摘要:利用东亚清洁背景站近地面臭氧观测资料,结合风场和降水资料,分析东亚各地区臭氧的多年季节变化特征,并探讨东亚太平洋地区臭氧的季节和年际变化与季风的关系以及影响近地层臭氧的主要因子。结果表明:东亚大部分地区与北半球背景站观测一致,近地层臭氧季节变化表现为春季最高、夏季最低的特征;但在东亚中纬度33~43°N,臭氧表现为夏季最高,而在东亚20°N以南地区臭氧则表现为冬末、春初最高。东亚太平洋沿岸近地面臭氧的季节变化主要受东亚冬、夏季风环流的季节变化控制。该地区不同纬度上春季峰值出现时间的差异与亚洲大陆春季不同时期污染物输送路径的差异有关。对东亚太平洋沿岸对流层顶附近位势涡度、高空急流和垂直环流季节变化的分析表明,冬春季可能是平流层向对流层输送的最强期,对近地面臭氧贡献最大。初夏至秋季(5-11月),平流层向对流层输送较弱,对近地面臭氧贡献较小。东亚太平洋地区夏季风爆发的时间和强度以及季风环流型的年际差异是导致该地区春、夏季臭氧年际变化的主要原因;而季风降水和云带位置以及平流层-对流层交换是造成臭氧年际变化的其他原因。

摘要:采用青海省东部农业区1961-2010年6-9月雷暴日数、降雹日数及雹灾面积资料,利用气候变化趋势分析、历史回归分析及显著性检验等方法,分析了近50 a雷暴日数、降雹日数的变化趋势,以雷暴日数变化趋势的最优显著性拟合值为自变量预测了降雹日数的自然变化趋势,并由降雹日数趋势值与自然趋势期望值的差异显著性检验定性说明了气候变化背景下人工防雹效果,通过雷暴日数和雹灾面积的历史回归分析及显著性检验定量估计了人工防雹效果。结果表明:在自然背景也发生同样趋势性变化的情况下,降雹日数在1961-1990年没有显著的减少趋势,未能检验出显著的人工防雹效果;1991-2010年减少趋势显著,通过了0.001信度的显著性检验,人工防雹效果显著。1991-2010年青海省东部农业区平均人工防雹减灾率为52.6%,可信度为95%,但具体年份之间差异较大。

摘要:利用美国DMT公司生产的连续气流单过饱和度云凝结核计数器对华北部分地区地面和空中云凝结核(CCN)进行了观测研究。地面观测结果表明,太原由于污染严重CCN数浓度高于石家庄。CCN数浓度日最大值、日平均值均随过饱和度的增加而增大。CCN数浓度具有明显的日变化特征,与气象因子、人类活动有关。降水对地面CCN具有明显的冲刷作用。利用关系式N=CS^k拟合太原地面CCN活化谱,C>2 200 cm^-3,k<1,C、k值很高,属于典型的大陆型核谱。飞机观测资料显示,CCN主要来源于地面,数浓度随高度增加明显减少。高空风向发生变化时,长距离气团输送提供CCN二次源。云对CCN有消耗作用,云内CCN比云外明显减少。

摘要:以敦煌戈壁站2004年6月和2008年8月的常规观测和超声观测为例,分析了西北干旱区戈壁下垫面夏季热力输送的一般过程及特征。首先评价了湍流通量的观测质量以及仪器观测的地表能量通量闭合问题,结果表明敦煌戈壁站的观测在白天总体较好。夏季地表能量通量的平均日变化显示,潜热通量整天都很小,可以忽略,白天到达地表的短波辐射以及地表向上的长波辐射非常强,地表净辐射主要转化为感热输送(敦煌戈壁站在中午时平均分别达380 W·m^-2以上和250 W·m^-2以上);夜间土壤释放热量以平衡地表的辐射冷却,感热通量略低于0。白天时地表大气经常触发自由对流活动,影响动量通量的观测质量,并有效输送地表热力至上层大气中,有助于形成超厚大气边界层。分析了戈壁下垫面的动量粗糙度特征和热力粗糙度特征(敦煌戈壁站动量粗糙度约为0.6 mm),热力粗糙度基本小于动量粗糙度一个量级,这符合目前对干旱区戈壁下垫面热力输送特征的初步认识。

摘要:利用政府间气候变化委员会第四次评估报告(IPCC AR4)中的10个耦合模式CO₂加倍试验和控制试验的模拟结果,分析了全球变暖背景下中国水分的变化。结果表明,随着全球变暖,东亚夏季风增强,冬季风减弱,使得冬夏季向中国区域输送的水汽都增强;中国区域降水,夏季除长江流域外基本都增加,冬季除华南外都增加。夏季降水蒸发差(P-E)除了在东北和南方增加外,从长江流域一直到西北有一带状减小带;冬季几乎所有模式的P-E表现为北方增加、南方减小。在全球变暖背景下,降水、蒸发和径流的综合结果以及积雪的作用使得土壤湿度在干旱区增加,且冬季干旱区土壤变湿的强度和范围大于夏季,然而在其他区域土壤湿度减少。上述结论是基于多模式集合平均结果,对未来气候的预估具有一定的参考价值,然而模式间存在较强差异性,仍具有较大不确定性。

摘要:利用NCEP/NCAR再分析资料及NOAA的OLR资料,研究了春季南亚高压在中南半岛上空建立与500 hPa副高在孟加拉湾上空断裂的关系。结果表明,南亚高压建立之前,对流从"海洋大陆"向北推进,首先在中南半岛建立;而孟加拉湾地区由于青藏高原感热作用在对流层中低层形成一个反Hadley环流型的局地经圈环流,15°N附近500~700 hPa有下沉运动中心,它抑制了孟加拉湾对流的建立,也不利于500 hPa副高带断裂。南亚高压在中南半岛建立之后,位于高压中心西南侧的孟加拉湾上空出现一个强的辐散中心,孟加拉湾地区15°N附近的下沉运动消失,对流发展起来,降水量增加并释放大量潜热,非绝热加热中心位于500 hPa,此时副高脊线断裂。因此,高层南亚高压建立所产生的辐散运动很可能对孟加拉湾上空500 hPa副高带断裂及对流建立起到了触发作用。

摘要:利用中国国家气象信息中心提供的华南89个代表站1969-2008年逐日降水资料,对华南后汛期(7-9月)极端降水时空演变特征进行研究。结果表明:多年平均总降水量、强降水量、降水频率、强降水频率以及暴雨频率与强降水量阈值空间分布一致,广东和广西的南部及福建西南部为大值区;强降水量、降水频率及暴雨频率很大程度影响着华南后汛期总降水量的空间分布。强降水量、强降水频率、暴雨频率对后汛期总降水量的时间变化有很好的指示意义。华南后汛期极端降水在1992-1993年发生一次明显的年代际转折,1993年以来各指标的均值(除降水频率外)和方差均显著增加,华南发生极端旱涝的情况增多。另外,转折前后两个时段的总降水量、降水频率均呈减小趋势,但减小显著的区域有一定差异。

摘要:利用江淮流域29个代表站点1961-2000年逐日最高温度、最低温度和逐日降水资料,以及NCEP逐日大尺度环流场资料,引入基于多元线性回归与随机天气发生器相结合的统计降尺度模型SDSM (statistical downscaling model),通过对每个站点建模,确立SDSM参数,并将该模型应用于SRES A2排放情景下HadCM3 和CGCM3模式,得到了江淮流域各代表台站21世纪的逐日最高、最低温度和降水序列以及热浪、霜冻、强降水等极端气候指数。结果表明,当前气候下,统计降尺度方法模拟的极端温度指数与观测值有很好的一致性,能有效纠正耦合模式的"冷偏差",如SDSM对江淮平均的冬季最高、最低温度的模拟偏差较CGCM3模式分别减少3℃和4.5℃。对于极端降水则能显著纠正耦合模式模拟的降水强度偏低的问题,如CGCM3对江淮流域夏季降水强度的模拟偏差为-60.6%,但降尺度后SDSM-CGCM3的偏差仅为-6%,说明降尺度模型SDSM的确有"增加值"的作用。21世纪末期在未来SRES A2情景下,对于极端温度,无论HadCM3 还是CGCM3模式驱动统计模型,江淮流域所有代表台站,各个季节的最高、最低温度都显著增加,且以夏季最为显著,增幅在2~4℃;与之相应霜冻天数将大幅减少,热浪天数大幅增多,各站点冬季霜冻天数减少幅度为5~25 d,夏季热浪天数增加幅度为4~14 d;对于极端降水指数,在两个不同耦合模式HadCM3和CGCM3驱动下的变化尤其是变化幅度的一致性比温度差,但大部分站点各个季节极端强降水事件将增多,强度增强,SDSM-HadCM3和SDSM-CGCM3预估的夏季极端降水贡献率将分别增加26%和27%。

摘要:利用中国华东地区90站点1960-2009年夏季(6-8月)逐日降水资料,分析了近50 a来华东地区各类极端降水事件的强度和发生频次的年代际变化。结果表明:华东地区极端降水事件年代际变化特征明显。近20 a来,不论是极端降水事件的平均强度还是发生次数都要明显高于前30 a;1990年代是极端事件多发且强度较强的年代;华东区域极端强降水过程事件的连续降水日数多在9 d以下,而极端连续降水日数事件基本在9 d以上;较之华东地区其他区域,福建地区存在更多的强度大、持续久的降水过程;华东地区最大极端降水量出现在江西北部与安徽南部的交界区域。极端降水事件频发带存在南北摆动的年代际变化,这一特征在极端日降水事件和极端强降水过程事件上表现得更为明显。同时,存在两个极端事件频发带,分别位于长江流域附近。在后3个年代,这两个频发带呈现出分-合-分的年代际变化特征。

摘要:利用美国联合台风预警中心(Joint Typhoon Warning Center,JTWC)热带气旋(tropical cyclone,TC)数据、NCEP/NCAR再分析风场资料,研究了越赤道气流准双周振荡对西北太平洋台风路径的调制作用。将西北太平洋台风路径划分为:西行路径、西北行路径、转向登陆中国路径、转向中日之间路径、转向登陆日本路径、转向日本以东路径和140°E以东路径。利用超前滞后回归方法,合成分析了6-10月不同路径台风对应的越赤道气流准双周振荡的低频环流演变过程。结果表明,925 hPa越赤道气流及与其相联系的经向风存在明显10~20 d准双周振荡现象,且对西北太平洋台风路径预报具有一定的指示作用。在西太平洋赤道地区,低频越赤道气流强度、演变特征影响着西北太平洋低频气旋的位置和移动方向,调节风场强辐合带与季风槽的位置与强度,继而对台风生成位置、移动路径产生重要的影响。初步认为,强向北低频越赤道气流分量有利于北侧低频气旋加强和向北传播,继而使得强辐合带、季风槽位置偏北,台风易于在此区域生成且沿着强辐合带位置移动,而弱向北低频分量或向南低频分量则不利于台风转向移动。

摘要:应用2008年天津市14个自动气象站逐小时资料和6 h一次的地面常规资料,对天津城市热岛效应的时空特征进行了分析,结果表明:天津市热岛强度的日变化、月变化和年、季特征显著,且天津市热岛强度与城郊站的选择方法有密切关系。通过多元线性回归方法,分析了天津市热岛强度与云量、云高、风向、风速和相对湿度这5种气象要素的相关性,发现风速是影响天津城市热岛效应的显著气象因子,但总体而言气象要素对天津城市热岛效应的影响相对较小。

摘要:介绍一种基于图像熵和自动分割技术的卫星云图阈值分类方法,重点解决普通阈值法中阈值不确定性的问题。采用自动分割方法进行云图的划分,结合图像纹理特征信息,通过统计分析来确定具体的阈值。将该方法应用于2007年7月上旬淮河流域的暴雨过程,并与美国GOES卫星分层阈值进行类比,分析了两种阈值与地面实况降水间的关系。结果表明,该方法能够在卫星估算降水过程中增强对不同类型降水的识别能力,是一种有效的卫星云图分类方法。