太阳活动对地球气候和天气的影响

本文介绍近年来太阳活动对地球气候和天气影响方面的主要研究成果。包括四个关键的问题:(1)太阳活动与地球系统的能量收支;(2)太阳活动对地球气候的影响(包含气候变化、温室效应、火山);(3)太阳活动对季风和天气的影响与(4)太阳活动的变化会造成地球的长期寒冷气候吗?通过对上述问题的阐述,可以深入认识太阳活动对地球气候和天气影响的事实与机理,以及对未来地球气候可能变化的前景,从而为认识地球气候和天气变化的原因和驱动力提供更全面、更深刻的认识。     

太阳活动对天气气候的影响

1977年12月在旧金山举行的美国地球物理学会上,不少科学家指出天气的变化受太阳活动的影响。斯坦福大学的J.M.Wilcox指出:当一条太阳扇形边界线(Solar Sector boundary)掠过地球后一天,北半球大气的涡度量就下降。由于太阳自转周期是27天,所以实际上这个行星际磁场的4个扇形区也被带着转一周。相邻的扇形区具有相反的极性(磁性不是指向太阳,便是背向太阳)。太阳扇形区之间的边界线约每7天掠过地球一次。统计结果表明,这样掠过与涡度量的减少有相关。Colin Hines的分析也证实这一点。     

近年来国外关于太阳活动对大气环流和天气影响的研究

本文综合介绍了十余年来国外关于太阳活动影响对流层环流和天气的研究工作。首先说明太阳表面及太阳大气的结构、太阳活动的定义以及引起太阳辐射改变的一系列太阳物理过程。然后重点介绍太阳活动影响大气环流和天气方面的某些主要研究结果。并指出太阳活动影响天气的几种可能机制。最后,本文认为这个问题的进一步研究,将会对天气预报等方面作出有益的启示。     

大气过程和天气对人体的影响

本文的目的在于简要地介绍国外有关天气对人体影响问题的研究状况,主要是最近10—15年的。环境介质,特别是大气过程对人类生存和活动的影响问题起源于古代,已有很多世     

太阳活动的变化与地球天气

一、前言在最近四年中,关于地球天气与太阳(或太阳风)变化之间关系的研究已经得到加强。有关这方面的大部分研究工作,根据时间尺度可分为三类: (1)与太阳输出长期变化相关的几百年至几千年的气候变化; (2)与22年太阳周期相关的气候变化; (3)与太阳短期活动相关的时间尺度为几天的天气变化。不论哪一种时间尺度,都还没有定论性结果表明太阳-天气之间的相关关系,但却有足够的证据表明进一步研究是有意义的和有价值的。最有说服力的证据是有关气候长期变化方面的证据,这种长期气候变化可能与低于全部观测到的     

从天气过程看渤海对沿海天气的影响

渤海四周几乎为陆地包围,仅在山东半岛与辽东半岛之间有一狭窄的水面通道,成为我国的一个内海,这片辽阔的水域是否对沿海地区的天气产生影响,有怎样的影响?下面让我们先从一次天气过程的分析来探讨这个问题。     

天气气候中太阳活动信号的敏感区域

太阳活动是地球气候形成的重要驱动因子,与地球气候变化有密切的联系,但研究分析发现,地球气候对太阳活动变化的响应具有较大的空间差异,地球上某些区域的天气气候对太阳活动更加敏感。主要介绍了对太阳活动变化特别敏感的三个响应区域,即极地—北大西洋区域、热带地区和季风区的天气气候变化与太阳活动变化的联系。从不同的时间尺度上总结了太阳活动对极地—北大西洋区域的影响事实和可能机制,指出了太阳活动对云微物理过程/平流层—对流层耦合的调制在其中扮演重要角色,回顾了热带地区对流活动、海表温度以及ENSO循环中明显的太阳活动信号,归纳了亚洲季风系统活动的边缘地区变率对太阳活动的响应。最后提出了未来关于天气气候中太阳活动信号的敏感区域研究中需要关注的一些科学问题。     

一次强对流天气过程物理量扰动场结构特征

分析2007年4月4日发生在湖南的一次强对流天气过程表明,前期天气持续回暖,积累大量不稳定能量,垂直风切变、动力、热力及水汽条件都有利于强对流天气的产生.这次过程地面、高空的温度、湿度、动能的扰动量分析表明,过程影响前及影响期间,具有正温度扰动,过程影响后,具有负温度扰动,地面温度扰动明显大于高空各层的温度扰动,说明地面的热力作用大于高空的热力作用;扰动湿度场中,强对流天气发生区域各层的湿度小于周围环境的湿度扰动,这可能是出现雷雨大风的原冈之一,各层的湿度扰动都比较大,因此对流很旺盛;扰动动能场中,过程发生区域的扰动能量明显大于过程发生前、后的扰动能量,各层中以850 hPa的扰动能量最大,地面次之.     

锋生过程对扰动发展的影响

本文用WKBJ方法讨论了叠加在Hoskins-Bretherton［1］]锋生模型背景上的小扰动发展问题。考虑了大尺度变形场、锋区斜压气流及锋生环流对扰动发展的作用，发现锋生过程有利于与锋平行的中小尺度扰动发展，而锋消则有利于沿锋传播的横波型扰动发展。     

扰动动能谱与长江中下游地区春季连阴雨天气过程

本文应用欧洲中期预报中心1973～1987年3～5月500hPa高度场资料,着重讨论了长江中下游地区春季连阴雨过程中扰动动能谱特征和连阴雨形成过程中扰动动能谱的时空分布规律。     

近年来太阳活动和气候(天气)变化联系性的研究

一简单地说气候变化是由于气候形成因子中某个因子或某些因子发生异常而引起的。而气候形成的因子却众说纷纭,归纳起来有辐射、大气环流与下垫面三方面的因子。这是传统的看法。最近美国科学院提出“气候系统”这一新的概念,他们认为这系统里有五种自然分量,即大气圈、水圈、冰雪圈、岩石圈与生物圈。无论是三大因子,或者气候系统,气候应该是太阳-地球、海洋-大气、陆地-大气以及人类活动-大气之间四种关系错综复杂相互作用的最终产物。气候变化就是它们之间的异常所造成的。气候变化的时间、空间尺度变幅很大,当然这两者是相互对应的。最长的时间尺度可大至10~8—10~3年,短者10~0—10~1年。短于10~0年者应属于天气变化的范畴。众所周知,在地球形成以来的50亿年里,气候一直在变化着,并且发生多次剧烈的变化。可是更使人们关切气候变化的应该说自本世纪七十年代以来的十年里。有人作过粗略估计,在1950—1960年间共发表了七百余篇关于气候变化     

太阳活动影响气候的放大过程之时空选择性

太阳是形成地球气候的原始驱动力之一,但太阳活动变化对气候的影响究竟有多大,其机制和途径是什么,是否存在放大效应,一直是有争议的一个问题。结合国家重大科学研究计划"天文与地球运动因子对气候变化的影响研究"一些研究进展,综合归纳了太阳活动变化对气候系统一些关键环节的影响和作用,阐述了气候系统对太阳活动的响应具有显著的时空选择性。指出太阳活动通过季风活动通道,可能将太阳活动对极区和西太平洋热带对流区的影响放大,并最终影响全球气候。     

火山喷发和太阳活动对我国温度影响的研究

利用特征向量分析、时序叠加分析和谱分析相结合的方法,给出了近５０年来我国地面气温场中较为清晰的火山喷发和太阳活动信号。强烈的火山喷发导致全国大部分地区降温,降温最明显的时段是喷发１年多以后,并能持续约半年。除这个主信号以外,青藏高原、东南沿海和东北地区都可能出现较为复杂的温度变化。温度变化与太阳活动之间的联系更多地反映在二者的振荡关系上。     

一次移动型大暴雨天气过程扰动及物理量场结构和特征

对2001年8月19-20日全川移动型大暴雨天气过程的分析表明:初始扰动产生在对流层中层移动性低槽底部强烈发展的低空热低压倒槽中,有利的物理量配置环境、大尺度系统的稳定型和非均一热成风偏差分布对其发展和维持具有十分重要的作用.提出了动点、不动点群体系统局域阻塞概念,并结合高低空散度的不平衡,明确了移动型川东大暴雨的短期预报思路.     

一次移动型大暴雨天气过程扰动及物理量场结构和特征

对2001年8月19-20日全川移动型大暴雨天气过程的分析表明：初始扰动产生在对流层中层移动性低槽底部强烈发展的低空热低压倒槽中，有利的物理量配置环境、大尺度系统的稳定型和非均一热成风偏差分布对其发展和维持具有十分重要的作用。提出了动点、不动点群体系统局域阻塞概念，并结合高低空散度的不平衡，明确了移动型川东大暴雨的短期预报思路。     

太阳活动对京津冀地区旱涝的影响

利用中国气象科学院等整理的中国近五百年旱涝等级资料, 应用小波分析、 相关矩分析等方法, 详细分析了太阳黑子变化与京津冀地区旱涝的关系。在统计太阳黑子极值年附近旱涝特征时发现, 在太阳黑子峰值年附近京津冀地区容易出现偏旱的年份, 低谷年附近容易出现偏涝的年份。小波分析结果表明, 太阳黑子与旱涝指数在9.8年、 78.6年、 132.2年周期处存在对应关系, 说明太阳黑子的变化对京津冀地区的旱涝有一定影响。通过旱涝指数与太阳黑子相对数的相关矩分析, 发现两者相关关系存在阶段性的转折变化, 即由正相关转为负相关, 或者由负相关转为正相关, 相关矩发生转折的时间间隔最长为81年, 最短为23年, 平均为50年。本文还对相关矩阶段性变化的可能原因进行了初步分析。     

大气层结和天气尺度位温扰动对锋生的作用

文中利用半地转锋生模式考虑了三种不同大气层结廓线和两种不同水平温度对比的天气尺度位温扰动场的作用。计算结果表明,层结对锋生速度影响较小,对锋区垂直运动影响却很大;天气尺度位温扰动对锋生速度和锋区垂直运动都有相当大的影响。     

太阳活动对高原积雪和东亚夏季风调制影响的回顾和进展

回顾了太阳活动、高原积雪和东亚季风之间关系的研究,指出了国内外有关积雪对太阳活动响应研究的匮乏性和必要性,以及太阳活动对高原积雪与东亚季风关系调节作用研究的前景和价值,并讨论了未来相关研究的难点和方向。高原积雪对太阳活动响应的不同时间尺度相关分析表明,在年代际时间尺度上两者可能存在较为显著的滞后相关,太阳活动对高原积雪与中国夏季降水的关系存在值得关注的调节作用。     

贵州省天气过程对贵阳市空气质量高污染日数的影响

利用2000年6月5日-2003年12月31日的污染物浓度监测资料和贵州省环流形势、天气过程资料，找出贵州省环流形势、天气过程对贵阳市SO2、PM10出现高浓度的影响规律。盛夏季节SO2和PM10出现高污染的的天数最少。秋末冬初PM10出现高污染的天数最多。秋末到春初SO2出现高污染的天数最多。贵阳市出现高污染的天数冬半年比夏半年多。夏季出现高污染的天数最少。秋季和冬季出现高污染的天数最多。天气过程为gt时出现高污染的天数最多，当天气过程为Q4、m、v、台风型时贵阳市几乎不出现高污染。     

大气层结演变对持续性雹暴天气过程的影响

本文从大气层结的演变来探讨持续性雹暴天气过程的发生、发展和消亡。通过为期12年发生在甘肃、宁足和陕西省的六盘山区20多次较强的持续性雹暴天气过程的对比分析结果表明:层结的不稳定性、最大不稳定层次的高低及其湿度条件决定着这种特续性雹暴天气过程的兴衰。强、弱雹暴的差异性在300hPa的层结演变中反映得尤为明显。