摘要:提出用变分方法和正则化方法相结合反演双多普勒雷达资料的低层二维风场的方法,即在目标泛函中加入正则化项(先验信息项)且合理选择正则化参数。数值试验结果表明:正则化项的引入能有效滤除反演风场中因奇点和观测资料引起的误差,提高反演精度,得到最优的全局反演风场。

摘要:利用中国160站逐月降水资料,运用一种基于前馈型人工神经网络的非线性主成分分析方法(nonlinear principal component analysis,NLPCA)研究了中国近50 a四季降水异常分布的非线性特征。结果表明,NLPCA有能力表示出更一般的低维结构特征。四季降水的异常分布都具有一定的非线性相关空间结构,其中春夏季节非线性较强,秋冬季节稍弱;四季降水距平的一维NLPCA近似在非线性主成分取极端相反位相时,对应的空间分布型表现出明显的不对称性。四季降水异常的一维NLPCA近似都比传统一维PCA的近似逼真,且存在季节变化。

摘要:以实验观测数据为基础,对棉花阳叶和阴叶光合速率、气孔导度的变化进行比较,通过双叶模型和大叶模型对冠层光合作用进行对比分析,结果表明,大叶模型的计算结果普遍高于双叶模型,总体高出13%。由此可见,过去在研究植被——大气碳交换中使用大叶模型估算植物光合作用会夸大碳汇的作用。

摘要:应用傅立叶相位分析技术,建立了一种新的基于雷达体扫资料的回波移动矢量、移动路径计算和临近预报算法。其基本思路是:对两个相邻时刻的雷达体扫回波资料分别进行快速傅立叶变换,得到两个雷达回波的相位差,再计算出回波的移动方向及移动速度。利用X波段多普勒多偏振雷达在吉林省获得的雷达资料对本算法进行检验,结果表明,此方法可以给出雷达回波内更加精细的回波移动矢量结构,能够较准确地反映出不同类型回波的中小尺度系统移动特征,对雷达回波移动路径有较好的追踪和临近预报能力。对一次飑线过程的计算结果显示,飑线上的强回波区移速移向存在明显的不均匀性。

摘要:在涡旋云系和低槽切变云系的先后影响下,2002年10月16—20日河南省产生了主要由层状云形成的小到中雨天气。中低层对流不稳定层结和偏东偏南暖湿气流为降水提供了有利条件。较厚的云体多为混合相结构,雷达回波普遍有明显亮带,过冷云区冰相粒子含量较过冷水高,暖云区云水含量偏低,雨水浓度基本随雨滴直径指数递减,较大雨滴对雨强的贡献大。推测总体降水机制可能为,冷云过程强于暖云过程,冰粒子凝华增长是其主要增长方式,冰粒子融化对地面降水有较大贡献。云系宏微观结构和降水特征都表明在层状云系不同部位存在不均匀性。

摘要:利用高分辨率f平面正压拟谱模式,分析一个β中尺度涡对双台风相互作用影响的物理过程。结果表明:β中涡的存在可以使原本排斥的两个DeMaria型台风涡旋合并;β中涡改变双台风相互作用终态的物理机制是:初始时段处于某一台风涡旋正影响区内的β中涡,构成了非对称涡度场,进而在该台风涡旋内部产生指向另一个台风涡旋的气流。该气流如果足够强,则会使两个台风的中心距离在短时间内下降到合并临界距离之内,触发双涡合并过程的发生。

摘要:采用Landsat7 ETM+为基本数据源,运用3种算法(大气辐射传输方程RTE、Qin等单窗算法和Jimёnez-Muoz&Sobrino普适性单通道算法)定量反演了黄河三角洲部分地区的地表温度(landsurface temperature,LST),并进行了不同算法反演结果的差值比较:以RTE反演结果为标准,在大气水汽含量较低时,Qin等单窗算法和JM&S普适性单通道算法精度较高,与RTE的反演结果相差均在1K以内;在大气水汽含量较高时,Qin等单窗算法在采用地面气象资料估算水汽含量条件下仍保持较高的精度,比RTE反演结果平均偏小0.95K;而根据估算的大气水汽含量进行反演的JM&S普适性单通道算法的反演偏差比Qin等单窗算法要大,达到1.94K,但JM&S普适性单通道算法根据实测的大气水汽含量得到的反演结果要略优于Qin等单窗算法,比RTE结果偏大0.67K。同时计算了经过6S模式校正后归一化植被指数(I_NDV),然后利用GIS中的空间分析功能,分析LST、I_NDV在不同土地利用类型之间的差异以及二者之间的定量关系。发现研究区内,就所有土地利用类型而言,平均LST和I_NDV之间存在显著的负相关关系;对于各种土地利用类型,这种相关关系也存在,但相关程度不同。

摘要:利用NCEP/NCAR再分析资料、观测资料、FY-2C的红外云图TBB资料以及多普勒雷达的实时监测资料,对2006年6月13日发生在贵州省望谟县的突发大暴雨天气进行了研究,综合分析了此次强降水天气过程的影响系统、中尺度对流云团的发生发展演变、雷达回波特征及物理量场特征。结果表明,望谟县的短时强降水是受河套冷空气快速南下影响而致使贵州中部的辐合线南压锋生诱发β中尺度云团的生成与强烈发展所引起的。强降水区域与低层辐合带直接相关;对流层低层有能量锋出现,锋前积聚较强的潜在湿有效位能,在斜压扰动下,激发了倾斜垂直涡度的发展,导致大气层结对流性不稳定强烈发展,使中尺度对流系统得以发展和维持;雷达回波图反映了典型的中尺度系统特征。

摘要:利用系留飞艇边界层要素探测系统等设备,对2006年12月24—27日发生在南京地区的雾日边界层结构进行了综合探测,深入研究了这次平流雾的生消机制及边界层结构。结果表明:此次雾属于比较典型的平流雾,生成和维持主要决定于暖湿气流和系统性下沉运动,消散主要是干冷空气南下造成的;雾顶下降阶段出现了双层结构,中层逆温是逆温主层,属于下沉逆温及平流逆温,主逆温层强中心始终位于雾顶附近或处于雾顶之下;风速随高度呈现多峰分布,中层急流与强度较弱的中上层和上层急流合并后,又与下层急流出现了一强一弱的波动;在风速较小时,风场趋于均匀化;雾消散时,低层风场趋于线性化;雾主要的水汽来源是暖湿气流;比湿场与风场有较好的时空分布对应性,主逆温层强中心也是逆湿强中心,风场与温度场共同主导了比湿场的时空分布。

摘要:利用MM5模式对0604号强热带风暴"碧利斯"和0605号台风"格美"进行数值模拟和水汽、动力、热力学分析。分析结果表明,"碧利斯"与"格美"前期都没有与北方冷空气发生作用,后期前者受到西南季风槽的影响得到大量水汽能量补充,在台风路径左侧产生强降水,后者的水汽、动力和能量条件较差,在华南产生的降水相对弱一些,但在北方冷空气的影响下在黄河中下游部分地区造成洪涝灾害。

摘要:对NCEP/NCAR再分析资料中的北半球夏季(6—8月)海平面气压(sea level pressure,SLP)场进行EOF分解,其主要模态之一为夏季北半球环状模态(Northern Hemisphere annular mode,NAM),体现出大气的纬向对称结构,SLP异常场在北极和中高纬地区呈现反相变化分布。通过经验模态分解和希尔伯特变换可知,夏季的环状模态具有准2 a和准6 a的年际周期,同时还具有准11 a和准21 a的年代际周期,其年际周期信号占主要部分。

摘要:利用WRF(Weather Research Forecast)中尺度模式对2006年6月5—7日福建地区出现的一次大暴雨过程进行了数值模拟,根据模式输出的物理量进行了诊断分析,并通过地形敏感性试验讨论福建地形对此次暴雨的影响。结果表明:中尺度WRF模式成功模拟出了这次暴雨的雨况及高低空流场分布。这是建立在静止锋、低空切变线和低空急流等系统基础上的一次典型的华南准静止锋降水。冷暖气流在底层交汇并产生强烈的垂直上升运动,不稳定能量的释放是暴雨发生和维持的机制之一,位温的垂直分布有利于低层涡度的发展。福建北部的喇叭口地形和武夷山迎风坡共同作用,导致西南气流的转向辐合,触发了中尺度切变线和中尺度涡旋的形成,加速了上升运动和中层对流发展,有利于位于迎风坡的建瓯、邵武、蒲城等地区降水的增强。

摘要:利用民勤站L波段探空雷达2004年5月23—24日的一次强沙尘暴过程加密探测资料,从气象要素的垂直廓线和能量天气学两个方面,分析了沙尘暴发生发展过程中大气层结及其演变特征。结果表明:沙尘暴过境前,500 hPa以下的高空风速较小,低层800 hPa以下基本为偏东气流,中高层为偏西气流,沙尘暴过境时近地层风速明显加大,700 hPa以下为西北气流,高层为西南气流;相对湿度在沙尘暴过境前,高层明显高于低层,而过境后,整层大气的湿度明显增加,且800 hPa附近出现逆湿现象,沙尘暴过境前后整层大气相对湿度在垂直方向上的变化趋势基本一致。沙尘暴发生前,近地层气温较高,200 hPa附近存在超低温现象,250 hPa附近存在比较厚的下沉逆温层,随着沙尘暴过境,低层的气温显著下降,近地层约800 hPa处出现逆温层,而250 hPa处的逆温层逐渐减弱;地面气象要素的变化为:沙尘暴过境之前,地面气压比较低,温度较高,风速也比较小,而沙尘暴一到,顿时气压升高,风速猛增,温度下降;沙尘暴过境前,500 hPa以下处于对流不稳定,过境期间饱和能差逐渐减小,不稳定能量由高层向低层传递,单站的垂直运动发展加剧;沙尘天气结束后,整层大气的结构基本稳定,不稳定能量衰竭,饱和能差进一步减小,整层大气湿度有了较大的增加。

摘要:运用Matlab软件对冷锋过境的多普勒雷达径向速度进行模拟,运用合成切变估算方法,采用多普勒雷达获取的速度基数据资料,探讨了自动识别锋线的判据,并以动态链接库的方式进行了多普勒雷达锋线自动识别模块的工程设计。对2002年5月13日湖南省入汛后首场大范围暴雨过程进行自动识别处理,对比模拟结果表明该模块对此次过程中的锋线有较好的识别能力。

摘要:选取全国616个地面气象台站1975—2004年的地面资料,通过Penman-Monteith公式计算的参考蒸散确定湿润指数(W),按W为0.03、0.2、0.5和1.0把中国分为极干旱、干旱、半干旱、半湿润和湿润5个干湿区,给出了湿润指数的变化趋势和变异状况的地理分布,讨论了湿润指数的年代际变化特征。结果表明:湿润状况显著增加的地区主要为新疆西北部和中国的西南部,干旱化显著的地区主要在青海的东部、甘肃的南部和四川北部;干湿状况变化从中国的东部向西部逐渐增大,中国的西南地区干湿状况最为稳定;20世纪80年代初全国的平均干湿状况发生变化,由干旱趋向湿润,30 a来半湿润、湿润地区干湿状况年际变化大,半干旱区和湿润区增多,半湿润区减少。

摘要:研究了一类椭圆抛物耦合方程组解的存在性。在假设耦合系数^σ(s)、^κ(s)∈W^1,∞(R),b∈[L^∞(Ω)]²,c∈L^∞(Ω)且满足 (κ₁-α)λ₁条件下,λ₁为-Δ的第一特征值,α>0。运用Faedo-Galerkin方法构造近似解,首先得出近似解在局部时间内存在,然后得出一些近似解的先验估计证明解可以延拓到区间[0,T],利用紧性定理得出解关于时间t和n无关,最后对逼近方程取极限,得出解整体存在。若耦合系数^σ(s)、^κ(s)退化,构造其截断函数,仍可得出解存在且有界。

摘要:对全国23个站点的日照时数、日最高气温、日最低气温、太阳日总辐射量等气象要素实测资料进行统计分析,利用回归分析法建立了以日照百分率和气温日较差为主要相关因子的各地日总辐射估算模型。结果表明:除了高原站拉萨以外,推算模型的复相关系数均介于0.80~0.93之间,拟合效果较好。在春、夏季使用独立的季节模型有一定的必要性,该方法适用于我国各地太阳日总辐射的推算。

摘要:利用2006年12月南京市北郊雾水样品化学分析资料和同期气象资料研究郊区雾水中重金属和雾天大气污染特征。结果表明,郊区出现雾天时,不利于大气污染物的扩散,造成较严重的大气污染,污染物浓度变化与雾的生消基本同步;大雾期间PM₁₀浓度比起雾前高2.5倍。雾水中重金属浓度在0.020 5~1.824 8 mg/L范围,平均1.32 mg/L;对重金属与大气污染物作相关分析,除类金属As外,Cd、Cr、Cu、Mn和Fe浓度两两之间相关系数均大于0.91,说明重金属排放具有同源性。

摘要:应用不动点理论,研究了下列奇异非线性二阶三点方程组边值问题 正解的存在性,其中0<η<1,并且允许a(t)、b(t)在t=0和t=1处奇异。