編輯：侯美亭 張萌

利用遙感評(píng)價(jià)土壤水分和降水的相互作用：敏感性分析——Evaluating soil moisture-precipitation interactions using remote sensing: A sensitivity analysis. Journal of Hydrometeorology,2018, in press.

土壤水分和降水之間的復(fù)雜相互作用很難觀測(cè)，因此對(duì)于這些相互作用的正負(fù)、強(qiáng)度和位置仍然缺乏共識(shí)。土壤水分和降水相互作用研究之間的不一致性可歸因于多種因素，包括難以證明因果關(guān)系、數(shù)據(jù)集差異和降水自相關(guān)。為此，美國(guó)南伊利諾斯大學(xué)卡本代爾分校的Ford等探討了這些潛在的混淆因素，以確定在評(píng)估土壤水分與降水之間的統(tǒng)計(jì)耦合時(shí)最重要的因素。研究利用三種遙感數(shù)據(jù)集評(píng)估土壤水分，分別是AMSR-E，TRMM微波成像儀和基本氣候變量—土壤水分（ECV-SM）。通過(guò)將土壤濕度估計(jì)值與由雷達(dá)（ThOR）算法識(shí)別的2005—2007年超過(guò)1.6萬(wàn)起的午后雷暴事件進(jìn)行耦合，確定了干燥土壤或濕土對(duì)對(duì)流引發(fā)的影響。研究發(fā)現(xiàn)，土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)集的差異對(duì)決定濕或干燥土壤引發(fā)對(duì)流的影響最大。降水自相關(guān)在數(shù)據(jù)中普遍存在；然而，降水自相關(guān)并不影響濕或干燥土壤引發(fā)對(duì)流。在濕/干土壤的選擇上，考慮對(duì)流環(huán)境也沒(méi)有帶來(lái)顯著的差異（僅限于某些土壤濕度數(shù)據(jù)集）。研究表明，觀測(cè)驅(qū)動(dòng)的土壤水分和降水相互作用研究要同時(shí)考慮對(duì)流環(huán)境和多個(gè)土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)集，以確保結(jié)果的穩(wěn)健性。

利用華北平原的ET數(shù)據(jù)對(duì)反演自GRACE的地下水儲(chǔ)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)降尺度——Statistical downscaling of GRACE‐derived groundwater storage using ET data in the North China Plain.Journal of Geophysical Research:Atmospheres, 2018, in press.

由于空間分辨率較低，美國(guó)/德國(guó)的重力恢復(fù)和氣候試驗(yàn)衛(wèi)星（GRACE）的數(shù)據(jù)在地下水資源管理中的應(yīng)用一直受到限制。為了克服這一問(wèn)題，北京師范大學(xué)的Yin等提出了一種利用蒸散發(fā)（ET）數(shù)據(jù)來(lái)提高GRACE地下水儲(chǔ)量數(shù)據(jù)的空間分辨率的降尺度方法。該統(tǒng)計(jì)降尺度方法僅適用于GRACE反演的地下水儲(chǔ)量（GWS）數(shù)據(jù)與ET關(guān)系密切的區(qū)域，且可以在不同的空間分辨率下建立這種關(guān)系。本研究中，華北平原GWS異常從110 km降尺度至2 km，能夠反映地下水儲(chǔ)量變化的次網(wǎng)格非均一性特征。利用2003—2014年北京及周邊111個(gè)觀測(cè)井的數(shù)據(jù)進(jìn)一步驗(yàn)證了降尺度后的效果。結(jié)果顯示，原位地下水位在年際尺度和月尺度上均與GRACE數(shù)據(jù)保持一致，相關(guān)系數(shù)分別為0.94和0.80。在北京的13個(gè)平原行政區(qū)中，有10個(gè)的相關(guān)系數(shù)從0.63到0.78不等。本研究表明，研究采用的區(qū)域降尺度方法可以很方便地納入局地水資源規(guī)劃中。

云覆蓋影響年/月平均全球輻射的一種新的測(cè)量方法，以研究全球輻射長(zhǎng)期趨勢(shì)的原因——A new measure of the effect of cloud cover on annual/monthly mean global radiation for investigating the cause of secular trends in global radiation. International Journal of Climatology, 2018, in press.

短時(shí)間尺度（小時(shí)/分鐘）測(cè)量得到的全球輻射（GR），經(jīng)過(guò)年/月平均（以下簡(jiǎn)稱為全球平均輻射，MGR），顯示出全球范圍內(nèi)的大的長(zhǎng)期趨勢(shì)（10年或更長(zhǎng)時(shí)間），這些趨勢(shì)只能歸因于云或氣溶膠。為了研究云覆蓋（CC）的變化是否對(duì)給定位置和興趣時(shí)段內(nèi)的MGR趨勢(shì)做出了貢獻(xiàn)，許多研究比較了MGR和平均云覆蓋（MCC，表示CC的年/月平均值）的長(zhǎng)期趨勢(shì)。如果這些趨勢(shì)有相反的跡象，這些研究就假設(shè)CC的變化導(dǎo)致了MGR的變化，反之亦然。然而，這種方法具有誤導(dǎo)性，因?yàn)樗矔r(shí)效應(yīng)固有的非線性及對(duì)太陽(yáng)高度角的依賴性，MCC并不是衡量CC對(duì)GR的年/月的平均即時(shí)效應(yīng)的合適指標(biāo)。作為一種切實(shí)可行的解決方案，日本山口大學(xué)的Kanno等提出了一種更合理的方法，即用平均輻射降低值（MRRCC，代表CC引起的平均輻射減少）代替MCC。這是由CC引起的GR即時(shí)減少的年/月平均值，并使用一個(gè)非線性回歸模型來(lái)確定，該模型將即時(shí)GR與相應(yīng)的CC、太陽(yáng)高度和年份聯(lián)系起來(lái)。研究仔細(xì)設(shè)計(jì)了模型，以使MRRCC的計(jì)算不需要任何其他變量（如氣溶膠測(cè)量）。根據(jù)在42個(gè)MGR在1990—2009年呈現(xiàn)增加趨勢(shì)的觀測(cè)站進(jìn)行的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)其中24個(gè)觀測(cè)站的MCC趨勢(shì)為正，這表明在傳統(tǒng)方法中，CC不是MGR增加的原因。然而，有14個(gè)站的MRRCC趨勢(shì)為負(fù)，表明CC是MGR增加的原因之一。研究認(rèn)為，使用MRRCC而不是MCC，可以改變我們對(duì)全球MGR趨勢(shì)原因的理解。

城市地區(qū)地表溫度空間分布的主導(dǎo)因素的季節(jié)對(duì)比——Seasonal contrast of the dominant factors for spatial distribution of land surface temperature in urban areas. Remote Sensing of Environment, 2018, Vol. 215.

城市熱島（UHI）已成為全球城市生態(tài)環(huán)境問(wèn)題之一。地表溫度（LST）被廣泛用于UHI的量化。北京大學(xué)的彭建等以中國(guó)南方沿海城市深圳為例，結(jié)合普通最小二乘回歸、逐步回歸、全子集回歸和層次劃分分析等幾種方法，探討了不同季節(jié)LST的空間變化與五個(gè)維度上的影響因素之間的關(guān)系。結(jié)果表明，影響夏季LST空間異質(zhì)性的最重要因素是歸一化建筑指數(shù)（貢獻(xiàn)率達(dá)到53.62%），而過(guò)渡季（4月，5月，10月和11月）最重要的影響因素是歸一化植被指數(shù)（貢獻(xiàn)率達(dá)到47.84%）。冬季，建筑用地比例和NDVI對(duì)LST的影響分居第一、二位（分別為26.84%和25.56%）?？傮w上，人工地表和綠地對(duì)LST空間分異具有主導(dǎo)作用。景觀形態(tài)和多樣性不是夏季和過(guò)渡季的主要影響因素。在過(guò)渡季，香農(nóng)多樣性指數(shù)（SHDI）的獨(dú)立貢獻(xiàn)率達(dá)到8.79%；冬季，香農(nóng)多樣性指數(shù)和景觀形態(tài)指數(shù)的獨(dú)立貢獻(xiàn)率分別為8.52%和3.45%。景觀多樣性和形態(tài)因子的影響隨著LST的減小而增大，而人工地表和綠地等重要因子的貢獻(xiàn)率顯著降低。這些關(guān)系表明，景觀形態(tài)和多樣性因素對(duì)LST的影響相對(duì)較弱，容易被景觀組成要素的影響所掩蓋，特別是在LST的空間變化不大的時(shí)候。這些發(fā)現(xiàn)有助于發(fā)展基于局地條件的UHI適應(yīng)策略。

（以上由侯美亭選編）

慶賀中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所建所 90 周年——《大氣科學(xué)》2018年第42卷第3期

為慶賀中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所建所 90 周年，《大氣科學(xué)》編輯部組織出版了?？Ｆ诳幬瘯?huì)邀請(qǐng)了多位著名的優(yōu)秀學(xué)者撰寫(xiě)了三十余篇論文（分兩期出版），回顧和綜述了近年來(lái)大氣科學(xué)主要研究領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展。這些研究領(lǐng)域包括全球變化、地球/氣候系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)及其數(shù)值模擬、大氣環(huán)流理論、中小尺度天氣系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、氣象災(zāi)害的發(fā)生機(jī)理和預(yù)測(cè)理論、陸氣和海氣相互作用、大氣邊界層物理和環(huán)境動(dòng)力學(xué)、大氣化學(xué)、大氣物理和探測(cè)理論、大氣遙感和中層大氣物理、非線性大氣動(dòng)力學(xué)等。

其中，曾慶存等對(duì)浪花和飛沫水滴在海面大風(fēng)邊界層中的垂直傳輸進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：由破頭浪發(fā)射出來(lái)的浪花和飛沫水滴（半徑rp為10～500 μm）有相當(dāng)大的一部分可以飛離大氣底層而進(jìn)入100 m高以上的大氣中，繼而對(duì)進(jìn)入大氣中的海鹽氣溶膠通量有重要貢獻(xiàn)，不可以被忽略。在水滴的垂直傳輸過(guò)程中，陣風(fēng)擾動(dòng)起了極重要的作用，而在w＞0且較顯著時(shí)w更起重要作用。黃榮輝等綜述了近年來(lái)關(guān)于平流層大氣動(dòng)力學(xué)及其與對(duì)流層大氣相互作用動(dòng)力過(guò)程的研究進(jìn)展，特別是回顧了近年來(lái)關(guān)于平流層大氣環(huán)流和行星波動(dòng)力學(xué)、熱帶平流層大氣波動(dòng)及其與基本氣流相互作用、平流層大氣環(huán)流變異對(duì)對(duì)流層環(huán)流和氣候變異的影響及其動(dòng)力過(guò)程、平流層大氣數(shù)值模擬以及在全球變暖背景下平流層大氣的長(zhǎng)期演變趨勢(shì)預(yù)估等的研究進(jìn)展。吳國(guó)雄等回顧了二十年來(lái)關(guān)于青藏高原感熱驅(qū)動(dòng)氣泵（TP-SHAP）及其影響亞洲夏季風(fēng)的研究進(jìn)展，并從能量（θ）、位渦-加熱（PV-Q）和角動(dòng)量守恒（AMC）的不同角度闡述其影響機(jī)制。指出高原斜坡上的表面感熱加熱改變了移向高原的大氣質(zhì)塊的能量從而出現(xiàn)垂直抽吸的重要性。李崇銀等基于觀測(cè)資料和LICOM2.0模擬結(jié)果的分析研究，討論了太平洋—印度洋海溫（異常）聯(lián)合模（PIOAM）的存在、特征、演變及其影響等問(wèn)題。符淙斌等對(duì)季風(fēng)亞洲區(qū)域集成研究國(guó)際計(jì)劃（MAIRS）的發(fā)展歷程從可行性、主要內(nèi)容、執(zhí)行情況、國(guó)際影響和未來(lái)發(fā)展等方面進(jìn)行了回顧。丁一匯等以新的資料和研究結(jié)果對(duì)東亞夏季風(fēng)的基本特征、驅(qū)動(dòng)力和年代際變化所作的重新分析與評(píng)估。內(nèi)容包括：1）東亞夏季風(fēng)的基本特征；2）東亞夏季風(fēng)的驅(qū)動(dòng)力；3）東亞夏季風(fēng)的年代際變率與原因；4）東亞夏季風(fēng)與全球季風(fēng)的關(guān)系。石廣玉等回顧了國(guó)內(nèi)外沙塵氣溶膠對(duì)太平洋海域生態(tài)系統(tǒng)影響的研究進(jìn)展，以及生物氣溶膠的研究歷史和氣候效應(yīng)。

太平洋年代際振蕩（PDO）對(duì)中國(guó)東部季風(fēng)區(qū)降水影響的新證據(jù)——《中國(guó)科學(xué)（地球科學(xué)）》2018年第48卷第5期

姚嘉惠等選擇了兩個(gè)分別來(lái)自長(zhǎng)江下游和黃河口的鉆孔沉積記錄，探索百年以來(lái)沉積物粒徑變化對(duì)PDO波動(dòng)的響應(yīng)。研究結(jié)果表明，來(lái)自河口附近的兩個(gè)鉆孔沉積物粒徑變化與PDO波動(dòng)有顯著的相關(guān)性。主要原因是PDO在年代際尺度上影響了東亞季風(fēng)區(qū)的降水，進(jìn)而改變了長(zhǎng)江和黃河流域的水動(dòng)力條件，并最終體現(xiàn)在沉積物粒度的變化上。進(jìn)一步分析顯示，PDO處于不同位相時(shí)期，受降雨中心移動(dòng)的影響，長(zhǎng)江和黃河沉積物粒度呈現(xiàn)出不同的變化規(guī)律。同時(shí)，文章還選擇中國(guó)東部其他代表性高分辨率地質(zhì)環(huán)境替代指標(biāo)，如石筍和樹(shù)輪，對(duì)比研究多種環(huán)境指標(biāo)對(duì)PDO波動(dòng)響應(yīng)的差異。結(jié)合重建的PDO數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)近二百年以來(lái)鉆孔沉積物粒度對(duì)PDO波動(dòng)同樣有一定的響應(yīng)，未來(lái)可以作為研究PDO對(duì)中國(guó)東部地區(qū)降水影響的新證據(jù)。從地質(zhì)學(xué)角度比較了PDO與中國(guó)東部降水之間的關(guān)系，再次印證了前人關(guān)于PDO影響中國(guó)東部氣候環(huán)境的研究成果，為PDO的研究提供了一種新的指標(biāo)，對(duì)年代際尺度上中國(guó)東部地區(qū)氣候環(huán)境演化歷史的重建和未來(lái)氣候預(yù)測(cè)都具有一定的指導(dǎo)意義。

沙塵氣溶膠衛(wèi)星遙感現(xiàn)狀與需要關(guān)注的若干問(wèn)題——《氣象》2018年第44卷第6期

沙塵暴是全球干旱、半干旱地區(qū)特有的一種災(zāi)害性天氣，所產(chǎn)生的沙塵氣溶膠是全球氣溶膠系統(tǒng)重要組成部分，對(duì)全球環(huán)境、天氣、氣候和生態(tài)有復(fù)雜的影響。沙塵氣溶膠作為一種吸收性氣溶膠，對(duì)太陽(yáng)輻射有著較強(qiáng)的吸收，還能通過(guò)加熱大氣、改變大氣穩(wěn)定度、蒸發(fā)云滴、減少云量等“半直接方式”影響氣候。衛(wèi)星遙感對(duì)沙塵氣溶膠的監(jiān)測(cè)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，是全球沙塵研究的重要手段。張鵬等系統(tǒng)整理和介紹了目前常用的可見(jiàn)近紅外、熱紅外、被動(dòng)微波、紫外和主動(dòng)激光測(cè)量等五類衛(wèi)星遙感沙塵氣溶膠的主要方法，在總結(jié)典型遙感儀器和主要產(chǎn)品基礎(chǔ)上，討論了遙感產(chǎn)品的定量精度和地面驗(yàn)證問(wèn)題，結(jié)合輻射傳輸理論模擬了可見(jiàn)近紅外和熱紅外的衛(wèi)星觀測(cè)，探討了可見(jiàn)近紅外遙感的地表反照率影響和熱紅外高光譜遙感的波段選擇問(wèn)題，最后對(duì)未來(lái)的一些研究重點(diǎn)進(jìn)行了展望。