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摘要:使用NCEP/NCAR大氣再分析資料、Hadley中心海表溫度分析資料和中國160站降水觀測資料,分析了夏季索馬里急流與澳洲越赤道氣流年際變異之間的關(guān)系及相關(guān)聯(lián)的海表溫度、大氣環(huán)流和中國降水異常分布特征.結(jié)果表明:夏季索馬里急流和澳洲越赤道氣流的年際變異存在兩類關(guān)系,即多數(shù)的反位相和少數(shù)的同位相關(guān)系.當(dāng)夏季索馬里急流和澳洲越赤道氣流呈前者減弱、而后者增強的反位相變化時,熱帶印度洋—太平洋海氣異常表現(xiàn)為處于發(fā)展階段的經(jīng)典的東部El Niño型,造成東亞夏季風(fēng)顯著減弱,中國降水呈南方偏多、北方偏少的偶極型分布;當(dāng)夏季索馬里急流和澳洲越赤道氣流同位相增強時,海氣異常表現(xiàn)為處于成熟階段的中太平洋El Niño型,東亞夏季風(fēng)增強,中國降水呈長江流域降水偏少、而華北和華南沿海降水顯著偏多的三極型分布.

摘要:用NCEP 1°×1°再分析資料、MICAPS系統(tǒng)地面站資料、TRMM衛(wèi)星降水資料以及自動站雨量資料分析了2011年梅雨后期發(fā)生在江蘇省南京市的一次暴雨過程.結(jié)果表明:此次暴雨發(fā)生在中高層高空深槽前部、低空切變線附近、低層低渦和地面低壓的東北部,是西風(fēng)帶低值系統(tǒng)及其引導(dǎo)的低層低渦與西進北上的"馬鞍"臺風(fēng)共同作用產(chǎn)生的.925 hPa上中國東南沿海位于低層低渦東北部的東南偏東氣流影響下,將來自于西太平洋的水汽源源不斷向暴雨區(qū)輸送,為暴雨的發(fā)生提供了良好的水汽條件.不僅如此,此東南偏東氣流還使得華南和東南沿海地區(qū)暖平流明顯.低層暖平流輸送伴隨的小幅增溫和水汽輸送導(dǎo)致的濕度層增厚,導(dǎo)致南京附近大氣層結(jié)不穩(wěn)定是暴雨發(fā)生的熱力環(huán)境.隨著"馬鞍"臺風(fēng)的西進北上,其北側(cè)副高中的干空氣逐漸被卷至中國東南沿海附近,與大陸上的暖濕氣流形成明顯對比,形成了一條明顯的能量鋒.與此同時,在長江中游地區(qū),殘余的梅雨鋒也表現(xiàn)為一條能量鋒,兩條能量鋒在南京附近相接,造成明顯的上升運動,從而觸發(fā)了暴雨的發(fā)生.

摘要:為分析形狀對氣溶膠粒子散射特性的影響,采用T矩陣法計算了0.633 μm波段(自然光)不同種類、形狀的氣溶膠單粒子與體散射的散射相函數(shù),并討論了氣溶膠粒子形狀畸變與等效Mie散射誤差的變化規(guī)律.結(jié)果表明:粒子形狀畸變對氣溶膠粒子散射能量空間分布影響較大.對于單粒子,各散射角上的等效Mie散射誤差并不隨粒子形狀畸變程度單調(diào)變化.從相對誤差量級上看,形狀畸變對180°散射的影響強于0°,對35°的散射影響相對較弱.對于兩種非球形粒子等效方法,等表面積法優(yōu)于等體積法.不同類型的非球形氣溶膠粒子體散射存在顯著差異,沙塵性與海洋性的等效Mie散射誤差明顯大于煤煙性與可溶性粒子;對于同一種氣溶膠,形狀的改變對側(cè)向與后向散射影響顯著,對前向散射影響不大.

摘要:基于現(xiàn)有的單多普勒雷達徑向速度資料直接同化和間接同化方法,提出了一種改進同化方法,通過引入反演方程組作為觀測算子,將分析單元內(nèi)徑向風(fēng)的空間變化信息作為同化變量.同時,根據(jù)模式的分辨率和精度要求調(diào)整分析單元大小,從而能夠有效地彌補數(shù)據(jù)稀釋化所帶來的高分辨率數(shù)據(jù)遺失問題.相對于直接同化只同化雷達觀測徑向風(fēng),改進方法不僅包含徑向風(fēng)信息,而且包含徑向風(fēng)的空間變化信息;相對于傳統(tǒng)的間接同化,改進方法不直接使用強約束求解析風(fēng)場,避免了將反演風(fēng)場完全等同于"觀測風(fēng)場",能夠較大程度地克服反演誤差對同化效果的影響.通過理想實驗和觀測系統(tǒng)模擬試驗表明:改進方法對于傳統(tǒng)的直接同化和間接同化具有一定的兼容性,應(yīng)用靈活,具有積極的改進意義.

摘要:利用1981—2010年全國753站逐日降水資料,NCEP/NCAR逐日再分析資料和NOAA向外長波輻射資料,通過小波分析和Lanczos濾波的方法,得到淮河流域6—7月澇年降水的10~30 d低頻振蕩特征并進行了分析.結(jié)果表明:(1)淮河流域6—7月澇年降水具有明顯的10~30 d周期變化.(2)位于高、低空的低頻(10~30 d)反氣旋和氣旋分別影響南亞高壓和西太平洋副熱帶高壓的東西進退,從而影響淮河流域的低頻降水強度.(3)在850 hPa上,南海上空的低頻反氣旋(氣旋)和日本海地區(qū)的低頻氣旋(反氣旋)使得淮河流域有(無)冷暖氣流交匯,并隨著低頻反氣旋和氣旋向東北方向移動,造成淮河地區(qū)低頻降水發(fā)展為活躍(中斷)期.(4)在低頻降水過程中,低頻OLR負(正)值區(qū)域發(fā)展加強對應(yīng)淮河流域降水過程加強(減弱),當(dāng)負(正)值區(qū)到達淮河流域時,淮河流域降水到達極端活躍(中斷)期.隨后低頻OLR負(正)值區(qū)向東移動,淮河流域低頻降水過程向過渡期轉(zhuǎn)變.

摘要:用WRF v3.2.1中尺度預(yù)報模式和NCEP/NCAR 再分析資料,對比研究了WRF模式中5個不同邊界層參數(shù)化方案對東亞夏季風(fēng)氣候的模擬效果.結(jié)果表明:WRF模式對各邊界層參數(shù)化方案均較為敏感,采用不同的邊界層參數(shù)化方案對模擬區(qū)域內(nèi)的夏季降水、氣溫、環(huán)流等氣候要素均可產(chǎn)生明顯影響.選取MYJ方案和QNSE方案對500 hPa夏季平均環(huán)流的模擬效果較好,YSU方案和QNSE方案對夏季平均日降水量模擬與再分析資料更吻合,YSU方案和MYNN2.5方案對中國東部2 m氣溫的模擬結(jié)果較好.不同邊界層參數(shù)化方案模擬結(jié)果都顯示出由于副熱帶高壓偏強,使副熱帶高壓第2次北跳后停留時間過短,導(dǎo)致長江中下游降水偏少,華北地區(qū)降水增多.通過比較YSU和QNSE邊界層方案,發(fā)現(xiàn)YSU方案相比QNSE方案的降水差異,是由于850 hPa水汽輸送造成的.在中國大部分地區(qū)YSU方案的2 m溫度比QNSE方案高,并且地面2 m氣溫和降水存在一定對應(yīng)關(guān)系.因此合理選取邊界層參數(shù)化方案可以提高數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性.

摘要:基于中國740站月降水、積雪、地溫資料和NCEP/NCAR再分析月資料,采用相關(guān)分析、合成分析和最大協(xié)方差法,研究了1979—2008年青藏高原冬季積雪異常與長江中下游夏季降水的關(guān)系及其可能的影響機制.結(jié)果表明:(1)在年際時間尺度上,青藏高原中北部12月—翌年1月積雪指數(shù)與長江中下游夏季降水呈顯著正相關(guān).在年代際時間尺度上,1990s—2000s的高原積雪指數(shù)與長江中下游夏季降水具有較好的同位相變化特征.表明高原中北部12月—翌年1月積雪指數(shù)對長江中下游夏季降水異常具有較好的指示意義,可作為預(yù)測長江中下游夏季降水年際年代變化的依據(jù).(2)高原12月—翌年1月積雪異常偏多,是長江中下游夏季洪澇的一個強信號, 12月—翌年1月積雪指數(shù)正異常年與長江中下游夏季降水正異常年有很好的一致性.(3)高原冬季積雪異常影響長江中下游夏季降水的可能途徑是:高原冬季積雪異常通過影響同期及其后春季地溫,再由春季地溫以某種方式把異常信號維持到夏季.之后,地溫異常又改變了局地地氣熱量交換,導(dǎo)致周圍大氣環(huán)流異常,從而影響到其下游的降水過程.

摘要:基于國家氣候中心整編的160站常規(guī)觀測氣溫資料和HADLEY中心的海表溫度資料,應(yīng)用最大協(xié)方差分析方法,診斷了中國東部各季節(jié)氣溫異常型和前期海表溫度異常(SSTA)模的關(guān)系,并重點分析冬季氣溫與SSTA模的最佳耦合模態(tài)及海溫異常對大氣環(huán)流的影響.結(jié)果表明:中國東部四季氣溫異常型與前期海盆SSTA模的顯著耦合關(guān)系表現(xiàn)出不同的特征.超前6個月的熱帶太平洋第二模和南印度洋第二模與東部地區(qū)冬季氣溫一致變化型耦合關(guān)系最佳.西南冷東北暖的氣溫異常型與超前4個月熱帶大西洋一致增暖模有最佳耦合關(guān)系.大氣環(huán)流對與全區(qū)氣溫一致偏冷型對應(yīng)的SSTA模的回歸表現(xiàn)為:西伯利亞高壓和阿留申低壓增強,東亞大槽加深,中緯度西風(fēng)加強.對與氣溫西南冷東北暖型對應(yīng)的SSTA模的回歸表現(xiàn)為:西伯利亞高壓和阿留申低壓略有增強,東亞大槽槽區(qū)附近位勢升高,大槽變淺,槽線偏向西南,東部40 °N以北風(fēng)速加強,以南風(fēng)速減弱.

摘要:利用氣候資料及泡桐物候期數(shù)據(jù),分析了浙江省泡桐關(guān)鍵生育期與相關(guān)氣象要素的關(guān)系,研究了泡桐開花展葉前相關(guān)氣候特征,探討了冷空氣對泡桐秋季物候期的可能影響.從統(tǒng)計值的關(guān)系來看,其物候期主要取決于氣溫及≥10 ℃有效積溫的高低,降水量的影響其次,日照時數(shù)的影響最小.泡桐物候期對當(dāng)季的氣溫條件非常敏感,降水對其開花、展葉的影響有滯后作用.泡桐開花和展葉始期前3個月的≥10 ℃有效積溫一般分別要達到200 ℃·d和300 ℃·d以上;由落葉末期至下一年開花和展葉始期的≥10 ℃有效積溫也分別要基本達到200 ℃·d和300 ℃·d以上;開花展葉前3個月的降水量和日照時數(shù)一般在230 mm和在210 h以上.泡桐秋季物候期前7 d內(nèi)的冷空氣,特別是中等強度以上的冷空氣對其影響很大,落葉前的冷空氣促使泡桐開始落葉,落葉開始后,冷空氣將加速落葉.開花末期前2周的冷空氣,在一定程度上促進了泡桐花期的結(jié)束.

摘要:針對長三角汛期強降水過程,根據(jù)不同降水類型的特性,提出分時段建立低頻模型并給出建模流程.綜合分析長三角汛期強降水期的低頻特性,將低頻氣旋及反氣旋區(qū)分劃分7個關(guān)鍵區(qū).重點研究盛夏—初秋時段的強降水特征,在總結(jié)強降水期低頻特征的基礎(chǔ)上,借助EOF分解建立延伸期大—暴雨的預(yù)報模型:1區(qū)或2區(qū)有低頻氣旋維持并發(fā)展;6區(qū)、7區(qū)或5區(qū)存在低頻反氣旋.并且在7個關(guān)鍵區(qū)中1、2區(qū)的低頻氣旋及5、6、7區(qū)的低頻反氣旋為主要低頻系統(tǒng),起決定作用,而3區(qū)的低頻系統(tǒng)為次要低頻系統(tǒng),起輔助作用.利用該模型提前30 d預(yù)報出2012年汛期最強降水過程,并分析本次過程的低頻系統(tǒng)演變,給出動態(tài)演變模型.

摘要:利用江蘇南部20個氣象觀測站2008—2012年汛期(5—10月)逐小時降水資料,應(yīng)用降水頻率來分析了江蘇南部地區(qū)降水日變化基本特征和區(qū)域差異.研究表明:降水日變化特征地域性差異較強,西部站、東部站和東北沿海站都存在一定的特征差異.東部站降水量的最大值主要出現(xiàn)在下午和傍晚;西部站降水量主峰值出現(xiàn)在下午,并且在清晨和夜間還有兩個次峰值;東北沿海站呈現(xiàn)出午前、午后的雙峰值形式.2008—2011年降水量下午高值區(qū)有先減弱后增強并提前的趨勢,而上午的高值區(qū)有總體減弱并推遲的特征.2011年后有明顯減弱的趨勢.江蘇南部總體來說,短時強降水(大于20和25 mm/h)在16—19時出現(xiàn)主峰值,07—09時也有相對較小的次峰值.

摘要:利用耦合了單層城市冠層模型UCM的中尺度模式WRF,對長江三角洲城市群夏季城市化效應(yīng)進行了5 a(2003—2007年)高分辨數(shù)值模擬,并作了長江三角洲地區(qū)有無城市的對比試驗.結(jié)果表明,城市化使得長三角城市群及其鄰近地區(qū),夏季近地層水汽混合比呈明顯減少趨勢,而850~700 hPa層的水汽混合比有所增大.通過對比有與無城市各等級降水日所對應(yīng)的2 m水汽混合比,得出小雨降水日對應(yīng)的2 m水汽混合比差異與總降水日對應(yīng)的差異最為接近.通過分析環(huán)流場、散度場和垂直速度場發(fā)現(xiàn),水汽混合比的垂直變化是由于城市群的存在使得近地層輻合、850~700 hPa層輻散的配置增強,以及在城市群上空增強了的垂直上升運動,從而增強城區(qū)對流活動,水汽的垂直輸送也更為活躍,由此可能導(dǎo)致對流性降水的增加.

摘要:利用NCEP1°×1°再分析資料和常規(guī)氣象觀測資料,使用WRF模式對2012年7月21日發(fā)生在北京地區(qū)的一次特大暴雨天氣過程進行數(shù)值模擬.在模擬結(jié)果的基礎(chǔ)上,分析了此次暴雨過程的形勢演變和水汽條件,并分別計算了暴雨發(fā)生過程中北京全市范圍內(nèi)的水汽輸送、水汽收支、大氣可降水量和空中各相態(tài)水物質(zhì)的量值大小、空間分布情況及其相互轉(zhuǎn)化關(guān)系.結(jié)果發(fā)現(xiàn):這次降水主要受高空槽、低渦和地面切變線的影響.有東南、西南兩條水汽輸送通道,計算區(qū)域上空水汽收支變化與地面雨強的演變對應(yīng)很好.中低層持續(xù)而強烈的水汽凈輸入,為暴雨的發(fā)生發(fā)展提供了很好的水汽條件.北京各站點大氣可降水量普遍超過歷史極值,反映了降水的極端性.降水發(fā)展不同階段,云內(nèi)微物理過程存在差異,降水量初期以暖雨為主,降雨量不大,之后冷雨過程增強,降水量迅速增大.

摘要:用宜春氣象站常規(guī)氣象資料,雷達回波和風(fēng)廓線雷達等資料,采用數(shù)理統(tǒng)計、樣本對比和特征分析等方法,對2012年3—9月宜春單站短時強降水天氣進行分析和研究.結(jié)果表明:(1)≥10 mm·10min^-1的超短時強降水是構(gòu)成≥30 mm·h^-1和≥50 mm·(2h)^-1短時強降水的重要組成部分.(2)宜春短時強降水主要有帶狀回波、塊狀回波、絮狀回波和短帶回波4種類型,是由平均50 dBz的強回波單體所致.(3)短時強降水回波系統(tǒng)過境時,平均回波寬度43 km,氣象要素表現(xiàn)為:出現(xiàn)超短時強降水、溫度下降、濕度飽和、氣壓上升、前導(dǎo)風(fēng)迅速加大、Cb云急增.(4)短時強降水發(fā)生時,宜春風(fēng)廓線雷達最大探測高度由3 000 m逐步增高到6 000 m,風(fēng)速加大;850 hPa西南急流≥12 m·s^-1.(5)降水期間由于強降水粒子拖曳作用,風(fēng)廓線雷達垂直波束上徑向速度出現(xiàn)朝向雷達方向的正速度,垂直風(fēng)速明顯加大,噪聲系數(shù)在40~60 dB之間.