普里兹湾沿岸下降风特征分析

根据2008年南极中山站的臭氧气球探空观测和塔层自动气象站数据,以及同时期的再分析资料,分析下降风(Katabatic wind)发生时的普里兹湾沿岸和东南极内陆地区的天气形势、中山站的边界层特征、气象要素的日变化规律。并利用对数风速廓线定律模拟中山站下降风,与实测值进行对比。个例研究表明,在晴朗的夜间或多云的白天,内陆地区冰面辐射冷却,导致气温降低,与普里兹湾沿岸地区的温度梯度大。此时内陆地区受高压控制,成为辐散中心,且高压的位置决定普里兹湾东岸和西岸的下降风强度。中山站的下降风出现在边界层低层,地面风速大,风向主要为东、东北东,导致强不稳定层结、气温和位温迅速降低。对数风廓线定律模拟中山站下降风的能力有限。     

南极长城站气侯特征及其趋势

利用我国南极长城站1985-2013年地面气象观测要素,分析了气候特征及其变化趋势,将有助于我们对最近30年亚南极地区气候变化的认识。结果表明,年平均气温为-2.2℃,变化速率为0.07℃/10a,呈升高趋势但不显著。年平均气压为989.3hpa,呈下降趋势,速率为-0.19hpa/10a。年平均相对湿度为89%,变化速率为0.34%/10a,上升趋势不明显。年降水量为539.3mm,变化速率为32.5mm/10a,呈明显增加趋势。年平均风速为7.5m.s-1,变化速率很小,盛行风向为西北和东南2个方向。     

南极罗斯海恩克斯堡岛短期气候特征分析

南极罗斯海恩克斯堡岛(Inexpressible Island)是中国南极新建考察站重点预选区域。本文利用1988—2012年曼努埃拉自动气象站(AWS Manuela)资料统计分析了该岛的气温、相对湿度、气压和风速风向等要素的特征和变化趋势。结果表明,该岛多年平均气温为-18.5℃,年平均气温有降低趋势;多年平均相对湿度较低,仅为45%,但春夏秋冬各季节的平均湿度均有增加趋势;多年平均气压为979.7hPa,无显著变化趋势;该站点多年平均风速为12.0 m·s-1,风向以WNW为主。干冷的下降风为该岛风场的主要特征,强下降风事件多发生在冬季(49.8%),其风速在25—45 m·s-1之间,冬季单次强下降风事件的平均持续时间达10 h以上。和中山站相比,该站点气温更低、空气更干燥、风速更大,这对该岛的越冬考察活动将带来巨大挑战。     

南极固定翼飞机航空气象保障业务述评

中国已经开始利用固定翼飞机在南极开展科学考察和执行后勤保障任务,建立较完备的南极机场气象观测系统和航空气象预报保障系统并提供安全可靠的气象保障服务已迫在眉睫。在对国际上已开展的南极固定翼飞机航空及其气象保障业务现状调研的基础上,对影响南极固定翼飞机飞行的低云、低能见度、结冰、低空风切变等关键气象要素进行了论述。结合我国国内民用航空和空军航空气象保障的情况,讨论了在南极开展固定翼飞机航空气象保障所需的机场气象观测设备、数值天气预报资料和航空气象预报内容等问题。提出了对我国南极固定翼飞机航空气象保障工作的设想:根据极地天气气候特点,评估机场地理位置和当地历史天气事件及气候背景,建立较为完备的气象观测系统;参照民航气象预报内容,重点考虑中山站的机场预报、着陆预报和起飞预报,并加强关注可能对航空产生危险的下降风、吹雪、雪暴和低空风切变等天气现象。     

南极Dome A至普里兹湾沿岸下降风特征

本文利用我国极地数值天气预报系统和美国南极中尺度预报系统的存档数据,分析了Dome A至普里兹湾沿岸地区下降风风场的时空分布和大气质量通量,给出了该地区下降风的基本特点。该地区下降风受南极冰盖地形影响强烈,艾默里冰架西侧等陡峭地区风速总体较大;下降风随季节变化较大,冬季的下降风较强。强下降风在前进过程中有绝热增温现象,并给艾默里冰架西部带来近表层升温。下降风风速最大处位于地面以上约100～200 m高度,风速较大地区的下降风在垂直方向上分布较为深厚。下降风在普里兹湾沿岸的表层大气质量通量在时空分布上极不均匀,艾默里冰架西侧的下降风气流较强时,普里兹湾海域有较多的中尺度气旋活动。下降风引发普里兹湾中尺度气旋旋生的过程值得关注,需进一步研究下降风引发中尺度气旋的机理。     

南极特拉诺瓦湾下降风特征

南极罗斯海特拉诺瓦湾(Terra Nova Bay)是强下降风汇集区之一。采用高分辨率南极中尺度预报系统(Antarctic Mesoscale Prediction System,AMPS)资料和特拉诺瓦湾难言岛Manuela自动气象站实测数据,分析了特拉诺瓦湾及其附近地区的下降风特征。AMPS对难言岛地区风速和气温有较好的模拟能力,但风向比实测值偏西约30°。难言岛地区风速从1月开始迅速增大,4—9月风力平均为8级以上。难言岛夏季1月份的风速变化滞后气温变化约3 h;冬季7月份风向稳定为西至西南。特拉诺瓦湾及其附近地区下降风来自西岸海拔较高的冰盖,其风向的空间分布特征基本几乎不随季节而变化。下降风风速有显著的季节演变特征,11月至次年1月较小,3—9月风速较大。特拉诺瓦湾西岸等几处冰川地带在冬季是强风汇集区,难言岛处于Reeves冰川下降风汇集区中。该汇集区上边界和南北两侧均有清晰的分界线,风速较强区从地面延伸至650—800 m高处,风速最大值距离地面高度约为50—200 m。强下降风气流受难言岛地形阻挡,风速有所减弱,气流越过难言岛之后,风速再次加强。特拉诺瓦湾地区下降风流动过程中近地面气团位势温度变化幅度很小,表明下降风在从内陆高原到沿岸地区的流动是干绝热过程。     

南极半岛北部气温特征及与海冰的相互关系

依据1974—2013年Vernadsky、Marambio、Esperanza、Marsh站月、季、年平均气温和各站附近海域的海冰密集度,采用线性回归倾向估计方法,对近40年的气温特征及与海冰的相互关系进行了研究。结果表明,近40年南极半岛北部气温呈变暖趋势,海冰密集度与气温的变化为负相关。近40年年平均气温升温情况分别为Vernadsky 2.24℃、Marambio 0.88℃、Esperanza 0.8℃、Marsh 0.12℃。冬季升温是南极半岛北部年平均气温升高的关键,西海岸则是半岛北部升温速度最快的区域。南极半岛北部气温高值区位于乔治王岛,低值区位于东海岸。20世纪90年代中期到本世纪初气温升温明显,是造成近40年气温变暖的关键期。海冰密集度除Marambio呈弱增长趋势外,其余3个站均明显减少。这一变化也证实了:西海岸升温显著,东海岸和乔治王岛升温相对缓和。