摘要:基于NCEP/NCAR提供的1958—2008年逐日再分析资料,对2007/2008年冬季我国雨雪冰冻灾害期间副高指数特征与El Nino/La Nina年平均冬半年副高指数特征以及50a平均冬半年副高指数特征进行对比分析。采用交叉小波和小波相干分析方法,进一步分析了它们之间的相关性和异同性以及对大气环流的影响,揭示了2007/2008年我国南方雨雪冰冻灾害期间副热带高压活动与环流变异特性的一些基本特征,如La Nina事件冬季(尤其是中等强度La Nina事件年份的冬季),副高通常比一般年份副高的平均位置偏北。

摘要:利用1979—2008年NCEP/NCAR逐日再分析资料和向外长波辐射资料讨论了4—5月南亚高压在中南半岛上空建立的年际变化特征及其与亚洲南部夏季风的关系。发现南亚高压建立偏早年其建立过程时间长,中南半岛高空反气旋环流强,建立开始前位于菲律宾群岛以东洋面上空的反气旋环流中心位置较为偏西;偏晚年南亚高压建立过程时间短,中南半岛高空反气旋环流弱,建立开始前西太平洋上空无闭合的反气旋性环流中心。南亚高压建立的早晚与中南半岛地区对流建立发展关系密切,当中南半岛地区对流建立发展较早时,南亚高压建立较早;反之,对流建立发展偏晚时,南亚高压建立偏晚。南亚高压建立早晚年,亚洲南部夏季风的爆发存在明显差异。南亚高压建立偏早年,孟加拉湾东部—中南半岛夏季风和南海夏季风爆发早;建立偏晚年,孟加拉湾东部—中南半岛夏季风和南海夏季风爆发晚,因此南亚高压在中南半岛上空建立的早晚对后期亚洲南部夏季风的爆发具有较好的指示意义。

摘要:利用中尺度气象模式WRF(weather research and forecasting)对2006年7月1日—9月30日的西北太平洋夏季台风进行了动力季节预报试验。结果表明:1)在对3个月以内的台风作动力季节预报试验时,WRF模式模拟的台风总个数与实况接近,模式模拟的总登陆台风数与实况相比偏小。从各月模拟情况看,台风总数与登陆数的模拟均与实况有差距。WRF模式对台风强度的模拟总体偏弱。2)WRF在模拟2006年7—9月台风以及平均高度场、水平风垂直切变时,7月与实况接近,随时间增长,与实况的差别明显增大。WRF模式具有一定的台风动力季节预报能力,但其预报时限有待探讨。

摘要:利用全球海表温度资料和NCEP/NCAR再分析资料,发现热带印度洋偶极子事件与热带太平洋ENSO事件存在相互作用,但其相互作用关系在1961年前后发生了明显的跃变。通过CCM3(community climate model version 3)模式,研究了不同年代热带太平洋和热带印度洋SST(sea surface temperature)变化对其上空大气环流影响的变化,结果表明:1961年后,热带印度洋发生正偶极子事件时,两大洋的垂直环流异常的耦合很强,热带太平洋上空大气环流对印度洋偶极子事件的响应,给太平洋暖事件的异常发展提供了有利条件;同样,热带太平洋暖事件通过对热带印度洋上空大气环流的影响,给印度洋偶极子的异常发展提供了有利条件。

摘要:利用目前国际上应用较为广泛的两套再分析资料:NCEP/NCAR再分析的陆地表面温度(land surface temperature or skin temperature,简称LST)及欧洲中期天气预报中心ERA40表层土壤温度(ECMWF-STL1)资料,揭示了两组资料反映的春、夏季陆面热力状况分布特征及变率的异同。结果表明:1)两套资料的全球春季陆面热力状况气候态分布均反映出表面温度从赤道向两极递减的趋势,但在中低纬地区,ECMWF-STL1高于LST,高纬度地区情况相反。夏季,除格陵兰岛外,两套资料陆面热力状况气候态分布基本相同。2)春季ECMWF-STL1、LST变率类似,均表现为北半球中高纬地区表面温度变率大的特征。相比而言,欧亚大陆北部ECMWF-STL1变率较LST明显,南部相反。夏季,温度变率较大的区域主要位于非洲中部、欧亚大陆北部及美洲部分地区,其中,南北美洲两套资料温度变率差别较大。3)分析EOF第一模态发现,两套资料均表现出春季欧亚大陆热力状况南北反相变化的特征,澳大利亚及南北美洲地区两套资料空间分布型位相正好相反。对于夏季而言,两套资料均反映出欧亚大陆及非洲的一致性变化特征,而其他地区差别较大;4)春季增温显著的地区主要位于欧亚大陆中高纬,相比而言,欧亚大陆北部ECMWF-STL1升温较明显,南部LST降温较明显。夏季,非洲、欧亚以及北美洲地区,两套资料升降温趋势分布相似,但LST升降温幅度均较ECMWF-STL1大。总之,两套资料对热力状况的描述在非洲及欧亚大陆上相似性较大,而在澳大利亚、格陵兰岛及南北美洲地区有一定的差别。另外,对青藏高原地区的热力状况的描述两套资料差别较大。

摘要:采用具有较高时空分辨率的地面观测资料以及WRF(Weather reasearch and forecasting)模式输出资料,分析了2009年6月29—30日梅雨锋暴雨过程中两类不同的中尺度对流系统(mesoscale convective system,MCS)边界层特征及边界层对两类MCS的触发维持机理,重点分析了海平面气压场特征、边界层冷池、干线及其在MCS中的影响。结果表明:两类中尺度对流系统的海平面气压特征存在着明显的差异,对流爆发阶段地面风场存在辐合线,再次激发阶段气压场呈"跷跷板"型的中尺度扰动,即由前置中低压和后置中高压组成,最强的对流带位于中低压和中高压之间的过渡区内;边界层辐合线是第一类中尺度对流系统(MCS1)维持的重要因素;MCS1爆发后边界层冷池生成,冷池前的冷出流与低层环境风产生的强辐合触发了第二类中尺度对流系统(MCS2);存在于中低压和中高压之间的中尺度干线是MCS2的重要特点之一。

摘要:通过对2003—2009年湖北省东部26个雷暴大风过程的雷达、地面、高空、NCEP6h再分析场等资料的研究,依据雷达回波形态特征,将造成雷暴大风的雷达回波分为3种类型,即单体型、弓状型和飑线型。统计分析了每种类型雷达回波强度、回波顶高、垂直液态含水量、中层辐合特征、入流急流、中气旋及环境场条件等特征,研究了这3种雷暴大风天气的雷达回波生命史演变规律,并建立了其雷达回波概念模型。分析表明,单体型雷暴大风提前预警难度较大,但对弓状型和飑线型雷暴大风多数可以提前30min左右做出预警。

摘要:以卫星水汽图为主,结合可见光云图、雷达资料和常规天气观测资料,分析2009年6月5日发生在江苏徐州沛县的一次冰雹、龙卷天气,结果表明:卫星水汽图中动力异常区与对流系统的交界处和可见光云图上两个对流云团出流边界处触发的新的雷暴云团区域容易产生龙卷等强对流天气;水汽图上的水汽输送带与可见光云图的对流云系相一致,并且水汽图像特征与导致垂直运动和气流变形场的大尺度天气过程有关系,代表着对流层中上部的动力特征;强对流天气发生在低亮温对流云团中。高时空分辨率的卫星和雷达遥感资料很好地反映了短时强对流天气系统的发展与演变,有效地补充了常规天气资料分析的不足,为短时天气预报提供一种思路。

摘要:美国能源部大气辐射观测计划移动观测ARMAMF(atmospheric radiation measurement mobile facility)2008年首次在我国寿县开展综合观测,为研究云特性提供了很好的资料平台。本文在此次云雷达等观测资料基础上,研究了寿县秋末冬初云高、云厚、云量及其辐射特性,结果发现,寿县有76.3%的观测日有云出现,54.0%的观测时间有云覆盖,中云(以下简称M云)和高云(以下简称H云)出现频率占全部云系的76.7%,天气系统对寿县云系形成有较大影响;云底高度大于3km的降水性云(以下简称P云)出现频率占全部P云的67.7%,是云底高度小于3kmP云的5.3倍,发生在下午的降水占全部P云的47.8%,气溶胶可能对P云的这种分布有较大影响;云和气溶胶减少地面短波辐射的日均值达-99.1W/m²,其中气溶胶减少约占25.1%。不同高度和厚度云对地面辐射通量的影响有较大差异,P云产生最大的冷却效应(-201.9W/m²),厚度小于2km的H云对地面辐射通量的减少量最少(-32.9W/m²)。另外,用地面单点云辐射观测与中分辨率成像光谱仪MODIS(moderate resolution imaging spectroradiometer)资料估计结果对比发现,两种资料有较大差异,差异可达-1.9～-36.9W/m²。

摘要:采用地面降水资料、多普勒雷达数据、探空资料等,利用自主开发的系统软件对实测资料进行增雨效果统计检验,通过目标区作业前后雷达参量的演变或目标区与对比区的回波参量的差异,来完整的分析2010年8月11日海南西部多点作业情况的催化效果。物理统计分析结果显示,催化一般在作业后半小时内起到效果并达到最强,目标区的最大强度、强回波区面积、液态水含量、回波顶高的增大率大于对比区的值,催化作业确实延长了目标云的寿命。

摘要:提出了一种使用雷达回波三维信息(反射率因子的水平梯度、垂直递减率、垂直廓线变化特征以及回波顶高等)自动识别降水类型的方法,该方法可将雷达回波划分为热带降水类型、大陆强对流云降水类型和层状云降水类型。基于广州雷达于2008年5—8月观测到的7次强降水过程,在使用本方法识别降水类型的基础上,对不同降水类型使用不同的Z-R关系来测量降水量,即对热带降水类型使用Z=230R^1.25,对大陆强对流云降水使用Z=300R^1.4以及对层状云降水使用Z=200R^1.6,并以雨量计观测的降水量为真值,与仅区分对流云降水和层状云降水类型并使用双Z-R关系测量降水量的方法进行了比较。结果表明,本方法可以有效地自动识别降水类型的分布区域,并且可以提高雷达定量测量降水的精度。

摘要:2007年12月18—19日,南京地区出现了一次持续20h的浓雾过程,其中能见度低于50m的强浓雾几乎占到整个雾过程的1/3。利用同期在南京市北郊的外场观测数据,结合NCEP再分析资料,分析了该次雾的演变过程、微物理结构及边界层特征,探讨了地面雾爆发性增强的成因。结果表明:本次雾在西南平流的增湿作用下触发生成;日出后,平流输送和地表蒸发提供了充足水汽来源,贴地层逆温因高空下沉增温而向上抬升且稳定存在,因此大雾得以维持;整个雾过程中雾滴数浓度、平均直径、含水量随时间的变化趋势基本一致,平均谱曲线均呈指数下降分布,雾滴集中在小滴端;两次地面雾爆发性增强均发生在夜间,其特征为各微物理参量明显增大,滴谱上抬拓宽;爆发性增强的原因是地表气温陡降、贴地层逆温增强及可充当雾滴凝结核的气溶胶大粒子数增多。

摘要:以河南省为研究区,利用2009年多时相8d合成MODIS地表反射率产品提取水稻种植分布。根据稻田含水量变化特征及水稻生长规律,构建水稻种植分布提取流程。为减少云等噪声的影响,对地表水含量指数(I_LSW,land surface water content index)和增强型植被指数(I_EV,enhanced vegetation index)的时序数据进行平滑重建。然后,依据豫北和豫南稻区水稻物候期差异,分别建立标准水稻I_EV生长线,以计算像元尺度的水稻相似性指数作为影像分类的特征波段。同时,对重建的I_LSW和I_EV时序数据分别进行主成份分析,选择各自的前3个成份作为特征波段。在此基础上,采用支持向量机分类算法对组建的特征波段进行分类,提取影像中水稻的种植分布。结果显示,提取的河南省水稻种植分布与实际情况吻合较好,豫北稻区水稻分布呈现集中连片的特征,多分布在沿黄河两岸,而豫南稻区水稻种植广泛,多在大型水库灌区周边及沿淮和低洼易涝地区。与各地区水稻统计面积相比,MODIS提取的水稻面积平均相对误差为6.56%,根均方误差为5.63khm²。受到混合像元影响,以及个别地区水稻种植分散且面积相对较小,使该地区水稻面积相对误差超过±60%。

摘要:利用河西走廊东部1971—2010年4个气象站大风(≥6级,即10min平均风速≥10.8～13.8m/s)资料,系统分析了该区大风的时空分布、强度和持续性等气候特征。结果表明,河西走廊东部大风天气主要发生在山区和沙漠边缘;年、年代际大风日数总体呈减少趋势,3—5月是大风的高发期,占全年大风日数的34.8%～56.8%,其次是2月、6月和11月;各强度大风日数的变率较大,随着大风强度的增强,大风日数迅速减少;大风天气具有持续性特征,最大风速大多出现在持续大风时段内。采用2003—2007年逐日20时ECMWF数值预报格点场资料,按照Press准则进行预报因子初选,运用逐步回归预报方法进行预报因子精选,使用最优子集回归建立大风预报方程,并用双评分准则(CSC,couple score criterion)确定各季节各地大风预报全局最优的显著性方程,预报方程通过了α=0.01的显著性检验。预报方程回代拟合率为66.7%～73.4%,预报准确率为58.8%～67.5%,达到了一定的预报水平,可为大风的业务预报提供客观有效的指导产品。采用最大靠近原则确定了大风预报临界值和预报、预警的级别。