冬季青藏高原大气热状况分析Ⅱ：年际变化

通过诊断3套再分析资料的非绝热加热场,研究冬季青藏高原上空大气的热力特征.结果表明,与夏季为强热源的特征不同,冬季高原上空不是欧亚大陆上最强的冷源中心.冬季高原上空整体是偏弱的冷源,在高原西侧及东南地区上空甚至出现非绝热加热正值区,这一分析对以往研究提出的高原是冷源的特性给出了修正.各种非绝热加热分量的诊断表明,冬季高原上空这种总的非绝热加热分布主要是由于高原主体的长波辐射冷却较周边地区弱,以及西侧至东南地区凝结潜热释放造成的.为了说明再分析的非绝热加热资料对冬季高原上空大气的这种热力特征描述的可信性,文中还利用了地表辐射能量、TRMM及PREC/L降水、垂直速度等资料进一步辅助分析,证实了由于高原位势较高造成大气整层温度偏低,向外长波辐射偏少,以及高原地势的隆起造成局地较强的上升运动,高原西侧至东南角降水大值区潜热偏大,最终造成高原上空总非绝热加热负值偏小.最后理想高原隆起的水球试验结果说明,冬季,高原的存在减弱了陆地上空的冷却效应,因而其上为弱冷源,再次证实了资料分析的结果.     

大别造山带140～85 Ma热窿伸展作用

区域热年代和差异冷却特性表明, 140～85 Ma大别造山带进入热窿伸展作用时期, 由此引发基底广泛熔融、北淮阳剧烈火山喷溢以及合肥盆地断陷等过程. 这次热窿事件包括强热伸展阶段(140~105 Ma)和晚期衰退阶段(105~85 Ma). 在强热伸展阶段, 热窿区集中在大别/红安地块, 并以大别地块热窿作用最为强烈, 某种意义上可将红安地块视为大别热窿翼部. 大别热窿构造包括麻城-岳西热轴、穹核组合及其外围翼部, 热轴平行造山带延向展布, 北淮阳与高压/超高压(HP/UHP)岩石构成下滑翼部, 岳西、罗田热窿核分别占据麻城-岳西热轴东、西两端, 它们最终成型时代不一致. 热窿伸展进程伴随着大别强热中心沿着麻城-岳西热轴迁移摆动, 如果将热窿事件与造山带根部拆沉相联系, 这种拆沉作用应以间歇性、迁移性、规模性与区域差异性为特征. 在伸展衰退阶段(105~85 Ma), 大别造山带仍显现穹状热窿布局, 但其伸展强度、岩浆活动显著减弱. 解析热窿伸展作用, 对于认识大别HP/UHP岩折返模型、"南北大别界限"以及造山过程机理具有重要启示意义.     

安徽绩溪伏岭岩体隆升时代的磷灰石裂变径迹证据

安徽绩溪伏岭岩体位于安徽省南部、黄山花岗岩体的东部。伏岭岩体裂变径迹（AFT）热年代分布于51±5～68±7 Ma之间,围限径迹长度为11.9～12.9μm。岩体形成之后,所在山系经历了速率波动较大的隆升过程,至55 Ma期间为一加速隆升过程,到55 Ma时速度达到最大的73 mm/ka;随后速度减缓,54 Ma左右时的平均抬升速率为60 mm/ka;54～51 Ma间又是一个快速加速隆升时期,到51 Ma时,速度达到70 mm/ka。研究区具有三个主要的冷却剥露阶段：130～116 Ma左右,冷却速率约为1.34℃/Ma;70～60 Ma左右,进入第二个较为快速冷却阶段,冷却速率约为25℃/Ma;在7～8 Ma左右发生突然加剧冷却事件,持续至今,速率达到8℃/km。总体来说,伏岭岩体经历了速率逐渐增加的冷却过程。由于黄山山体与伏岭岩体在大地构造位置、岩性特征及侵入时间上具有很大的相似性,二者的隆升时代、速率以及抬升剥蚀量是大致相当的。     

Parameterization of the non-local thermodynamic equilibrium source function with chemical production by an equivalent two-level model

The classic two-level or equivalent two-level model that includes only the statistical equilibriumof radiative and thermal processes of excitation and quenching between two vibrational energy levelsis extended by adding chemical production to the rate equations. The modifications to the non-localthermodynamic equilibrium source function and cooling rate are parameterized by φc, which characterizesthe ratio of chemical production to collisional quenching. For applications of broadband emission of O3 at9.6 μm, the non-LTE effect of chemical production on the cooling rate and limb emission is proportionalto the ratio of O to O3. For a typical [O]/[O3], the maximum enhancements of limb radiance and coolingrate are about 15%-30% and 0.03-0.05 K day-1, respectively, both occurring near the mesopause regions.This suggests that the broadband limb radiance above ～80 km is sensitive to O3 density but not sensitiveto the direct cooling rate along the line-of-sight, which makes O3 retrieval feasible but the direct coolingrate retrieval difficult by using the O3 9.6 μm band limb emission.     

席状岩浆房中的岩浆冷却及动力稳定性

关于岩浆房中岩浆的结晶分异方式一直存在着争议,其基本矛盾在于对岩浆冷却历史及热不稳定性可能引起的对流形式的理解各不相同。本文在充分考虑席状岩浆房的基本物理特征的基础上,建立了稳定岩浆体系的动态冷却模型,并以攀枝花层状岩体为例,计算了相应的温度场、密度场及粘度场。同时,提出了一种基于能量守恒的、对热不稳定性进行分析的新方法。计算了热不稳定性可能引起的对流强度、对流区域及对流时间,并深入讨论了在一定的热不稳定状态下,不同的岩浆屈服强度对对流特征参量的影响。结果表明,在该岩体的整个固化过程中,如果曾发生过自发对流,其对流也是极微弱而短暂的,不会影响中下部岩浆房中岩浆的固化和结晶。这一结论与对该岩体的实际观察相符。     

Increased Tibetan Plateau Snow Depth：An Indicator of the Connection between Enhanced Winter NAO and Late-Spring Tropospheric Cooling over East Asia

The authors present evidence to suggest that variations in the snow depth over the Tibetan Plateau (TP) are connected with changes of North Atlantic Oscillation (NAO) in winter (JFM). During the positive phase of NAO, the Asian subtropical westerly jet intensifies and the India-Myanmar trough deepens. Both of these processes enhance ascending motion over the TP. The intensified upward motion, together with strengthened southerlies upstream of the India-Myanmar trough, favors stronger snowfall over the TP, which is associated with East Asian tropospheric cooling in the subsequent late spring (April--May). Hence, the decadal increase of winter snow depth over the TP after the late 1970s is proposed to be an indicator of the connection between the enhanced winter NAO and late spring tropospheric cooling over East Asia.     

非绝热条件下的波流相互作用与大气能量循环

在传统的波与流相互作用理论的基础上, 推导了准地转框架下包含非绝热效应的E-P通量, 证明了由Eliassen和Palm导得的波动能量关系与由Lorenz导得的大气能量循环关系的一致性. 大尺度定常波的波动能量传播过程实质上是大气能量循环过程的一部分, 大气中的平均流能量向波动能量的转换就是局地波能通量散度的全球质量积分, 也即是局地波动能源的全球积分.利用NCEP/NCAR资料对北半球各纬带不同季节大气波动能源和E-P通量的诊断分析表明传统的绝热条件下的E-P通量仅能表征冬季的波能输送情况, 其他季节必须要考虑非绝热加热的影响.     

黄东海大气边界层高度时空变化特征

根据2006-2007年大连、青岛和台州逐日高分辨率L波段二次测风雷达探空资料、地面观测资料以及再分析资料,采用干绝热法和位温梯度法分别计算了各个台站的边界层高度,继而分析了黄东海边界层高度多时间尺度变化规律和空间演变特征.结果表明:(1)用清晨探空资料计算每日边界层高度,干绝热法比位温梯度法更为合理可靠;(2)沿海台站边界层高度有显著季节变化,夏季最低,秋季最高,这有别于陆地边界层普遍存在的夏季高、秋冬季节低的季节变化;(3)通过小波分析,发现边界层高度有显著的2～4 d天气尺度振荡和10～20 d准双周振荡;(4)黄东海上空海洋大气边界层在时间尺度上同样存在着明显的春夏季节低、秋冬季节高的季节变化特征,大部分海区空间上呈现西北低、东南高的分布形态.