摘要:

摘要:海气交界面的能量交换与海洋平流共同决定海表面温度(sea surface temperature,SST)异常的形成、维持与衰减。基于作者近期的研究,本文回顾了海表面热通量(surface heat flux,SHF)反馈以及SST方差与海表热通量及海洋热输送方差之间的关系。海表热通量异常可近似为一个与SST成正比的线性反馈项与一个大气强迫项之和。SHF的反馈参数取决于SST和SHF间的滞后交叉协方差以及SST自协方差。这种反馈总体上为负反馈,减弱SST异常,海表湍流部分起主导作用。最强的反馈可见于南北两半球的中纬度,最大值出现在大洋的西部和中部位置并延伸至高纬度地区。SHF反馈于北半球秋冬两季增强,春夏两季减弱。这些反馈特征在CMIP3耦合气候模式中得到合理的模拟。然而,多数模式中反馈的强度与再分析资料的估值相比略为偏弱。与再分析资料的估值相比,“平均模式”反馈参数比单一模式有更相似的空间形态以及较小的均方根差。基于海表面能量收支平衡,SST的方差可以表示为3个要素的积:1)海表面辐射和湍流通量以及海洋热输送的方差之和;2)一个衡量SST持续性的传输系数G;3)一个反映海表热通量以及海洋热输送之间协方差结构的有效因子e。SST方差的地理分布类似于海表热通量及海洋热输送的方差之和,但为G和e因子所修正。

摘要:定义了中国160站站网不均匀性的两个度量参数—站域面积和站网密度。在给定球冠区面积S0=50×104 km2下求得了它们的值,并论证了其合理性。用它们构造了第一类权重函数,将该权重函数应用于中国160站站网1、4、7、10月气温的全国气候平均值及均方差值的计算,得到了合理的结果。同时,构造了第二类权重函数,并应用于气温距平场时间序列的订正,对订正前、后的距平场序列进行EOF(empirical orthogonal functions)分析,论证了订正后的结果优于订正前。

摘要:利用多种类型资料,对2009年6月29—30日引发鄂皖境内梅雨锋特大暴雨过程的天气形势和中尺度对流系统(MCSs)进行了初步分析,揭示了梅雨锋暴雨系统的多尺度结构特征,并用中尺度模式WRF对梅雨锋暴雨系统进行了9 km三重双向嵌套大区域精细模拟,再采用Morlet小波变换对模式输出进行空间带通滤波,分离出〖WTBX〗α、β和γ〖WTB1〗中尺度系统,对不同中尺度系统的热力动力三维空间结构特征进行了研究。结果表明:梅雨锋特大暴雨由梅雨锋上多个不同尺度的MCSs活动造成,这些不同尺度的MCSs在卫星云图和雷达回波上呈现出不同的特点。在〖WTBX〗α、β和γ〖WTB1〗中尺度上,梅雨锋暴雨中尺度系统在水平和垂直方向上的动力、热力结构特征存在着明显的差异,〖WTBX〗α、β中尺度系统具有明显的垂直环流,而γ中尺度系统则具有惯性重力波特征,往往嵌套在α、β〖WTB1〗中尺度系统内发生发展。最后,提出了典型梅雨锋暴雨系统的物理概念模型。

摘要:利用地基多普勒天气雷达数据,提出机载雷达扫描的模拟仿真算法,并建立了仿真扫描的理论模型。该模型利用数据分层几何投影,处理速度较快、精度较高,可应用于扇形扫描和圆锥扫描。在理想情况下,设计了消除地物回波的算法及多普勒速度退模糊的算法。试验表明,仿真回波可应用于机载气象雷达实际观测前的扫描方式可行性研究,有助于分析机载雷达探测的云雨回波特性。

摘要:由于高光谱大气红外探测器(AIRS)有2 378个通道,如何从众多的通道中提取主要的有用信息。针对这点,文中提出了基于主成分累计影响系数的通道选择方法。首先,进行通道的预处理。然后,考虑白天的通道组合,分别对温度和湿度雅可比矩阵进行主成分分析,得到每个通道对主成分的累计影响系数,根据累计影响系数的大小,进行通道排序。最后,考虑夜晚的通道组合,加入受太阳光影响的通道。最终得到白天和夜晚的入选通道子集。进行温度和湿度廓线反演的实验表明,该方法用于通道选择是可行的。

摘要:分析2000—2007年夏季卫星云图资料发现,在山东省区域性或大范围暴雨天气过程中,一些产生暴雨的中尺度云团的发展演变经历了由无组织到有组织、由不规则云形到规则云形的过程。为了更加凸现这种演变特征,对6例典型天气过程进行了分析。结果表明:造成山东暴雨的云团自组织过程多发生在7月;初始云块平均为5个左右;云团之间平均距离为200 km左右;源地多发生在山东、河南、河北三省交界及鲁西地区;1 h最强降水一般出现在自组织完成时刻或其前后3 h左右;云团从初始生成到自组织并直至消亡,整个过程约11 h。

摘要:根据涡旋自组织理论的研究成果,通过对天气背景以及卫星、雷达等资料的分析发现,在2008年8月25日早晨上海地区发生的一场雨强为百年未遇的强雷电和大暴雨天气过程中,确实存在着涡旋自组织现象。地面中低压的发展与中小尺度涡旋的组织、合并关系密切,而中低压的发展导致了剧烈而集中的降水发生,进而造成了上海地区的这场特大暴雨。此外,详细阐述了在业务预报中预报员如何应用涡旋自组织理论的相关成果来改进和提高暴雨预报的时效和准确度,显示该理论在业务应用中具有广阔前景。

摘要:2006年冬季在南京北郊盘城利用系留气球探测系统、自动气象站等仪器对雾日和非雾日的边界层进行了监测,对比分析了两者的边界层结构。结果表明,非雾日主要为单层贴地逆温,并时常出现短时的双层结构,雾发展成熟时逆温则脱离地面。与非雾日相比,雾日平均雾顶之上温度日较差增大,雾顶之下则减小。平均风速的时间—高度分布在雾日和非雾日类似,在稳定性边界层中风速随高度出现一个或者两个极大值区。温度和比湿在非雾日没有显著的对应性,而在雾体内具有较好的对应关系,在雾顶升降过程中反相关。较强的逆温、较低的温度和较小的近地层风速是南京冬季成雾的背景条件。

摘要:利用1992—2008年沈阳站和新城子站逐日4个时次的平均气温、平均风速、降水量、云量和能见度资料,对不同天气条件下沈阳的城市热岛效应进行研究。结果表明:除雾和浓雾天气条件下,沈阳城市热岛强度在08时最弱外,其他天气条件下均表现为20时最强,14时最弱;不同天气条件下,夜间城市热岛强度均高于白天;晴朗无风条件下昼夜城市热岛强度差最大,为073 ℃。四季相比,除雾条件下秋季城市热岛强度最强外,其他天气条件下均为冬季最强;除大雨条件下春季城市热岛强度最弱外,其他条件下均为夏季最弱。沈阳城市热岛强度随降水量的增加而减弱,随能见度的降低而减弱,随着风速的增加而减弱。白天和夜间两个时次的差值表现为,1～3级风夜间变化幅度大于白天,0级和4～5级风速有相反规律,其他天气条件下无明显规律。

摘要:分析和比较了20世纪90年代以来不同学者提出的阿留申低压(Aleutian Low,AL)四种强度指数(Ii,i=1,4〖TX-〗)、两种中心位置指数(〖WTBX〗λi〖WTB1〗、〖WTBX〗φi〖WTB1〗,i=3、4)的时频特征及其与同期北半球太平洋海面温度、气温、降水的相关联系。结果表明:1)强度指数Ii、i=2,4〖TX-〗演变特征最相似;20世纪70年代中期之前AL偏弱,之后AL偏强;近年来又出现AL偏弱趋势。因I1为5个月平均场中AL的强度指数,故它与Ii、i=2,4〖TX-〗差别较大。2)两种中心位置指数地理分布区域(〖WTBX〗λ〖WTB1〗c3,〖WTBX〗φ〖WTB1〗c3)大于(〖WTBX〗λ〖WTB1〗c4,〖WTBX〗φ〖WTB1〗c4),这与平均时段长短及中心位置指数定义差别有关。〖WTBX〗λ〖WTB1〗c4由偏西转向偏东较〖WTBX〗λ〖WTB1〗c3提早约5 a,它与Ii、i=2,4〖TX-〗的一致性更好。3)在强El Ni〖AKn~D〗o事件中,AL加强、中心位置偏东,强La Ni〖AKn~D〗a事件则相反。强度指数I2、I4和位置指数〖WTBX〗λ〖WTB1〗c4反映上述关系较好。4)AL偏强、偏东年,中纬北太平洋区域低温、少雨,北太平洋东北部至北美西北部气温偏高、降水偏多,而北美南部气温偏低、降水偏少;反之亦然。

摘要:基于2005年7月9—10日河南、安徽等地一次大暴雨的巨大影响,利用中尺度模式(MM5)对此次过程进行了模拟,并使用NCEP／NCAR再分析资料和模式输出产品作了多种物理量诊断分析,结果表明,贝加尔湖附近阻高、下游的东北冷涡及其伴随的高空槽造成了有利的环流形势,低层切变线及急流是此次暴雨过程的最主要影响系统。散度、涡度、垂直速度、螺旋度及位温的分布和演变反映出在此次降水发生过程中,暴雨区出现了很强的辐合上升运动,中低层大气层结不稳定性强,上下层大气物质交换强烈,在暴雨区上空螺旋度呈“下正上负”的垂直结构,螺旋度正的大值区对应强降水中心;水汽通量散度的分布说明暴雨区有充足的水汽供应,而锋生条件为降水的形成和维持提供了一定的能量。

摘要:结合影响起伏地形下太阳散射辐射的天空因素与地面因素,通过基于数字高程模型(DEM)数据的起伏地形下天文辐射模型和地形开阔度模型,综合考虑地面因素对散射辐射的影响;基于常规地面气象站观测资料建立的水平面散射辐射模型,考虑天空因素对散射辐射的影响;建立了起伏地形下浙江省散射辐射分布式估算模型;逐月计算了浙江省散射辐射(100 m×100 m)的空间分布。结果表明:散射分量分布与地理地形因子、季风影响、大气透明程度有关,由高纬向低纬逐渐增加;季节分布特点为,夏季>春季>秋季>冬季;坡度、坡向对散射辐射的分布影响小,但辐射值与开阔度呈正相关,各季辐射最大值分布在开阔度大处,最小值在开阔度最小处,不同季节有所伸缩。计算结果可以为气候变化和环境资源研究提供基础数据。

摘要:利用江淮2003年和华南1998年夏季持续性强降水典型个例，采用区域气候模式RegCM3模拟了强降水期间江淮、华南及孟加拉湾热源异常分布对西太平洋副热带高压短期位置东西进退及南北变动的影响。模拟证实：西太平洋副热带高压位置的短期变异与大气加热场及其配置有密切的联系。持续性强降水期间，副高西侧较远处孟加拉湾热源是诱导西太平洋副热带高压异常西伸的原因之一；华南强降水期间，华南和孟加拉湾热源的共同存在可使副高在季节性西伸过程中出现短期东撤；江淮强降水期间，江淮和孟加拉湾热源的共同存在会诱导副高异常西伸。但模式在模拟副高位置南北变动上效果并不明显，不能证实华南、江淮热源单独存在时对副高在南北位置变异上的阻碍作用。

摘要:利用北京、山西和河北三省市飞机在环北京地区探测的积层混合云微物理结构特征资料,结合卫星等宏观观测资料,分析了环北京地区积层混合云系空间云微物理结构特征。结果显示,冷锋云系前部,云内部微物理参数空间分布不均匀,2 700 m以上较大,垂直方向云粒子浓度和直径呈正相关关系,浓度极值间差7个量级,大滴粒子浓度差7个量级,降水粒子浓度差6个量级,水平方向云粒子浓度和直径分布不均匀,呈反相关关系。冷锋云系中部,云微物理参数垂直分布不均匀,在2 500～3 600 m和4 000 m以上高度层出现云粒子峰值,且云粒子浓度和直径呈反相关关系,云滴粒子浓度极值间差6个量级,大滴粒子浓度差7个量级,降水粒子浓度差5个量级,水平方向云粒子分布不均匀,云粒子浓度和直径呈反相关关系。冷锋云系前部,云粒子谱在4 800 m高度谱型为单峰谱,4 200 m高度谱型多峰分布,3 600 m高度谱型为双峰谱。云降水粒子谱三高度层谱型差异不大,4 800 m高度谱型为单调递减谱,峰值在小粒子端(≤100 〖WTBZ〗μ〖WTB1〗m),4 200 m和3 600 m高度谱型相似,为双峰谱,峰值分别在≤小于100 〖WTBZ〗μ〖WTB1〗m和230 〖WTBZ〗μ〖WTB1〗m处。降水粒子谱三高度层谱型相似,都为单峰谱,峰值相差不大。冷锋云系中部,云粒子谱在三高度层谱型差异较大,4 800 m高度谱型为单峰谱,峰值在小滴端,4 200 m高度谱型为单峰谱,峰值在15 〖WTBZ〗μ〖WTB1〗m处,3 600 m高度谱型为双峰谱,峰值分别在7 〖WTBZ〗μ〖WTB1〗m和30 〖WTBZ〗μ〖WTB1〗m处。云降水粒子谱三高度层谱型差异不大,4 800 m高度谱型为单调递减谱,峰值在小粒子端(≤100 〖WTBZ〗μ〖WTB1〗m),4 200 m和3 600 m高度谱型相似,为双峰谱,峰值分别在≤100 〖WTBZ〗μ〖WTB1〗m和200 〖WTBZ〗μ〖WTB1〗m处。降水粒子谱三高度层谱型相似,都为单峰谱,峰值相差不大。

摘要:通过计算日用电量气象变化率〖WTB1X〗l〖WTB1〗ml、日最大用电负荷气象变化率〖WTB1X〗l〖WTB1〗mh，分析了湖州市2006—2008年用电量及最大用电负荷的变化特征及其与气象要素的关系，着重研究了平均气温、最高气温、最低气温对用电量及最大用电负荷的影响，建立了日最大用电负荷、日用电量的预测模型。结果表明：用电量及最大用电负荷表现出年周期变化，且稳步递增，但月差异明显；不同月份不同气象因子对用电量及最大用电负荷的影响各有不同，〖WTB1X〗l〖WTB1〗mh、〖WTB1X〗l〖WTB1〗ml与气象因子相关性显著的月份集中在6—10月；在不同温度范围，气温对用电量及最大用电负荷的影响程度也不同，随着气温变化，用电量和最大用电负荷的变化率最大可达20％；在7月、8月，气温升高1 ℃时，〖WTB1X〗l〖WTB1〗mh、〖WTB1X〗l〖WTB1〗ml的变化最大，可达2％～5％。