編輯選編

編輯：侯美亭 張萌

利用遙感評價土壤水分和降水的相互作用：敏感性分析——Evaluating soil moisture-precipitation interactions using remote sensing: A sensitivity analysis. Journal of Hydrometeorology,2018, in press.

土壤水分和降水之間的復(fù)雜相互作用很難觀測，因此對于這些相互作用的正負(fù)、強(qiáng)度和位置仍然缺乏共識。土壤水分和降水相互作用研究之間的不一致性可歸因于多種因素，包括難以證明因果關(guān)系、數(shù)據(jù)集差異和降水自相關(guān)。為此，美國南伊利諾斯大學(xué)卡本代爾分校的Ford等探討了這些潛在的混淆因素，以確定在評估土壤水分與降水之間的統(tǒng)計耦合時最重要的因素。研究利用三種遙感數(shù)據(jù)集評估土壤水分，分別是AMSR-E，TRMM微波成像儀和基本氣候變量—土壤水分（ECV-SM）。通過將土壤濕度估計值與由雷達(dá)（ThOR）算法識別的2005—2007年超過1.6萬起的午后雷暴事件進(jìn)行耦合，確定了干燥土壤或濕土對對流引發(fā)的影響。研究發(fā)現(xiàn)，土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)集的差異對決定濕或干燥土壤引發(fā)對流的影響最大。降水自相關(guān)在數(shù)據(jù)中普遍存在；然而，降水自相關(guān)并不影響濕或干燥土壤引發(fā)對流。在濕/干土壤的選擇上，考慮對流環(huán)境也沒有帶來顯著的差異（僅限于某些土壤濕度數(shù)據(jù)集）。研究表明，觀測驅(qū)動的土壤水分和降水相互作用研究要同時考慮對流環(huán)境和多個土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)集，以確保結(jié)果的穩(wěn)健性。

利用華北平原的ET數(shù)據(jù)對反演自GRACE的地下水儲量進(jìn)行統(tǒng)計降尺度——Statistical downscaling of GRACE‐derived groundwater storage using ET data in the North China Plain.Journal of Geophysical Research:Atmospheres, 2018, in press.

由于空間分辨率較低，美國/德國的重力恢復(fù)和氣候試驗衛(wèi)星（GRACE）的數(shù)據(jù)在地下水資源管理中的應(yīng)用一直受到限制。為了克服這一問題，北京師范大學(xué)的Yin等提出了一種利用蒸散發(fā)（ET）數(shù)據(jù)來提高GRACE地下水儲量數(shù)據(jù)的空間分辨率的降尺度方法。該統(tǒng)計降尺度方法僅適用于GRACE反演的地下水儲量（GWS）數(shù)據(jù)與ET關(guān)系密切的區(qū)域，且可以在不同的空間分辨率下建立這種關(guān)系。本研究中，華北平原GWS異常從110 km降尺度至2 km，能夠反映地下水儲量變化的次網(wǎng)格非均一性特征。利用2003—2014年北京及周邊111個觀測井的數(shù)據(jù)進(jìn)一步驗證了降尺度后的效果。結(jié)果顯示，原位地下水位在年際尺度和月尺度上均與GRACE數(shù)據(jù)保持一致，相關(guān)系數(shù)分別為0.94和0.80。在北京的13個平原行政區(qū)中，有10個的相關(guān)系數(shù)從0.63到0.78不等。本研究表明，研究采用的區(qū)域降尺度方法可以很方便地納入局地水資源規(guī)劃中。

云覆蓋影響年/月平均全球輻射的一種新的測量方法，以研究全球輻射長期趨勢的原因——A new measure of the effect of cloud cover on annual/monthly mean global radiation for investigating the cause of secular trends in global radiation. International Journal of Climatology, 2018, in press.

短時間尺度（小時/分鐘）測量得到的全球輻射（GR），經(jīng)過年/月平均（以下簡稱為全球平均輻射，MGR），顯示出全球范圍內(nèi)的大的長期趨勢（10年或更長時間），這些趨勢只能歸因于云或氣溶膠。為了研究云覆蓋（CC）的變化是否對給定位置和興趣時段內(nèi)的MGR趨勢做出了貢獻(xiàn)，許多研究比較了MGR和平均云覆蓋（MCC，表示CC的年/月平均值）的長期趨勢。如果這些趨勢有相反的跡象，這些研究就假設(shè)CC的變化導(dǎo)致了MGR的變化，反之亦然。然而，這種方法具有誤導(dǎo)性，因為瞬時效應(yīng)固有的非線性及對太陽高度角的依賴性，MCC并不是衡量CC對GR的年/月的平均即時效應(yīng)的合適指標(biāo)。作為一種切實可行的解決方案，日本山口大學(xué)的Kanno等提出了一種更合理的方法，即用平均輻射降低值（MRRCC，代表CC引起的平均輻射減少）代替MCC。這是由CC引起的GR即時減少的年/月平均值，并使用一個非線性回歸模型來確定，該模型將即時GR與相應(yīng)的CC、太陽高度和年份聯(lián)系起來。研究仔細(xì)設(shè)計了模型，以使MRRCC的計算不需要任何其他變量（如氣溶膠測量）。根據(jù)在42個MGR在1990—2009年呈現(xiàn)增加趨勢的觀測站進(jìn)行的測試，發(fā)現(xiàn)其中24個觀測站的MCC趨勢為正，這表明在傳統(tǒng)方法中，CC不是MGR增加的原因。然而，有14個站的MRRCC趨勢為負(fù)，表明CC是MGR增加的原因之一。研究認(rèn)為，使用MRRCC而不是MCC，可以改變我們對全球MGR趨勢原因的理解。

城市地區(qū)地表溫度空間分布的主導(dǎo)因素的季節(jié)對比——Seasonal contrast of the dominant factors for spatial distribution of land surface temperature in urban areas. Remote Sensing of Environment, 2018, Vol. 215.

城市熱島（UHI）已成為全球城市生態(tài)環(huán)境問題之一。地表溫度（LST）被廣泛用于UHI的量化。北京大學(xué)的彭建等以中國南方沿海城市深圳為例，結(jié)合普通最小二乘回歸、逐步回歸、全子集回歸和層次劃分分析等幾種方法，探討了不同季節(jié)LST的空間變化與五個維度上的影響因素之間的關(guān)系。結(jié)果表明，影響夏季LST空間異質(zhì)性的最重要因素是歸一化建筑指數(shù)（貢獻(xiàn)率達(dá)到53.62%），而過渡季（4月，5月，10月和11月）最重要的影響因素是歸一化植被指數(shù)（貢獻(xiàn)率達(dá)到47.84%）。冬季，建筑用地比例和NDVI對LST的影響分居第一、二位（分別為26.84%和25.56%）?？傮w上，人工地表和綠地對LST空間分異具有主導(dǎo)作用。景觀形態(tài)和多樣性不是夏季和過渡季的主要影響因素。在過渡季，香農(nóng)多樣性指數(shù)（SHDI）的獨(dú)立貢獻(xiàn)率達(dá)到8.79%；冬季，香農(nóng)多樣性指數(shù)和景觀形態(tài)指數(shù)的獨(dú)立貢獻(xiàn)率分別為8.52%和3.45%。景觀多樣性和形態(tài)因子的影響隨著LST的減小而增大，而人工地表和綠地等重要因子的貢獻(xiàn)率顯著降低。這些關(guān)系表明，景觀形態(tài)和多樣性因素對LST的影響相對較弱，容易被景觀組成要素的影響所掩蓋，特別是在LST的空間變化不大的時候。這些發(fā)現(xiàn)有助于發(fā)展基于局地條件的UHI適應(yīng)策略。

（以上由侯美亭選編）

慶賀中國科學(xué)院大氣物理研究所建所 90 周年——《大氣科學(xué)》2018年第42卷第3期

為慶賀中國科學(xué)院大氣物理研究所建所 90 周年，《大氣科學(xué)》編輯部組織出版了?？?。期刊編委會邀請了多位著名的優(yōu)秀學(xué)者撰寫了三十余篇論文（分兩期出版），回顧和綜述了近年來大氣科學(xué)主要研究領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展。這些研究領(lǐng)域包括全球變化、地球/氣候系統(tǒng)動力學(xué)及其數(shù)值模擬、大氣環(huán)流理論、中小尺度天氣系統(tǒng)動力學(xué)、氣象災(zāi)害的發(fā)生機(jī)理和預(yù)測理論、陸氣和海氣相互作用、大氣邊界層物理和環(huán)境動力學(xué)、大氣化學(xué)、大氣物理和探測理論、大氣遙感和中層大氣物理、非線性大氣動力學(xué)等。

其中，曾慶存等對浪花和飛沫水滴在海面大風(fēng)邊界層中的垂直傳輸進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：由破頭浪發(fā)射出來的浪花和飛沫水滴（半徑rp為10～500 μm）有相當(dāng)大的一部分可以飛離大氣底層而進(jìn)入100 m高以上的大氣中，繼而對進(jìn)入大氣中的海鹽氣溶膠通量有重要貢獻(xiàn)，不可以被忽略。在水滴的垂直傳輸過程中，陣風(fēng)擾動起了極重要的作用，而在w＞0且較顯著時w更起重要作用。黃榮輝等綜述了近年來關(guān)于平流層大氣動力學(xué)及其與對流層大氣相互作用動力過程的研究進(jìn)展，特別是回顧了近年來關(guān)于平流層大氣環(huán)流和行星波動力學(xué)、熱帶平流層大氣波動及其與基本氣流相互作用、平流層大氣環(huán)流變異對對流層環(huán)流和氣候變異的影響及其動力過程、平流層大氣數(shù)值模擬以及在全球變暖背景下平流層大氣的長期演變趨勢預(yù)估等的研究進(jìn)展。吳國雄等回顧了二十年來關(guān)于青藏高原感熱驅(qū)動氣泵（TP-SHAP）及其影響亞洲夏季風(fēng)的研究進(jìn)展，并從能量（θ）、位渦-加熱（PV-Q）和角動量守恒（AMC）的不同角度闡述其影響機(jī)制。指出高原斜坡上的表面感熱加熱改變了移向高原的大氣質(zhì)塊的能量從而出現(xiàn)垂直抽吸的重要性。李崇銀等基于觀測資料和LICOM2.0模擬結(jié)果的分析研究，討論了太平洋—印度洋海溫（異常）聯(lián)合模（PIOAM）的存在、特征、演變及其影響等問題。符淙斌等對季風(fēng)亞洲區(qū)域集成研究國際計劃（MAIRS）的發(fā)展歷程從可行性、主要內(nèi)容、執(zhí)行情況、國際影響和未來發(fā)展等方面進(jìn)行了回顧。丁一匯等以新的資料和研究結(jié)果對東亞夏季風(fēng)的基本特征、驅(qū)動力和年代際變化所作的重新分析與評估。內(nèi)容包括：1）東亞夏季風(fēng)的基本特征；2）東亞夏季風(fēng)的驅(qū)動力；3）東亞夏季風(fēng)的年代際變率與原因；4）東亞夏季風(fēng)與全球季風(fēng)的關(guān)系。石廣玉等回顧了國內(nèi)外沙塵氣溶膠對太平洋海域生態(tài)系統(tǒng)影響的研究進(jìn)展，以及生物氣溶膠的研究歷史和氣候效應(yīng)。

太平洋年代際振蕩（PDO）對中國東部季風(fēng)區(qū)降水影響的新證據(jù)——《中國科學(xué)（地球科學(xué)）》2018年第48卷第5期

姚嘉惠等選擇了兩個分別來自長江下游和黃河口的鉆孔沉積記錄，探索百年以來沉積物粒徑變化對PDO波動的響應(yīng)。研究結(jié)果表明，來自河口附近的兩個鉆孔沉積物粒徑變化與PDO波動有顯著的相關(guān)性。主要原因是PDO在年代際尺度上影響了東亞季風(fēng)區(qū)的降水，進(jìn)而改變了長江和黃河流域的水動力條件，并最終體現(xiàn)在沉積物粒度的變化上。進(jìn)一步分析顯示，PDO處于不同位相時期，受降雨中心移動的影響，長江和黃河沉積物粒度呈現(xiàn)出不同的變化規(guī)律。同時，文章還選擇中國東部其他代表性高分辨率地質(zhì)環(huán)境替代指標(biāo)，如石筍和樹輪，對比研究多種環(huán)境指標(biāo)對PDO波動響應(yīng)的差異。結(jié)合重建的PDO數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)近二百年以來鉆孔沉積物粒度對PDO波動同樣有一定的響應(yīng)，未來可以作為研究PDO對中國東部地區(qū)降水影響的新證據(jù)。從地質(zhì)學(xué)角度比較了PDO與中國東部降水之間的關(guān)系，再次印證了前人關(guān)于PDO影響中國東部氣候環(huán)境的研究成果，為PDO的研究提供了一種新的指標(biāo)，對年代際尺度上中國東部地區(qū)氣候環(huán)境演化歷史的重建和未來氣候預(yù)測都具有一定的指導(dǎo)意義。

沙塵氣溶膠衛(wèi)星遙感現(xiàn)狀與需要關(guān)注的若干問題——《氣象》2018年第44卷第6期

沙塵暴是全球干旱、半干旱地區(qū)特有的一種災(zāi)害性天氣，所產(chǎn)生的沙塵氣溶膠是全球氣溶膠系統(tǒng)重要組成部分，對全球環(huán)境、天氣、氣候和生態(tài)有復(fù)雜的影響。沙塵氣溶膠作為一種吸收性氣溶膠，對太陽輻射有著較強(qiáng)的吸收，還能通過加熱大氣、改變大氣穩(wěn)定度、蒸發(fā)云滴、減少云量等“半直接方式”影響氣候。衛(wèi)星遙感對沙塵氣溶膠的監(jiān)測具有獨(dú)特的優(yōu)勢，是全球沙塵研究的重要手段。張鵬等系統(tǒng)整理和介紹了目前常用的可見近紅外、熱紅外、被動微波、紫外和主動激光測量等五類衛(wèi)星遙感沙塵氣溶膠的主要方法，在總結(jié)典型遙感儀器和主要產(chǎn)品基礎(chǔ)上，討論了遙感產(chǎn)品的定量精度和地面驗證問題，結(jié)合輻射傳輸理論模擬了可見近紅外和熱紅外的衛(wèi)星觀測，探討了可見近紅外遙感的地表反照率影響和熱紅外高光譜遙感的波段選擇問題，最后對未來的一些研究重點進(jìn)行了展望。