摘要:运用三部S波段多普勒天气雷达资料对湖南10次强对流事件中的22个超级单体进行详细分析,结果表明:湖南超级单体有的是孤立风暴发展而成,有的是多单体风暴发展而成,有的是中尺度对流系统内的风暴发展而成;超级单体中包含有低顶超级单体和微型超级单体;超级单体维持时间多数超过1 h,最短时间为24 m in;超级单体风暴过程最大反射率因子强度均超过63 dBZ,54.5%的超级单体风暴最大反射率因子强度在70 dBZ以上;超级单体风暴中气旋最大旋转速度为24 m·s^-1,最大垂直涡度为5.3×10^-2s^-1;超级单体低层强度回波特征主要表现为钩状回波、入流缺口、风暴主体向着低层入流方向伸出的一个突出物,垂直结构特征表现为有界弱回波或弱回波区;超级单体产生的主要强对流天气有冰雹、大风、龙卷及暴雨,其中产生冰雹、大风的几率最大。对发展成为超级单体的风暴主要生成时间及源地、风暴的多发性和重复性以及环境风与超级单体不同阶段移向移速的关系的探讨,对超级单体的预报有极好的指示作用。

摘要:采用变分资料同化技术,结合最优控制思想,对一个海气耦合模型的模式参数和强迫项进行了反演。结果表明,采用该方法对模式进行优化,既可以补偿模式参数不准确性给预报带来的误差,又可以对模式参数本身进行修正和估计,为将来在实际应用中改善更复杂的预报模式、提高预报准确率提供了一个可借鉴的思路。

摘要:论述了南昌市城市暴雨积水仿真系统的数学原理和开发成果,并应用实况降水对该系统的模拟精度进行测试。结果表明:大多数(62.6%)模拟计算结果的绝对误差在10 cm以内,只有极少数(2.4%)实际积水与模拟结果的误差超过30 cm。暴雨积水等级试验结果表明,中度以上暴雨积水地段的预报准确率达98%,轻度积水和无积水地段的预报准确率达92%。总体来看,暴雨积水趋势(等级)预报基本准确,定量(积水深度)预报有误差,平均相对误差为6%,模型的预测结果与实况基本相符。通过人工给定不同强度的雨量来模拟南昌市两个重点积水地段的积水过程,得到结论:当降水强度达到20 mm/h时,开始产生积水,降水强度超过30 mm/h时将产生严重积水;两个积水点因排水条件不一样,退水时间差异较大。排水条件差的地段,中-大雨需要15 h退完,暴雨需要24 h以上才能退完;在不同降水强度和排水条件下,最大积水深度出现的时间有明显区别;在暴雨情况下,绝大部分(76%)积水点的最大积水深度出现在2~3 h内。此外,讨论了模拟误差产生的原因。

摘要:应用3 km分辨率的中尺度模式,成功模拟出了2005年8月3日凌晨北京地区一次局地强降水过程,在此基础上探讨了地形热力作用和局地强降水与边界层急流的关系,结果表明,局地强降水与边界层急流之间存在正反馈作用,降水过程通过改变局地大气温度场的分布,导致边界层气流加速和急流的形成。而边界层气流的加速又加强了急流前方的风速辐合,为降水提供更多的水汽和更有利的动力条件。

摘要:利用NCEP/NCAR再分析逐日及逐月资料、NOAA卫星观测的向外长波辐射(Outgoing Long-wave Radiation,OLR)资料、我国160站月降水资料及华南45站逐日降水资料,分析了2005年6月华南持续性致洪暴雨的发生与孟加拉湾对流异常活跃及西太平洋副热带高压演变的关系,并对华南6月有无持续性大范围暴雨年进行合成分析,结果表明华南持续性大范围暴雨发生的年份,孟加拉湾对流相对活跃,西太平洋副高强度偏强、位置偏西;反之亦然。华南6月持续性大范围暴雨发生前,孟加拉湾对流经历了一次活跃过程,同时西太平洋副高也明显经历了一次增强西伸过程。孟加拉湾对流活跃可能通过东西向垂直环流诱使西太平洋副高增强西伸,从而对华南暴雨的形成产生影响。

摘要:运用NCEP/NCAR再分析资料、英国气象局的海温资料和国家气候中心整编的160站月降水量资料,对江淮夏季降水及其前期冬季环流和海温场进行分析,并利用NCAR CCM3模式进行海温的敏感性试验。结果表明:前期环流在亚洲中高纬地区有明显的异常,这种环流异常与北太平洋西北部的海温异常有关,西北太平洋海温异常偏高(低)是江淮夏季降水偏多(少)的重要原因之一,即当前期西北太平洋海温异常偏高时,后期夏季从乌拉尔山到鄂霍次克海附近为高度正距平,亚洲中纬度为弱的负距平,这时亚洲中高纬度多阻塞高压活动,中纬度多低槽活动,有利于冷暖空气在江淮地区交汇,江淮流域降水偏多;反之,江淮流域降水偏少。

摘要:用一个带有地形项的准地转正压模式,研究了不同初始涡廓线对涡旋自组织的作用。结果表明:初始涡廓线的不同,不仅可以影响到自组织的过程,而且可以影响到自组织起来的准终态涡的性质。

摘要:利用中国气象局提供的1951-1998年全国160站月平均降水资料及NCEP/NCAR月平均再分析资料,采用REOF方法分析,结果表明:长江中下游地区夏季降水可以显著分为南北两支雨带,一支位于长江中下游以南,江西、湖南和浙江一线;另一支位于重庆、陕西东南部、湖北、河南南部和安徽一线,都呈现出东西向的带状分布。分析还表明:这两支雨带具有明显的年际和年代际变化特征;在年代际尺度上,南支雨带表现为14 a的主周期,而北支雨带表现为8 a的主周期,且两支雨带降水的多寡时段有明显的不同;东亚夏季风和西太平洋副热带高压的强弱对两支雨带降水的多少和分布形态有重要影响。

摘要:以2002年6月14日00时至15日00时发生在江南、华南一带的暴雨过程为例,利用MM5伴随模式同化系统,同化常规观测资料以及卫星云导风资料,研究MM5伴随模式对降水预报的改善以及云导风资料对于提高暴雨预报的作用。设计了4种数值试验方案,试验结果表明:MM5伴随同化系统对降水预报有较好的改善作用;GMS-5卫星云导风资料的加入增加了高空风场资料,将其同化到伴随同化系统中能有效改善模式初始场,提高了降水预报质量,特别对暴雨强降水的预报起到了较好的改善作用。

摘要:利用非静力平衡模式MM5,对由台风"艾利"和西风带冷空气相互作用造成的2004年8月26-28日山东大到暴雨天气过程进行了数值模拟,并对暴雨形成机理进行了分析。结果表明,"艾利"台风外围的急流带在华东沿海到山东南部地区产生深厚的湿层和强水汽辐合,从而导致不稳定能量的积聚;干冷空气从高层入侵使降水区对流不稳定增强,并使不饱和湿空气达到饱和,对降水具有增幅作用;低层正涡度和辐合作用的加强,导致中尺度低涡的形成和暴雨中心的产生。

摘要:讨论了晴天地表太阳总辐射和地表太阳净辐射瞬时值的参数化方法。首先利用辐射传输模式和中纬度夏季标准大气廓线,分谱带计算晴天各种大气条件下地表反射率取定值时的地表太阳总辐射,并把所得的结果作为标准资料,提出参数化方案。然后将地表反射率的影响作为误差项进行订正,从而得到各种地表反射率条件下的晴天地表太阳净辐射的计算方法。该方法的拟合精度较高,拟合值与辐射模式标准值的平均相对误差在0.3%以下。该参数化公式可以用于大尺度数值模式中地表辐射平衡的计算,以期达到地表辐射平衡计算与模式积分同步进行的目的。

摘要:应用1951-2003年逐日气象观测资料,分析影响北京城市人居环境主要气候因子的变化特征。结果表明:近50 a北京增暖趋势明显,气候变暖与极端热(冷)不舒适日数之间具有较好的相关性,其所导致的总体趋势是使热(冷)不舒适日数上升(下降),同时增加了出现极端热(冷)不舒适日的随机性。分析还表明,北京年加热度日指数存在明显下降趋势,年制冷度日指数变化正好相反,这意味着未来北京冬季供暖耗费能源将会减少,而夏季降温耗费能源将会增加。

摘要:利用青岛百年月平均气温资料,用统计方法分析了青岛气温的变化特征。从全球变暖、大气环流、ENSO事件、青岛经济发展以及城市热岛效应等方面分析了这些要素对青岛气温的影响。结果表明:青岛的气温变化趋势与我国华北地区基本一致,但青岛在20世纪初期的寒冷期要比华北地区长10 a左右,青岛的百年升温幅度高于全国和我国北方省份,春季气温升幅与全国相比偏大;西伯利亚高压与青岛冬季月平均气温呈显著负相关,西太平洋副热带高压与青岛夏季气温的相关性除8月外均不显著,北极涛动指数与青岛1-3月气温相关较为显著;ENSO事件与青岛年平均气温相关不显著。

摘要:利用旋转经验正交函数(Rotated Empirical Orthogonal Function,REOF)展开方法,分析了长江中下游地区六省一市1960-2004年78站夏季(6-8月)降水场,并将降水场分为5个主要区域,在此基础上揭示了长江中下游5个区域夏季降水的时间演变特征。5个区域夏季降水序列的Mann-Kendall突变检验表明,各区代表站中只有衢州和南通发生了突变,且突变时间不同;5个区域夏季降水长期变化呈现增加趋势,Ⅰ区和Ⅴ区表现出较强的增加趋势,Ⅲ区次之,Ⅱ区和Ⅳ区较弱;5个区域夏季降水的周期振荡差异明显。

摘要:在对2005年7月11-12日发生在长江中下游地区的一次暴雨过程进行天气分析的基础上,利用MM5数值模式对这次暴雨过程进行模拟,模拟结果及客观分析对比表明,MM5基本上成功地再现了这次暴雨过程。对模式输出的高分辨率结果进行诊断分析,发现梅雨锋暴雨期间,暴雨区上空对流层中低层有平行于雨带的位涡(ζ_PV)、湿位涡垂直分量(ζ_MPV1)的正值区以及湿位涡水平分量(ζ_MPV2)的负值区,而分布在高层相当位温(θ_e)线密集带上ζ_PV、ζ_MPV1正值中心以及ζ_MPV2负值中心沿该密集带传向低空。干空气侵入在这次暴雨过程中有重要作用,对流层高层西风分量下传将高纬高层高位涡干空气带到低纬暴雨区低层,促使对流层低层对流发展,从而产生强降水。

摘要:研究了北太平洋涛动(NPO)与淮河流域夏季降水异常的关系。结果表明:冬季北太平洋涛动与次年夏季我国淮河流域降水异常呈明显的负相关:强(弱)涛动年,次年夏季淮河流域降水偏少(多)。进一步研究表明,1976年冬季NPO突变前,冬季北太平洋涛动指数(North Pacific Oscilla-tion index,I_NPO)与次年夏季淮河流域降水的负相关显著;突变后,负相关明显减弱;冬季I_NPO对淮河流域夏季降水预测的参考意义在突变前较好,在突变后减弱。

摘要:针对半球月平均位势高度场球函数分析的实际问题,分析比较了吴新元提出的数值积分公式与常用的梯形积分公式、辛卜生积分公式在标准化缔合勒让德函数P_m+2k^m模、交角计算中的误差。结果表明:对m=0,1,吴新元数值积分公式的P_m+2k^m模、交角计算精度明显高于常用的两种积分公式;对m≥2,吴新元数值积分公式的精度虽低于梯形积分公式,但其模、交角误差低于10^-4、2×10^-3°。由于半球月平均位势高度场球函数方差谱具有低维、低阶的基本特征,故用吴新元数值积分公式替代常用积分公式可明显提高月平均位势高度场球函数分析精度。

摘要:利用配料法,设计了一个表示强降水趋势的参数I_ZH(强降水指数),根据2001-2003年NCEP资料计算,得到I_ZH与降水的对应关系。之后用MM5模式进行运算,得到预报时刻的I_ZH值,用来预报强降水的产生。I_ZH作为指示强降水的参数,其正值区域表示有降水的区域,其数值大小反映降水的强度。分析表明,用I_ZH指数作暴雨预报比用单一物理量作预报的效果要好。

摘要:利用1957-2001年全国472个测站小型蒸发器的实测资料及水面蒸发量的理论计算值,对比分析了两者折算系数的分布规律及45 a来的年际变化,同时利用各气象要素建立了回归模型。结果表明,年平均折算系数的全国平均值在0.622左右波动,变幅较小。年平均折算系数较大的地区集中在新疆天山以北、陕西南部和105°E以东的长江流域;内蒙瀚海盆地和横断山脉北部较小。45 a来,286站的年平均折算系数发生了变化,其中96%站点的变化率在±0.04/(10 a)之间。

摘要:从几何学角度阐明了相关系数显著性检验的意义。对于来自正态分布的样本,利用其距平序列对应的随机向量在高维空间中均匀分布的性质,在母体无相关假定下,用几何方法求得了显著性水平α和样本容量n下的临界相关系数r′_α,n的表达式,并验证了它等于由t分布求得的临界相关系数r_α,n,从而给出了相关系数显著性检验的直观理解。

摘要:考虑带有阻尼项的Duffing型方程的边值问题,在Banach空间上运用Leray-Schauder度理论证明其周期解的存在性。

摘要:研究关于重级数型Hardy-Hilbert不等式改进的问题。通过给出如下形式的权系数的估计式 从而得到Hardy-Hilbert不等式的一个新的改进形式