摘要:介绍了2006年4月28日成功发射的第1颗以对云层特性进行全球主动遥感测量CloudSat卫星的观测仪器、工作参数、运行方式、数据产品及"A-Train"卫星群等基本概况。CloudSat卫星主要有效载荷是94GHz(3mm波)云雷达,它可以"切开"云层,获得许多有关云的最新气象数据,主要数据产品包括了云的宏观物理参量和微观物理参量。介绍了CloudSat卫星已获得的典型天气和云的初期观测结果:从首次观测的云三维图片,可以清楚地看到南极洲上空风暴云的垂直剖面结构特征;从首张获得降雪云的垂直剖面图像可以得到降雪云层的发展状态以及结构特点;使用Cloud-Sat统计数据可分析全球水凝物的分布特征。将TRMM卫星上的测雨雷达与CloudSat卫星上的云雷达联合观测研究,可以获得从薄云到浓厚云及降水的精细垂直结构特征。通过下载的CloudSat观测资料,对我国典型台风和层状云系等两类不同天气条件下云的宏微观结构特征等进行了初步分析,可以看到台风眼区附近云系的垂直结构随台风发展不同阶段的演变;从层状云系的垂直剖面可以清楚地发现云层的内部分层结构及不同相态的垂直分布特征等。

摘要:运用非线性典型相关分析(nonlinear canonical correlation analysis,简称NLCCA)方法,对热带太平洋海表温度异常(SSTA)场与北半球冬季海平面气压异常场(SLPA)进行非线性分析,以反映ENSO与北半球冬季环流异常之间的非线性关系。NLCCA的结果表明:从极冷到极暖期,北半球冬季SLPA场对ENSO的投影在各主成分所分别构成的平面或空间中分别形成一条直线和一条抛物线,说明北半球冬季环流异常与ENSO的相关包含线性和具有二次特征的非线性两部分。无论ENSO的冷、暖事件都能导致冰岛低压减弱,且西伯利亚高压、北美高压和北太平洋高压随SSTA的变化不对称,进一步证明了ENSO对北半球冬季环流异常的非线性影响,其中冰岛低压对于ENSO响应的非线性特征最强,而阿留申低压与ENSO则主要是线性相关。

摘要:利用中韩合作沙尘暴监测项目的微脉冲激光雷达(micro pulse lidar,MPL)观测了2005年11月6日影响大连的一次沙尘天气过程。MPL观测发现,影响大连的沙尘气溶胶层位于1~2km高度,厚度达1km,层内最大消光系数高达1.08 km^-1,占整层气溶胶光学厚度(aerosol optical depth,AOD)的47%,接触到地面后可使地面消光系数达到0.23km^-1。沙尘气溶胶层与气象要素的垂直分布密切相关,整层的相对湿度很低。沙尘气团影响时地面空气动力学直径小于10μm的粒子质量浓度(PM₁₀)达到峰值1678.9μg·m^-3,PM₁₀的时间变化与MPL反演的近地面消光系数相当一致,两者之间的转换系数在1.94到6.50mg·m^-3·km^-1之间。

摘要:以CAPS(Center for Analysis and Prediction of Storm)研发的ARPS模式(The Advanced RegionalPrediction System V5.2.4)为基础,结合我国多普勒雷达资料,模拟2001年7月13日安徽省的一次暴雨过程,采用3DVAR(3-dimensional variational data assimilation)同化方法,做多时次同化雷达资料试验,前一时次模拟的结果作为下一时次的初始场,不断调整。结果表明,加入雷达资料后的风场、湿度场等都有明显调整,可以明显提高3h降水模拟效果;同化的雷达时次越多,对上述各要素场和降水的模拟与实际观测的对应效果越好。

摘要:比较了目前开发的两种红外晴空辐射订正算法:1)匹配的红外和微波探测值融合的算法,如AIRS/AMSU晴空订正算法(大气红外探测器AIRS,先进的微波探测器AMSU);2)匹配的红外成像与探测值融合的算法,如AIRS/MODIS晴空订正算法(中分辨率光谱成像仪MODIS)。结果表明,相对于MODIS的晴空观测值而言,AIRS/MODIS晴空订正算法优于AIRS/AMSU晴空订正算法,而且AIRS/MODIS晴空订正辐射值反演的大气温湿廓线与欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的客观分析场更接近;尽管这两种晴空订正算法本质上相当不同,但都是有效且互补的,当微波探测资料不能获得时,融合红外成像仪和探测器资料就成为唯一可靠的、间接使用有云影响的红外观测值的办法。

摘要:利用重庆33站1961-2006年汛期(5-9月)逐日降水资料,定义了不同台站的极端降水阈值,统计出了不同台站近46a逐年汛期极端降水量,并进行时空分布特征分析。结果表明:重庆地区汛期极端降水量空间分布差异明显,一致性异常分布特征是最主要空间模态,空间分布可分为5个主要区域;各区代表站汛期极端降水量占总降水量的比重相当大;从长期变化趋势来看,整个重庆地区近46a来汛期极端降水变化趋势不显著;各区汛期极端降水主要存在着2~3a、5a左右的年际变化和11a左右的年代际振荡。

摘要:利用西北地区兰州、敦煌和塔中3个观测站2006年3-5月黑碳气溶胶(black carbon aerosol;BC)的观测资料及相关台站PM₁₀和气溶胶光学厚度(aerosol optical depth;AOD)的观测数据,分析该地区2006年春季BC分布特征。结果表明:兰州地区BC质量浓度均值最高,达2.22μg/m³,敦煌地区为1.89μg/mm³,塔中地区为2.07μg/mm³,低于北京、上海和珠三角等地区,高于瓦里关本底站观测值。BC的日变化具有明显的峰值峰谷特征,一般在12:00-14:00质量浓度低,08:00前后和20:00前后质量浓度较高,这主要取决于其源的日变化及其在近地层中的湍流交换以及大气稳定度的日变化等。表明西北地区BC与PM10的相关性非常小,相关性最好的塔中地区总体小时观测值的相关性仅为0.24,BC主要来自当地的人类活动,PM¹⁰的主要成份是沙尘气溶胶;由于沙尘气溶胶对辐射也具有一定的吸收特性,当出现沙尘天气时,BC的测量值受其影响将增加50%以上;大量的沙尘中也携带了少量BC,但其所占比例有限。

摘要:利用多重尺度摄动法,对低纬大气Kelvin波和Rossby波的波包演变进行了分析,得到两波的非线性相互作用方程为耦合的非线性复系数Landau方程组。数值计算表明两波相遇将使波振幅变化,波宽变窄;两波非线性相互作用可能是低纬强烈天气突然爆发的原因之一。

摘要:利用1951-2006年中国台站日平均观测资料对北方农牧带过去56 a气候变化特征进行了分析,指出该农牧带年降水量具有明显的年际和年代际变化特征,近10 a来呈明显的下降趋势;年平均气温在20世纪90年代前期变化幅度较小,1987年之后持续偏暖,与全球及中国温度变化趋势一致;降水和温度变化具有明显的季节和区域差异。在气候特征分析基础上,利用全球海气耦合模式嵌套区域气候模式在SRES A2排放情景下对未来30 a(2001-2030年)的气候变化进行了预估,对照30 a模式气候场(1961-1990年),分析了未来30 a北方农牧交错带降水和温度变化的可能趋势,结果表明,未来该区平均地面气温持续升高,升温幅度达0.3℃,温度日较差将明显减小;年降水量呈增加趋势,但增加幅度较小,且降水变化具有明显的季节和地域差异;未来黄河上游地区干旱的威胁仍十分严峻。

摘要:选取中国东部38站531 a(1470-2000年)旱涝等级资料,利用EOF展开得到3种基本旱涝型:黄河、长江流域一致型(Ⅰ型),黄河、长江流域相反型(Ⅱ型),黄河、江淮、华南旱涝相间型(Ⅲ型),进而根据各型正负位相给出了6种主要旱涝型的定义。鉴于单个指标存在难以准确刻画旱涝分布的局限性,采用3种指标相结合的方法,依据最突出特征原则对逐年旱涝分布进行定型,从而得到了新的中国东部夏季旱涝型年表。将6种中国东部夏季旱涝型的年代频次变化与EOF分析的时间系数进行比较,二者变化的一致性在一定程度上验证分型结果基本合理。

摘要:基于1971-2000年中国614个台站的冰雹观测资料,分析了冰雹日数的分布特征及其时间变化规律,发现我国冰雹频发区主要集中在青藏高原,大部分测站年雹日超过10d;江南和华南地区雹日主要集中在2-4月,其他地区集中在5-9月。在长江中下游和华南以外的地区,冬季和夏季分别是降雹日数最少和最多的季节。近30a来我国冰雹日数有显著减少的趋势;冰雹发生时刻主要集中于午后至傍晚,但长江中下游和华南地区其他时刻发生冰雹的频率相对也较高。

摘要:利用南京市1951年1月-2007年4月逐日温度观测资料,分析了南京市平均气温、极端气温、冷积温和热积温的变化趋势和特征。结果表明,在全球气候变暖的背景下,56a来南京平均气温明显上升,尤其是春、冬季升温显著,且春季升温大于冬季升温,而年极端最低气温和冷积温显著上升,年极端最高气温和热积温略有下降;冷冬皆分布在20世纪80年代以前,暖冬主要分布在90年代以后;春季提前并略有加长;夏季加长了约4候;秋季延迟并缩短了约2候;冬季缩短了约3候。

摘要:运用Matlab软件模拟低空大风区的径向速度,提取速度场的结构特征,再根据这些特征研究低空大风轴线自动识别方法,并完成相应的探测识别模块的工程设计。对2003年7月10日安徽省一次伴随低空急流的强降水的多普勒天气雷达资料进行自动识别试验,并与经验判断结果进行对比分析,结果表明该模块有较好的识别能力,可以直观地得到低空大风轴线的位置。

摘要:利用Faedo-Galerkin方法证明了一类不定常热耦合Stokes问题弱解的存在性,并通过建立弱解对初边值的估计式得到弱解具有唯一性。

摘要:采用疏水性中空纤维膜组件和去离子水分离混合气中CO₂,研究了气液流速、混合气CO₂浓度和操作温度以及膜形态等因素对总传质系数的影响。通过传质阻力层方程和质量微分方程的关联,建立了新型数学模型,模拟了各种条件下的传质过程。结果表明,流体力学状态的改变能够加强传质,但加强程度有限;提高气相CO₂浓度能够提高总传质系数;具有高孔隙率的膜组件拥有高传质系数;提高操作温度能够促进扩散,提高传质系数,在较高温度下,存在膜孔湿润的现象。模型能够较好地模拟膜接触器-物理吸收过程,模型值能够较准确地反映疏水性中空纤维模组件传质过程。

摘要:利用1961-2004年中国160站和江苏省59站月平均降水资料,采用分层聚类方法将江苏划分为3个区域:淮北地区(Ⅰ区)、江淮之间及沿江地区(Ⅱ区)和苏南地区(Ⅲ区)。在此基础上,重点分析了3个分区夏季降水异常的时空变化特征及其与全国其他地区的对应关系。结果表明:3个区域的夏季降水异常都存在显著的年际变化和年代际变化特征,但各区域间旱涝异常并没有一致的对应关系,特别是南北区域的年代际变化差异非常明显。淮河以南大部分地区的降水异常都存在准9a和准5a的年际振荡周期,年代际变化略有上升;淮北地区和苏南地区还存在12~15a的年代际周期,并且淮河以北年代际变化呈现下降趋势;此外,江苏夏季降水异常通常与河套、华北北部和华南南部的夏季降水异常呈现反位相对应关系。

摘要:使用地基双多普勒天气雷达监测资料和常规探测资料,对2005年9月19日凌晨发生在鲁中地区的一次暴雨进行分析,结果表明:本时段暴雨是积层混合云降水所致,中低层存在切变线和辐合线,风场中尺度结构造成小尺度对流单体的发展,这些对流单体以带状结构组成回波群镶嵌在大面积的层状云中;伴随弱冷空气侵入,风场的中尺度结构主要出现在4km以下的层次,中低层切变线和冷空气的侵入是强回波单体发展的动力因素;在垂直方向上,强回波区有明显的垂直运动。风场的中尺度结构对鲁中强降水的发生和维持有重要作用。

摘要:根据1971-2005年年平均气温、降水量资料,采用Thornthwaite Memorial模型计算了西藏植被净初级生产力(net primary production,NPP),分析了NPP的空间分布、年际和年代际变化特征,以及未来气候变化对NPP的影响。结果表明,西藏NPP有自东南向西北递减的分布规律。近35 a阿里地区西南部、聂拉木、江孜NPP为减少趋势,减幅为11.9~314.2kg·hm^-2·(10a)^-1,以普兰减幅最大;其他各地呈不同程度的增加趋势,增幅为26.8~459.8kg·hm^-2·(10a)^-1,其中拉萨增幅最明显;林芝地区、昌都地区北部、那曲地区NPP呈明显的逐年代增加趋势,阿里地区西南部、聂拉木NPP表现为逐年代减少趋势。就西藏平均而言,20世纪70年代气候"冷干",NPP偏低;90年代气候"暖湿",NPP偏高。从设定的气候变化情景来看,"暖湿型"气候对西藏NPP有利,平均增产6%~13%;"冷干型"气候对西藏NPP不利,平均减产6%~14%。未来西藏以"暖湿型"气候为主,到2050年NPP将增加11%~26%。

摘要:通过对电气系统受两级雷击电涌保护器(surge protective divice,SPD)配合保护下的过电流和过电压变化特性的分析研究,建立过电压两级保护线路的瞬态Kirchhoff方程组,对各SPD、级间电缆(或解耦器)和负载的端电压、电流进行模拟计算,绘制时序波形图,获得两级SPD(首级为火花间隙、次级为压敏电阻)配合保护下的雷击过电流的分流特性和负载过电压变化特性,为雷击过电压过电流的多级保护提供理论分析方法,可供电气系统多级雷电防护工程设计参考。