摘要:给出了热带异常风场多年序列{V'(t)}的一个傅立叶分析方案。对热带(30°S~30°N)1月850 hPa等压面1948-2005年{V'(t)}的试分析表明:1){V'(t)}总模方S'中定常波异常{V'^*(t)}的模方S'^*远大于信风异常{[V'(t)]}的模方[S'],这与气候风场V模方S以信风为主的谱结构有显著差异。2){V'(t)}的谱结构具有低维、低阶的特征,|m|=0,6的13个低|m|分量共拟合了S'模方的87.2%。3)全域定常波异常的合成波模方S'_|m|^*随|m|增大递减,|m|=1、2的V'_|m|^*拟合了S'^*的44.4%,是构成{V'^*}的最主要的分量;φ纬定常波异常的累积模方拟合率P'_|m|^*(φ)存在纬际差异,赤道至10°S带是主要高值带,20°N及以北是另一个高值带。4)全域和φ纬度上t年定常波异常模方及|m|=1、2的分量模方和存在明显的年际变化,20世纪80年代以来它们的强异常与强ENSO事件密切相关。因此,傅立叶分析方法是研究热带异常风场时间序列时空结构的有效和有用的方法。

摘要:运用一种基于神经网络的非线性主成分分析法(nonlinear principal component analysis,NLP-CA)对中国1951-2003年53 a四季气温距平场(surface air temperature anomaly,SATA)进行分析,NLPCA第一模态结果显示中国四季气温异常具有一定的非线性特征,并且具有显著的季节性差异,即春、夏两季的非线性较强,秋、冬两季较弱。一维NLPCA对原始气温距平场的近似比一维PCA(principal component analysis)更好地反映了气温场的实际分布情况。

摘要:利用NOAA卫星多光谱资料反演了云滴有效半径,采用多信息组合的RGB彩色显示方法,分析了云顶微物理特征;运用Rosenfeld的卫星微物理反演分析方法,根据云中物理过程与T-r_e分布关系,着重分析了不同积云的云物理过程和微物理特征。结果表明:中高纬内陆地区积云底层一般具有较深厚的凝结增长带和较小的云滴有效半径,晶化增长起始温度较低,具有典型的大陆性云物理特征;低纬度海岛与近海地区积云与大陆性积云相比,底层云滴有效半径普遍较大,碰并作用较强,晶化增长起始温度较高,具有大陆性到海洋性过渡的云物理特征;海洋上空积云底层的云滴有效半径最大,晶化增长起始温度高,降水带较深厚,具有海洋性云物理特征。

摘要:用澳洲850 hPa上空的变温和温度权重相结合的冷空气活动日数定义了澳洲冷空气活动指标(cold air index,CAI),据CAI分析了澳洲冷空气活动的季节内和年际变化特征,结果表明:澳洲西南部地区是冷空气活动的关键区,5月其收缩于澳洲西南角,7月和8月其中心及影响范围均向北移动,主要分布区向澳洲东部伸展;整个冬季(6-8月)的澳洲冷空气活动没有显著的年际差异,而5-8月各月的冷空气活动却存在明显的年际变化特征。

摘要:采用印度洋偶极子指数(dipole mode index,简称DMI)、Nino3指数和国内学者定义的5种东亚夏季风指数来比较分析印度洋偶极子(Indian Ocean dipole,简称IOD)、ENSO与东亚夏季风年际变化联系的年代际改变,讨论了这种改变的可能成因。结果表明,东亚夏季风指数分别与DMI、Nino3指数的年际变化的联系都呈明显的年代际改变。东亚夏季风指数除了在20世纪80年代及90年代初期与DMI联系较弱之外,其余时段均与DMI具有很好的正相关关系。当季风指数与DMI为正相关时,其与Nino3指数则呈负相关,IOD和ENSO对夏季风具有相反的影响。当季风指数与DMI呈较强的正相关时,其与ENSO的相关较弱;而在70年代末至80年代初季风指数与ENSO呈较强的相关时,其与DMI的关系亦较弱。东亚夏季风与IOD、ENSO年际变化之间的联系呈现此强彼弱的特点。1972-1982年和1983-1993年这两个阶段海温分布的显著不同,可能导致了海气相互作用过程中环流变化的周期及分布的改变,使得东亚夏季风与IOD和ENSO的关系发生年代际改变。

摘要:采用NCEP/NCAR 1°×1°最后分析资料(final analysis,FNL)计算"圣帕"台风螺旋度,探讨各垂直层上水平螺旋度与强降水时间演变的关系、水平螺旋度与强降水落区的关系以及垂直螺旋度时间演变与强降水发生、发展的关系。结果表明,700 hPa螺旋度最能反映强降水时间演变,正螺旋度大值中心附近与暴雨落区一致,同区域内螺旋度中心值的强弱与该区域内降水的强弱关系密切;若垂直方向上高低层的螺旋度同时由负值转为正值,则强降水发生,反之降水减弱、停止;对于预报台风强降水时效,水平螺旋度远比垂直螺旋度、散度、垂直速度具有更多有效预报时间;对于预报台风强降水落区,垂直螺旋度比水平螺旋度更具有优势,若能利用垂直螺旋度对水平螺旋度预报强降水作出订正可能将有助于提高台风强降水预报准确率。

摘要:为了评估中国气象部门整理的资料的特色和应用价值,使用统计方法检验了中国资料和NCEP/NCAR、ECMWF再分析资料7月100 hPa、500 hPa位势高度场和1月海平面气压场的气候均值和年际方差的差异显著性,并比较了1月和7月北半球主要大气活动中心面积、强度指数的年际变化差异和相关程度。结果表明:1)ECMWF再分析资料7月100 hPa、500 hPa位势高度场的气候均值都显著小于中国资料,且其历年值分别小于1660、588 dagpm,与中国资料相比不适合用于研究南亚高压、副热带高压;2)中国资料是由单层等压面图上直接读数得到的,更接近实际观测值,更适宜于诊断单个等压面上的气压系统;3)3种资料冬季蒙古高压、阿留申低压的年际变化一致性要好于夏季南亚高压、副热带高压。

摘要:利用NCEP/NCAR逐日再分析资料分析了南海夏季风与印度夏季风的爆发时间,根据爆发时间差值区分了差异大小年,结果表明二者的爆发具有明显的年际异常。差异偏小年,南海夏季风爆发时,印度半岛已经盛行偏西风,两者几乎同时建立;而差异偏大年,南海夏季风爆发后7候左右印度才盛行偏西风,印度夏季风爆发得晚,环流形势有明显差异;进一步分析机制表明,印度夏季风的建立主要由经向温度反转所决定,而南海夏季风的建立取决于纬向温度反转,二者的爆发具有相对独立性,且纬向温度反转的早晚更大程度上影响了差异的大小,积温线密集带出现的早晚决定了温度反转的早晚。

摘要:利用NCEP/NCAR再分析资料、向外长波辐射(outgoing long-wave radiation,OLR)资料以及卫星、地面站点降水资料,对2007年南海夏季风爆发前后的对流活动、环流形势及降水分布进行研究,结果表明:2007年对流活动增强首先出现在孟加拉湾东岸,然后扩展到南海地区;同时副高东撤北抬,南海夏季风于5月中下旬(29候)爆发;季风爆发后,南海地区开始盛行西南气流,亚洲中低纬地区南北温差(风向切变)由正(负)变负(正)。2007年南海夏季风爆发期间,水汽输送和季风涌活动增强使我国东部地区降水增多。

摘要:运用几种不同的加权平均温度的算法,计算了华北地区张家口、北京和邢台的加权平均温度。结果表明,对于华北地区而言,常规的计算模型普遍存在一定的系统误差。在对加权平均温度与地面各气象要素的关系分析基础上,分别建立了华北地区基于地面气象要素的单因子和多因子回归方程,较好地满足了GPS遥感水汽总量实时性和高精度的要求。

摘要:利用华东地区129站1954-2004年逐日降水量资料,用降水客观分离的方法及其改进方案对登陆该地区的台风降水(tropical cyclone precipitation;TCP)进行分离;再用方差分析、气候趋势系数和线性回归等方法,分析TCP的气候特征,并与总降水的相应特征比较。结果表明:华东地区登陆台风降水量空间分布不均匀,福建东南沿海地区最大,具有向西北方向递减的趋势,这种趋势与地形等因素有关;TCP的年际变化明显,9 a和15 a周期显著;TCP年代际变化表现为20世纪50年代最多,70年代前开始减少,比华北地区台风降水减少出现的时间提早10 a;TCP与总降水两者的时间演变特点差异较大。

摘要:利用冬小麦生育期间的逐日气象资料、冬小麦产量和生理气象指标资料,计算了冬小麦全生育期标准化日照时数、有效积温和标准化降水量;在进行通径分析的基础上,分别计算了日照、温度和降水对冬小麦气象产量的贡献率;运用积分回归分析,得到了影响冬小麦产量的逐旬日照时数、有效积温和降水量的影响系数,构建了冬小麦产量气象要素影响定量评价模型。实例应用表明,利用通径分析和积分回归原理计算的气象要素影响系数,能够准确反映冬小麦生长发育过程与气象条件的关系;建立的冬小麦产量气象要素影响定量评价模型能够定量评价全生育期各气象要素对冬小麦产量的影响,具有较高的科学性和准确性;提出的气象要素定量评价技术路线,为开展气象要素定量评价业务服务奠定了很好的技术基础。

摘要:利用TRMM(the tropical rainfall measuring mission)卫星资料,对一次低槽冷锋云系和江淮气旋共同影响下的冷锋积层混合云系中雨带和雨核的特征进行了分析,研究表明,冷锋的不同部位云系结构很不均匀,可分为典型的积层混合云系、均匀的层状云系和弱的积层混合云系3种类型,南部典型的积层混合性云系中存在明显的短回波带结构,短回波带的平均长度63.0 km,宽度19.4 km,平均降雨率14.54 mm/h,同时短回波带中还有明显的雨核特征;北部均匀的层状云系中,大范围的降水在1~2 mm/h之间,其中嵌有2~7 mm/h大小不等的较强降雨带,并且存在冷锋雨带结构;中部较弱的积层混合云系中以冷锋雨带和冷锋前的暖区雨带为主,冷锋雨带上有多个雨核的结构;同时,不同性质的云系结构如短回波带、雨核以及均匀的层状云的降水的垂直廓线表现为不同的特点。

摘要:2007年8月8-11日雷州半岛西南部出现了一次特大暴雨,日雨量和时雨量均超出当地历史观测资料的极大值。对本次暴雨过程雨量、日雨量和时雨量进行了特征分析,讨论了热带气旋"帕布"和"蝴蝶"的路径、天气形势、卫星云图和雷达回波的演变与特大暴雨的关系。结果表明:此次特大暴雨具有降水强度大、持续时间长、雨量大、地段集中的特点。前期受"帕布"环流和外围云系影响,雷州半岛普降大到暴雨;后期由于"帕布"路径转向,大气环流调整,受"帕布"环流和外围云系、北部湾低涡云团共同作用,强降水中心长时间维持和摆动。天气形势有利于大量的水汽和能量汇合,南北降水云系、回波相汇雷州半岛西南部,致使出现特大暴雨。

摘要:利用1961-2006年南京气象站和江浦、六合、溧水、江宁、高淳5个南京郊区站地面资料,统计分析了南京地区雾天气的气候特征及其与气象要素的关系。结果表明:受地形和下垫面等特性的影响,南京地区各站雾日分布不均,有明显的地区差异。溧水、六合和南京比江浦、江宁和高淳更易出现雾天气,其中溧水雾日最多,年均为34.9 d。雾的季节分布表现为:秋冬季最多,春季次之,夏季最少。溧水、高淳、江浦年均雾日数表现出明显的上升趋势,而南京、江宁、六合雾日数略有下降。分析结果也指出,雾天气多出现在近地面弱风、高湿和弱高压等气象条件下。

摘要:利用主成分分析和相关分析表明,近40 a来福建春雨量场的主要信息集中在前2个主分量上,可解释方差的83.8%,同时第1、第2主成分与福州、厦门春雨的相关显著性水平都超过0.01,因此,可用近百年福州、厦门3-4月降水量构造新序列代表福建春雨的前2个主分量,使分析资料延长至百年。采用连续小波分析和正交小波分析方法以及功率谱方法,研究福建春雨空间分布型的多时间尺度特征,研究结果表明:第1主分量表示的全省一致性旱涝具有显著的准4 a和24~26a的周期振荡;第2主分量表示的春雨分布南北差异主要表现为准两年和准11 a的周期振荡;春旱年南部的降水少于北部;从年代际角度看,20世纪50-60年代显著偏少,80年代显著偏多。福建目前处于春雨正常-偏少期,且南部的春旱比北部严重。

摘要:利用针对ASTER数据的分裂窗算法,反演了南京城市地表温度,并用实际观测资料和同步的MODIS数据对反演结果进行了验证,结果表明:基于ASTER数据的地表温度反演结果与实际观测资料相差0.9℃,与MODIS数据的反演结果具有较好的空间一致性;基于ASTER数据反演的当日南京地表温度在23~56℃范围内,城市地表温度普遍高于35℃,市内公园地表温度略低,多位于30~35℃,长江水体温度低于30℃,地表温度存在明显的空间差异;南京城市夏季白天存在明显"热岛效应",热岛强度的空间差异与南京城市发展、规划有关。

摘要:针对地球观测系统/中分辨率成像光谱仪EOS/MODIS(Earth Observation System/Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)影像资料中的积雪检测,提出了基于支持向量机SVMs(Sup-port Vector Machines)的遥感影像分类方法。分析了积雪检测过程中的特征选择和提取,建立基于支持向量机的遥感影像分类模型,并进行了积雪检测试验。结果表明,特征选择对积雪检测起到了积极的作用,同时也证明了支持向量机方法在遥感影像分类中的优势,值得进一步推广使用。

摘要:对一个气象量时间序列p={P(t),t=1,n},通过相空间中的几何分析直观地阐明了Morlet小波功率谱W(t,k)的计算原理,给出了一个对W(t,k)作Monte Carlo显著性检验的方案。由于该方案中随机序列的产生与分析序列p的理论分布无关,实施简单易行。对6月100hPa南亚高压强度指数序列的小波功率谱显著性检验表明,该方案能充分揭示p中年际、年代际振荡随时间的变化,因而具有实际应用价值。

摘要:将雷达50 km探测半径的可视范围分为4个区域,分别获取平均反射率因子垂直廓线,确定与对应区域的雨量计匹配最佳的平均反射率因子廓线上的Z值;同时获取雷达波束被阻挡地区各雨量计高空平均反射率因子垂直廓线,并寻找该廓线与可视区域内的平均反射率因子垂直廓线相关性最好的廓线,以及被阻挡区域的Z值对应的最佳匹配高度上的Z值,对其进行降水估计。采用安徽合肥雷达站和雨量计站点资料进行试验,并进行误差分析,结果表明:利用最佳匹配方法得出的平均反射率因子垂直廓线上的Z值对雷达波束被阻挡区域的降水估计效果有一定改进。

摘要:讨论了一类扰动时滞微分方程的多重周期解的存在性问题,运用凸Hamilton系统理论和Morse指标理论得到了这类方程多重周期解的存在性。