摘要:利用NCEP/NCAR再分析资料,应用WRF中尺度数值模式对山东半岛2008年12月4—6日的冷流暴雪天气过程进行了数值模拟,利用模式输出的时空分辨率较高的资料,对此次冷流暴雪的特征及其产生的物理机制进行了分析。结果表明,这次暴雪产生在西北气流、较大海气温差的背景条件下,一定的海气温差是冷流暴雪的重要指标;冷流暴雪产生在较强垂直上升运动区的相当位温高值区附近;水汽输送方向为西北—东南向,水汽辐合层比较浅薄且范围狭窄;降雪分布具有明显的南少北多的特征;850 hPa湿Q矢量散度场辐合区的存在、位置及强度与暴雪的产生、落区及强度具有较好的对应关系;湿Q矢量分量的垂直分布揭示了次级环流的方向和强弱,暴雪位于次级环流的上升支附近。

摘要:世界各国和各地区的环境预报中心的主要任务是向本国、本地区和全球公众发布科学的环境预报,包括天气、水、气候和空间天气的预报。气象学家与其他科学家合作,一起制作可靠、及时、准确的分析结果、指导意见、预报及预警,以确保人们的生命和财产安全,促进全球经济的发展,以满足人们日益增长的对环境信息的需求。为了更准确地制作预报、更好地服务大众以及最大限度地减少生命和财产损失,这里提出了"预报科学"思想。预报科学包括现代观测系统的资料收集、观测与预报信息的实时交流、各种科学技术的发展、无缝隙预报以及公共服务等。预报科学可以概括为三个相互独立的部分,即科学性、工程性和艺术性,且三者存在相互作用。总之,天气预报是大气与环境服务的重要组成部分;预报科学的科学性、工程性和艺术性均服务于天气预报、服务于人民。

摘要:超强台风"韦帕"(Wipha)是2007年登陆中国大陆最强的台风,在浙江省造成了特大暴雨。利用宁波和舟山双多普勒天气雷达同步观测资料,对"韦帕"的两条螺旋雨带进行了双雷达三维风场反演;并综合利用组网雷达拼图数据等资料,对螺旋雨带的三维精细结构进行了分析。研究表明:(1)两条螺旋雨带的三维结构有很多相似之处。螺旋雨带内部低层有多个强回波区,水平速度大值区主要分布在强回波带上;强回波带的低层有较强的上升气流,最强上升气流超过4 m/s。在螺旋雨带中存在多个辐合辐散对、上升下沉气流对,这对于螺旋雨带的维持和进一步发展具有重要作用。在沿着台风中心的垂直剖面内,螺旋雨带内部的强回波区向雨带外侧倾斜。雨带外侧2 km高度以下的低层有较强的内流,最大值为5 m/s;雨带内侧有较强的外流,2 km高度以上均受外流控制;内流和外流在雨带中部低层汇合抬升。切向速度的强中心出现在3 km高度,速度值随高度增加而逐渐减小。(2)两个时段的螺旋雨带也存在差异。前一个时段的螺旋雨带对流发展更旺盛,45 dBZ的回波高度为4.8 km,而后一个时段的螺旋雨带45 dBZ的回波高度仅3.2 km。垂直剖面内,前一个时刻螺旋雨带低层辐合更强,...

摘要:利用盐城多普勒天气雷达和地面自动站等资料,对2006年8月6日下午发生在江苏盐城中北部地区的一次由强降水(high precipitation,HP)超级单体产生的大暴雨和龙卷过程进行详细分析。风暴回波演变的形态可分为"条状—肾形—弓状"3个阶段:在条状回波阶段,产生龙卷伴随强降水,中气旋在变粗的中段前侧生成,其内有一个垂直涡度约为8×10-2s-1的龙卷式涡旋特征(tor-nadic vortex signature,TVS),高层悬挂回波下有低小的有界弱回波区(bounded weak echo region,BWER),位于BWER之上高层17 km风暴顶为强烈辐散,辐散值约为1.2×10-2s-1;在肾状回波阶段,产生短时大暴雨,低层前侧有包含一个中气旋V字型入流缺口,其后是粗胖的高反射率因子钩状回波区,速度图上中气旋位于中尺度辐合线之中;在弓状回波阶段,产生短时暴雨,风暴减弱后与另外回波合并前侧又有中气旋生成,其后低层右后侧为较大的高反射率因子回波区。在上述3个阶段,该风暴具有HP超级单体风暴共同特征:中气旋、阵风锋位于前侧,强降水包裹着中气旋,沿着预先存在的东南风速辐合线移动。HP超级单体产生的主...

摘要:利用1958—2002年ERA-40再分析感热通量资料进行EOF分析,结果显示,无论春季还是夏季,欧亚大陆干旱半干旱区感热通量都有3个主模态。第1模态都表示空间分布的一致性,20世纪70年代中后期开始,欧亚大陆干旱半干旱区春季感热通量明显增强,而夏季却明显减弱。第2、3模态表示了空间分布的不一致性,且存在年际、年代际变化特征。小波分析结果表明,欧亚大陆春、夏季感热通量存在明显的年际、年代际变化特征,且年代际变化信号强于年际变化信号。

摘要:根据青藏高原地区14个探空站近30 a(1979—2008年)的对流层顶逐日观测资料,分析了该地区上空热带对流层顶(第二对流层顶)和极地对流层顶(第一对流层顶)出现的频率及高度的季节变化特征。结果表明:(1)高原全年均可观测到第二对流层顶,其中在暖季(6—10月)第二对流层顶占绝对主导地位,而在其余月份则以复合对流层顶为主;(2)两类对流层顶高度在季节变化上存在着明显的差异,第一对流层顶高度在春秋(夏冬)季偏高(低),第二对流层顶高度在春夏(秋冬)季偏高(低),即第一(二)对流层顶高度的年变化曲线呈双(单)峰型;(3)两类对流层顶高度均存在明显的年际变化,第一(二)对流层顶高度除秋季存在准3.6 a(6 a)的周期变化外,其余季节均具有4.5~6 a(2~4 a)的振荡周期;(4)近30 a来高原第一(二)对流层顶主要表现出下降(上升)的趋势,尤其是第二对流层顶高度在冬、春季存在着明显的上升趋势。

摘要:利用黑龙江省稻作区46 a(1961—2006年)每年7—8月逐日平均气温、5—9月逐旬平均气温、降水量资料,采用气候统计方法分析了自然低温下障碍型冷害发生的规律和时空变化特征,基于logistic曲线方程模拟粳稻气候生产力,建立起5个区域粳稻气候生产力与障碍型冷害期间平均温度和冷害持续时间的关系模型。结果表明,近46 a间,20世纪70年代是障碍型冷害高发期,20世纪80年代是障碍型冷害发生频率由多至少的转折期,21世纪初为低发期。黑龙江省北部稻作区、东部稻作区和中部稻作区为障碍型冷害重发区,南部稻作区为中等发生区,西部稻作区为轻发区。5个区域障碍型冷害发生期间的平均温度与粳稻气候生产力相关性均不显著,而冷害持续时间对粳稻气候生产力影响显著,并具有明显的地域差异,北部、东部和南部极显著(通过0.01信度的显著性检验),冷害持续时间每延长1 d,北部、东部和南部粳稻气候生产力分别下降119.89 kg/hm2、213.60 kg/hm2、133.84 kg/hm2,西部和中部影响不显著。

摘要:利用广东省86个气象站点1961—2003年的地面气象观测数据,采用经验正交函数分解(EOF)和相关分析法,分析了广东省年蒸发皿蒸发量和实际蒸发量的时空变化。结果表明,粤东沿海、珠三角和粤西南等沿海地区是广东省年蒸发皿蒸发量的主要气候变异中心,广东省沿海年蒸发皿蒸发量具有以年代际变化为主的特征,并且在43 a内总体上呈下降趋势,广东省沿海地区与粤东、粤中地区年蒸发皿蒸发量气候变化趋势的差异,可能是由于饱和差、近地面风速在两个区域的气候变化变幅不同所致。在影响蒸发皿蒸发量的因子中,太阳辐射与蒸发皿蒸发量的相关性最好,呈显著的正相关。对实际蒸发量而言,在全省范围内均表现为以年际变化为主的特征,太阳辐射对广东省年实际蒸发量的影响最为显著,广东省年实际蒸发量一般都占蒸发皿蒸发量的50%左右,并且比值总体上呈现微弱的由沿海地区向粤东、粤中地区递增的趋势。研究结果可为今后探讨广东省水资源异常和旱涝气候灾害的成因提供依据。

摘要:利用常规天气资料、地面加密观测资料、卫星云图资料和多普勒雷达产品,对2005年12月山东半岛特大雪灾作了综合分析。研究表明,这次的冷流降雪归因于前期气温和海温偏高、冷空气势力偏强引起的海陆温差大、半岛北面临海的丘陵地形以及海岸锋等因素,地面自动站、雷达、卫星等多种尺度的特征信息清楚地揭示了其结构和演变。利用改进的简化伴随模式,对12月6日的烟台单站多普勒雷达资料进行了三维风场反演,结果表明,海陆热力差异和山脉对于向岸风的摩擦辐合作用形成了中尺度海岸锋,它引起了低层浅对流的产生。高空补充弱冷空气和降雪的潜热释放进一步激发了垂直上升运动,使对流活动发展加强,引起强降雪。当高空弱冷空气引起的系统性辐合上升运动与低层海岸线附近的海岸锋引起的中尺度辐合上升运动叠加时,降雪特别强烈。

摘要:利用重庆地区34个常规气象观测站的1961—2007年共47 a的常规风速观测资料,采用线性趋势拟合、变化速率计算、EOF分解等方法,研究了重庆地区平均风速的时空气候变化特征。结果表明,重庆地区逐年平均风速呈现"春季大,秋冬小"型,47 a来各季和全年的平均风速均是显著减弱的,在20世纪70年代中前期之后出现显著的下降趋势;平均风速呈现出"全场一致"与"东西反位相"的气候变化形势,其中风速减弱的整体性变化是第一位的。

摘要:基于红外高光谱大气探测器AIRS实况观测资料,尝试用人工神经网络算法来实现晴空时大气的温度垂直廓线反演,重点将该算法与目前已经发展比较成熟的特征向量统计反演算法进行比较。结果表明,两种算法在计算时间效率和反演精度上相当。鉴于人工神经网络算法的统计物理本质,误差反向传播BP神经网络可以求解非线性问题,在优化训练样本和继续调试网络种类和网络参数的基础上,有望能进一步提高反演精度。

摘要:利用2000年2月—2008年12月的AERONET(AErosol RObotic NETwork)地基观测数据对MODIS/TERRA Collection 005气溶胶光学厚度(aerosol optical thickness;AOT)在华东区域的适用性进行了验证,并利用验证后的MODIS气溶胶产品对华东区域气溶胶光学厚度和尺度分布特征进行了分析。结果表明,(1)通过验证比较,MODIS的AOT在华东区域与AERONET站陆基观测到的AOT具有非常好的一致性,满足美国NASA的设计要求。(2)华东区域的气溶胶光学厚度存在明显的时空分布特征。时间上,在春季和夏季达到最大,而在秋季和冬季最小,表现出明显的季节变化规律。空间上,气溶胶光学厚度受地形影响明显。其高值区主要分布在平原地区,而低值区主要在海拔较高的山区。(3)该区域的气溶胶尺度分布也存在显著的变化特征。在冬、春由于沙尘输送的影响,整个华东区域气溶胶粒子的尺度都比较大,主要以自然生成的沙尘粒子为主。而在夏、秋季由于夏季风和降水的影响,气溶胶粒子的尺度都比较小,以工业排放的人为气溶胶粒子为主。

摘要:分析了热带太平洋ElNio事件和热带印度洋海盆一致的暖海温异常事件(记为暖海盆模态)与东亚Hadley环流的关系及海温异常对东亚Hadley环流的影响。结果表明:(1)东亚Hadley环流与ElNio循环的关系密切,ElNio事件从开始到消亡的不同位相期,东亚地区表现为随位相变化的异常经向垂直环流,在El Nin~o成熟期由异常顺时针经向环流圈转换为异常逆时针经向环流圈,意味着东亚Hadley环流圈的显著减弱。(2)冬季Nio3指数、赤道印度洋海盆一致型模态指数(IOBMI)与东亚Hadley环流指数间呈负相关关系,相关系数分别为-0.42、-0.39,远超过0.01信度的显著性检验,表明当ElNio事件和印度洋暖海盆模事件发生时,东亚Hadley环流减弱。模拟结果与诊断分析结果一致。(3)鉴于印度洋海盆模态和太平洋ElNio事件的密切联系,在考虑冬季东亚Hadley环流变化时,应考虑ElNio事件和印度洋海盆一致型海温异常事件的共同作用。数值试验结果表明两大洋的共同作用会产生更强的东亚异常逆时针经向垂直环流,使得东亚Hadley环流显著减弱。

摘要:动态植被模型(Interactive Canopy Model,ICM)中考虑了生态系统碳氮循环过程,能够描述较短时间尺度上的植被与大气之间相互作用过程。利用21 a的GIMMS卫星观测LAI资料,与ICM模拟结果进行年际变率对比分析,评估模型对植被年际变化的模拟性能。结果表明,ICM能在一定程度上反映植被年际变率的空间分布特征,但模拟的热带部分地区植被的年际变率偏小,除此之外大部分地区模拟的年际变率偏大;模拟能够反映出全球植被年际变化的主要空间分布型,同时低纬度地区植被的时间演变特征要好于高纬度地区;ICM对寒带灌丛、北非稀树大草原、落叶针叶林的年际变化模拟较好,但对中国东部农作物的模拟表现出了明显的周期振荡现象,与实际情况差距较大。

摘要:使用41站日降水资料和NCEP/NCAR再分析月平均资料,研究了长江中下游地区春季降水的时空特征。结果表明,过去50多年来,长江中下游地区春季的雨日、雨量呈整体下降趋势,降水强度呈东减西增的趋势;该区春季连续性降水通常以2 d降水居多,江北地区以连续性中小降水为主,而江南地区则是独立性的强降水居多。春季长江中下游地区在近50 a里呈现出干旱化趋势,其和对流层中高层气温下降关系密切,由于气温相对下降,我国东部上空高层产生气旋性环流异常,不利于降水的发生。