昆明地区臭氧总量与气温间变化关系的初探

将因子分析和谱分析方法运用于大气臭氧与气温变化的相互关系研究中,通过计算得到了影响昆明地区臭氧总量和气温状态变化的主因子,揭示了臭氧总量与气温各自存在的周期性变化,以及它们之间的相关性及位相关系,其结果为认识大气臭氧和气温这间变化的气候效应关系提供了一些事实。     

昆明地区臭氧总量变化和气候关系的初步分析

利用１９６３￣１９９２年期间昆明地区平流层臭氧,温度以及降水量等观测资料,分析及计算了该地区的臭氧演变趋势,冷暖和旱涝指数。研究结果显示：臭氧总量的变化包含着气候异常的信号,臭氧长期变化趋势与气候变化之间有明显的对应关系。     

昆明地区臭氧层时空变化及其与高空温压场的相关分析

本文利用昆明大气臭氧监测站在1980～1987年期间所获得的臭氧总量逐日资料以及月平均观测资料,采用波谱分析和相关分析等统计方法,较为详细地研究了中国昆明地区大气臭氧层的时空变化规律:它的多年平均状态,长期变化趋势,以及在多种时间尺度下的变化周期,此外,本文还就这些变化与太阳黑子活动,热带平流层的大气环流运动及高空温压场结构之间的关系进行了初步的探讨。     

东亚中纬度地区臭氧变化与磁暴关系探讨

本文分析了东亚30°N和40°N上空大气臭氧总量与磁暴活动的变化特征,并采用交叉谱的方法,着重研究了第20太阳活动周内臭氧总量变化和磁暴活动的相互关系,这种相互关系随纬度而有所差异。此外,在太阳活动第20周期间,30°N上空臭氧总量月平均量和磁暴月频数的周期性变化之间存在着密切的关系,且这些变化与大气环流的某些周期韵律有很好的对应。     

昆明月平均臭氧总量距平与运动财区月平均降水距平场的奇异值分解法分析

将奇异值分解方法（ＳＶＤ）应用于昆明地区１３ａ臭氧总量逐月平均距平值与云南省地区３２个测站逐月降水量矩平场,探讨昆明月平均臭氧总量距平与云南地区月平均降水量距平场的关系。     

昆明月平均臭氧总量距平与云南地区月平均降水距平场的奇异值分解法分析

将奇异值分解方法(SVD)应用于昆明地区13 a臭氧总量逐月平均距平值与云南省地区32个测站逐月降水量距平场,探讨昆明月平均臭氧总量距平与云南地区月平均降水量距平场的关系.     

青藏高原和伊朗高原上空臭氧变化特征及其与南亚高压的关系

采用TOMS、HALOE和SAGEⅡ臭氧卫星观测资料,对青藏高原上空臭氧的垂直结构和变化特征以及伊朗高原臭氧低值中心做了相应的研究,并且对两个高原臭氧低值中心进行了对比.结果表明:夏季伊朗高原同青藏高原一样存在臭氧低值中心;青藏高原和伊朗高原上空臭氧含量的变化与同纬度带其他地区相比,在12～22km或120～30 hPa这个气层中减少最明显,在此气层中伊朗高原上臭氧的减少比青藏高原上的更厉害.进一步采用NCEP/NCAR再分析资料分析了亚洲上空位势场和位温的变化及其与臭氧变化的关系,结果显示青藏高原和伊朗高原上空臭氧含量的变化和南亚高压有着密切的关系.南亚高压正好处在青藏高原和伊朗高原上空,夏季当南亚高压中心偏伊朗高原时,伊朗高原上空臭氧总量比多年平均值低,6、7月份随南亚高压中心位置的变化,伊朗高原上空臭氧总量变化明显,而青藏高原上空臭氧总量变化不是很明显.利用此区域夏季等位温面的变化对上述关系的机理进行了初步的探讨.     

昆明地区大气臭氧层的基本状态

本文第一次给出了昆明地区大气臭氧层的基本状态:它的总含量,空间分布和时间变化特征。比较了昆明、北京两地的大气臭氧层的基本状态,发现平流层中下层和对流层上层是大气臭氧含量变化最活跃的区域,臭氧总量随纬度的变化也主要发生在这个区域。     

东亚天气季节转换与大气臭氧活动关系的探讨

本文是继文献[1]的研究之后,进一步对大气臭氧层活动与东亚大气环流及天气季节转换之间的关系所作的探讨。我们从天气和动力上简要阐述了大气环流与臭氧层活动的一般关系、对东亚上空的臭氧总量分布和季节变化。臭氧层活动与东亚天气季节转换之间的关系进行了讨论。并付臭氧总量变化与自然天气季节转换资料作了初步计算分析,结果表明。东亚上字臭氧总量的季节变化在纬向和经向上存在着差异。东亚西部中高纬地区上空的臭氧层变化与东亚季节转换有一定的联系。     

龙凤山和瓦里关臭氧总量异常变化与天气过程关系研究

通过对黑龙江龙凤山和青海瓦里关Brewer 地基臭氧总量的长期观测资料以及与观测时段对应的全球 NCEP R1 系列位势高度再分析资料的统计分析发现, 龙凤山和瓦里关臭氧总量观测值有时存在剧烈的逐日变化, 对这种异常变化进行定量分析, 并对其与对流层天气过程的关系进行研究, 发现两者之间存在良好的对应关系。臭氧总量的异常变化大多数出现在11 月至次年5 月的冬、春季节, 并且臭氧总量的异常升高(第一类异值点)总是伴随着平流层低层(250~70 hPa)的槽线和地面(1000 hPa)的低压中心后方的天气形势, 而臭氧总量的异常降低(第二类异值点)则时常伴随平流层低层的脊线和地面的高压中心后方的天气形势, 这表明臭氧总量的异常变化可以作为地面天气系统转变的一个信号。     

黄河流域降水序列变化的小波分析

采用1961—2000年黄河流域97个气象站点的系列资料,在分析黄河流域降水空间变化格局的基础上,采用墨西哥帽小波函数,对黄河流域近40 a来降水的季节变化和年际变化时间序列进行了小波分析,揭示了黄河流域降水变化的多时间尺度的复杂结构,分析了不同时间尺度下降水序列变化的周期和突变点,并确定了各序列中存在的主要周期。结果表明：黄河流域多年平均降水量的地区分布既受天气系统的制约,又受地形等地理环境的影响,造成明显的地区性差异;黄河流域年降水和各季节降水均存在8~12 a左右时间尺度的多少交替,表现出明显的周期特征,其次4~6 a左右时间尺度的周期特征也较明显,夏季降水和年降水变化趋势具有较大相似性,不同时间尺度的周期特征之间有不同程度的吻合,说明夏季降水较大程度地控制着年降水。小波分析的时频局部化特性可展现降水时间序列的精细结构,为分析气候多时间尺度变化特征及短期气候预测等节水关键问题研究提供了一种新途径。     

气象因子对近地面层臭氧浓度的影响

利用近几年来近地面层臭氧浓度和常规气象要素的观测资料。分析了温度、降水、蒸发、风向风速等气象要素对近地面层臭氧浓度的影响．结果表明，近地面层臭氧浓度随着气温的升高而升高，臭氧浓度的日变化和季节变化有同样趋势；而降水、湿度的影响刚好与气温相反；大风或有雾的天气条件也会成为近地面层臭氧浓度增高的因素。这可能与大风对引起近地面臭氧产生的前体物的搬运作用以及雾内湍流将高层臭氧向下的输送作用有关。     

亚印太交汇区低纬上空不同层次大气臭氧的时空变化分析

 利用ECMWF 195709~200208共45a的多层臭氧质量混合比月平均资料,详细分析了亚印太交汇区(AIPO)低纬地带上空平流层、对流层各层次上臭氧浓度的分布特征.结果表明:①区域上空对流层、平流层及臭氧总量大尺度特征均显著,纬度带分布特征明显;②对流层和平流层臭氧各个季节变化趋势相反,平流层臭氧和臭氧总量各个季节变化趋势一致;同一层次夏季臭氧浓度变化趋势与其他3个季节变化趋势相反;③区域上空20~3hPa是臭氧浓度的高值区,50~30hPa臭氧平均变化幅度最大;④对流层臭氧距平变化在整个高度上较为一致,正、负距平随季节绕赤道做南、北半球摆动,且存在季节性突变;⑤赤道上空有明显从平流层上层随季节逐渐往较低层传播的臭氧正负距平现象.     

中国冬季降水对东亚春季O3强弱信号的响应

 利用欧洲中心(ECMWF)ERA-Interim提供的1979—2013年的O₃、温度和位势高度逐月资料及国家气候中心的160站的逐月降水资料,采用EOF分析、相关分析和合成差值分析等方法,分析了东亚春季臭氧的时空变化特征及中国冬季降水对东亚春季O3强弱信号的响应.研究发现：①通过EOF分析可知,东亚春季O₃主要有3种变化特征：其一是东亚春季不同时间的O₃随着纬度的增加而增加（或减少）.其二是青藏高原是一个O₃异常信号较强的地区.其三是鄂霍次克海以西的内陆地区和中国东北部地区的春季O₃异常信号最强,且这两地区的异常信号位相相反.②东亚春季O₃强时,中国冬季降水从西到东呈现了“多-少-多-少-多-少”的分布.这种响应显著的区域位于北方和内陆地区,而中国的东南地区较弱.这就说明,东亚春季O₃对中国冬季降水是有一定的影响的.O₃是如何引起中国冬季降水出现这种波列分布的原因尚有待于进一步的研究.③选取了6个层次分别代表平流层和对流层来开展研究.从相应于O₃强弱年的温压场分析来看,北半球冬季的温度场和位势高度场的合成差值在中高纬度都呈现了波列的分布,在平流层呈“正-负-正”分布,在对流层呈“负-正-负-正-负”分布,且这种温压场对O₃变化的响应在50、100、500hPa和700hPa层次最为显著.据此推测,东亚春季O3变化会引起北半球的温度场和位势高度场的调整,从而使得中国冬季降水分布出现异常.
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基于EOF分析的江苏省沿江7市梅雨量变化特征

使用江苏省沿江7市(南京、苏州、无锡、常州、镇江、扬州、南通)梅雨期具有典型代表性的梅雨量序列,1954—2013年共60 a资料,通过EOF分解法计算出特征向量分布、时间系数序列,并根据特征向量方差贡献,确定出梅雨季东旱西涝或东涝西旱的基本空间分布型,同时结合分解出的时间系数,分析出江苏省沿江地区梅雨季降水量的长期趋势及年代际变化具有明显的区域特征.20世纪80年代末以前地区梅雨季降水量表现为东涝西旱,而20世纪90年代以后则表现为东旱西涝.进入20世纪80年代以来,南京、无锡、常州、镇江的梅雨季节降水量异常明显,其余各地区整体上变化不明显.同时,辅助以Morlet小波分析方法,通过小波能量密度研究了第1主分量时间系数的年际及年代际振荡随时间的演变及其方差贡献率.结果表明,江苏省沿江地区的梅雨量存在一个显著3~4 a的年际振荡周期和13~14 a的年代际振荡周期,1975到1980年,3~4 a振荡对年际振荡贡献较大,而13~14 a尺度振荡对年代际振荡的方差贡献则主要集中在20世纪70年代以后.     

东亚低纬地区大气臭氧时空分布特征

利用1979～1992年和1997～2008年2个时间段(分别称为Ⅰ期和Ⅱ期)的TOMS臭氧总量月平均网格资料,对东亚低纬地区大气臭氧的分布变化和纬度带特征进行了较为详细的对比研究.结果表明:①Ⅱ期较Ⅰ期区域大气臭氧浓度水平整体降低;区域臭氧浓度普遍低于同纬度其它区域,受地形和环流影响显著;②Ⅰ期和Ⅱ期区域平均及纬带平均臭氧浓度均表现为不同的季节和年际变化特征,南北有别,近赤道纬带和较高纬带有异;③Ⅰ期和Ⅱ期区域平均臭氧浓度时间序列除典型的年变化周期外,还有略低于QBO振荡的1.3～2.3a主周期,而区域赤道纬度带臭氧浓度QBO振荡却特别明显.值得注意的是,该1.3～2.3a主周期呈现区域南北半球部分的跷跷板式强弱振荡.     

冬季Hadley环流活动与大气臭氧变化的关系研究

 利用1957年9月到2002年8月,共540个月的ECMWF的经向风和臭氧质量混合比资料,分析研究了冬季Hadley环流强弱特征的变化对臭氧变化的影响.分析指出在冬季伴随Hadley环流的增强,其中心南移,高度升高,臭氧在对流层增加,平流层减少,臭氧总量呈现出减少的趋势.Hadley环流的增强,中心南移,高度升高以及臭氧在对流层的增加对全球变暖是正反馈,而平流层臭氧减少,臭氧总量减少对全球变暖是负反馈.因此Hadley环流的强弱对臭氧的影响明显.     

北半球Hadley环流与臭氧气候演变规律及其相互关系

 利用欧洲中心(ECMWF)1957年9月到2002年8月共540月的ERA-40的经向风和臭氧质量混合比月平均资料,通过定义一系列Hadley环流指数来分析研究Hadley环流与臭氧的气候演变规律及其相互关系.分析指出:①在定义的几个Hadley环流指数中,北半球Hadley环流强度指数(NHCI)与臭氧的相关最好,全球Hadley环流指数(HCI)次之.因此进一步运用功率谱和凝聚谱方法对NHCI与臭氧的变化做出周期分析;②南半球臭氧的时间序列与Hadley环流各指数的相关关系最好,赤道次之,北半球相对小一些;③NHCI与臭氧之间的相关关系总体表现为明显的纬度带分布,说明了不同的纬度,平均经圈环流(MMC)对臭氧的输送作用不同.④NHCI与臭氧的季节变化都十分显著,二者之间有很多显著的共振周期,最突出的约为5~6个月,1 a的共振周期是各自变化的显著周期.臭氧的变化落后于NHCI振荡,且不同的纬度带落后时间长度不同.     

海气系统异常与广东夏季旱涝的关系

利用广东境内分布较均匀的15个测站的降水资料,分析了热带东太平洋地区的海温和南海海温的变化对广东夏季(5～8月,下同)降水的影响,旱(涝)年的前期和同期的大气环流差异,以及广东夏季降水的周期性。结果表明,在ENSO年广东偏涝,而在ENSO次年则偏旱;热带东太平洋年平均△SST与广东夏季降水存在显著的反相关关系;旱年的前期(当年的2～3月)南海海温较涝年偏低;亚洲主要大气环流系统的位置和强度的变化趋势在旱年和涝年的前冬以及同期几乎是相反的;广东夏季降水存在准2～3年、6～7年、34年和11年振荡周期。