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摘要:利用法國動力氣象實驗室發(fā)展的高分辨可變網(wǎng)格大氣環(huán)流模式LMDZ,分別通過LMDZ的高分辨可變網(wǎng)格區(qū)域版及其全球版模式的數(shù)值模擬,研究長三角城市群下墊面變化帶來的夏季氣候效應(yīng),并嘗試探討大尺度環(huán)流的響應(yīng)。其中LMDZ高分辨區(qū)域模式的模擬結(jié)果表明長三角城市群下墊面變化可導(dǎo)致夏季長三角地區(qū)接受的凈輻射明顯增加,感熱通量上升,潛熱通量下降,引起局地地表溫度顯著上升。同時西太平洋副熱帶高壓西伸北抬控制長三角地區(qū),反氣旋性水汽通量異常,導(dǎo)致該地區(qū)降水異常減少。進(jìn)一步對LMDZ全球模式的模擬結(jié)果分析,發(fā)現(xiàn)長三角城市群下墊面變化可能會引起大氣基本模態(tài)的變化,進(jìn)而引起南北半球中高緯異常波列結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)。

摘要:利用近60 a中國160站夏季降水資料和NCEP/NCAR月平均位勢高度場、風(fēng)場等再分析資料,采用相關(guān)分析和合成分析等方法對東亞太平洋遙相關(guān)型(EAP)和歐亞遙相關(guān)型(EU)的不同配置特征及其對中國夏季降水的影響進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明:EAP與EU兩種遙相關(guān)型是相互獨立的,相關(guān)系數(shù)為-0.03。兩者存在以下四種配置:EAP和EU均活躍且位相相同(第I類配置)、EAP和EU均活躍且位相相反(第II類配置)、僅EU活躍(第III類配置)和僅EAP活躍(第IV類配置)。EAP與EU呈現(xiàn)不同配置類型時,中國夏季的降水分布相應(yīng)的存在差異。當(dāng)二者之間是第I類配置時,降水異常分布呈北方型;當(dāng)二者配置為第II類時,降水異常分布呈現(xiàn)出中間型,雨帶集中在長江流域;第Ⅲ類配置時,降水大值區(qū)主要集中在長江中上游黃河以南地區(qū);而第Ⅳ類配置時,降水集中在長江中下游地區(qū),雨帶呈東北—西南走向。

摘要:利用一次東亞副熱帶高空急流演變過程的高分辨率數(shù)值模擬結(jié)果,采用Morlet小波分析和Fourier功率譜分析方法,以3階和4階曲線擬合為例,研究了提取大氣重力波參數(shù)時常用的曲線擬合背景場獲取方法的缺陷。結(jié)果表明:雖然4階擬合對原始風(fēng)廓線的擬合程度高于3階擬合,但基于4階擬合背景場得到風(fēng)速擾動垂直廓線后,所提取的重力波參數(shù)和實際情況的差異大于3階曲線擬合方法的結(jié)果。因此,不能將背景場對原始風(fēng)廓線的擬合程度作為判斷重力波參數(shù)提取準(zhǔn)確率的依據(jù)。曲線擬合方法在大多數(shù)情況下會使擾動場中包含背景場信號,且所包含的背景場信號強(qiáng)度差異很大,同時還會引入虛假波信號。所以在提取大氣重力波參數(shù)時,采用曲線擬合方法獲取背景場存在缺陷,需要設(shè)計更合理的背景場獲取方法。

摘要:隨著觀測系統(tǒng)的加強(qiáng),中國陸續(xù)出現(xiàn)許多新建的地面臺站、地面自動觀測站,但對這些新出現(xiàn)的臺站由于缺少長時間序列的歷史觀測資料,無法通過本站觀測統(tǒng)計分析建立質(zhì)量控制技術(shù)。本文在傳統(tǒng)的質(zhì)量控制方法基礎(chǔ)上,將全國地面觀測站按照地域和氣候特征分為8個區(qū)域,利用過去25 a存檔的地面觀測資料建立一套適合于新建地面自動站資料控制技術(shù),對氣壓和溫度采用極值檢查、時間一致性檢查和空間一致性檢查等方法進(jìn)行質(zhì)量控制。并利用該質(zhì)量控制技術(shù)對華南、長江中下游及華北地區(qū)2005年地面資料進(jìn)行質(zhì)量控制,結(jié)果表明:該控制方案能有效地將有問題的資料標(biāo)識出來,可為新建地面自動站資料的應(yīng)用提供一定的質(zhì)量保障。不同區(qū)域的資料質(zhì)量控制檢查需依據(jù)不同地區(qū)的氣候特點進(jìn)行劃分和統(tǒng)計,這樣更能保障質(zhì)量控制后資料的質(zhì)量。

摘要:采用1950—2009年NCEP/NCAR月平均再分析風(fēng)場資料,對夏季低空索馬里越赤道氣流的垂直結(jié)構(gòu)及其與南亞夏季風(fēng)的關(guān)系進(jìn)行研究。結(jié)果表明:夏季索馬里越赤道氣流在垂直方向上從低層至高層先增強(qiáng),在925 hPa高度上達(dá)到最大值后逐漸減弱。某些年份索馬里越赤道氣流核心可向上延伸至850 hPa高度,而某些年份則維持在925 hPa高度上。索馬里越赤道氣流垂直結(jié)構(gòu)不同時,其對應(yīng)的南亞夏季風(fēng)也有所不同,這種差異主要體現(xiàn)在對流層低層風(fēng)場的變化,以及南亞夏季風(fēng)的強(qiáng)弱差異方面。總體來說,索馬里急流核心高度延伸至850 hPa時,對應(yīng)的南亞夏季風(fēng)偏強(qiáng);急流核心高度維持在925 hPa時,南亞夏季風(fēng)偏弱。

摘要:使用Emanuel和Nolan完善的潛在生成指數(shù)(GPI)的計算方法,利用美國聯(lián)合臺風(fēng)警報中心提供的熱帶氣旋(TC)資料和歐洲中期數(shù)值天氣預(yù)報中心提供的全球ERA-40再分析資料,比較了1970-2001年西北太平洋海域的TC生成頻數(shù)和GPI的氣候特征,分析了包含于GPI中的環(huán)境要素對西北太平洋TC頻數(shù)年代際變化空間分布的影響。結(jié)果表明:GPI能近似地表述西北太平洋TC頻數(shù)的季節(jié)變化和空間分布。各環(huán)境要素對TC、較弱類TC和較強(qiáng)類TC生成頻數(shù)的影響有顯著差異,相對濕度隨著TC強(qiáng)度的增強(qiáng)而減弱,風(fēng)速垂直切變則相反。西北太平洋TC頻數(shù)年代際變化空間分布的正異常主要分布于130 °E以東,(15 °N,140 °E)附近最大的正異常頻數(shù)中心主要受絕對渦度和相對濕度正異常變化的影響;負(fù)的風(fēng)速垂直切變和正的相對濕度異常變化引起了(10~15 °N,160 °E)附近的TC頻數(shù)正異常。

摘要:為提高現(xiàn)有天氣雷達(dá)產(chǎn)品生成模塊中處理系統(tǒng)算法精度、并為其他短時臨近預(yù)報系統(tǒng)或數(shù)值預(yù)報模式提供合適的Z-I關(guān)系為目的,選擇江蘇沿江地區(qū)作為試驗區(qū)域,采用分類型最優(yōu)法建立相應(yīng)的Z-I關(guān)系,并比較分類型最優(yōu)法與單一Z-I關(guān)系對過程雨量和分段雨量的估測能力。結(jié)果表明:分類型最優(yōu)法比單一Z-I關(guān)系法明顯提高過程雨量估測的精度,梅汛期降水估測精度提高近2.5倍,夏季臺風(fēng)降水估測由低估72%降低至低估45%。對不同雨量段進(jìn)行估測比較后發(fā)現(xiàn),分類型最優(yōu)法對強(qiáng)降水雨量段改善較為明顯,對雨強(qiáng)>10 mm/h的梅汛期對流云降水和臺風(fēng)降水所有雨量段的雨量估測改善明顯。最后在氣候統(tǒng)計的基礎(chǔ)上,通過改進(jìn)雷達(dá)估測降水產(chǎn)品色標(biāo)數(shù)值等級,以達(dá)到優(yōu)化雷達(dá)估測降水產(chǎn)品圖像的顯示能力。

摘要:針對FY-3A衛(wèi)星微波濕度計MWHS(Microwave Humidity Sounder)資料的質(zhì)量控制進(jìn)行研究。選用2010年冬季1月17—23日FY-3A微波濕度計MWHS L1C 格式的全球觀測資料作為研究對象,采用雙權(quán)重算法對觀測增量O-B進(jìn)行質(zhì)量控制,其中O是FY-3A微波濕度計觀測的亮度溫度,B是基于NCEP GFS 全球預(yù)報系統(tǒng)6 h預(yù)報場用輻射傳輸模式RTTOV模擬的亮度溫度值,目的是剔除受地表發(fā)射率或云影響的離群資料。結(jié)果表明,通過雙權(quán)重的質(zhì)量控制后,FY-3A MWHS 3、4、5通道O-B的標(biāo)準(zhǔn)差明顯減小了2~3 K,同時,質(zhì)量控制后O-B偏差和標(biāo)準(zhǔn)差隨時間窗變化也很穩(wěn)定,可見該方法除去異常資料的效果較為理想,能夠應(yīng)用到衛(wèi)星資料的質(zhì)量控制中。

摘要:采用傅里葉變換方法將時域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到頻域,針對首次地閃發(fā)生(簡稱"雷暴天氣")和首次地閃不會發(fā)生(簡稱"非雷暴天氣")的大氣電場強(qiáng)度數(shù)據(jù)做了幅度譜分析。研究發(fā)現(xiàn),首次地閃前0.5 h的大氣電場數(shù)據(jù)與非雷暴天氣中任意時段0.5 h的大氣電場數(shù)據(jù)的幅度譜分布具有明顯差異,兩類天氣的幅度譜分布有一定規(guī)律可循。在此基礎(chǔ)上對樣本整理分類,將兩類天氣的平均幅度譜視為判別標(biāo)準(zhǔn),利用歐氏距離判別法,對63個未知天氣樣本進(jìn)行判別分類和效果檢驗,結(jié)果表明,此方法可供短時臨近的首次地閃預(yù)警工作中予以參考。

摘要:上沖云頂是卷云砧上的穹頂狀突起,表示存在強(qiáng)對流切變和強(qiáng)烈上升氣流,是強(qiáng)雷暴的重要指示者。伴隨上沖云頂?shù)睦妆┙?jīng)常產(chǎn)生災(zāi)害性天氣,如航空湍流、強(qiáng)降雨、冰雹、破壞性的風(fēng)和龍卷等。本文以2010年9月6日發(fā)生在安徽北部地區(qū)的一次特大暴雨過程為例,用衛(wèi)星紅外窗區(qū)通道觀測亮溫探測上沖云頂,并將高時空分辨率的局地分析預(yù)報系統(tǒng)(LAPS)的中尺度分析場資料與用紅外窗方法探測到的上沖云頂進(jìn)行定性比較,結(jié)果表明造成此次強(qiáng)降雨過程的對流系統(tǒng)即為一個伴隨上沖云頂?shù)膹?qiáng)雷暴系統(tǒng),LAPS中尺度分析場資料客觀地驗證了上沖云頂?shù)拇嬖凇?/p>

摘要:對1965—2008年101例登陸臺風(fēng)衰減后3 d內(nèi)仍存在較強(qiáng)降水的天氣過程,運用客觀分離方法及其改進(jìn)方案,分離提取了臺風(fēng)降水(Tropical Cyclone Precipitation;TCP),結(jié)果表明:即使登陸臺風(fēng)衰減為熱帶低壓或停編后,因臺風(fēng)系統(tǒng)的存在而產(chǎn)生高強(qiáng)度降水是一種普遍現(xiàn)象,仍舊是預(yù)報服務(wù)中需要高度關(guān)注的問題。采用氣候趨勢系數(shù)和功率譜等方法得到TCP及臺風(fēng)的氣候特征:臺風(fēng)衰減點的位置分布具有很強(qiáng)的區(qū)域性,與南嶺、武夷山脈的走勢大致吻合;臺風(fēng)衰減后降水并非單純性減少,隨著時間的推移,空間分布具有向北、向西擴(kuò)散的特點,特別是中緯度地區(qū)的江漢—江淮一帶,仍然是防災(zāi)減災(zāi)的重點。對于衰減后降水反而加強(qiáng)的臺風(fēng),防御重點可以有針對性地對登陸華南類和登陸華東類兩類路徑的臺風(fēng)展開。

摘要:利用蘇州市2009年6月—2010年5月逐時的能見度、相對濕度、污染物(PM₁₀、PM_2.5、黑碳)濃度和散射系數(shù)等資料進(jìn)行灰霾的判識與統(tǒng)計分析,結(jié)果表明:蘇州市灰霾日占全年天數(shù)的46.6%,雨日和"藍(lán)天"分別占33.2%和21.9%。在蘇州所有灰霾日中以輕微灰霾為主,占灰霾日總數(shù)的70.6%,發(fā)生中度和重度灰霾的頻率較小?；姻渤霈F(xiàn)頻率的日變化規(guī)律表明白天出現(xiàn)灰霾的頻率比夜間低,在5—8時灰霾出現(xiàn)的頻率達(dá)到峰值,14—16時灰霾出現(xiàn)的頻率最低?；姻踩盏奈廴疚餄舛冗h(yuǎn)大于非灰霾日,隨著灰霾等級增大,黑碳濃度明顯增大;除重度灰霾外, PM₁₀和PM_2.5濃度也明顯增大;散射系數(shù)增大。

摘要:對2010年9月7—8日江蘇北部的中尺度對流系統(tǒng)(MCS)特征和暴雨過程進(jìn)行了分析,應(yīng)用衛(wèi)星云圖、熱力和動力物理量診斷。結(jié)果表明:MCS是由若干個α和β中尺度對流云團(tuán)組成,在MCS成熟階段有一個逐漸發(fā)展成中尺度對流復(fù)合體(MCC)的過程;MCS出現(xiàn)在高溫高濕對流不穩(wěn)定的環(huán)境中,低層低渦的輻合和鋒面的抬升作用為其提供了動力條件;強(qiáng)水中心與MCS云頂溫度梯度最大值中心相對應(yīng),為暴雨落區(qū)預(yù)報提供了著眼點。

摘要:利用2000—2009年常規(guī)地面觀測資料、探空資料和上海浦東機(jī)場地面氣象例行觀測資料,對浦東機(jī)場平流霧的氣候特征和天氣形勢背景進(jìn)行了統(tǒng)計分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn):浦東機(jī)場平流霧發(fā)生頻次逐年增多、持續(xù)時間有增長趨勢。從季節(jié)分布來看,平流霧多集中在冬春季出現(xiàn)。平流霧天氣多發(fā)于"入海高壓后部"、"副高西北側(cè)"、"低槽氣旋"、"臺風(fēng)外圍"和"高壓前部"等五類特定天氣形勢背景下。天氣系統(tǒng)在空間上的特定配置使暖濕氣流得以穩(wěn)定的流經(jīng)浦東機(jī)場,是浦東機(jī)場平流霧形成的根本原因。此外,利用浦東機(jī)場2007—2009年自動氣象觀測系統(tǒng)時間分辨率為1 min的能見度探測資料,對能見度低于200 m的平流濃霧進(jìn)行分析,結(jié)果表明:濃霧爆發(fā)不是一次性完成的,穩(wěn)定的濃霧形成之前會有較長時間的能見度大幅振蕩過程,在能見度圖譜上形成明顯的"象鼻形"先期振蕩特征,這一特性也給平流濃霧的監(jiān)測和預(yù)警提供了依據(jù)。

摘要:利用2008年12月的NCAR/NCEP逐日6 h再分析資料,對本月發(fā)生的兩次強(qiáng)寒潮事件(分別簡稱為過程Ⅰ和過程Ⅱ)進(jìn)行了等熵面位渦分析。結(jié)果表明:(1)兩次寒潮過程的爆發(fā)時間均可用低層位渦擾動的時間曲線的轉(zhuǎn)折點來確認(rèn);(2)兩次過程中在寒潮爆發(fā)時,都存在明顯的高位渦值向下傳播特征,過程Ⅱ明顯于過程Ⅰ;(3)等熵面分析可跟蹤寒潮強(qiáng)冷空氣活動,等熵面位渦演變反映了高、低層冷空氣的分布及活動狀況;等熵面位渦高值區(qū)代表冷空氣范圍,等位渦線密集區(qū)代表冷暖空氣對峙。寒潮爆發(fā)時,等熵面上高層高位渦向下向南傳播,導(dǎo)致高位渦強(qiáng)冷空氣在垂直方向上拉伸,正渦度增強(qiáng)。

摘要:選取不同緯度不同下墊面的四川省、山東省和黑龍江省,利用2005—2010年地閃資料,研究了三個典型區(qū)域雷電活動氣候特征及其物理機(jī)制。在不同時間尺度上,三省地閃變化呈現(xiàn)不同的年際、月際及日際變化特征。地閃極性上,四川省西部高原及黑龍江省正地閃比例較四川省東部盆地和山東省高,這是由于高海拔、高緯度地區(qū)雷暴云頂高度及南北方雷暴云電荷結(jié)構(gòu)差異造成的。地面盛行風(fēng)系與地形對雷電活動影響很大,迎風(fēng)坡為雷電活動頻發(fā)區(qū)域,且直接熱力環(huán)流圈迎風(fēng)坡地閃比例較間接熱力環(huán)流圈高。雷電活動具有較大的區(qū)域性,其對氣溫及不穩(wěn)定參量有較好的響應(yīng),雷暴過程中黑龍江省北部對流有效位能(CAPE)及對流抑制能量(CIN)遠(yuǎn)小于四川省東部及山東省中部,中層相對濕度及700 hPa相當(dāng)位溫四川省東部最大,山東省中部次之,黑龍江省北部最小。