摘要:

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摘要:利用1951-2012年中国冬季160站降水资料、NCEP/NCAR再分析资料及NOAA海温资料，分析了中国华北地区冬季降水的异常变化特征及其与大气环流和海温的关系。结果表明：华北地区冬季降水主要呈现为全区一致变化的特征，且年际变率较大，具有2~4 a的年际变化周期。降水异常偏多（少）年，西伯利亚高压偏弱（强），阿留申低压偏弱（强），850 hPa上华北地区盛行的西北风较弱（强），控制该地区的东亚冬季风偏弱（强），该地区有偏南（北）风距平，500 hPa上东亚槽脊系统偏弱（强）。影响华北地区冬季降水的异常水汽主要来源于南海及其以东的西太平洋。前期夏季日本以东的西风漂流区、同期冬季近海的黄渤海区域的海温均与中国华北地区冬季降水存在显著的正相关关系。

摘要:利用大气环流模式NCAR CAM3，通过比较敏感性试验与控制试验的结果，讨论青藏高原大地形高度对南海北部冷涌事件及环流的可能影响。结果表明，地形的绕流作用对阿留申低压和东亚大槽的产生有着重要作用，当大地形不存在时，两者消失。地形高度变化对大陆冷高压的强度有影响，随着地形高度的降低大陆冷高压强度减弱。即大地形对中高纬行星尺度平均槽脊具有重要作用，地形高度降低会导致中高纬环流经向度减小，不利于冷空气南下，从而影响冷涌事件的强度和发生频率。当地形高度减半时，由于大陆东部地势相对平坦，南海北部北风强度增加，使得南海北部冷涌的出现频率略有增加。当无地形存在时，由于无青藏高原大地形的存在，使得东亚中高纬环流的经向度显著减小，冷空气南下活动明显减弱；同时没有大地形激发冷锋后的Kelvin波向南运动，导致南海北部北风强度减弱，南海北部冷涌的出现频率也显著减少。

摘要:采用1961-2014年逐月全球标准化降水蒸散指数（Standardized Precipitation Evapotranspiration Index，SPEI）数据集、ORA-S4海温资料及NCEP/NCAR再分析资料，对华南地区秋季干旱的年代际转折及其与热带印度洋热含量的关系进行了研究。结果表明：华南秋季SPEI主要表现为全区一致变化型，且具有明显的年代际变化特征，在1988年发生了年代际转折，转折后（前）为偏旱（涝）期。进一步分析表明，华南秋季SPEI与同期热带西印度洋海洋热含量变化呈显著的正相关关系，即当秋季热带西印度洋热含量偏低时，华南地区SPEI偏小，易发生干旱。热带西印度洋热含量异常影响华南秋季干旱的可能机制为：秋季热带印度洋热含量变化表现为"<"型的东西向偶极子分布，即当热带西印度洋热含量偏低时，热带东印度洋热含量将会偏高；而热带东印度洋热含量偏高将会使热带东印度洋-西太平洋海表温度偏高、外逸长波辐射偏小、降水增多，凝结潜热释放增强，产生偏强的东亚Hadley环流，使华南地区存在异常下沉运动，不利于产生降水；热带东印度洋-西太平洋海表温度偏高，还会使西北太平洋副热带高压位置偏西、面积偏大，西北太平洋存在气旋性环流异常，使华南地区受偏北气流异常控制，从而削弱了向华南地区的水汽输送。热带东印度洋-西太平洋海表温度年代际变化是热带西印度洋热含量异常影响华南秋旱年代际变化的重要环节，因此用NCAR CAM5.1全球大气环流模式进行了热带东印度洋-西太平洋海表温度年代际变化的敏感性试验，证实该区海表温度年代际升高对华南秋季年代际干旱具有重要作用。

摘要:基于自动站观测和ECMWF再分析资料，针对中国气象局上海台风研究所区域高分辨率台风模式（Shanghai Tropical Cyclone High Resolution Analysis and Prediction System，STI-THRAPS）和业务常用的4个数值模式，即欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-range Weather Forecasts，EC）全球模式，美国全球预报系统（The Global Forecast System，GFS），日本气象厅（Japan Meteorological Agency，JMA）全球模式和我国T639（T639L60）全球模式，对1323号台风"菲特"登陆过程的预报性能进行了综合检验评估。结果显示：对暴雨以上的强降水预报STI-THRAPS有明显优势。仅有该模式对超过500 mm的极端降水做出预报，且各项评分均好于全球模式，漏报率也明显优于其他模式。对暴雨以下的降水预报各个模式差距不大。美国GFS和STI-THRAPS较好地预报了大风区，STI-THRAPS预报的风场与实况的空间相关程度最高。从漏报率上来看，STI-THRAPS模式的风场预报具有明显优势。虽然预报最大风速偏大，但是STI-THRAPS在24 h后的路径预报有较大优势。

摘要:利用夏季东亚地区500 hPa高度场和菲律宾附近的降水场进行SVD分析，将东亚500 hPa高度场对应的时间序列定义为PJ指数，该指数不仅清楚地反映PJ型的年际变化，而且反应出PJ型的年代际变化，即500 hPa高度场型态在20世纪70年代末由"气旋、反气旋、气旋"型突变为"反气旋、气旋、反气旋"型。本文研究表明PJ指数的年际变化与ENSO事件有密切的联系：El Niño事件通过电容器充电效应使印度洋海温增暖，而增暖的印度洋海温在菲律宾海附近强迫出异常反气旋，并沿东亚沿岸激发出PJ遥相关型。而PJ型态的年代际变化与热带印度洋SST的持续增暖有关。虽然许多学者认为是菲律宾附近海温异常引起对流异常，并沿东亚沿岸激发出PJ遥相关型，但我们认为该区域的海温变化并不是造成PJ型年际和年代际变化的原因，而是由于该区域有反气旋（或者气旋）异常，从而辐射增加（减少），蒸发减弱（增加），温跃层下降（上升），SST变暖（变冷），该区域的海温变暖意味着对流是减弱的。本文进一步利用大气环流模式ECHAM5.4进行数值试验，结果表明：当热带印度洋增暖时，在菲律宾海附近强迫出反气旋，并沿东亚激发出"反气旋、气旋、反气旋"PJ遥相关型。

摘要:利用高时空分辨率的地面观测资料、探空资料、NCEP再分析资料和多普勒天气雷达资料，并结合中尺度数值模式WRF分析2013年5月15日发生在广西广东地区的一次强飑线过程，着重分析了中尺度对流系统（Mesoscale Convective System，MCS）由平行型（PS）模态到拖尾型（TS）模态的转变过程及机理。结果表明，此次飑线过程发生于高层弱辐散区，500 hPa有明显短波槽东移发展，850 hPa有切变线和低空暖湿急流，地面有冷锋和低压倒槽。西侧初始对流发展为PS型MCS模态，成熟期无雷暴高压。东侧减弱的初始对流再次加强发展后与西侧PS型MCS合并发展成为TS型MCS模态。数值模拟结果显示，PS型模态具有平行于对流线的气压梯度力和加速度分量，该分量产生了平行于对流线的风分量。TS型模态中，平行于对流线的气压梯度力和加速度很小，而垂直于对流线的气压梯度力和加速度很大，正是由于平行于对流线的加速度分量的消失和垂直于对流线的加速度分量的增强促使对流线内部相对系统流场由平行向转变为垂直向，导致MCS模态由PS型转为TS型。

摘要:定义了一组描述冬季季、月平均1 000 hPa位势高度上阿留申低压（Aleutian low，AL）状态的新环流指数，包括强度指数P、面积指数S及中心位置指数（λ_c，φ_c）。采用1948/1949-2007/2008年60个冬季的NCEP/NCAR平均高度场资料计算了上述环流指数，并据此分析了AL的气候及异常规律。结果表明：1） AL在1月最强，中心偏南、偏西；12月最弱，中心偏北、偏东；2月居中。2） AL指数P与λ_c之间存在负相关，强年（P'<0）偏东（λ'>0）、弱年偏西。AL年代际变化主要表现在自20世纪70年代以来持续偏强、偏东，但近年有反转的迹象。3） AL在强El Niño年偏强、偏东，在强La Niña年相反，该关系自1975年以后尤其明显；AL与中纬太平洋海表温度（SST）存在显著正相关，SST负异常年AL东移加强，反之亦然。4） AL指数P与同期北半球中高纬气温、降水的显著相关区呈现"+-+"大圆波列分布，相关中心分别位于中纬度北太平洋、北美西北部、北美南部，与太平洋-北美遥相关型（PNA）接近。

摘要:利用实况资料和WRF中尺度数值模式对2008年6月12日18时-14日00时的华南双雨带暴雨过程进行了数值模拟与诊断分析。结果表明：随着锋面的南压，在锋面的西南方向（广西沿海）生成一低涡，该低涡作为位涡源在中高层表现稳定，分别为锋面雨带（北雨带）与暖区雨带（南雨带）提供正位涡。南雨带对北雨带的作用主要体现在中层（112~114°E附近），南雨带中有位涡的大值向北输送，其输送过程导致两条雨带在该处相连，而在115°E以东的南雨带则无明显的输送过程。同时，北部高空槽中也有大值位涡向北雨带输送，以维持北雨带。研究还发现，本次过程中暖区暴雨与锋面暴雨雨带的结构差异明显，锋面雨带的结构与传统雨带的结构比较一致；有利于暖区暴雨降水的形势主要表现在中高层。RIP轨迹模式的结果也表明，质点在运动过程中位涡的输送源是位于广西沿海的低涡，可见该位涡源对双雨带形成有重要的作用。

摘要:利用常规气象观测资料、区域自动站观测资料和FY-2D卫星逐时TBB资料，采用WRF中尺度数值模式，对2011年夏季发生在东天山中段一次强对流天气过程进行数值模拟和诊断分析，研究了天山特殊地形对降水过程的动力结构、水汽输送和云降水微物理机制的影响。结果表明，西风气流东移时受东天山的阻挡，气流从东天山南北两侧绕流，北侧急流经博尔塔拉谷地越过北天山西段后，急流右侧气流反气旋转向形成北支气流；南侧急流遇吐鲁番地区反气旋系统阻挡而转向北进形成南支气流。两支气流受地形动力抬升在东天山中段北坡汇合，为此区域局地强对流降水的形成和发展提供动力条件，北支气流为主要的水汽供应源。高空西南气流引导的冰相云系与低层局地对流云在东天山中段北坡结合，分别持续提供冰晶和云水，促使云微物理过程发展旺盛，致使局地暴雨过程产生。

摘要:为了揭示深对流云直接向平流层输送水汽的物理机制，利用WRF中尺度模式的理想个例运行方式对CCOPE （Cooperative Convective Precipitation Experiment）试验期间的一次超级单体进行了数值模拟。选用Thompson云微物理过程方案设置一系列初始云滴数浓度（N_c）进行模拟试验后发现，N_c=175 cm^-3情形下模拟云的最大垂直风速与实测结果最为接近，并且模拟出了超级单体。因此，本文利用该模拟结果分析了超级单体向平流层输送水汽的机制。1 min一次的输出结果表明：冻干脱水机制与本次所模拟出的平流层加湿没有直接的关系，超级单体向平流层输送水汽的主要机制可能为湍流输送机制，而升华加湿机制的作用很小。这是由于超级单体云上部的冰晶大部分被消耗而形成雪，因此被输送到平流层的主要是雪这种落速较大粒子，这种粒子不易被向上输送但又容易降落，因此升华所形成的水汽量相比湍流输送的水汽量小很多。湍流造成的水汽输送通量密度的量级约为10^-9 kg·m²·s^-1。

摘要:利用2009年4月18日三架飞机联合探测层积混合云资料，结合MICAPS再分析资料、雷达、卫星及地面台站资料等，在准确区分自然云区与催化响应区的基础上，对这次降水性层积混合云的微结构和催化物理响应进行了深入研究。结果表明：云上部（4 800 m层，距云顶1 700 m，距云底3 000 m）累积了云中大部分的过冷水，是云内发展强盛区；云上部嵌入式积云区温度低于周围层云区2℃，积云区含水量分布不均，最大值为1.5 g/m³，标准差为0.4 g/m³，而层云区含水量最大值和标准差分别为0.6 g/m³和0.15 g/m³，积云区和层云区的云滴谱峰值直径分别为25 μm和15 μm，云滴数浓度的量级分别为10² cm^-3和10¹ cm^-3。对催化云而言，此次联合探测在4 800 m层捕捉到嵌入式积云区的催化响应，人工播撒AgI会促进该层云的消散过程，催化后1 h内云区占比由71%降至13%，云中液态含水量持续减少且趋于均匀分布，催化后10 min与20 min云中含水量的最大值分别为1.0 g/m³和1.5 g/m³，标准差为0.3 g/m³和0.15 g/m³，凇附与聚合增长为主要冰相微物理过程，云滴谱先变窄，后因H-M冰晶凇附繁生而拓宽；在云的中下层则受上层催化影响而产生旺盛云区，10 min内该层云区范围显著扩大，云滴及冰相粒子尺度均增加一倍，同时旺盛云区自上而下扩展。

摘要:基于王盘兴等（2011）提出的站网均匀化订正方案，给出一种新的相似系数计算方法，依据两种选择相似个例的方案，研究了中国160站1951-2010年四季气温异常型的年际异常相似特征。结果表明：1）依据方案一，如果一对个例年的气温异常场在东部地区比较相似、西部地区不太相似，则订正前全国整体的相似系数较大、订正后整体的相似系数明显减小；反之，东部地区不太相似、西部地区比较相似，那么订正前全国整体的相似系数较小、订正后整体的相似系数增大。2）依据方案二，如果一对个例年订正前气温异常场相似系数非常大，则该对个例年在东部地区形势非常相似，站网均匀化订正后气温异常场的相似系数明显减小。如果一对个例年订正后气温异常场相似系数非常大，则这对个例年在西部地区的分布形势非常相似。方案一、二均可以说明，站网均匀化订正使东部地区的台站在全国平均中的权重减小、西部地区的台站在全国平均中的权重增加，从而可以更客观地反映气温异常型的年际相似程度。

摘要:利用1981、1996和2001年逐日南京站太阳总辐射和日照时数观测资料，建立了基于支持向量机（support vector machine，SVM）方法的太阳总辐射推算模型，预测了1982、1997和2002年的太阳总辐射，并把推算结果和采用线性的气候学方法所得到的推算结果分别与实测值进行对比。采用线性方法得到的1982、1997和2002年的太阳总辐射预测值与实测值间基于1：1线的决定系数（R²）分别为0.800、0.859和0.838，均方根误差（RMSE）分别为3.250、2.649和2.925 MJ·m^-2·d^-1。采用SVM方法得到的1982、1997和2002年的R²分别为0.894、0.938和0.936，RMSE分别为2.353、1.726和1.804 MJ·m^-2·d^-1。SVM方法得到的太阳总辐射预测值与实测值之间的误差较小，预测精度高于线性方法，更适用于实际太阳总辐射的计算。

摘要:双线偏振雷达探测小椭球粒子群时，雷达单发双收或交替发射。在粒子旋转轴呈某一取向时，要获得定义为R_{LD_vh}或R_{LD_hv}这个物理量，必须先建立Z_vh及Z_hv的雷达气象方程，并需重新定义相应的雷达反射率因子。本文推导出了能反演Z_vh及Z_hv的雷达气象方程，并模拟了具有Gamma谱分布的扁椭球粒子群在空间均匀取向时的LDR的变化情况。