編輯選編

編輯：張萌 侯美亭

利用溫室氣體監測衛星分析2009—2016年澳大利亞CO2濃度的時空變化及分布——Analyzing temporo-spatial changes and the distribution of the CO2concentration in Australia from 2009 to 2016 by greenhouse gas monitoring satellites.Atmospheric Environment, 2018, Vol. 192.

日本北海道大學的Yin等利用溫室氣體觀測衛星（GOSAT）和軌道碳觀測衛星（OCO-2），綜合分析了2009年6月—2016年12月澳大利亞CO2濃度的時空變化。在空間分布上，澳洲中部的CO2濃度一直高于其他地區，而該地區降水的缺乏被認為是導致CO2濃度增加的主要原因之一。將結果與K?ppen-Geiger氣候分類相結合，發現CO2的空間分布與各種氣候類型之間存在著微妙的關系。降水、海溫、沿海浮游植物、植被覆蓋等因素共同影響澳大利亞CO2濃度的空間分布。結果表明，4個Ni?o帶的海溫異常將影響澳大利亞的降水和植被生長，以及赤道中東太平洋的葉綠素總量，進而影響澳大利亞的碳循環。根據Ni?o-3和Ni?o-3.4指數，研究期間發生了兩次ENSO事件。在2011年的La Ni?a事件期間，CO2增加率有所下降；而在2015 年的El Ni?o期間，CO2增加率出現了上升。研究認為，澳大利亞海溫、降水、植被、ENSO事件、海洋化學過程和森林火災都直接或間接影響了該地區CO2的時間變化。

氣候調節著全球生物多樣性與生態系統穩定性的關系——Climate mediates the biodiversity-ecosystem stability relationship globally.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2018, Vol. 115.

1999年，巴黎高等師范學院的Yachi等提出生物多樣性“保險假說”，該假說認為生物多樣性可以增加生態系統的穩定性。最近的試驗表明，生物多樣性對生態系統穩定性的影響也會受到氣候變化的影響，但迄今為止獲得的生物多樣性-穩定性關系的大部分證據來自于在有限的氣候條件下進行的局地研究。為此，西班牙胡安卡洛斯國王大學的García-Palacios等研究了全球范圍內氣候是如何調節植物（類型和功能）多樣性與全球生態系統穩定性之間的關系的。研究將14年的植物生物量的遙感觀測數據與對除南極洲以外所有大陸的123個旱地生態系統多樣性的實地調查結合起來。在大空間尺度的氣候和土壤條件下，73%的生態系統穩定性變化（表征為時間平均生物量與標準差的比值）都能被解釋。植物多樣性對生態系統穩定性的積極作用，與氣候和土壤因素一樣重要。然而，研究也發現，在全球干旱梯度上，生物多樣性與生態系統穩定性之間存在很強的氣候依賴性。結果表明，在低干旱水平下，葉片特征的多樣性可能會促進生態系統的穩定，而在最干旱的條件下，物種豐富度可能會起到更大的穩定作用。本研究強調，為了盡量減少與植物生物量有關的生態系統服務在時間上的變化，應分別在低干旱和高干旱條件下特別提高植物的功能性和分類學多樣性。

QBO對海洋大陸MJO振幅的影響：物理機制和季節性——QBO influence on MJO amplitude over the Maritime Continent: Physical mechanisms and seasonality. Monthly Weather Review, 2019, Vol. 147, No. 1.

美國海軍學院的Densmore等利用1980—2017年平流層（100～10 hPa）日緯向風資料的經驗正交函數分析，將準兩年振蕩（QBO）根據平流層緯向風方向和高度分層為4個相位對：中平流層東向風（QBOEM）、下平流層東向風、中平流層西向風（QBOWM）和下平流層西向風。利用實時多變量MJO（RMM）指數和向外長波輻射（OLR）MJO指數（OMI）識別了1980—2017年MJO對流包絡向東穿越海洋大陸（MC）的Madden-Julian振蕩（MJO）事件。通過QBO相位對和MC（RMM相位4和5）的RMM振幅的比較可知，北半球冬季MJO事件在QBOEM期間振幅最強，在QBOWM期間振幅最弱，這與QBO驅動的上對流層-下平流層（UTLS）靜態穩定性差異相一致。此外，北半球冬季RMM事件在QBOEM期間增強，在QBOWM期間減弱。在OMI中，這些幅值變化一般向東移動到東MC和西太平洋，這可能導致了RMM和OMI指數方法在結果上的不同。在北半球夏季，隨著東北向傳播的北半球夏季季節內振蕩（BSISO）成為季節內變化的主導模式，這些關系發生了逆轉。UTLS穩定性距平的緯向差異與北半球冬季沿MC向東傳播的MJO事件的振幅變化保持一致，經向穩定性差異與北半球夏季沿MC向東北傳播的BSISO事件的振幅變化一致。

利用高分辨率衛星產品對歐洲PM10和PM2.5地表濃度進行貝葉斯地統計模擬——Bayesian geostatistical modelling of PM10and PM2.5surface level concentrations in Europe using high-resolution satellitederived products. Environment International, 2018, Vol. 121.

歐洲各地的空氣質量監測主要是基于地面觀測站，然而這些地面站太少，無法準確評估空氣污染對整個歐洲大陸的暴露影響，而對高空間分辨率的格點化空氣質量參數的精確預測的需求正在迅速增長。為此，瑞士熱帶疾病與公共衛生研究所的Beloconi等分析了衛星衍生產品改善顆粒物（PM）估計的潛力。研究使用貝葉斯地統計模型，建立了污染物的空間分布和遙感預測因子之間的關聯，對46個歐洲國家的PM2.5和 PM10的年平均地表濃度進行了估計，空間分辨率達到了1 km2，并將模型結果與地統計、地理加權和土地利用回歸模型進行了比較。嚴格的模型選擇確定了對污染物估算貢獻最大的地球觀測數據。地統計模型優于常用的土地利用回歸模型的預測能力。作為城市可持續發展目標的主要空氣質量指標，PM10和PM2.5的最終估計值表明，2016年，66.2%的歐洲人口呼吸的空氣超過了世界衛生組織空氣質量指南的閾值。本研究的估計結果可以幫助決策者和科學家評估長期暴露于污染下對人類和生態系統健康的影響。

（以上由侯美亭選編）

智能手機參與大氣探測的研究進展與展望——《地球科學進展》2018年第33卷第12期

劉西川等撰文指出，隨著智能手機及嵌入式傳感器的發展和普及，出現了公眾利用智能手機探測大氣環境參數的非專業探測手段，無需額外專用儀器，具有硬件成本低、時空分辨率高、時空覆蓋廣等優點，成為專業大氣探測的有效補充。在氣象業務、科研和公眾服務等領域具有廣闊的應用前景。目前我國在非專業大氣探測方面的研究較少，為了充分發揮這一非專業探測手段的效能，在分析現有智能手機及嵌入式傳感器技術現狀的基礎上，重點介紹了智能手機應用于降水、氣溫、氣壓、氣溶膠和輻射等參數測量的技術現狀，提出應該從加強機理研究、挖掘可用信源、數據質量控制、大數據處理技術以及與業務、科研、服務的匹配銜接等方面開展研究，推動智能手機參與大氣探測的研究與應用。

北極濤動主模態下北極冷空氣的優勢路徑和影響地區的研究——《地球物理學報》2019年第62卷第1期

梁蘇潔等以拉格朗日觀點分析北極濤動（Arctic Oscillation，AO），也被稱為北半球環狀模（Northern Hemisphere Annular Mode，NAM）的指數異常事件中北極近地面冷氣團的活動路徑，直接地表現出了異常事件中冷氣團運動的優勢路徑，從而反映出AO/NAM對地面氣溫的直接調控作用。在正AO/NAM指數異常事件中，極區近地面冷氣團活動軌跡以緯向環流為主，表現為環繞北半球中高緯地區的冷氣團活動軌跡特征明顯。而在負AO/NAM指數異常事件中，極區冷氣團以反氣旋式軌跡流出極區后，流入中緯度海洋上的低氣壓區，這種由極區向中緯度地區流動的經向運動軌跡特點顯著。并且在指數下降的中后期出現兩種強烈影響歐亞大陸的運動軌跡。正負事件中冷氣團運動軌跡很好地解釋了傳統公認的AO/NAM對北半球不同地區冬季氣溫的影響。特別是對中國冬季氣溫的影響上，正AO/NAM指數異常事件中的中低層冷氣團活動有利于南支槽加深，進而為南方地區冰凍雨雪天氣提供了有利條件；而負事件中的極地近地面冷氣團可直接影響東北地區，形成寒潮降溫天氣。

海洋與臺風相互作用研究進展——《科學通報》2019年第64卷第1期

臺風災害是全球最主要的氣象災害之一。到目前為止，人們已經從大氣科學的角度對臺風進行了長期系統并且卓有成效的研究。但人們對臺風過程中海洋的劇烈變化及其對臺風的反饋仍然缺乏足夠的認識，這也成為限制臺風研究和預報水平的一個瓶頸問題。因此，海洋與臺風在各種時空尺度上的相互作用機理及其對臺風預報和短期氣候趨勢預測的貢獻是當前國際海洋與大氣科學研究的重大前沿課題。周磊等基于國家重點基礎研究發展計劃，總結了海洋與臺風相互作用的最新研究成果，重點梳理了海洋中尺度過程對臺風的影響與反饋、海洋與臺風的低頻相互作用及其對短期氣候變化趨勢的影響、臺風過程中的海洋多源資料同化及利用海氣耦合模式進行臺風預報等若干方面的研究進展。最后，提出了今后在海洋與臺風相互作用研究中需要關注和重點解決的若干關鍵科學問題。

基于靜止軌道衛星監測中國大氣污染物的模擬分析——《中國科學（地球科學）》2018年第48卷第10期

陳曦等針對對流層主要污染物（對流層O3、NO2、SO2及HCHO）的高分辨率、高頻次監測需求，開展了基于靜止軌道衛星監測中國大氣污染物的模擬觀測實驗。在參考現有極軌衛星載荷的遙感監測能力和儀器參數基礎上，根據靜止衛星觀測模型，利用正演輻射傳輸模式模擬觀測光譜。根據最優估計反演理論，分析光譜儀的主要指標參數對各目標氣體的反演敏感性和反演誤差。基于各目標氣體反演精度需求，提出光譜儀的觀測波段、光譜分辨率和信噪比等關鍵指標參數的建議方案。為評估選定的光譜儀參數能否滿足需求，利用大氣化學輸送模式模擬中國區域大氣成分的三維分布，進行中國區域的模擬反演實驗。結果表明，針對各目標氣體，滿足反演需求的實驗數目均達到90%左右。臭氧總量和平流層臭氧的反演精度可達到2%，且各氣體反演在太陽天頂角高于70°范圍內仍可以獲得有效數據。因此，所提出的靜止衛星觀測方案和儀器參數方案具有一定可行性，為優化將來中國靜止軌道衛星光譜儀儀器指標提供了理論依據和模擬工具。

全球和區域分析的混合方案對區域預報的影響試驗——《氣象》2018年第44卷第12期

區域分析采用局地高密觀測資料，往往分析的中小尺度信息較豐富；全球分析同化全球覆蓋的衛星觀測資料，而且不受側邊界條件影響，對天氣系統大尺度部分描述得更好。基于以上原因，為了提高區域模式的分析預報水平，莊照榮等嘗試在區域模式中引入全球分析中的大尺度部分，通過DCT方法對全球T639模式分析和區域GRAPES模式分析進行譜分解，獲得綜合全球大尺度和區域中小尺度信息的混合分析。動能譜分析結果表明，GRAPES分析場的動能譜能量在中小尺度部分比T639全球分析略大，經過混合分析后，動能譜能量更接近理想曲線。一個月的分析預報試驗結果表明，混合分析的高度、溫度和風場的分析質量有明顯提高，風場6 h內的預報也比區域分析有改進；而且全國平均ETS降水評分在各個降水量級上都有明顯改進。