140年来植被和大气CO2浓度变化对东亚气候影响的数值模拟

利用区域气候模式通过分别采用现代植被和工业革命前植被及相应CO2浓度模拟了近140年来植被和大气CO2浓度变化对东亚区域气候的影响.结果表明,两者共同作用使东亚许多地区产生了升温现象,但这种温度变化在地域上具有不均匀性,蒙古、内蒙古、东北、西北增暖最为明显,而中国南部一些地区却存在降温现象;工业化造成的植被退化使东亚地区呈现总体干旱化的趋势,虽然CO2浓度增加易导致降水增多,但综合考虑两者的影响,使中国东部、内蒙古、四川北部的降水明显减少,而西北、华南沿海的降水有所增加;同时现代东亚冬、夏季风都比工业革命前有所增强.但由于植被退化,该地区的大气水汽含量及土壤水含量均有所减小.     

东亚季风经向环流数值模拟及结果分析Ⅰ.算法设计

着重介绍局地径向环流诊断方程的数值求解,内容包括数值模式格式的设计、用于求方程数值解的超松弛迭代法的描述及边界条件的提法和处理。     

荒漠化扩展对我国区域气候变化影响的数值模拟

使用区域气候模式RegCM3研究了西北沙漠面积变化对我国区域气候变化的影响．共设计了3组试验：控制试验A、沙漠面积扩展试验B、在试验B基础上增大粗糙高度的试验C．分析表明：中国西北沙漠区扩展后对中国夏季降雨量和中国夏季风有明显影响．结果表明：植被退化、荒漠化加剧会导致季风减弱,降水量减少,增大地面粗糙高度后的影响更为显著．     

利用遥感反演的叶面积指数研究中国东部生态系统对东亚季风的响应

利用遥感信息反演的叶面积指数(LAI)数据和生物气候数据,研究区域尺度的植被生态系统季节和年际变化对东亚季风的响应.结果发现,中国东部季风区的植被生态系统与东亚季风气候呈显著的年际和季节变化相关.在季节尺度上表现为随着东亚季风从春季到秋季的由南向北的推进过程,植被生态系统出现明显的季节变化;在年际尺度上,高的LAI出现于强的东亚季风年,而低的LAI值则与弱的东亚季风年相对应.证明中国东部季风区呈现出季风驱动生态系统的明显特征,而且LAI可显示这一强的信号.     

从中国古植被记录看东亚季风的年龄

我国最近发现的早中新世季风记录，对东亚季风系统何时形成又提出了疑问．现代季风系统的一个明显特征，在于它打乱了行星气候系统纬向分布的带状模式，因而地质记录中季风气候地理模式的出现，就应当意味着季风系统的建立．据此汇总了中国大陆125个地点所获得的古植物和岩性资料，揭示了两种完全不同的气候分带模式：早第三纪宽阔的干旱带由西向东横跨中国大陆，而晚第三纪至今的干旱带仅局限在中国西北部．渐新世／中新世交界时气候系统的大改组，就是现代东亚季风建立的证据．其后，季风系统在晚第三纪又经历了巨大变化，包括15～13Ma前、8Ma、3Ma前干旱气候的加剧和季风系统的加强．所获得的新资料并不支持亚洲季风系统起源于约8Ma前这一观点，而认为东亚大约是在晚渐新世向季风气候转变这一假设更为合适．     

东亚季风经向环流数值模拟及结果分析Ⅱ．模式性能检测及个例分析

局地径向环流诊断模式性能检验及对1994年5月1日世界时12时东亚季风区局地平均经向环流的模拟分析,分析所用的是经中科院大气物理研究所处理过的NCEP／NCAR再分析逐日资料,结果表明,在现行资料条件下模拟达到了预期的效果,证明该模式对局地经圆环流模拟性能良好,在此基础上,根据线性方程的叠加原理,进一步诊断分析方程中强迫项对向环流所起的作用。对1994年5月1日世界时12时东亚季风区局地平均径向环流而言,模拟出的各项的作用与对天气实况进行理论上的定性分析结果是相吻合的,在东亚季风区的经向环流形成过程,温度平流及绝热加热的作用相当显著,非绝热加热的作用在本文中没有作确切地比较,因其计算受到水汽资料精度和各层辐射资料缺乏的限制,另外,对流中的云物理过程也暂时未加以考虑。     

副热带季风边缘区降水变化及其影响因素

选取英国东英吉利大学气候研究中心降水月值数据计算出季风区,得出季风边界的年际变化,探究季风边缘区降水强度与季风强度和季风区面积的关系.计算了太平洋年代际振荡(PDO)指数、厄尔尼诺-南方涛动指数及大气环流场,探讨了副热带季风边缘区降水变化的影响因素.结果表明,季风边界线摆动幅度较小的区域降水有明显的增加趋势,而边界线摆...     

南海表面海温异常对南海季风影响的数值模拟

采用P-σ混合坐标系区域气候模式模拟了4－7月南海季风的爆发、演变过程，并进行了3组敏感性数值试验，研究南海表面海温异常对南海季风的影响，得到以下结论：（1）南海4月份海温异常对南海季风的爆发日期影响不大，但对季风爆发后的强度有所影响，异常增温造成南海季风增强，异常降温则南海季风减弱。（2）南海季风爆发和强度的变化与南海本身的海温变化情况有密切的关系，尤其是5月份南海海温异常。5月份南海异常增温可以使南海季风提前爆发，季风增强，南海海温异常降低时，南海季风爆发的时间推迟，季风减弱。（3）南海海温持续异常可以影响南海及中国大陆的高低空环流变化，海温持续异常增温可以使南海季风提前爆发，显地加强南海季风，并有利于南海季风向北推进，但当海温在6月份进一步持续增温时，则有利于季风维持在较南地区，阻碍季风向北发展；当海温持续异常降低时，南海季风推迟爆发，且明显减弱。     

中国黄土区东亚古季风气候与冰期气候对比研究

研究了中国黄土区冰期气候与季风气候记录;进行了黄土磁化率与大洋δ１８Ｏ曲线对比,并且将黄土组合—古土壤组合与冰期－间冰期气候进行了比较。结果表明：黄土组合与古土壤组合记录了冰期气候与间冰期气候;中国黄土—古土壤堆积是全球冰期—间冰期气候变化与东亚古季风气候变化共同作用的结果。     

全新世东亚季风变化的百年尺度周期

对位于东海内陆架闽浙沿岸泥质沉积区中部的PC-6孔进行了AMS14C年龄测试和粒度分析,综合该孔的岩性、颜色、沉积构造以及沉积物垂向上的叠加方式等特征,将该孔以450cm和540cm为界分为3段,其中上段(450cm以上)以灰褐色、灰色粘土质粉砂为主,岩性较均一,测年表明其形成于近7.64ka以来,此期间海平面变化只有约3￣4m,对应的沉积动力条件与沉积环境应该与现今基本一致,为海侵结束后高海平面以来主要受沿岸流控制的浅海沉积。通过计算PC-6孔450cm以上225个样品陆源碎屑组分中每个粒级组分标准偏差随粒级组分的变化,分离出对沉积环境敏感的粒级约为6μm和56μm,2个粒度组分的分界线约在28μm。细粒组分(<28μm)为东海冬季沿岸流携带悬浮体所沉积,而>28μm粗粒组分对应的沉积动力条件为波浪。本文采用28μm以下的细粒级组分的平均粒径作为替代指标,来揭示东亚冬季风的变化周期。使用功率谱分析软件REDFIT35对<28μm组分的平均粒径进行分析,PC-6孔揭示出70￣72、78、89、102、112、123、154a等百年尺度的强周期信号。与世界其它地区进行综合对比分析表明,全新世东亚季风的变化在百年尺度以Gleissberg周期和约70a的周期为主,且它们都是太阳辐射变化的结果。     

Inverse correlation between ancient winter and summer monsoons in East Asia？

There is a scientific debate on the relationship between ancient winter and summer monsoons in East Asia. Some scholars think that East Asian winter and summer monsoons are anti-correlated, and others think not. For this reason, this study is motivated to assess their linkage from the paleoclimate simulation perspective, through analyzing the Last Glacial Maximum （LGM） and mid-Holocene （MH） climate simulated by CCSM3 model. Compared to the present climate, the Aleutian low is found to be deepened and the East Asian winter monsoon （EAWM） is stronger during the LGM winter. The Pacific high in summer is noticed to be weakened and the East Asian summer monsoon （EASM） is weaker at the LGM. During the MH, the Aleutian low and the Asian high in winter are intensified, and the Asian low and the Pacific high in summer are enhanced, indicating that the EAWM and EASM are both stronger than today. Therefore, the EAWM is not always negatively correlated to the EASM. Their relationship may be different at different geological stages. It can be obtained at least from the numerical simulation results that the EAWM and the EASM is negatively correlated during the cooling period, while positively correlated during the warming period.     

东亚和南亚夏季风气候特征分析

利用１９８２～１９９６年的ＮＣＥＰ再分析资料对东亚地区和南亚地区夏季风的气候特征进行了分析．结果表明：①东亚地区夏季风环流圈的建立比南亚地区夏季风环流圈的建立大约早５个候．②东亚地区低层西风存在２次持续加强过程,而南亚地区低层西风的加强则无明显的阶段性．③西南风首先于４月第４候出现在２５°Ｎ,５月第４候向北推到７５～１２５°Ｎ,于６月第３候影响到３０°Ｎ．２２５°Ｎ以北西南风减弱南撤迅速,以南则减弱南撤缓慢．６～９月间,整个东亚和南亚夏季风区存在明显的波动．④积云对流区在东亚地区的主要特征表现为５月４候的突变,而在南亚地区的主要特征则表现在６月３候的突变．即ＯＬＲ场的变化与东亚和南亚夏季风的进退有密切关系,但积云对流的演变特征的体现比流场特征的体现似乎约迟１候     

Community Climate Model 3气候模式在东亚季风区产生虚假降水的一种可能原因

通过分析NCAR CCM3气候模式的15年积分结果,从形成降水的垂直运动和水汽供应条件的角度,试图揭示该模式在东亚季风区产生不合理虚假强降水的可能原因.与观测的降水分布相比,CCM3模拟的东亚季风区降水中心位置偏西,雨量偏强,其中对流降水占虚假降水中心总降水量的82%左右.进一步分析发现,对流层上层200 hPa副热带急流南侧的散度季节变化与110°E以西的虚假降水季节变化具有较好的对应关系,急流入口区附近的直接垂直环流上升支位于青藏高原东北部,同时由于急流南侧对流层上层辐散引起的抽吸作用,加强低层的垂直运动,从而为虚假的强对流降水形成提供上升运动条件.分析对流层低层的水汽(比湿)分布和水汽输送表明,模拟的青藏高原地区大气的水汽含量比NCEP/NCAR再分析的水汽含量高,经过高原从孟加拉湾输送到虚假降水中心地区的水汽偏强,从而为虚假的强对流降水形成提供了充足的水汽条件.因此,在改进气候模式对东亚季风区虚假降水的模拟性能时,除了对模式物理过程做改进外,在青藏高原附近地区的水汽分布和水汽输送以及对流层上层西风急流位置和强度模拟的合理性方面也需要引起足够的重视.     

云南夏季风演变诊断分析

利用“三角形方法”,分别对云南西部、中部和东部３个三角形区域的水汽通量散度,假相当位温,垂直速度等物理量进行诊断分析,发现１９８０年夏季云南先后受到东亚季风和印度季风的影响．其中,东亚季风首先影响东部地区;之后,印度季风爆发,并影响西部、中部和东部地区,其影响范围和强度都超过了东亚季风;而东部受到两个季风系统的影响,是两种季风的交汇之处．