衡、顆粒物二次組分形成、老化過程對(duì)顆粒物吸濕性的影響,發(fā)現(xiàn)了多污染物共存氣體在非均相反應(yīng)中的復(fù)合效應(yīng),揭示了O2在界面反應(yīng)中的關(guān)鍵作用,闡明了有機(jī)碳在黑碳老化過程中的作用。在吸濕性研究中,發(fā)現(xiàn)了混合顆粒物在吸濕過程中的化學(xué)反應(yīng),揭示了弱酸置換強(qiáng)酸的反應(yīng)機(jī)理,解釋了二次組分對(duì)礦質(zhì)顆粒物吸濕性的促進(jìn)機(jī)理。這些研究成果不僅促進(jìn)了對(duì)大氣非均相反應(yīng)的深入認(rèn)識(shí),也有助于揭示我國的灰霾成因。
氣象信息化進(jìn)程中云計(jì)算的意義——《信息化研究》2015年第1期
沈文海撰文指出,在信息化進(jìn)程中,云計(jì)算造成的影響是深遠(yuǎn)的。首先,它改變了人們對(duì)IT資源的認(rèn)識(shí)和使用IT資源的方式,對(duì)資源不求所有,隨需即用的新理念、新方法正在迅速普及。其次,云計(jì)算改變了傳統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu),原有僵化的煙囪式的IT架構(gòu)可以變?yōu)殪`活、可伸縮、可度量、按需供應(yīng)的新架構(gòu),人們只需能寬帶上網(wǎng),便可獲得數(shù)據(jù)中心所能提供的一切技術(shù)和系統(tǒng)服務(wù)。第三,云計(jì)算顛覆了人們數(shù)十年形成的業(yè)務(wù)應(yīng)用的使用方式:既然資源可以隨需即用、用畢即收,那么業(yè)務(wù)工作也能類似地按需使用由氣象云提供的業(yè)務(wù)功能,而不必自己擁有需要呵護(hù)備至的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。最后,做為派生效應(yīng),云計(jì)算將逐步緩解并最終消除人們心中信息化投入悖論的陰影,在成熟的云環(huán)境下,業(yè)務(wù)平臺(tái)的自動(dòng)伸縮和高度智慧給業(yè)務(wù)部門帶來的不僅是便捷,還有以低成本獲得高效用的實(shí)際效果。
SMOS衛(wèi)星及南叉河原位土壤水分觀測網(wǎng)觀測到的不同的雨后土壤變干速率——Different rates of soil drying after rainfall are observed by the SMOS satellite and the south fork in situ soil moisture network. Journal of Hydrometeorology, 2015, Vol. 16, No. 2.
土壤水分影響潛熱和感熱通量的平衡,從而也影響了陸地——大氣相互作用的空間變化。2009年升空的土壤濕度和海洋鹽度(SMOS)衛(wèi)星攜帶的遙感儀器能夠在全球范圍內(nèi)監(jiān)測近地表的土壤水分,歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心和加拿大氣象局的天氣預(yù)報(bào)也正在使用SMOS的土壤濕度數(shù)據(jù),雖然傳統(tǒng)意義上,土壤濕度很難引起天氣預(yù)報(bào)部門的重視。為驗(yàn)證SMOS數(shù)據(jù),美國愛荷華州立大學(xué)的Rondinelli等利用位于愛荷華州南叉河流域的美國農(nóng)業(yè)部土壤水分原位觀測網(wǎng)絡(luò)的土壤濕度數(shù)據(jù),與其進(jìn)行了對(duì)比。研究發(fā)現(xiàn),SMOS觀測到的顯著降雨后土壤變干的速率要高于實(shí)地觀測的土壤變干速率。這可能是由于SMOS觀測的是土壤表面(就是幾厘米厚的土壤層),而用于實(shí)地觀測的土壤水分傳感器被埋在土壤表面之下,其觀測的土壤層次與SMOS存在差異(見下圖)??傮w上,SMOS觀測的近地表土壤濕度平均要低于實(shí)地觀測的土壤濕度。不過,SMOS和實(shí)地觀測的土壤層次的差異,以及因此得到的不同土壤水分動(dòng)態(tài),并不能解釋二者之間的偏差,盡管它可以解釋一些均方根誤差。另外需注意的是,SMOS觀測受到了更多的噪聲影響。相比,NASA今年發(fā)射的SMAP土壤濕度觀測衛(wèi)星(P5)在許多方面都有所改善。
使用SMILES觀測評(píng)估對(duì)流層冰云在氣候模式中的晝夜循環(huán)——Evaluating the diurnal cycle of uppertropospheric ice clouds in climate models using SMILES observations. Journal of the Atmospheric Sciences, 2015, Vol. 72, No. 3.
利用來自國際空間站(ISS)上超導(dǎo)亞毫米波臨邊輻射探測器(SMILES)對(duì)對(duì)流層上層的冰云觀測數(shù)據(jù)(冰水路徑,pIWP),美國加州理工學(xué)院噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的Jiang等研究了熱帶和中緯度地區(qū)(40°S—40°N)對(duì)流層冰云的晝夜循環(huán),并定量評(píng)價(jià)了10個(gè)氣候模式模擬的冰云晝夜變化。在陸地上,SMILES觀測到的pIWP在局地時(shí)間18時(shí)時(shí)有一個(gè)最大值,而不同模式模擬的pIWP峰值與其有-4~12個(gè)小時(shí)的差異。在海洋,觀測顯示了比陸地小很多的晝夜周期振幅,峰值出現(xiàn)在局地時(shí)間12時(shí),而不同模式模擬得到的pIWP峰值出現(xiàn)在一天內(nèi)的不同時(shí)段,差異較大。大多數(shù)模式顯示海洋上的pIWP具有比陸地更小的晝夜周期振幅,這與觀測一致。然而,總體上,模擬得到的陸地和海洋的冰云晝夜周期振幅比觀測到的要高20%~300%。經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)(EOF)分析發(fā)現(xiàn),對(duì)于觀測和模擬的陸地冰云而言,第一EOF模態(tài)能解釋其晝夜變化的70%以上,且觀測和模擬具有相似的時(shí)空格局。而在海洋上,對(duì)于觀測而言,第一EOF模態(tài)僅能解釋方差的26.4%,而大多數(shù)模式的第一EOF模態(tài)能解釋70%以上。而且,在海洋上,模擬結(jié)果的前幾個(gè)EOF模態(tài)的時(shí)空格局顯示了與觀測較大的分歧,這表明控制海洋冰云晝夜循環(huán)的物理機(jī)制更加復(fù)雜,不能很好由當(dāng)前的氣候模式模擬。
從Landsat地面反射率數(shù)據(jù)和6個(gè)FLUXNET站點(diǎn)的地基觀測數(shù)據(jù)估算直射、漫射和總光合有效輻射吸收分量(FPAR)——Estimation of direct, diffuse, and total FPARs from Landsat surface reflectance data and ground-based estimates over six FLUXNET sites. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 2015, Vol. 120, No. 1.
植被吸收的光合有效輻射(PAR)被稱為光合有效輻射吸收分量(FPAR),是量化植被冠層吸收性光合有效輻射(APAR)和總、凈初級(jí)生產(chǎn)力的基本氣候變量。目前的基于衛(wèi)星遙感的FPAR產(chǎn)品一般只考慮了植被對(duì)太陽入射光中直射部分的吸收效率。但太陽入射包括直射光和漫射,而葉片通常在漫射條件下的光合作用效率更高。如果只考慮直射,勢(shì)必導(dǎo)致對(duì)FPAR的低估,進(jìn)而影響對(duì)全球能量平衡的估算。直射和漫射的輻射傳輸,以及植被對(duì)它們的吸收過程并不相同,因此在FPAR估算時(shí)應(yīng)區(qū)別估算植被對(duì)直射和漫射兩部分的吸收效率。為此,中科院地理所的李文娟等開發(fā)了一種新的方法,可以根據(jù)Landsat地面反射率數(shù)據(jù)分別估算直射、漫射和總FPAR。首先,在6個(gè)FLUXNET站點(diǎn)(作物、落葉闊葉林和常綠針葉林),研究提出了地面觀測直射和漫射FPAR的方法。然后,使用一個(gè)耦合的土壤—葉—冠層輻射傳輸模式(SLC)模擬了直射和漫射條件下的地表反射率。通過查找表的方法,比較Landsat-5 TM數(shù)據(jù)和模擬的地表反射率之間的關(guān)系,就可以估算直射、漫射和總FPAR。FLUXNET站點(diǎn)的觀測結(jié)果顯示,植被的漫射FPAR比直射FPAR高19.38%,總FPAR也比直射FPAR高16.07%。而從Landsat估算的地面分辨率為30m的直射、漫射和總FPAR值,與地面觀測值相比誤差小于10%。晴空條件下,直射APAR高于漫射APAR,但是總的APAR被低估了。本研究的方法可以擴(kuò)展到其他衛(wèi)星數(shù)據(jù)上用于生成直射、漫射、總FPAR產(chǎn)品,獲得的FPAR產(chǎn)品也可以用于多種估算植被生產(chǎn)力的模型上。
一種新的基于貝葉斯模型平均的降水降尺度方法:以中國為例——A new statistical precipitation downscaling method with Bayesian model averaging: a case study in China. Climate Dynamics, 2015, in press.
沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)的張先亮等發(fā)展了一種新的統(tǒng)計(jì)降尺度方法——貝葉斯統(tǒng)計(jì)降尺度方法,并利用該方法對(duì)中國的具有連續(xù)觀測記錄(1961—2012年)的583個(gè)氣象站點(diǎn)的月降水進(jìn)行了降尺度。貝葉斯統(tǒng)計(jì)降尺度方法是基于貝葉斯模型平均方法。該統(tǒng)計(jì)降尺度方法的主要優(yōu)點(diǎn)為:一是進(jìn)行預(yù)測時(shí),充分利用了先驗(yàn)氣候統(tǒng)計(jì)信息,可以得到可靠的未來變化信息;二是根據(jù)大尺度預(yù)測因子在過去時(shí)段對(duì)預(yù)測量的貢獻(xiàn)進(jìn)行加權(quán)平均,降尺度的物理意義明確;三是對(duì)大區(qū)域范圍進(jìn)行具有同一規(guī)則下的統(tǒng)一處理。對(duì)583個(gè)氣象站點(diǎn)的月降水的降尺度結(jié)果發(fā)現(xiàn),新方法比常用的線性回歸方法具有更好的降尺度效果。這種新的降尺度方法的出現(xiàn)對(duì)于大范圍區(qū)域的統(tǒng)計(jì)降尺度以及改善統(tǒng)計(jì)降尺度的預(yù)測結(jié)果具有重要意義。
中國季風(fēng)研究的最新進(jìn)展——Recent advances in monsoon studies in China. Advances in Atmospheric Sciences, 2015, Vol. 32, No. 2.
中科院大氣物理所的薛峰等回顧了中國的季風(fēng)研究近年來取得的重大進(jìn)展,其進(jìn)一步縮小了中國與國際氣象界之間的差距。本綜述主要由七個(gè)部分組成。第一部分是引言。第二部分討論了基于近年來提出的一些新方法的全球季風(fēng)系統(tǒng)及其季節(jié)變化有關(guān)的進(jìn)展;此外,還論述了東亞季風(fēng)(包括南海夏季風(fēng)爆發(fā))的一些主要季節(jié)內(nèi)特點(diǎn)。第三部分,討論了ENSO 和東亞季風(fēng)的相互作用,特別關(guān)注了中國的氣象學(xué)家的一些研究成果,其表明ENSO對(duì)東亞夏季風(fēng)的影響明顯不同于對(duì)熱帶季風(fēng)的影響。第四部分討論了對(duì)東亞季風(fēng)也有重要影響的熱帶太平洋以及其他海洋盆地(如印度洋和大西洋)。第五部分,給出了陸面過程在東亞夏季風(fēng)中的作用;如有研究表明,伴隨著春季青藏高原更多的雪覆蓋,長江流域的東亞夏季風(fēng)有所減弱、夏季降水偏多。第六部分重點(diǎn)在于南半球大氣環(huán)流對(duì)東亞夏季風(fēng)的影響,來自南半球的信號(hào)有望為中國夏季降水的季節(jié)性預(yù)測提供新的線索。最后,在第七部分,關(guān)注了東亞夏季風(fēng)的年代際變化,特別是,對(duì)那些發(fā)生在20世紀(jì)70年代末的顯著的年代際變化的理解,將可能影響對(duì)東亞夏季風(fēng)的預(yù)測能力。
利用Landsat和GLASS數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)快速城市化下的地表反照率變化及其對(duì)輻射收支的影響——Assessing surface albedo change and its induced radiation budget under rapid urbanization with Landsat and GLASS data. Theoretical and Applied Climatology, 2015, in press.
土地利用變化(主要為反照率)輻射強(qiáng)迫效應(yīng)是氣候變化研究尚未解決的重要問題,尤其關(guān)于如何識(shí)別快速城市化過程中導(dǎo)致的下墊面變化與相應(yīng)的輻射收支成為了研究者關(guān)注的熱點(diǎn)。中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所的胡永紅等利用改進(jìn)的輻射強(qiáng)迫提取方法,結(jié)合Landsat衛(wèi)星數(shù)據(jù)量化了北京市2001和2009年城市反照率變化影響下的輻射收支狀況,并利用北京氣象站的輻射觀測數(shù)據(jù)識(shí)別了城市局地的輻射強(qiáng)迫變化特征。研究發(fā)現(xiàn),2001—2009年北京的城市化特征表現(xiàn)為年均城市擴(kuò)展達(dá)到了3.3%,同時(shí)城市內(nèi)部三維結(jié)構(gòu)復(fù)雜度增加,導(dǎo)致了較低反照率,同時(shí)城市外圍擴(kuò)展區(qū)域的平坦下墊面增加了城市反照率。這種變化導(dǎo)致了北京城市中心區(qū)2009年比2001年多吸收了約6.93×108W的太陽輻射,而在農(nóng)田與城市邊緣區(qū)吸收的較少。城市的水平與立體的結(jié)構(gòu)特征影響著下墊面太陽輻射收支,沿著城市中心到郊區(qū)的樣帶可以發(fā)現(xiàn)輻射強(qiáng)迫值有明顯的梯度變化趨勢(shì),其最大值達(dá)到了0.41W/m2??偟膩碚f,城市化對(duì)于下墊面改變的累積效應(yīng)影響了城市的輻射收支特征,最終將影響局地氣候變化。
2000—2012年戈壁沙漠的收縮——Contraction of the Gobi Desert, 2000-2012. Remote Sensing, 2015 Vol. 7, No. 2.
沙漠和半沙漠是全球環(huán)境的關(guān)鍵組成部分,通常被稱為干旱地區(qū),其覆蓋了全球陸地表面的41%,世界上有20億居民的家園位于干旱地區(qū)。作為高度動(dòng)態(tài)化的生物群落區(qū),沙漠的擴(kuò)張和收縮受氣候和人為因素的共同影響,干旱地區(qū)的荒漠化進(jìn)程正在成為研究關(guān)注的熱點(diǎn)之一。地處東亞的戈壁地區(qū)是世界上最主要的沙漠之一,然而至今沒有準(zhǔn)確的有關(guān)戈壁沙漠的確切邊界及定義。利用高分辨率的MODIS數(shù)據(jù)和氣象干旱指數(shù),英國牛津大學(xué)的Sternberg等對(duì)戈壁沙漠的邊界定義進(jìn)行了改進(jìn),并發(fā)現(xiàn)在2000—2012年間,戈壁沙漠出現(xiàn)了萎縮之勢(shì)。戈壁沙漠的這種面積波動(dòng)主要受降水驅(qū)動(dòng),這與中國和蒙古大量的有關(guān)人類引起荒漠化的報(bào)道并不一致。研究也注意到定義戈壁(邊界)的不精確性和20世紀(jì)80—90年代定義撒哈拉沙漠南部邊界的爭議存在驚人的相似之處。本研究在定義戈壁沙漠邊界時(shí),參考了植被指數(shù)、干旱指數(shù)和地形圖,這種定義方法有助于理解該沙漠地區(qū)的“變綠”與“褐化”、人類活動(dòng)和土地利用、生態(tài)生產(chǎn)力和正在改變的氣候。21世紀(jì)初至今,戈壁沙漠的平均面積為230萬km2,在面積上僅次于撒哈拉沙漠和阿拉伯沙漠。