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摘要:應(yīng)用多種化學(xué)組分氣溶膠的絕熱氣塊分檔模式,對2008年春季黃山地區(qū)氣溶膠吸濕增長特性進行了模擬分析。結(jié)果表明:黃山地區(qū)氣溶膠吸濕增長因子f的大小與粒子半徑、相對濕度、粒子化學(xué)組分、上升速度及上升高度密切相關(guān),且小粒子吸濕增長比大粒子顯著。吸濕增長因子與相對濕度呈正相關(guān),相對濕度越接近粒子的臨界飽和比,吸濕增長因子變化越顯著?？扇苄杂袡C氣溶膠,通過增加溶液中溶質(zhì)的百分比來影響臨界飽和比,使吸濕增長因子增大。若不考慮不可溶粒子的成核作用,會高估粒子的吸濕性。隨著上升速度增大,吸濕增長因子降低,降低程度與粒子初始高度的相對濕度有關(guān)。上升高度通過改變氣塊相對濕度的變化來影響氣溶膠吸濕增長因子。

摘要:利用ERA-Interim再分析數(shù)據(jù)提供側(cè)邊界條件,驅(qū)動Hadley氣候預(yù)測與研究中心研發(fā)的PRECIS區(qū)域氣候模擬系統(tǒng),檢驗PRECIS對1996-2005年西北太平洋熱帶氣旋活動的模擬能力。經(jīng)與實況資料的對比結(jié)果表明:PRECIS能夠有效模擬影響熱帶氣旋活動的熱力與動力環(huán)境場以及西北太平洋熱帶氣旋生成與路徑的分布特征;模擬的熱帶氣旋逐年生成頻數(shù)與實況相比,相關(guān)性顯著,生成頻數(shù)空間分布的高值區(qū)與實況對應(yīng)一致;模擬的路徑頻數(shù)分布與實況相比總體一致。但模擬的中國南海海域生成的熱帶氣旋與實況相比偏多,路徑頻數(shù)集中在南海東北部;模擬熱帶氣旋的北移路徑偏少,強度偏弱。

摘要:高分辨率的中尺度預(yù)報模式ARPS及其3DVAR/云分析系統(tǒng),針對2010年登陸福建的超強臺風(fēng)"鲇魚",研究對流可分辨尺度下,每1 h循環(huán)同化沿海新一代多普勒雷達(dá)網(wǎng)資料分析、研究對臺風(fēng)初始場和預(yù)報場的改進作用。結(jié)果表明:單獨同化雷達(dá)資料可顯著改善初始場中的臺風(fēng)內(nèi)核區(qū)動力和熱力結(jié)構(gòu),以及臺風(fēng)強度和位置,進而提高18 h臺風(fēng)強度、路徑和降水預(yù)報,但預(yù)報路徑和降水分布與實況仍存在差異。在雷達(dá)資料同化基礎(chǔ)上加入常規(guī)觀測資料,對初始場中臺風(fēng)內(nèi)核區(qū)結(jié)構(gòu)改進不大。但在顯著調(diào)整大尺度背景場,從而進一步減少臺風(fēng)路徑預(yù)報誤差,能準(zhǔn)確預(yù)報出福建沿海兩個強降水區(qū)域的位置和強度。總體而言,雷達(dá)資料同化主要提高臺風(fēng)結(jié)構(gòu)分析,而常規(guī)觀測資料同化主要改善環(huán)境場分析,兩者有效結(jié)合使得預(yù)報結(jié)果和實況最為接近。

摘要:利用常規(guī)觀測資料、NCEP再分析資料及加密自動站資料對2011年梅汛期江蘇省6月17-18日和7月11-13日2次典型的大暴雨天氣過程進行對比分析。結(jié)果表明:2種不同類型大暴雨的影響系統(tǒng)不同、動力熱力機制不同:"617"過程為江淮切變線大暴雨,切變線南側(cè)的強勁西南低空急流輸送了充足的水汽和能量,低層強冷空氣活動觸發(fā)了強暴雨;"711"過程為熱帶低壓倒槽大暴雨,中低層弱冷空氣垂直疊加在倒槽東側(cè)偏南低空急流攜帶的海上暖濕空氣上,構(gòu)成了產(chǎn)生暴雨并持續(xù)的不穩(wěn)定條件。垂直螺旋度上負(fù)下正的配置及非地轉(zhuǎn)垂直環(huán)流上升支為兩次暴雨提供了良好的動力抬升機制。暴雨發(fā)生在能量鋒區(qū)南側(cè)、濕位渦正壓項零等值線靠近負(fù)值區(qū)一側(cè)。位勢不穩(wěn)定度由強變?nèi)?能量開始釋放,預(yù)示暴雨即將開始。

摘要:用60 a Hadley氣候中心的月平均海溫資料,用EOF分析重構(gòu)了4月份印度洋海溫的一致變化型異常,并以此驅(qū)動IAP9層大氣環(huán)流模式,分別研究了海溫異常初期適應(yīng)階段、異常當(dāng)月和氣候平均夏季3種時間尺度下大氣高度場響應(yīng)的傳播和分布特征。研究發(fā)現(xiàn),初期適應(yīng)階段,高度場響應(yīng)的垂直傳播約需4 d,且受控于整層無輻散約束;冷暖位相高度響應(yīng)的水平傳播路徑差異較大,表現(xiàn)出明顯的非對稱性。海溫異常當(dāng)月,冷位相會激發(fā)出全球緯向Rossby波;而暖位相則激發(fā)出兩半球洋面上2個大圓波列,且均有顯著正壓性。對氣候平均夏季的北半球冷相位,高度響應(yīng)表現(xiàn)為太平洋上空的3條異常緯帶;對暖相位則表現(xiàn)為太平洋和大西洋上空的2個大圓波列。而南半球的高度場對冷位相響應(yīng)主要表現(xiàn)為2波結(jié)構(gòu)的繞極駐波,暖相位激發(fā)出環(huán)球的同心異常緯帶。

摘要:為了研究雨滴在水平風(fēng)作用下的水平移動情況,在分析水平風(fēng)作用下雨滴受力情況的基礎(chǔ)上,通過對曳力系數(shù)與雷諾數(shù)對應(yīng)關(guān)系的研究,采用數(shù)值仿真的方法分別對海平面大氣條件和不同大氣條件下雨滴水平運動速度進行仿真。結(jié)果表明:當(dāng)有水平風(fēng)作用時,雨滴的水平運動速度不等于風(fēng)的速度,而是隨雨滴直徑和水平風(fēng)速的變化而變化;在水平風(fēng)作用下,雨滴的水平移動速度可以在較短的時間內(nèi)(一般小于15 s)達(dá)到一個穩(wěn)定的值;在水平風(fēng)速相同的情況下,氣壓越高、溫度越低,雨滴達(dá)到平衡時的水平移動末速度相對越大,反之則越小。這些結(jié)論對基于圖像采集原理的光學(xué)降水自動觀測儀器進行雨滴圖像拼合有重要的應(yīng)用價值。

摘要:應(yīng)用開都河下游大山口水文站徑流和博斯騰湖1956-2009年的逐月水位數(shù)據(jù)和流域內(nèi)各氣象站的氣象數(shù)據(jù),通過模糊聚類等統(tǒng)計方法,分析了博斯騰湖水位變化趨勢及其可能影響因子。結(jié)果表明:博斯騰湖的水位年際變化受開都河流域徑流的影響很大,當(dāng)開都河流域徑流量大時博湖水位較高,且開都河徑流與其上、下游氣溫和降水關(guān)系密切。博斯騰湖水位逐年的月變化基本上可以分為5類,其中最主要的為第一類型和第二類型:第一類為遞減型,特征為季節(jié)變化不明顯,水位在春季較高,以后逐漸降低;第二類為遞增型,特點是季節(jié)變化較第一大類明顯,水位在夏末秋初的時候較高,整體呈現(xiàn)上升趨勢。遞增、遞減型出現(xiàn)的主要原因是受上下游降水和大山口徑流的影響,當(dāng)上下游降水和徑流偏多時水位月際變化出現(xiàn)遞增型,反之易出現(xiàn)遞減型。

摘要:利用1961-2005年廣東省站逐日降水資料,采用奇異譜分析結(jié)合自回歸模型對廣東候平均降水進行未來1~5候的延伸期預(yù)報試驗。結(jié)果表明,廣東省降水侯平均存在一個準(zhǔn)40~60 d的振蕩周期,對1961-2000年候降水重構(gòu)相關(guān)系數(shù)在0.96以上。對2001-2005年候降水進行未來1~5候的預(yù)報試驗,預(yù)報效果除2003年后延第5候較差外,其它4 a的預(yù)報結(jié)果都較好。后延第1候預(yù)報相關(guān)系數(shù)最高達(dá)到0.86,后延預(yù)報到第5候時相關(guān)系數(shù)也在0.3以上。從預(yù)報平均相對均方根誤差來看,5 a均在30%以內(nèi),預(yù)報的穩(wěn)定性和效果較理想?？傮w說明奇異譜分析結(jié)合自回歸模型是一種較為有效的預(yù)報方法,在未來10~30 d延伸期天氣預(yù)報業(yè)務(wù)中有一定的參考價值。

摘要:利用2010年江蘇省20個土壤水分站的自動站與人工觀測資料,分析了自動站與人工觀測的對比差值、相關(guān)系數(shù)和各自的方差等。結(jié)果表明:人工觀測值平均高于自動站觀測值,兩者在淺層的平均差值最小,相關(guān)性最好。隨著土壤深度的加深,人工與自動觀測對比差值增大,相關(guān)性減小,在出現(xiàn)強降水時尤為明顯。在有效降水較少時,各層人工觀測方差均明顯大于自動站觀測。自動站觀測方差在淺層為最大,隨深度的加深而明顯降低,因為受降水影響很小,而表現(xiàn)比較穩(wěn)定。人工觀測卻受降水影響相對較大,方差平均值在各層表現(xiàn)波動均較大,在較深層波動更明顯。最后通過多元線性回歸方法,以六合站為例初步建立了土壤干旱預(yù)報模型并檢驗其預(yù)報能力。

摘要:利用多種觀測資料和中尺度數(shù)值模擬資料,對2011年2月14日發(fā)生在江淮地區(qū)的一次預(yù)報失誤的持續(xù)性降雪過程進行較為全面的分析。結(jié)果表明:前期的降水導(dǎo)致近地面維持較大濕度,補充南下的冷平流促使低層大氣接近飽和,降雪持續(xù)期間,水汽集中在對流層低層淺薄的層次中;對流層中層發(fā)展和維持的強冷平流導(dǎo)致降水區(qū)上空迅速降溫減濕,從而在對流層中低層,逐漸建立起弱對流不穩(wěn)定層結(jié)。而疊置其上的穩(wěn)定層則將對流活動和水汽的向上輸送限制在對流層低層內(nèi),使得水汽和能量得以在一定范圍內(nèi)集中;不斷補充南下的冷空氣強迫近地層風(fēng)場發(fā)生擾動,形成的中尺度切變線,為這種淺薄層次下的弱對流活動提供了觸發(fā)條件。盡管輻合抬升較弱,但與其它季節(jié)相比,氣溫較低的冬季,在抬升凝結(jié)高度較低的大氣中,水汽易凝結(jié)成云致降水。造成這次預(yù)報失誤的原因,是忽略了近地層系統(tǒng)的變化。另外,對補充冷空氣的影響作用考慮不充分。

摘要:利用1961-2007年四川省38個站9-11月的日降水資料,從發(fā)生次數(shù)、降水量和持續(xù)天數(shù)三方面資料,應(yīng)用現(xiàn)代氣候統(tǒng)計診斷方法,對四川秋季連陰雨的變化特征和時空分布進行了分析。結(jié)果表明:四川秋雨量約占四川全年降水量的四分之一,其中秋季連陰雨量約占全年降水的五分之一、約占秋雨量的80%;四川秋季連陰雨的發(fā)生次數(shù)、降水量和持續(xù)天數(shù)總體上均呈減少趨勢,這種減少是一種突變現(xiàn)象,發(fā)生在1980s中后期;從地域上來看,四川秋季連陰雨總體上呈西部增多、東部減少的趨勢;EOF分析結(jié)果表明四川秋季連陰雨最主要的特征為東西反相型分布。

摘要:利用1981-2010年南京、徐州、射陽逐日探空資料和地面觀測資料,在分析冬季雨日、雪日、雨夾雪日氣候特點的基礎(chǔ)上,運用厚度分析的方法進一步研究江蘇冬季不同降水相態(tài)的預(yù)報指標(biāo)。結(jié)果表明:厚度分析能被用來識別降水相態(tài)(雨、雪),1 000~850 hPa厚度閾值1 292 gpm可以作為江蘇冬季區(qū)分雨、雪的一個重要參考指標(biāo)。同時結(jié)合地面溫度和850 hPa溫度可以較準(zhǔn)確的判定降水的相態(tài),即1 000~850 hPa厚度≤1 292 gpm,且T₈₅₀≤-3℃,T≤2℃時,判定為雪;反之,則為雨。另外,地面濕球溫度在雨雪區(qū)分上也是一個很有參考價值的指標(biāo)。

摘要:利用逐日NCEP再分析、常規(guī)觀測、加密自動站、衛(wèi)星云圖及多普勒雷達(dá)等資料,分析了1109號臺風(fēng)"梅花"路徑、結(jié)構(gòu)和降水變化的原因,并對"梅花"的物理量特征進行了診斷分析。結(jié)果表明:副熱帶高壓外圍引導(dǎo)氣流較強時,臺風(fēng)沿引導(dǎo)氣流方向行進,引導(dǎo)氣流較弱時,臺風(fēng)受高空槽的吸引,移動路徑產(chǎn)生向西的分量;中低層冷空氣的侵入,破壞了臺風(fēng)自上而下的暖心、不對稱結(jié)構(gòu),呈現(xiàn)上暖下冷的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),趨于向溫帶氣旋變性。"梅花"影響遼寧前期,主要受臺風(fēng)外圍氣流影響,水汽厚度淺薄,但維持時間長,產(chǎn)生的累計雨量較大。后期臺風(fēng)殘余云系,在冷空氣的作用下,冷暖空氣交界處激發(fā)出整層上升運動,同時在臺風(fēng)外圍水汽、偏南季風(fēng)水汽共同作用下水汽厚度增加,更充沛的水汽來源為更強降水提供了有利的水汽條件,在遼寧中南部產(chǎn)生暴雨大暴雨天氣。此外,雷達(dá)、自動站反映的中尺度切變、渦旋,為對流系統(tǒng)發(fā)展起到了觸發(fā)作用。

摘要:為客觀評價不同的數(shù)值模式對山東沿海風(fēng)的預(yù)報性能,結(jié)合中國氣象局降水分級預(yù)報評分辦法,定義了一種風(fēng)力預(yù)報分級檢驗辦法。對MM5、WRF-RUC和T639模式在山東沿海9個精細(xì)化海區(qū)代表站的日最大風(fēng)速預(yù)報進行了檢驗,結(jié)果發(fā)現(xiàn):各模式普遍存在對于小風(fēng)天氣預(yù)報偏大、大風(fēng)天氣預(yù)報偏小的特點。T639模式風(fēng)力預(yù)報偏弱,因此,對于4級以下的風(fēng)預(yù)報評分較高,而對于8級以上大風(fēng)幾乎沒有預(yù)報能力。MM5和WRF-RUC模式對于4級以上的較強風(fēng)力的預(yù)報結(jié)果明顯好于T639模式,其中WRF-RUC模式預(yù)報準(zhǔn)確率稍高于MM5模式,但風(fēng)力越大,各模式均漏報越多。各模式分析場以及24 h風(fēng)力預(yù)報與實況的一致性檢驗表明:5級以下的風(fēng)力,MM5和WRF模式預(yù)報風(fēng)力與實況基本為一致,但對于6級以上的大風(fēng),MM5模式預(yù)報較分散,WRF模式預(yù)報更接近實況風(fēng)力。綜合各模式對于風(fēng)力預(yù)報的平均絕對誤差,WRF-RUC模式預(yù)報誤差最小,具有較高的參考價值。MM5模式預(yù)報準(zhǔn)確率稍低于WRF-RUC模式,且存在一定的不穩(wěn)定性。

摘要:用加密氣象站降水資料、NCEP再分析資料以及WRF 模式的精細(xì)化模擬產(chǎn)品資料,對2011年6月24日20時-25日20時,由強熱帶風(fēng)暴"米雷"與西風(fēng)槽結(jié)合造成的江淮區(qū)域暴雨過程進行分析和診斷。結(jié)果表明:西風(fēng)槽溫壓場斜壓性顯著,強熱帶風(fēng)暴溫壓場正壓性顯著, 構(gòu)成了有利于中小尺度系統(tǒng)和暴雨發(fā)生發(fā)展的環(huán)流背景。 由強熱帶風(fēng)暴攜帶而來的水汽,路程近、速度快,在暴雨區(qū)形成深厚的水汽層。暴雨區(qū)具有兩個上下疊置的垂直上升運動中心,保持對水汽的深厚強抬升,維持暴雨環(huán)流系統(tǒng)的強度。暴雨區(qū)環(huán)境大氣流場動力正、斜壓分解顯示,此次暴雨過程大氣流場的斜壓成分占顯著的主導(dǎo)地位;暴雨開始階段, 正壓動能向斜壓動能的轉(zhuǎn)換迅速增強, 各分項和總項都達(dá)到最大值;其后的暴雨階段, 轉(zhuǎn)換強度逐漸減弱, 暴雨結(jié)束時各項都接近0值,甚至出現(xiàn)弱的斜壓動能向正壓動能的轉(zhuǎn)換。