一个适用于描述中国大陆冬季气温变化的东亚冬季风指数

利用1951年1月-2007年2月的NCEP V1格点资料和中国台站观测资料,定义了一个冬季风环流指数(IEAWM),并分析其与中国冬季气温和东亚大气环流变化的联系.结果表明该指数能够很好地反映东亚冬季风系统各成员的变化,兼顾北方和南方的环流状况和东西部热力差异的影响,改进了原有冬季风指数大多针对单一的冬季风环流成员及对中国冬季气温变化反映能力的不足,能够很好地反映中国冬季平均气温的异常变化.分析表明,当该指数为正值时东亚冬季风偏强,对应着地面西伯利亚高压和高空东亚大槽均偏强,东亚地区对流层中层的高-低纬度之间的纬向风经向切变加强,有利于中高纬度冷空气向南侵入,导致中国大陆地区气温偏低,反之亦然.IEAWM的年代际变化表明东亚冬季风在1985年之前偏强,1985年之后明显偏弱,这与1985年之后中国冬季变暖是一致的.     

基于均一化资料的中国大陆极端温度的长期趋势

近百年来,全球气候变暖。这与暖日和暖夜增加,冷日和冷夜减少相关联。文章研究结果进一步证实了这一发现。本文基于1960-2012年中国大陆542个台站均一化气温资料,通过将中国大陆划分为8个次区域,利用百分位定义法计算了极端温度指数序列,同时,运用时间趋势分析法,对中国大陆各区域极端温度和极端温度指数的时空分布及变化趋势特征进行了分析。结果表明:在全球变暖的背景下,从地理分布而言,中国大陆在过去53年除西南地区外,大部分地区最低和最高温度有显著的升高趋势,其中,东北温度升高最为明显;从季节而言,冬季极端温度升高最为明显,夏季升高最少;最低温度明显升高,最高温度也有所升高,但是最低温度的升高幅度更大。冷夜和冷日出现频率呈减少趋势,暖夜和暖日出现频率呈增加趋势,其中以冷夜指数变化最为突出,均呈现一种区域差异的现象。本文利用更新的资料验证了前人的工作,也进一步分区分析,结果可为更多地区评估以及进一步的相关研究提供参考。     

中国地球气候系统模式的发展及其模拟和预估

地球气候系统模式是开展多学科、多圈层集成研究的重要平台,其发展是国际地学领域特别是全球变化领域竞争的前沿。中国的地球气候系统模式研发工作始于20世纪80年代,最近10年得到快速发展。研发格局上已经形成中国科学院、有关部委和高校三足鼎立的局面。文中在简要回顾中国地球气候系统模式早期发展历史的基础上,总结了中国参加第6次耦合模式比较计划的9个地球气候系统模式的技术特点,初步评估了中国4个模式对全球和东亚气候模拟的基本性能,分析了其在4种共享社会经济路径情景下对全球降水与温度的预估变化及其与平衡态气候敏感度的联系。最后,结合国际态势,从发展的角度提出未来中国气候模式研发工作需要加强的8个方向。     

GrADS绘图汉字显示的技术研究与实现

气象常用绘图软件GrADS中不能用汉字设置标题和题注,给国内的业务和科研工作带来不便。根据GrADS软件的特点,在其已有功能的基础上,对GrADS软件功能进行扩充,发展了一些关键技术,实现了GrADS汉字显示功能。其中,发展的关键技术包括:自定义汉字库创建、汉字库索引创建、中英文混合显示、快速查找自定义汉字库、解码自定义汉字库和汉字绘制。实现的汉字显示技术具有使用方便、速度快、可移植、可中英文混合显示等特点。     

Climate Change in China Congruent with the Linear Trends of the Annular Modes

The authors exploit the remarkable connection between the Chinese climate trends and the annular modes by partitioning the trends into components linearly congruent with and linearly independent of the annular modes. Results show that the winter hemisphere annular mode has closer connection to Chinese climate than the summer one, e.g., the wetting JJA (June-July-August) rainfall trend along the Yangtze River valley and the associated temperature trends are significantly linearly congruent with the trend of the southern annular mode, while the JFM (January-February-March) climate trends are closely linked to the northern annular mode. The seasonal differences of a meridional wave-train-like chain across the equatorial Pacific associated with the annular modes are responsible for the seasonal-dependent connections to Chinese climate. Citation: Zhou, T. J., and J. Li, 2008: Climate change in China congruent with the linear trends of the annular modes, Atmos. Oceanic Sci. Lett., 1, 1-7     

Chinese Contribution to CMIP5：An Overview of Five Chinese Models’Performances

An overview of Chinese contribution to Coupled Model Intercomparison Project-Phase 5 （CMIP5） is presented. The performances of five Chinese Climate/Earth System Models that participated in the CMIP5 pro ject are assessed in the context of climate mean states, seasonal cycle, intraseasonal oscillation, interan-nual variability, interdecadal variability, global monsoon, Asian-Australian monsoon, 20th-century historical climate simulation, climate change pro jection, and climate sensitivity. Both the strengths and weaknesses of the models are evaluated. The models generally show reasonable performances in simulating sea surface tem-perature （SST） mean state, seasonal cycle, spatial patterns of Madden-Julian oscillation （MJO） amplitude and tropical cyclone Genesis Potential Index （GPI）, global monsoon precipitation pattern, El Ni-no-Southern Oscillation （ENSO）, and Pacific Decadal Oscillation （PDO） related SST anomalies. However, the perfor-mances of the models in simulating the time periods, amplitude, and phase locking of ENSO, PDO time periods, GPI magnitude, MJO propagation, magnitude of SST seasonal cycle, northwestern Pacific mon-soon and North American monsoon domains, as well as the skill of large-scale Asian monsoon precipitation need to be improved. The model performances in simulating the time evolution and spatial pattern of the 20th-century global warming and the future change under representative concentration pathways pro jection are compared to the multimodel ensemble of CMIP5 models. The model discrepancies in terms of climate sensitivity are also discussed.     

参考作物蒸散量的多种计算方法及其结果的比较

分别用 FAO Penman- Monteith公式 (模型 1 )、FAO Penman 修正式 (模型 2 )和国内Penman修正式 (模型 3)计算了泰安和西峰两地的参考作物蒸散量 ,对 3种方法的计算结果进行了比较 .模型 1得到的参考作物蒸散量大于后 2种模型 ,导致不同模型计算偏差的原因是 3种模型各自选用了不同的辐射项和动力项计算式 ,且计算偏差随季节和地理条件而变 .建议计算区域参考作物蒸散量用模型 1 ,计算单站逐日参考作物蒸散量 3种模型都可用 .     

中国农业气象模式(CAMM1.0)构建与应用

为发展适宜中国区域农业种植特点的农业气象模式,基于国外作物生长模拟方法,通过模式机理过程改进或重构以及应用方式革新,建立了中国农业气象模式（Chinese AgroMeteorological Model version 1.0,CAMM1.0）。CAMM1.0利用平均温度和土壤水分改进了作物发育进程模式,利用土壤水分改进了作物叶片光合作用、干物质分配和叶面积扩展过程模式,通过蒸发比法扩展了作物蒸散过程模式;自主建立了基于发育进程的冬小麦株高、基于遥感信息的作物灌溉、遥感数据同化、作物长势与灾害评价等模式。基于互联网技术构造了实时运转平台,主要功能包括作物生长过程实时常规模拟与用户个性化定制模拟。CAMM1.0的部分子模式采用多种方法构造,便于多模式集成。CAMM1.0对作物发育进程、光合过程、株高的模拟效果较好,但对土壤水分变化过程的拟合略差,模拟产量略偏低。CAMM1.0评价淮河流域夏玉米年际干旱减弱而涝渍增加的趋势与实际基本相符。     

中国大陆岩石圈导电性结构研究——大陆电磁参数“标准网”实验（SinoProbe-01）

"中国大陆地壳探测计划"的首要目标是岩石圈物性结构、构造和物质组成的探测,这包括大陆岩石圈的地震波速度、密度、磁性、导电性和放射性结构研究。其中,大陆岩石圈导电性结构的研究越来越引起人们的重视。利用岩石圈导电性结构模型不仅可以推断地球内部的岩、矿石组成和地质构造轮廓,还可以间接提供有关地球内部热结构的信息,为研究地球内部物质状态、地壳运动过程及其动力学机制等科学命题服务。因此,很多发达国家自上世纪70年代以来,陆续启动了岩石圈导电性结构探测。2004年,美国开始了"地球透镜计划(EarthScope)";其中,"大地电磁阵列"(USArray)是整个计划中的重要部分,是一个大陆尺度的大地电磁场观测计划,它将为北美大陆的构造与演化提供新的约束。在中国,大陆岩石圈导电性结构研究虽取得一系列重要成果,但也仅限于对其基本格局有一定认识,远远满足不了大陆动力学问题研究的需要。为了研究中国大陆形成、演化机理,首先需要确定中国大陆岩石圈三维构造模型、热结构和流变性特征,而这一切都与更详细、更准确的中国大陆岩石圈导电性结构有着密切关系。为了实现构建中国大陆岩石圈电磁学参数三维数据体及导电性结构标准模型的目标,"深部探测技术与实验研究专项"设立"大陆电磁参数标准网实验研究(SinoProbe-01)"项目,解决大陆尺度、阵列式(Array)大地电磁场(MT)标准网观测计划的关键技术问题,研究具体的实施方法技术,并提供示范性成果。项目将尽可能预先建立覆盖全国、网度为4°×4°的阵列式区域大地电磁参数标准网控制格架,并以华北和青藏为基地创立阵列式区域大地电磁场"标准点"1°×1°观测网的构建方法、技术;构建华北和青藏地区壳、幔电磁参数三维结构标准模型"格架",以及不同网度的壳、幔物性三维结构模型,为覆盖全国的阵列式区域大地电磁"标准点"观测网最佳网度选择提供依据,为最终建立中国大陆岩石圈三维导电性结构标准模型奠定基础,为预测我国超大型金属成矿远景区提供方向。完成本项目研究将对揭示中国大地构造特点和岩石圈结构提供重要依据,对油气及固体矿产资源远景评估提供制约,并对完善后板块大地构造理论有重要意义。开展这方面的研究将揭开中国大地构造地球物理学新阶段的序幕,为中国可持续发展与地球科学的进步作出贡献。     

Petrology and U–Pb zircon dating of coesite-bearing metapelite from the Kebuerte Valley,western Tianshan,China

This paper deals with the petrology and U–Pb dating of coesite-bearing garnet–phengite schist from the Kebuerte Valley, Chinese western Tianshan. It mainly consists of porphyroblastic garnet, phengite, quartz and chlorite with minor amounts of paragonite, albite, zoisite and chloritoid. The well preserved coesite inclusions (∼100 μm) in garnet are encircled by a narrow rim of quartz. They were identified by optical microscopy and confirmed by Raman spectroscopy. Using the computer program THERMOCALC, the peak metamorphic conditions of 29 kbar and 565 °C were obtained via garnet isopleth geothermobarometry. The predicted UHP peak mineral assemblage comprises garnet + jadeite + lawsonite + carpholite + coesite + phengite. The metapelite records prograde quartz–eclogite-facies metamorphism, UHP coesite–eclogite-facies peak metamorphism, and a late greenschist-facies overprint. Phase equilibrium modeling predicts that garnet mainly grew in the mineral assemblages garnet + jadeite + lawsonite + chloritoid + glaucophane + quartz + phengite and garnet + jadeite + lawsonite + carpholite + glaucophane + quartz + phengite. SHRIMP U–Pb zircon dating of the coesite-bearing metapelite yielded the peak metamorphic age 320.4 ± 3.7 Ma. For the first time, age data of coesite-bearing UHP metapelite from the Chinese western Tianshan are presented in this paper. They are in accord with published ages obtained from eclogite from other localities in the Chinese western Tianshan and the Kyrgyz South Tianshan and therefore prove a widespread occurrence of UHP metamorphism.