全球变暖对中国极端暖月事件的潜在影响

利用极值理论（extreme value theory, EVT）中的广义帕雷托分布（generalized Pareto distribution, GPD）,结合空间参数估计方案研究了中国1960—2007年740站的月平均温度距平中极端暖月事件（extreme warm month events,EWME）的空间分布特征,给出了历史上典型EWME的重现时间估计,重点分析了区域气候变暖作为强迫因子对EWME分布的潜在影响.分析表明：1）中国EWME的性质的空间分布差异较大,青藏高原西部、中国西南地区、 关键词： 极端气候事件 帕雷托分布 全球变暖     

近60年新疆降水趋势与波动机制分析

用小波多尺度分析和回归等方法研究了近60年新疆降水记录的波动与趋势特征, 结果发现21世纪头十年降水亦然保持增加趋势, 但春、夏降水已呈弱的非线性下降趋势, 秋、冬季节降水增加趋势明显. 这可能与气候暖化的季节不均匀性有关. 年降水量的振荡与北大西洋涛动(NAO)关系密切, 二者约80%的方差都集中在年际尺度和多年代尺度成分两个带上, 年际变化之间呈显著负相关关系. NAO的多年代尺度成分位相超前降水10年左右, 而大西洋海温的多年代尺度涛动与之相差5年, 后者与降水的关联更为密切. "极差"分析表明, 对应于NAO的极端正或负位相事件, 下游的降水和水汽环境明显不同. 在NAO极端负位相年, 中亚和新疆降水都明显增加, 来自欧洲南部的水汽输送和中纬度瞬变涡动水汽输送均偏强, 中亚大气可降水量上升, 冷空气路径偏西, 瞬变天气系统易得到西南水汽输送带的配合, 水汽辐合增强, 有利于新疆和中亚的降水. 反之, 西风带水汽输送偏弱, 天气过程偏少, 降水量偏小, 易发生干旱. 因此, NAO的异常是新疆和中亚降水年际波动的主要原因之一. 关键词： 新疆降水 北大西洋涛动 水汽输送 瞬变涡动     

中国近58年温度极端事件的区域特征及其与气候突变的联系

运用动力学自相关因子指数Q分析中国温度的时空变化特征,得到8个不同的动力学温度变化特征区：准噶尔区、 东北区、西北区、西南东区、西南西区、华北区、东南区和中南区.初步讨论了这些特征区的年均温度变化和极端温度年出现天数及其与温度突变的关系,以及不同温度段对中国近58年增暖的可能影响.研究结果表明：（1）准噶尔区、东北区等7个温度特征区近58年的年均温和极端高温的年出现天数均表现为增长趋势,极端低温天数则为降低趋势,极端高温的变化与温度增暖呈正相关,与极端低温则呈负相关.同时,北方涛动、南方涛动 关键词： Q指数')" href="#">Q指数 温度段 极端温度 温度突变     

中国冬季区域性极端低温事件分类及其与气候指数极端性的联系

基于区域性极端低温事件客观识别技术, 对1951–2010年中国冬季的区域性极端低温事件进行客观识别. 根据事件的空间分布特征, 将综合指数前60位的事件划分为全国型、东部型、东北-华北型、华北-华南型、北方型和西北-华南型六类; 通过分析不同区域类型低温事件形成的环流背景场验证了分类的有效性. 在此基础上, 以1971年1月21日开始的典型事件为例, 分析了事件对应的海温场、高度场和风场的异常, 确定与区域性极端低温事件联系较密切的可能气候因子, 进而分析不同类型事件与各气候指数异常的对应关系. 总体而言, 赤道中东太平洋海温指数异常偏小、北太平洋涛动指数异常偏小、北极涛动指数异常偏小和冬季风异常偏强时, 发生区域性极端低温事件的概率较高; 且这四种指数的历年冬季平均值达到15%(或85%)极端阈值的年份中, 发生区域性极端低温事件的百分率分别达到80.0%, 77.8%, 60.0%和62.5%, 从而为区域性极端低温事件的诊断和预测研究等提供了一定的参考. 关键词： 区域性极端低温事件 空间分类 气候指数 极端     

利用中值检测方法研究近50年中国极端气温变化趋势

利用中国194个站点1957—2001年的逐日温度观测资料和月平均温度资料,分别采用中值和均值两种极端事件检测方法,检测并比较了中国极端高温事件和极端低温事件的变化趋势和空间分布特征.检测表明,年均极端高温的次数在近50年中趋于上升,而年均极端低温的次数有所减少,这与目前观测结果一致,符合全球变暖的特点.在空间分布上,除西南地区部分站点外,近50年中国大部分地区极端低温事件的年均发生次数趋于减少,而极端高温事件发生频率的变化则呈现出东南沿海地区减少、西北内陆地区增加的分布特点. 关键词： 极端事件 全球增暖 变化趋势 中值     

太阳强迫厄尔尼诺/南方涛动充电振子模型的Hopf分岔与混沌

本文研究了一类太阳强迫的厄尔尼诺/南方涛动(ENSO)充电振子数理模型,通过数学变换将此ENSO振子方程组变换为有周期强迫项的van der Pol-Duffing方程,利用谐波平衡法定性分析得到此ENSO系统发生Hopf分岔的条件并做简单数值模拟,结果发现随着强迫作用增大,11年周期太阳循环强迫的ENSO系统经历准周期、倍频锁相到混沌的过程.     

基于2013年8月中国中东部地区持续高温的延伸期稳定分量提取及改进研究

基于2013年8月中国中东部地区持续高温及其减弱过程, 利用美国国家环境预报中心/美国国家大气研究中心逐日平均的500 hPa高度场、风场再分析资料和美国国家海洋和大气管理局的海温重建扩展资料进行分析, 通过前期海温强迫相似年的选取方法以及带通滤波和经验正交函数分解等方法提取出10–30 d的稳定分量, 并通过对稳定分量的诊断分析探究了这次持续高温及其减弱过程的维持机制. 研究发现: 通过选取与个例前期海温强迫最相似的30年来代替常规的气候态30 年(1981–2010 年), 所提取的气候态稳定分量所占的比重变化不大, 稍有减弱, 而异常型稳定分量占的比重显著性提高, 且其所刻画的影响异常事件的天气系统强度及稳定性明显提高, 能够更加清晰地显示延伸期天气过程的维持机制. 这表明在提取稳定分量时考虑前期的海温强迫作用是非常有必要的. 同时, 通过对延伸期稳定分量的分析, 表明此次持续高温及减退过程主要受到北极涛动、亚洲大陆中高纬纬向环流形势和西太平洋副热带高压(西太副高)强度、位置的共同影响.     

利用光前量子化方法计算电子的广义横向动量分布函数

强子和轻子是目前实验所能观测到的最小微观结构,但根据量子色动力学（QCD）,强子内还存在着部分子结构。在理论计算中,从Wigner函数出发可以得到多种分布函数,如横向动量分布函数（TMD）、广义部分子分布函数（GPD）以及广义横向动量分布函数（GTMD）。其中GTMD包含粒子内部部分子的三维动量和位置信息,从GTMD出发通过对横向动量积分和取横向转移动量为零分别得到GPD和TMD。本工作通过引入电子的光前波函数计算出物理电子的GTMD,并以此为出发点得到物理电子的TMD和GPD。一方面通过与微扰论的TMD和GPD的结果对比可以证明我们的计算结果是合理的,同时讨论了GPD中P波和S波的贡献。另一方面给出物理电子的内部部分子分布随横向转移动量、部分子横向动量以及纵向动量分数的变化关系。In anlogous to hadron, electron has similar structure because of dressing. So we can define the Transverse Momentum Distribution functions (TMD), the General Parton Distribution functions (GPD) and General Transverse Momentum Distribution functions (GTMD) of electron which come from the Wigner distribution function. The GTMD contain the information of momentum and position of parton in one particle, and the GPD or TMD can be calculated by integration of transverse momentum or setting the transverse transfer momentum which equal to zero. We introduce the light-front wave function of electron to calculate the GTMD of dressed electron, and then get the TMD and GPD. Our results are verified by comparing to calculations in literature and the contribution of GPD of P-wave and S-wave. And we show that the distribution functions at different transverse momentum transfer, transverse momentum of parton and the fraction of longitudinal momentum.     

一类厄尔尼诺海-气时滞振子的渐近解

研究了一类厄尔尼诺-南方涛动机制. 利用奇异摄动理论和方法求出了厄尔尼诺-南方涛动模型的外部解及初始层校正项. 从而得到问题解的渐近展开式, 并讨论了解的渐近性态. 关键词： 非线性 渐近解 厄尔尼诺-南方涛动模型     

基于空间基函数客观拟合的副高突变与多态机理分析

为分析研究副热带高压异常活动的动力学机理,基于热力强迫和涡动耗散效应的大气偏微涡度方程,采用Galerkin方法进行方程的时-空变量分离,针对常规方法在空间基函数选择中存在的不足和欠缺,提出了从实际资料场序列中用经验正交函数(EOF)分解与遗传算法结合客观反演空间基函数的研究思想.通过对副热带高压位势场逐日时间序列的EOF分解,选择累积方差贡献超过90%的前3个主要空间典型场作为拟合对象,随后选择一组三角函数簇作为广义空间基函数,以该基函数与EOF典型场的误差最小二乘和基函数间的完备正交性构造双约束泛函,再引入遗传算法进行空间基函数曲面拟合和系数优化,反演得到客观合理的副热带高压常微动力模型.进一步通过历史感热场资料的EOF分解和反演,建立了一个客观考虑了热力因子分布的副热带高压常微动力学模型.最后,基于获得的非线性动力学模型,对热力强迫作用下的副热带高压的复杂动力学行为和突变机理进行了分析和讨论,得到了一些新的见解.如东亚副热带地区东-西向感热强度和结构分布以及东-西向热力差异,可能是导致副高流场和位势场出现多元复杂形态(包括副高双脊线现象)的诱因;太阳辐射感热效应和东亚大陆东-西向感热结构与热力差异的不同组合的共同作用,则可能是导致副高增强和西伸、北跳等突变的重要因素。     

Regional and temporal (1992-2004) evolution of air-borne sulphur isotope composition in Saxony, southeastern Germany, central Europe

The isotopic composition of air-borne sulphur was investigated in Saxony, Southeast Germany--a region with formerly very high atmospheric SO(2) concentrations. In addition, data from various authors were compiled for different Saxonian locations, spanning from 1992 to 2004, i.e., a time of decreasing SO(2) concentrations in the atmosphere. There were no obvious temporal changes in the mean delta(34)S value of bulk precipitation. However, the variability of monthly mean delta(34)S values decreased. The mean sulphur isotope composition of sulphate from bulk precipitation after the year 2000 converges in Saxony towards 4-5 per thousand, with similar values for different locations. Mean values of different forms of sulphur show the following enrichment order: delta(34)S of SO(2) < delta(34)S of weathering crusts < or =delta(34)S of sulphate from bulk precipitation < or =delta(34)S of dust. Judging from local differences on sulphate crusts and corresponding isotope values of sources, the delta(34)S value of SO(2) as well as for crusts mainly reflects local point sources. The mean delta(34)S value of bulk precipitation represents more regionally well-mixed SO(2) sources and is therefore an ideal tool for monitoring regional atmospheric change.     

Pinkness of the North Atlantic Oscillation signal revisited

The long episode of negative values in the North Atlantic Oscillation (NAO) index during the winter season 2009-2010 has attracted more attention to its predictability. Previous analyses (Fernández et al. (2003) [16] and Caldeira et al. (2007) [25]) by this same author group have established that the NAO signal behaves as a slightly red noise and therefore the prediction of the phenomenon must rely upon a deeper understanding of the underlying Physics. In this paper the authors address a predictability study of the NAO index by applying the “detrended fluctuation analysis” (DFA) to a composite series, completed with a bootstrap spectral analysis. The DFA provides a quantitative measure of predictability by computing several piecewise fits, either linear or higher degree polynomial ones, to a cumulative series of fluctuations associated to the original series. These newer measurements agree with the previous results.     

High frequency (daily) data analysis of the Southern Oscillation Index. Tsallis nonextensive statistical mechanics approach

Daily data of the Southern Oscillation Index between 1999 and mid-2006 has been analyzed in order to obtain the shape and tails of the partial distribution functions (PDF) of the variability of the index. A model originally proposed to describe the intermittent behavior of turbulent flows describes the behavior of the normalized variability for such a climatological index, for small and large time windows, both for small and large variability. The model is linked to Tsallis nonextensive statistics. The transition between the small time scale model of nonextensive, intermittent process and the large scale Gaussian extensive homogeneous fluctuation picture is found to occur at above a ca. 46 days time lag. The intermittency exponent (κ) in the framework of the Kolmogorov log-normal model is found to be related to the scaling exponent of the PDF moments. The value of κ (= 0.25) is in agreement with the intermittency exponent recently obtained for other atmospheric data and for the monthly data, indicating so called scaling universality. We suggest improvements on forecasting along the lines of Tsallis non extensive statistics.     

一类厄尔尼诺海-气振子机理的同伦解法

研究了一类厄尔尼诺-南方海涛(ENSO)机理耦合系统振荡.利用同伦理论和摄动方法，较简便地得到了一类ENSO模型解的近似展开式. 关键词： 非线性 同伦理论 摄动 厄尔尼诺-南方海涛模型     

一类厄尔尼诺-南方涛动耦合振子动力学模型的震荡近似解

研究了一类厄尔尼诺和南方涛动(ENSO)耦合振子动力学模型. 利用奇摄动理论的参数变值法和平均法, 得到了对应ENSO耦合振子模型方程的震荡近似解. 关键词： ENSO振子 奇摄动 近似解     

Asymptotic solving method for a seaben air oscillator model of atmospheric physics

In this paper, a class of coupled system for the El Ni no/La Ni na southern oscillation (ENSO) atmospheric physics oscillation model is considered. We propose an ENSO atmospheric physics model using a method from the asymptotic theory. It is indicated from the results that the asymptotic method can be used for analyzing the sea surface temperature anomaly and the thermocline depth anomaly of the atmosphere-ocean oscillation for the ENSO model in the equatorial Pacific.     

Letter: Lorentz Non-Invariance Effect in Flavour Oscillations

Flavour Oscillation is considered in the Finslerian model of space-time. It is shown that the contribution to the oscillation phase shift coming from torsion is non-geometric and anisotropy dependent.     

Homotopic method of solving a class of EI Nino/La Nina-Southern Oscillation sea-air oscillator

The EI Nino/La Nina-Southern Oscillation （ENSO） is an interannual phenomenon involved in the tropical Pacific Ocean-atmosphere interactions. In this paper, an asymptotic method of solving the nonlinear equation for the ENSO model is created. And based on a class of oscillator of the ENSO model, the approximate solution of a corresponding problem is studied by employing the method of homotopic mapping. It is proved from the results that the homotopic method can be used for analysing the sea surface temperature anomaly in the equatorial eastern Pacific and the thermocline depth anomaly of the atmosphere-ocean oscillation for the ENSO model.