摘要:利用FY2C卫星和探空反演得到的云结构特征参数,结合地面降水,研究了云顶高度、光学厚度、云粒子有效半径和云厚度等云结构参数与降水的关系,并分类研究了层状云和对流云在不同降水强度情况下,云参数的频数分布规律及其与降水的关系。结果表明:通常云厚大于5km、云底较低、云粒子有效半径较大时,地面易出现降水,若云顶高于10km、云光学厚度大于20且云中无夹层或夹层稀薄时,地面雨强多大于1mm/h;对于层状云降水,当云光学厚度大于17时,地面出现降水的概率较大,随光学厚度值增加,地面雨强呈增大趋势;对于对流云降水,云顶高度和光学厚度相关性较好,云光学厚度大于17且云顶高于7km时,地面出现降水的概率较大,当光学厚度大于20时,地面雨强明显增大;层状云和对流云的降水概率均随云顶高度和光学厚度的增加而增大,降水概率与云光学厚度的相关性更为密切,光学厚度小于10的云很难产生降水,而云光学厚度大于20时,层状云和对流云的降水概率都会显著增加;综合云体的高度、厚度和云光学厚度等云参量的组合特征,对分析判断地面降水落区和降水强度更加有效。

摘要:使用CCSM3(community climate system model version 3)模式的"淡水扰动试验"结果,对热盐环流强度减弱后中国区域冬、夏气候的不同响应特征进行了研究。结果表明:CCSM3可较为准确地再现中国附近区域表面气温及降水量的量值和分布形态。当热盐环流年平均强度减弱约80%之后,中国区域冬、夏季的表面气温与降水量显著降低,但冬、夏季的降低幅度与空间分布形态存在显著的差异。冬季的降温幅度较大且分布较为一致,平均降温幅度可达2.2℃,最大的降温幅度可达4℃;夏季的降温幅度相对较小且南北差异较大,平均降温幅度为1.3℃,最大的降温幅度为3℃。冬、夏季降水量的降低幅度都在6%左右,但其成因及其分布形态都存在显著差异。

摘要:以登陆内陆后维持时间长、暴雨增幅的热带气旋"碧利斯"(0604)为研究对象,利用"CMA-STI"热带气旋最佳路径数据集、NCEP/NCAR再分析资料及地面加密观测资料,讨论了西南季风与登陆台风耦合的暴雨增幅,分析了台风涡旋周围的水汽收支特征,发现净西风、净南风输送为暴雨提供了充足的水汽,在"碧利斯"登陆大陆减弱西行的过程中,西南季风对登陆台风的维持和暴雨增幅有重要影响。利用WRF(weather research and forecasting)模式模拟"碧利斯"登陆后的降水表明,该模式能够较好地模拟降水强度和暴雨落区,模拟路径与台风实际路径走向大体一致,但存在一定偏差;季风涌爆发时,台风中心南侧降水出现明显增幅。敏感性试验结果表明,降水强度对水汽输送大小较敏感,水汽输送减弱致使降水强度明显减弱,可见西南季风的水汽输送对暴雨的影响至关重要。

摘要:利用1971-2006年环杭州湾地区25个气象站的降水、温度和云量资料及全球CO₂年平均体积分数资料,采用LPJ全球动态植被模式(Lund-Potsdam-Jena Dynamic Global Vegetation Model),通过模拟环杭州湾地区的植被年净初级生产力(Annual Net Primary Productivity,ANPP),分析了该地区ANPP的变化特征,并探讨了植被ANPP变化的可能原因。结果表明:1)就环杭州湾地区,36a间植被ANPP均表现出不同程度的增加,尤其以嘉兴市北部、绍兴市东部较明显;全区平均增加速率为1.5243g·m^-2·a^-2;2)通过多元线性回归分析发现,环杭州湾地区平均云量与植被ANPP的关系最为密切,偏相关系数为-0.5175,而温度、降水与植被ANPP的关系不明显;同时,植被ANPP对气候变化的响应存在一定的地域性差异;3)在全区平均情况下,36a间由温度下降、降水增加、云量减小、CO₂体积分数升高引起的植被ANPP变化趋势分别为-0.0813、-0.0171、0.7601、0.8673g·m^-2·a^-2,其对应的贡献率分别为-5.18%、-1.09%、48.38%、55.21%。由此可见,该地区植被ANPP变化的主要强迫因子是CO₂体积分数和云量,而降水变化对植被ANNP的变化作用不大。

摘要:2008年7-10月在中国科学院大气物理研究所采集气溶胶样品,用离子色谱进行水溶性无机离子分析,并对其组成、质量浓度变化特征、相关性及存在形式、来源解析等方面进行研究。结果显示,整个采样期间,SO₄^2-、NO₃^-和NO₄⁺是最主要的水溶性离子,主要以(NH₄)₂SO₄和NH₄NO₃形式存在;SO₄^2-、NO₃^-和NO₄⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的相关系数都较高,具有很好的同源性。NO₃^-/SO₄^2-质量浓度比值表明,奥运前,固定源(燃煤)对水溶性离子的贡献大于流动源(机动车),而奥运期间和奥运后则相反。因子分析表明,交通、燃煤、土壤、建筑尘和生物质燃烧源是采样期间北京大气污染的主要来源。

摘要:强对流降水是天津地区重要的灾害性天气,为了研究该类天气发生发展的动力学、热力学机制,利用NCEP/NCAR再分析资料和FY-2C卫星逐时TBB资料对2008年6月25日天津的强对流降水过程进行研究,然后利用WRF(weather research and forecasting)中尺度数值模式对该次强对流降水过程进行数值模拟和诊断分析。结果表明:中尺度露点锋是该次强对流降水的重要机制,其对应的低层气流辐合所形成的强烈上升运动及相对应的强烈发展的对流云团,是此次天津强对流降水的直接影响系统;对流有效位能等参数的变化非常好地反映出此次强降水天气的发生和发展特征;较大的相对螺旋度与此次强对流天气的发生对应也较好。由此认为,中尺度露点锋锋生的动力学、热力学过程是此次强对流降水天气发生发展的重要机制。

摘要:利用机载PMS(Particle Measuring Systems)测量系统,对2008年10月4-5日石家庄地区一次冷锋降水云系的3次气溶胶和云粒子探测资料进行了分析。结果表明,冷锋过境降水前后,气溶胶粒子分布差异较大。降水发生前,气溶胶粒子平均数浓度约为10³cm^-3,平均直径为0.95μm;气溶胶主要集中于3000m高度以下的对流层低层,云内气溶胶数浓度明显减少。降水发生后,气溶胶粒子平均数浓度约为10²cm^-3,比降水前约小1个量级,平均直径为1.28μm;气溶胶主要集中于1200m以下的近地面层,其数浓度随高度增加而降低。气溶胶粒子浓度在低层云区内水平变化较小,而在无云区和云下近地层水平起伏较大。云粒子平均浓度比气溶胶小1~2个量级。气溶胶粒子平均谱主要呈双峰型,而云粒子谱主要为单峰型。

摘要:利用欧洲中期天气预报中心逐日客观分析资料、常规观测资料、FY2C卫星、雷达和区域加密自动站资料,对2009年6月28日夜间发生在贵州省水城县发耳乡特大暴雨天气进行分析。结果表明,2009年6月28日贵州省水城县发耳乡特大暴雨的发生,有南支槽、中低层切变和强盛的西南暖湿气流等天气条件的有效合理配置;强降水的落区与中-γ尺度云团有很好的对应关系,云团的移动、合并、发展、停滞以及减弱能很好地指示降水的落区及强度;产生于低层辐合区的强对流回波单体在位于水城县西北部的乌蒙山脉(主峰2901m)的阻挡下在发耳乡附近停滞不前,使水城县中部以南地区降水雨团合并加强,这是发耳特大暴雨形成的重要原因;发耳特殊的地形,使得其附近流场发生变化,不仅使地形性垂直上升运动加强、维持,而且也使得水汽不断向云内卷入,延长了暴雨云团在其上空的停留时间;喇叭口地形的收缩作用也加强了迎风坡的辐合上升运动;区域自动站的资料显示,中小尺度天气系统对水城县发耳乡及附近降水雨团的形成和加强起到了重要作用,并对此次特大暴雨的短时临近预报具有指示意义。

摘要:基于百分位方法,首先通过构建气候等概率区间得到了位势高度场极端天气事件区分方法,并给出了相应的预报结果检验评价方案;以此为基础,对2003年夏季亚欧区域的500hPa位势高度场极端天气事件的NCEP集合概率预报效果进行了深入分析,得到如下结论:1)分析时段和区域内的极端事件的发生频率比气候平均状况略偏高。NCEP集合预报系统对异常偏低的极端事件的预报易偏高,但相对比较可靠;对相对异常偏高极端事件的预报频率随着预报时效的增大而减小,时效小于3d时预报频率偏高,时效大于5d时显著偏低,预报可靠性相对差一些。2)EV(economic value,经济价值)分析表明,NCEP集合预报系统对偏高(低)极端事件的概率预报效果明显高于正常天气事件。3)预报命中率分析表明,在高概率阈值下,预报命中率较低,这与预报系统在部分个例中的不发散有关。随着概率阈值的降低,预报命中率稳步提高,说明集合成员的发散使之可以覆盖实况可能出现的区间,从而得到更好的预报效果。

摘要:利用卫星云图、多普勒天气雷达资料和高空风等各种天气学资料,对2009年6月8-9日广西、贵州、以及和湖南交界地带的一次暴雨过程进行了综合分析。结果表明,暴雨是由中尺度对流复合体东移、β中尺度强对流云团发展、以及二者合并造成的;地面α中尺度低压带配合α中尺度纬向切变线的生成,为中尺度对流复合体(mesoscale convective complex,MCC)的东移发展、β中尺度强对流云团的发展、以及二者的合并创造了有利条件;地面能量比低值舌的活动是MCC和β中尺度强对流云团生成和发展的触发机制之一;在多普勒雷达径向速度图上,MCC的生成和发展,伴随西南低空急流的建立和维持,大范围的逆风区的生成;MCC的消亡,伴随西南低空急流的减弱和消失,对应西北气流建立和东扩。MCC发展期和β中尺度强对流云团发展期、MCC消散期和β中尺度强对流云团消散期的涡度收支以及视热源和视水汽汇有很大的不同。

摘要:采用WRF(weather research and forecasting)模式输出资料、NCEP/NCAR1°×1°再分析资料以及地面站降水资料,对2009年7月31日至8月1日四川省一次暴雨过程进行了分析。结果表明:水汽辐合区与降水区基本一致;散度场、水汽通量和水汽通量散度对降水具有较好的指示作用。在降水之前的6h中,降水中心上空的大气层结基本稳定,这种层结条件并不利于对流运动发生和发展;但是通过对散度场、非线性平衡方程和理查森数的分析,发现在暴雨开始前存在着中尺度重力波,它激发了对流运动的发展,而对流运动对暴雨的发展起到了主要作用。这说明,在整个暴雨过程中,只有同时考虑中尺度重力波与对流运动的相互作用,才能较完整地解释雨带的强度和特征得以发展和维持的原因。

摘要:利用NCEP/NCAR再分析资料,分析了南北涛动(Interhemispheric Oscillation,IHO)与北极涛动(Arctic Oscillation,AO)和南极涛动(Antarctic Oscillation,AAO)的联系。分析表明:1)北极涛动(AO)、南极涛动(AAO)与全年各自半球中高纬度地表气压变化密切联系。其中,AO冬季强度最强,且在春季、冬季的影响范围大。而AAO对南半球中高纬的地表气压变动影响更为明显,其在夏季影响范围最大。2)南极涛动(AAO)与南北涛动(IHO)有很好的同期相关性,南极涛动可部分解释南北涛动的形成。IHO与AO存在不显著的负相关,南北半球中高纬大气运动具有相对独立性。3)南北涛动(IHO)与全球较大范围内的地面气压变化有关,而去除AAO信号后,夏季在南极地区原显著相关区显著减少,夏季AAO与IHO存在密切联系。4)南北涛动(IHO)主要与春季、秋季和冬季亚洲、欧洲北部地面气温关系密切。秋季最强,春季次之,冬季最弱。夏季IHO与全球地面气温没有较好的联系。亚欧大陆北部的热力作用可能部分地解释了南北涛动的形成。

摘要:利用东北地区91站1961-2010年逐日降水资料,讨论东北地区汛期极端降水量的非均匀性分布特征。结果表明,东北地区极端降水量呈现由南向北逐渐减少的分布特征;极端降水主要集中出现在7月,东北地区中部极端降水出现相对比较分散,东北东部、北部、西部和南部出现比较集中;东北地区汛期纬度偏低地区极端降水量偏多,极端降水发生较晚,且较为集中,纬度偏高地区则反之。汛期极端降水量与集中度存在显著的负相关关系,即汛期极端降水量越多,极端降水越集中,特别是嫩江、松花江流域。

摘要:利用地面加密自动站和多普勒天气雷达资料,对2006年7月3日发生在盐城的龙卷和短时强降水等强对流天气过程进行了详细分析。结果表明:此次强对流天气发生的天气背景是江淮梅雨期暴雨形势,即高空东移的西风槽、中低空西南急流以及强烈的对流不稳定。地面中尺度涡旋的发展、维持为强对流天气的产生提供了持续强劲的上升运动;龙卷发生在非超级单体风暴中低层反射率因子梯度区上,在平均径向速度图上出现了明显的小尺度涡旋特征。另外,西太平洋副热带高压和赤道辐合带上活动的3个热带系统为短时强降水提供了超常的充沛水汽,短时特大暴雨发生在中低空急流增强到最强并开始减弱的时段内,与大于50dBZ的强回波面积的变化关系密切。