摘要:

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摘要:利用政府间气候变化专门委员会第5次评估报告(IPCC AR5)耦合模式相互比较计划第5阶段(CMIP5)中所包含的8个模式资料,对长江中下游强降水的气候特征在21世纪的变化进行预估,并与此前基于第3阶段(CMIP3)的7个模式的预估结果进行了对比.所用资料既包括模式对20世纪的历史模拟,也包括它们在未来高、中、低三种排放情景(即RCP8.5、RCP4.5、RCP2.6三种代表性浓度路径)下的预估试验资料.结果表明:1)不同模式的预估结果有较好的一致性.相对于20世纪最后20 a (1980—1999年),21世纪不仅强降水事件频次、强降水事件的平均强度增加,且年际变率也有所增强.就增加幅度而言,西部强度较小,东部强度较大.2)就不同排放情景相互比较而言,在低排放情景和高排放情景(RCP2.6和RCP8.5)下,降水强度和频次的增长均比在中等排放情景(RCP4.5)下大.3)与之前CMIP3的结果相比,尽管二者均预估未来降水强度和频次增长,但二者增加幅度的空间分布并不一致.在CMIP5中,表现为自西向东幅度递增的特点,而在CMIP3中则中部地区增幅最大.

摘要:利用1951—2010年我国江淮流域11个测站夏季(6—8月)降水资料和NCAR提供的北半球月平均海平面气压场资料以及相关的西太平洋副高指数资料,采用Morlet小波变换、交叉小波变换及相关分析等方法讨论了降水准两年振荡现象的年际变化规律及其与东亚夏季风、副高的关系.结果表明,准两年振荡分量在江淮地区夏季降水场的年际振荡中十分重要,且经历了由强到弱再到强的变化过程;同时降水与夏季风强度及副高脊线位置的准两年变化均存在较好的同期相关,彼此间的相互影响还体现在年际尺度上,并分别在4 a和1 a时间尺度上有明显的滞后、 超前关系.

摘要:基于1960—2012年的地面常规气象指标、大尺度气候指数和NOAA气候分析产品,利用功率谱周期分析、时间尺度分离分析和交叉检验的逐步回归分析等,把吉林省春旱期(4—5月)降水量分离成不同时间尺度的值,并在年代际尺度和年际尺度下分别找到显著相关的影响因子.结果表明:吉林春旱期降水存在着2~4 a的年际变化和10 a左右的年代际变化.在年代际尺度上,4月降水与前期3月南半球环球状态指数以及俄罗斯东部高纬地区的低空经向风有关,5月降水与同期北半球环球状态指数和前期4月太平洋中高纬环流有关;在年际尺度上,4月降水与前期3月混合ENSO指数和同期当地相对湿度、华东华北沿海地区的低层经向风有关,5月降水与同期北大西洋涛动指数以及局地相对湿度、地面气压有关.利用选出的影响因子对降水进行预报,估计值和真实值的相关系数分别为0.67(4月)和0.81(5月),且选择合适的影响因子比模型结构更加重要.

摘要:利用高分辨率区域气候模式RegCM3对华北地区1991—2002年夏季气候进行了数值模拟,对照中国台站的实测资料,对模拟的华北地区夏季降水、温度进行了较为全面的比较,以检验模式的模拟性能.对平均场的模拟结果检验认为,该区域气候模式对华北地区夏季降水的空间分布模拟存在一定的误差,河套地区及黄河以南地区降水量接近实况,沿着太行山脉及东部沿海地区降水量明显偏多.模式对温度的模拟误差较小,较好地再现了气温的空间分布特征,但山西及以北地区模拟的温度略偏低.模式能够较好地模拟出华北地区夏季降水和气温的年际变化,成功再现了该区域降水和气温的异常变化.模式能够成功模拟出该区域降水和气温日变化特征,特别是对于逐年夏季的降水日变化过程的峰值和谷值均有成功表现,对于典型年份华北地区较强降水过程中降水发生的时间、落区、强度等也有再现能力,不足的是模拟的降水量比观测偏大.对于模式误差是否与地形或模式积云对流参数化方案等有关,需要进一步探讨.

摘要:基于1948—2012年NCEP/NCAR月平均再分析资料,采用9 a滑动平均、EOF分析及合成分析方法,研究了我国东部夏季水汽输送的年代际变化特征.结果表明:6—8月水汽输送由强转弱发生在1975年前后,水汽输送异常显著区域主要位于东部地区;6月南海到我国东部地区的水汽输送存在年代际变化,7月孟加拉湾、南海和西太平洋(8月印度洋、南海和西太平洋)到我国东部的水汽输送同样存在年代际变化;6—8月年代际变化前后水汽输送矢量分布与相应月份水汽输送通量年代际特征向量场的空间分布基本一致;显著的水汽通量散度辐合区位于华中以西经华北到东北地区,长江以北水汽辐合(辐散)异常显著区域由风场的辐合(辐散)异常和水汽平流异常共同造成,长江以南地区水汽辐合(辐散)异常显著区域主要由风场的辐合(辐散)异常造成.

摘要:利用中尺度WRF模式对2008年6月30日—7月1日生成于川东南地区的一个西南低涡的发生发展过程进行了数值模拟研究.模拟结果显示低涡首先出现在850 hPa上,几个小时后700 hPa上才有低涡生成,850 hPa低涡的形成与西南低空急流有着密切的联系.通过ω方程的诊断分析表明,涡度的水平平流项和辐散项对850 hPa低涡的形成起主要作用,而潜热释放对850 hPa低涡的形成作用不大;潜热加热是700 hPa气流不断辐合从而形成低涡的主要因子.干敏感性试验研究进一步证实了潜热释放对850 hPa低涡的影响不明显,但是会导致700 hPa上气旋性的切变加强辐合从而形成低涡.

摘要:利用WRF V3.1.1中尺度数值模式,对2004年梅雨的建立过程进行了模拟,详细分析了6月14、15日梅雨建立过程中大规模城市化对降水及梅雨锋垂直结构的影响.研究表明:将城市改为农田后,模拟的6月14日几个降水中心的降水量明显减小,西北方降水明显增多,模拟的梅雨锋与控制试验有相似的热力结构特征,但高θ_se舌区的强度比控制试验要弱,即上升运动变弱,对流不稳定度及湿度小于控制试验,梅雨锋锋区的位置比控制试验略为偏北;模拟的6月15日安徽中部降水中心的降水量明显减小,其以西的降水明显增多,梅雨锋结构、锋区位置与控制试验类似,但800 hPa上θ_se低值区(336 K)的范围比控制试验大,几乎覆盖26~32°N,导致高θ_se舌区对流不稳定度偏小.

摘要:综合利用T213再分析资料和高时空分辨率观测资料包括地面区域逐时加密观测资料,对2007年8月8—9日陕西关中特大暴雨过程的环境条件和中尺度系统进行了分析.天气学分析表明:500 hPa西太平洋副热带高压和青藏高原高压形成的高压坝在陕西中部断裂形成东北—西南向切变线、250 hPa西风急流入口区右侧发散场和700 hPa东西向切变线相互配合是特大暴雨形成的有利环境条件;低层风向快速变化使关中暴雨区低空水汽经历了减小—突然增加—快速减小的过程,关中周围水汽通过偏东气流输送至暴雨区为暴雨的发生提供了水汽和位势不稳定条件,而水汽的快速变化又形成关中暴雨的突发性和历时短而强的特征;高空反气旋涡度的发展形成强烈的“抽吸作用”、双圈垂直次级环流和强垂直上升运动及其两侧的弱下沉运动形成的不对称结构是暴雨形成的动力机制.强降水的中尺度特征分析显示:强暴雨是由一个中α尺度对流系统(MαCS)的发生发展产生的,MαCS又是由2个中β尺度对流系统(MβCS)合并发展而成,其内部对流单体的发展合并和独立加强形成岐山、礼泉和高陵3个大暴雨中心,这些对流单体的发展是由地面中尺度辐合系统产生的,强降水的强弱与地面中尺度辐合系统的强弱有很好的对应关系,地面中尺度辐合系统的形成和加强可能是强降水的触发机制和增幅原因之一.

摘要:应用常规观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析了2007年3月3—4日东北南部特大暴雪的动力机制,结果表明:850 hPa低涡切变线附近对应着强降雪中心,其辐合抬升作用最明显,是本次过程的主要影响系统和成功预报的关键;涡度变率更能准确反映出暴雪切变线生成、发展的物理机制,且对于强降雪中心的位置和强度变化具有一定的预报意义;在涡度变率的各影响项中,700~900 hPa正涡度区的强辐合项是正涡度倾向的主要强迫源,低层涡度增加,在强上升运动的作用下向上输送,使系统发展,从动力机制上进一步说明本次过程中主要影响系统的作用;涡度变率中绝对涡度平流项与各层高空槽移动或强度变化有关,反映了暴雪过程中各高度影响系统的垂直结构变化;而扭转项在低层一直产生负贡献,说明上升运动在水平方向的不均匀形成负涡度倾向,不利于系统的发展.

摘要:利用多普勒雷达和风廓线雷达资料,辅以高分辨率的地面自动气象站资料,对2012年7月25—26日天津地区的一次大暴雨(局部特大暴雨)过程进行扰动特征分析.结果表明:1)大暴雨过程的雷达回波表现为高质心结构,气旋式辐合与对流中上升气流及后侧下沉气流紧密相连,表现出较好的对流组织性,也预示强降雨将持续发展.逆风区的维持与伸展的高度可作为暴雨预报的先兆信号.2)地面辐合线与雷达回波上对流单体出现“列车效应”的区域有很好的一致性.地面形成的气旋性闭合环流和中小尺度环流辐合作用的稳定维持是产生大暴雨的重要因素.3)由风廓线资料可详细分析出暴雨过程中低空急流及边界层急流的扰动过程.在强降雨发生前,急流强度明显增强,与雷达回波上的“列车效应”是一致的,但比雷达更早出现.风廓线资料中低空急流和边界层急流的增强态势,对大暴雨短时临近预报具有很好的指示意义.

摘要:根据江苏省1960—2009年54个气象台站常规气象观测资料,利用Penman-Monteith公式计算了全省各地区50 a的逐日潜在蒸散量,结合逐日降水量,推算出了相对湿润度指数值,并采用国家标准《气象干旱等级》(GB/T20481-2006)中的相对湿润度分级指标对全省干湿状况进行了评估,分析其时空变化特征.研究表明:1)就全年而言,江苏省半干旱区与湿润区各占50%左右的面积,其中淮北、江淮北部、苏北沿海的北部为半干旱区,江淮南部、苏北沿海的南部、沿江、苏南地区为湿润区;2)降水量和潜在蒸散量是影响相对湿润度指数的两个关键因子,降水量的变化对相对湿润度的时空分布起着主导作用,潜在蒸散量起着辅助作用.3)江苏省1 a中冬季的南北气候干湿反差最大、夏季最小,湿润区范围夏季最大、秋季最小,半干旱区范围秋季最大、夏季没有,干旱区范围春季最大、夏季和秋季没有.夏季气候最湿润、春季气候最干燥.4)淮北和苏北沿海地区的相对湿润度指数年变化呈“单峰型”,江淮、沿江和苏南地区的年变化呈“双峰型”,苏北沿海地区相对湿润度年内变化最大,沿江地区最小.

摘要:利用中国科学院大气物理研究所发展的九层大气环流模式(简称IAP 9L2°×2.5°-AGCM)分析了大气初始场对短期气候数值预测的影响,分别从实际观测海温、海冰的外强迫和气候态海温、海冰的外强迫出发,进行两组集合回报试验,每组包含3个试验,分别将实时NCEP-Ⅱ资料和对NCEP-Ⅱ资料经5 d平滑、11 d平滑后的资料作为大气初始场,进行17 a(1988—2004年)集合回报试验,采用相关分析方法对试验结果进行对比分析.结果表明,比较相关系数定量检验出大气初始场对热带地区可预报性影响较小,而对中、高纬度地区影响很大.通过对6个试验中对应气象要素在对流层各层距平时间相关系数以及17 a空间异常相关系数均值比较分析发现对东亚(中国)地区夏季气候而言,NCEP-Ⅱ资料经5 d平滑后生成的大气初始场对应回报试验结果相对最好.

摘要:利用新一代中尺度研究和预报模式(Weather Research and Forecasting Model,简称 WRF)分别耦合多冠层、单冠层和平板模式三种情况进行南京地区2007年8月1日的天气过程模拟,分析不同城市冠层方案对南京气象场的模拟效果.在此基础上,结合模拟效果最好的城市冠层方案,研究南京城市下垫面的变化对其热岛的影响.结果表明:多冠层方案对近地面气温、10 m风场的模拟效果最好;城区的扩张使南京地区近地面气温升高,主要表现为城市区域夜间升温显著,并且导致热岛强度明显增强;城市扩张后,城区白天风速大范围地减小,同时热岛环流更加显著,且具有明显的城市热岛的“下游效应”.

摘要:西北太平洋对流层低层大尺度低频环流季风涡旋与台风生成有密切的关系.利用时间滤波方法将季风涡旋和台风环流从逐日台风风场中分离出来,对两次季风涡旋活动个例分析发现,气旋初始扰动都首先出现在季风涡旋中心东部,一次季风涡旋活动可以伴随着一个或几个热带气旋的生成.通过进一步分析2000—2009年季风涡旋活动与热带气旋的生成关系发现,虽然季风涡旋的定义与环流强度和持续时间有关,但是热带气旋的生成位置大多数分布在季风涡旋的中心和东部,这可能与季风涡旋的Rossby波能量频散有关.

摘要:针对风电场风功率预测所需的定点、逐时风速预报,对利用中央气象台发布的MM5格点输出的数值预报风速插值到福建沿海某个风电场测风塔高度的预报结果进行误差分析,发现由于海陆交界的特殊下垫面等原因,存在一定的系统误差;根据误差的后延相关性和测风塔实时发回的气象资料,探讨了利用前期误差观测值和测风塔湍流指标对MM5数值预报风速进行动态修订的方法,建立了订正值方程,结果表明,订正后的预报风速平均绝对误差降低31%~54%,有效提高了预报精度.

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