摘要:运用自然正交分解方法(EOF)提取了北半球冬季热带外地区标准化纬向平均纬向风场的前两个模态。第1模态(方差贡献为34%)表现为中高纬带的西风(东风)异常和中纬带的东风(西风)异常,与之相联系的海平面气压场的异常表现为极区与中高纬度地区海平面气压场的反位相变化,即北极涛动(AO);第2模态(方差贡献为21%)表现为中纬带的西风(东风)异常和中低纬带的东风(西风)异常,与之相联系的海平面气压场的异常表现为副极地地区与副热带地区海平面气压场的反位相变化,即副热带涛动STO(sub-tropical oscillation)。副热带涛动的水平结构表现出较强的纬向对称性,垂直方向上表现出相当正压性;与副热带涛动正位相相联系的纬向平均温度场表现为中高纬度地区负异常和副热带地区正异常,而且费雷尔环流加强南移。副热带涛动不仅在冬季有所表现,而且在整个冬半年(11月-翌年4月)都有所表现,但在夏半年则不存在。

摘要:给出了热带气候风场V的一个傅立叶分析方案。对热带(30°S~30°N)区域1月850hPa气候风场V的试分析结果表明:V具有低维、低阶特征,|m|=0,4的9个低波数分量共拟合了V模方的92.4%。0波分量V₀最重要,拟合了V模方的56.4%,它主要给出了纬向平均信风带结构特征。定常波(V^*)拟合了V模方的43.6%,也具有低维、低阶特征,|m|=1,4的8个低波数分量拟合了V^*模方的82.6%,由它们构成的定常波合成风场V₄^*与V^*的相似系数高达0.909,它给出了V^*的主要环流系统。因此,傅立叶分析方法是分析热带气候风场的一种有效方法。

摘要:以NCEP/NCAR再分析资料和区域加密观测资料为背景场对2004年9月3-5日四川省一次特大致洪暴雨过程进行数值试验。在对降水模拟有较好结果的基础上,用模式大气资料分析了暴雨过程的非线性对流-对称不稳定,结果表明,近地面层条件性不稳定和地形强迫的共同作用触发了对流,而中高层的条件性对称不稳定促进对流的进一步发展,由此引发的深厚湿对流形成了持续大暴雨。

摘要:利用1981-2002年美国国家气象中心(National Meteorological Center,NMC)逐日海表温度(sea surface temperature,SST)、10 m高处风场(V)及逐月混合层厚度(mixed layer depth,mld)资料,研究了太平洋区域海表温度季内振荡的气候及异常特征,重点探讨了北太平洋区域海表温度季内振荡的维持机制。研究发现,太平洋区域海表温度存在3个季内振荡强度气候高值区,即热带东太平洋(终年存在)、西北太平洋(北半球春、夏、秋存在)、西南太平洋(南半球夏季前后存在),它们出现在气候混合层厚度最小的区域和季节。海表温度季内振荡强度年际异常与混合层厚度年际异常存在显著负相关,在物理上,这种关系比它与海表温度异常的关系更直接。北太平洋区域5-9月地面风场与海表温度季节内振荡的基本耦合模态揭示出以漂流和感热输送为动力的一个负反馈过程,它存在于薄混合层海区,这是该海区强海表温度季内振荡的维持机制。

摘要:使用1948-2005年的NCEP/NCAR再分析月平均资料,根据海平面气压场的演变特征定义了西伯利亚高压面积、中心强度、中心经度和中心纬度4个特征指数,通过分析西伯利亚高压的特征指数,揭示了西伯利亚高压的变化特征。结果表明:1948-2005年,西伯利亚高压具有明显的年际变化和年代际变化。在年代际尺度上,西伯利亚高压表现出随时间变化先减弱、缩小,后又振荡增强、加大的趋势。西伯利亚高压的位置变化趋势是先西撤、后东进,1999年后又西撤。另外,西伯利亚高压是随时间向南推进的。西伯利亚高压各指数异常变率存在不同的变化周期。西伯利亚高压面积和中心强度距平指数存在周期为24 a和14 a左右的年代际振荡和周期分别为8 a左右和4~6 a的年际振荡;中心经度和纬度距平指数都存在周期为准30 a及12~14 a左右的年代际振荡,同时还存在周期为8 a和3~6 a的显著年际变化。

摘要:在对长江中下游夏季降水进行分型的基础上,分析了长江流域南北两支雨带与春季太平洋海温的相关关系,并采用NCAR/CAM 3.0大气环流模式对前期海温进行了敏感性试验,结果表明:赤道东太平洋区域(150~90°W,5°S~5°N)的海温异常对两支雨带夏季降水有重要影响,海温正异常时南支雨带旱、北支雨带不明显,海温负异常时南支雨带涝、北支雨带旱;前期赤道东太平洋海温强迫可以在北半球对流层激发出遥相关波列,并影响长江流域南北两支雨带的旱涝分布,前期赤道东太平洋海温对南支雨带的影响比北支雨带大。

摘要:对2005年7月5日20时-12日08时淮河流域、安徽中北部的降水过程诊断分析,并利用WRF模式对7月6日08时-7日20时安徽中部的暴雨过程进行数值模拟,结果表明:(1)2005年7月5日20时-12日08时降水过程可分为2大段,非线性亚临界对称不稳定可能是该时段强降水形成的重要机制;(2)u和v两分量扰动增强均超前于暴雨的增强,并对强暴雨的发生有指示作用;非地转作用达最强和冷暖空气达最强分别对强暴雨发生也有12或24 h的指示作用;(3)得到降水强度、高低空急流及其扰动风场这5者极大值的时空配置;(4)得到暴雨前期,高低层涡度场和散度场的时空配置特征。由以上4点及垂直上升气流的变化提出非线性亚临界对称不稳定激发强暴雨形成的新的物理机制。

摘要:利用中尺度数值模式WRF对2005年7月19-20日台风"海棠"登陆前后螺旋雨带的结构及特征进行了模拟和诊断分析。结果表明,本次台风造成的沿海暴雨与主次两条雨带活动有关。主雨带是涡旋Rossby波激发的螺旋雨带,与850 hPa正涡度带有很好的对应关系,降水强度大,辐合层次低,处在温度和切向风速梯度最大处。次雨带辐合层次相对较高,最大温度梯度和相当位温梯度发生在700 hPa以上,无明显切向风梯度配合,其发展主要与台风中心附近的阶梯状相当位温锋区有关。当台风中雨带合并时,易造成降水增幅。台风登陆前后存在螺旋雨带的断裂现象,台风中心西侧及西北侧的中低层的辐散流场使高层的气旋性流场出现和加强,台风在高层的气旋性环流与西部低压结合,使台风西部产生辐合,引起螺旋雨带的断裂,当高层的低压形成明显的气旋式切变时,也可使切变下方螺旋雨带断裂。

摘要:利用2005年8月21-23日黄土高原塬区地表过程野外试验加密观测土壤温度数据,通过耦合热传导对流方法计算得到糜田0.05~0.1 m浅薄土壤层的热扩散率为2.950×10^-7~3.015×10^-7m²·s^-1,液态水通量密度为1.738×10^-6~2.197×10^-6m³·s^-1·m^-2。在此基础之上,利用耦合热传导对流方程和传统热传导方法对土壤温度进行模拟,结果表明:由于传统热传导方法没有考虑土壤水分的垂直运动,模拟振幅偏大0.4 K、位相后移0.140 7 rad,与观测值的协方差分别为2.99、2.14;耦合热传导对流方法模拟振幅与观测值的协方差为2.13,模拟结果较理想。

摘要:利用NCEP/NCAR 1°×1°格点再分析资料、FY-2C TBB(black bright temperature)资料及中国740站降水资料,对0604号强热带风暴Bilis登陆后的暴雨特征及其可能原因进行诊断分析,结果表明:(1)Bilis登陆过程中强降水中心位于风暴中心西北侧沿岸,主要影响福建和浙江两省;进入内陆后强降水中心向风暴中心以西转移,最后在风暴中心西南侧聚集,主要影响广东东北部、福建、江西和湖南南部。(2)西北太平洋副热带高压的稳定少动为Bilis陆上西行过程中产生持续性降水提供了稳定的背景场。(3)Bilis西南部季风环流的发展增强为Bilis登陆后强降水的产生提供了必要的水汽条件。(4)涡合并和自激增长形成的中尺度系统与风暴涡旋的相互作用,是Bilis登陆后产生强降水的可能机制。

摘要:对2005年8月5日山东省一次远距离台风暴雨过程进行了诊断分析。从引起远距离台风暴雨的几个因素,分析此次山东地区强降水过程与台风"麦莎"及中纬度西风带系统的关系,判别台风暴雨的类型;应用耗散结构理论,分析了排熵指数与远距离台风暴雨区的关系。结果表明:该次暴雨过程是在远距离台风(0509号"麦莎"台风)和西风槽相互作用下产生的;非纬向的高、低空急流对本次暴雨过程起着重要作用;负熵变区(I_RE<0)对应着暴雨区,负熵变区的汇合反映远距离台风暴雨的落区,排熵指数对远距离台风暴雨分析预报有一定的指示作用。

摘要:根据帕尔默干旱模式的基本思路,建立动态的能反应旱涝持续特征的适合于天目山地区的旱涝指数。对采自天目山的柳杉树轮进行交叉定年后,测得树轮的δ¹³C年序列,将δ¹³C去除大气CO₂趋势影响后的高频变化与不同时段的旱涝指数进行相关分析,结果显示:春夏季的旱涝指数与当年和滞后一年的δ¹³C序列有着比较显著的相关性,表明树轮δ¹³C对春夏季旱涝的发生有着比较好的响应。根据此显著相关性,利用多元回归方程重建了历史时期的春夏季旱涝指数,分析表明天目山地区春夏季旱涝的发生具有比较明显的年代际变化特征,为研究该地区气候变化特征提供了较可靠的参考依据。

摘要:根据陕西渭北711型数字化雷达2000-2006年5-9月的观测资料,把335例中尺度对流系统(mesoscale convective systems,MCS)组织演变的模型分为3大类(单体、线状、区域型MCS)9小类(少动单体、移动单体、合并单体、拖曳层状、先导层状、平行层状、断裂线状、非嵌入区域和嵌入区域型MCS),统计了各类MCS的出现频次、日变化、生命史、水平尺度、回波移动速度等。重点结合降雹实况,分析了各类MCS的灾害差异。结果显示线状MCS的降雹概率最高,单体MCS的降雹概率最低。拖曳层状类MCS产生的灾害最为严重,少动单体MCS产生的灾害最小。

摘要:利用1959-2004年东北81个气象站逐日降水资料分析了东北年降水量、年集中度和年集中期时空分布特征和变化规律。结果表明,东北地区年集中度很大,多年平均值为0.66;年集中期出现的较晚,多年平均值为全年的第40候。东北地区年降水量与年集中度在空间上表现出非常好的正相关性,年降水量越大,降水量越集中,直接导致洪涝灾害发生的可能性将越大,尤其是在相关显著区域。从长期趋势上看,东北地区年降水量、年集中度和年集中期都表现为减少趋势,但3者的趋势在空间分布上表现出较大的地域差异。Mann-Kendall突变检验结果表明,东北地区年降水量与年集中度的年代际变化趋势比较一致,而与年集中期的年代际变化趋势则不太相同。

摘要:利用Z-I关系法,通过2006年两次积层混合云降水过程的回波和雨量资料分析A,b值的变化规律。针对Z-I关系的非线性和不稳定性,发现Z-I统计关系拟合中存在着异方差性,提出了对传统的最小二乘法和最优判别函数法进行加权处理的方法,并与其他方法的计算结果作了对比分析。研究结果表明:使用加权判别函数法,可以在符合Z-I关系实际变化规律的前提下抑制异方差性在计算过程中的不稳定,同时保持回波反演降水与实测降水之间的偏差最小化。

摘要:利用重庆地区34站月平均气温及降水资料,在陆面蒸发经验模型基础上计算了可利用降水资源,采用EOF方法分析了主要分布型,并讨论了其变化规律,最后利用MGF-BP神经网络多步预测模型对重庆地区未来10 a(2006-2015年)可利用降水资源进行了预估。结果表明,重庆年可利用降水资源大体分为4种分布类型,即全区域分布型、东西分布型、南北分布型和中部型,其中全区域型是重庆年可利用降水资源最主要的分布型,各分布型具有较显著的年代际变化特征;当年气温偏高、降水量偏少时,年可利用降水资源可能偏少,而当年气温偏低,降水量偏多时,年可利用降水资源可能偏多;初步预测表明,2006-2011年,重庆地区年可利用降水资源总体偏少,而2012-2015年则可能偏多。

摘要:在Lorenz环流分解基础上,比较了全球平流层低层ECMWF和NCEP/NCAR两种再分析资料月平均温度场的差异。结果表明:(1)纬向的平均温度无论DJF季度还是JJA季度100 hPa,30°S~30°N纬带都是冷中心;在该冷纬带ECMWF资料温度均值显著低于NCEP资料,ECWMF资料的年际方差显著小于NCEP资料。(2)30 hPa以上NCEP资料的定常波比较杂乱,在中纬大陆上出现与事实不符的高低中心,而ECMWF资料反映的气温定常波则比较合理。(3)ECMWF资料在100 hPa和10 hPa上气温异常未能充分地反映近50 a来3次强的火山喷发引起的平流层增温。

摘要:使用雷达资料,运用相关法估测CAPPI(constant altitude plan position indicating,等高平面位置显示)上的TREC(tracking radar echoes by correlation)风,根据雷达在两个观测时间的数据,估算CAPPI上的水平流场,从而外推整个回波场的运动走向。经输入台风、暴雨、晴空边界层的回波个例试验,结果表明有助于短时天气预报。在TREC应用于晴空回波时,根据当地实际情况,通过适当改动相关系数的阈值可以消除杂波产生的对TREC矢量的干扰。

摘要:考虑一个方程和非线性边界条件耦合的半线性抛物型方程组,运用Scaling方法、Green函数、Schauder估计等方法,研究该方程组解的爆破速率,并给出非线性反应项和吸收项对爆破速率的影响。

摘要:利用矩阵分块与矩阵范数的性质,研究矩阵方程A^TXA=D,获得该方程的扰动界,这些结果可用于模型修正中的数值计算。