2006年 第22卷 第5期
2006, (5): 417-422.
摘要:
在研究南岭山地浓雾的气候规律,开展了2次多学科综合野外观测,对典型个例进行了天气学分析、雾的宏观结构特征分析、雾的微物理特征分析,在利用数值试验分析了雾生成的物理机制等研究的基础上,研制开发了4种南岭山地京珠高速公路云岩雾区的能见度预报方法,包括:中尺度数值模式产品释用方法、结构预测方法、天气学指标预报方法和动态统计预报方法;并研制了相应的自动化程度高的预测预报系统,与京珠高速公路粤境北段通车同步投入准业务运行,使用雾区路段的5套自动气象站和能见度仪资料,制作的集成预报结果为高速公路行车安全提供服务,经过各种方法的独立预报检验和准业务运行服务的预报结果检验,预报准确率比较高,提供服务的集成预报准确率可达83.3%。
在研究南岭山地浓雾的气候规律,开展了2次多学科综合野外观测,对典型个例进行了天气学分析、雾的宏观结构特征分析、雾的微物理特征分析,在利用数值试验分析了雾生成的物理机制等研究的基础上,研制开发了4种南岭山地京珠高速公路云岩雾区的能见度预报方法,包括:中尺度数值模式产品释用方法、结构预测方法、天气学指标预报方法和动态统计预报方法;并研制了相应的自动化程度高的预测预报系统,与京珠高速公路粤境北段通车同步投入准业务运行,使用雾区路段的5套自动气象站和能见度仪资料,制作的集成预报结果为高速公路行车安全提供服务,经过各种方法的独立预报检验和准业务运行服务的预报结果检验,预报准确率比较高,提供服务的集成预报准确率可达83.3%。
2006, (5): 423-430.
摘要:
运用1980-2002年5-8月GMS TBB候平均资料,经过统计分析得到:南海和东亚候夏季风活动指数定义为候平均TBB≤273K;其强度分为3级,即弱季风为268 K＜TBB≤273 K,一般季风为263 K＜TBB≤268 K,强季风为TBB≤263 K。与此同时,还给出了运用TBB候距平帮助判识季风强度的分析方法。运用该季风指数,统计分析了上述各年季风初始爆发日期和各年各月季风活动情况。另外,还对比分析了1998年长江中下游地区暴雨和1994年华南暴雨2个典型暴雨灾害年季风活动,展示了候季风活动与暴雨期间各暴雨过程之间的密切关系。
运用1980-2002年5-8月GMS TBB候平均资料,经过统计分析得到:南海和东亚候夏季风活动指数定义为候平均TBB≤273K;其强度分为3级,即弱季风为268 K＜TBB≤273 K,一般季风为263 K＜TBB≤268 K,强季风为TBB≤263 K。与此同时,还给出了运用TBB候距平帮助判识季风强度的分析方法。运用该季风指数,统计分析了上述各年季风初始爆发日期和各年各月季风活动情况。另外,还对比分析了1998年长江中下游地区暴雨和1994年华南暴雨2个典型暴雨灾害年季风活动,展示了候季风活动与暴雨期间各暴雨过程之间的密切关系。
2006, (5): 431-438.
摘要:
利用二维风场差异的显著性检验和蒙特卡洛模拟检验等方法,研究华南前汛期旱涝年同期及前期风场差异特征。结果表明西太平洋副热带高压及850 hPa贝加尔湖东北部和南印度洋中部的风场异常是影响华南前汛期旱涝的重要因子;前期1月的印度北部和3月的西北太平洋风场异常可能是华南前汛期旱涝的强预测信号。分析还表明,3月份北太平洋地区的高度场与前汛期降水有密切关系。最后,建立了华南前汛期旱涝的预报工具。
利用二维风场差异的显著性检验和蒙特卡洛模拟检验等方法,研究华南前汛期旱涝年同期及前期风场差异特征。结果表明西太平洋副热带高压及850 hPa贝加尔湖东北部和南印度洋中部的风场异常是影响华南前汛期旱涝的重要因子;前期1月的印度北部和3月的西北太平洋风场异常可能是华南前汛期旱涝的强预测信号。分析还表明,3月份北太平洋地区的高度场与前汛期降水有密切关系。最后,建立了华南前汛期旱涝的预报工具。
2006, (5): 439-446.
摘要:
利用多年的Reynolds月平均海表温度资料和NCEP/NCAR全球大气再分析资料,采用经验正交函数(EOF)分析和滑动相关方法,研究了热带印度洋秋季偶极子模态和南海夏季风强度变化的关系。结果表明:(1)热带印度洋秋季海表温度距平(SSTA)的主要模态是全区一致型和偶极子(IOD)型,全区一致型模态主要代表了秋季SSTA全海盆一致的年代际及其以上时间尺度的变化,IOD型模态主要反映热带印度洋秋季SSTA年际时间尺度的变化。(2)当前期秋季热带印度洋存在正(负)IOD模态时,南海的夏季风强度减弱(增强)。二者年际变化的负相关关系在长期趋势的冷位相期不显著,而在暖位相期显著。(3)当南海夏季风强度增强(减弱)时,后期秋季热带印度洋出现正(负)IOD模态。二者年际变化的正相关关系在长期趋势的冷、暖位相期显著,在冷、暖位相转换期前后不显著。
利用多年的Reynolds月平均海表温度资料和NCEP/NCAR全球大气再分析资料,采用经验正交函数(EOF)分析和滑动相关方法,研究了热带印度洋秋季偶极子模态和南海夏季风强度变化的关系。结果表明:(1)热带印度洋秋季海表温度距平(SSTA)的主要模态是全区一致型和偶极子(IOD)型,全区一致型模态主要代表了秋季SSTA全海盆一致的年代际及其以上时间尺度的变化,IOD型模态主要反映热带印度洋秋季SSTA年际时间尺度的变化。(2)当前期秋季热带印度洋存在正(负)IOD模态时,南海的夏季风强度减弱(增强)。二者年际变化的负相关关系在长期趋势的冷位相期不显著,而在暖位相期显著。(3)当南海夏季风强度增强(减弱)时,后期秋季热带印度洋出现正(负)IOD模态。二者年际变化的正相关关系在长期趋势的冷、暖位相期显著,在冷、暖位相转换期前后不显著。
2006, (5): 447-453.
摘要:
利用MM5输出的高分辨率资料对“98.5”华南暴雨的湿位涡进行了诊断分析,分析了质量强迫和热力强迫引起的湿位涡异常。结果揭示:降水区位于负湿位涡的下方,负湿位涡的趋势走向与降水区的一致。造成本次暴雨的成因中包括湿对称不稳定和对流不稳定两种机制,湿位涡MPV(moist potential vorticity)的分量MPV2对MPV起主要作用,其中主要是MPV2v的贡献。质量强迫和热力强迫共同作用引起湿位涡异常变化,它们的作用大小相当,在研究暴雨时,不可忽略因降水造成的质量强迫。
利用MM5输出的高分辨率资料对“98.5”华南暴雨的湿位涡进行了诊断分析,分析了质量强迫和热力强迫引起的湿位涡异常。结果揭示:降水区位于负湿位涡的下方,负湿位涡的趋势走向与降水区的一致。造成本次暴雨的成因中包括湿对称不稳定和对流不稳定两种机制,湿位涡MPV(moist potential vorticity)的分量MPV2对MPV起主要作用,其中主要是MPV2v的贡献。质量强迫和热力强迫共同作用引起湿位涡异常变化,它们的作用大小相当,在研究暴雨时,不可忽略因降水造成的质量强迫。
2006, (5): 454-460.
摘要:
采用诊断方法研究了El Niño和La Niña事件与北半球中高纬大气低频振荡。用1950-2003年北半球中高纬逐日500 hPa高度场资料进行功率谱分析得出:(1)ENSO事件对中高纬大气低频振荡有调频作用,即夏季低频振荡较弱,冬季低频振荡较强。(2)El Niño(La Niña)事件有使低频振荡周期缩短(延长)的趋势。(3)ENSO事件对中高纬大气低频振荡的调频作用比中低纬明显。
采用诊断方法研究了El Niño和La Niña事件与北半球中高纬大气低频振荡。用1950-2003年北半球中高纬逐日500 hPa高度场资料进行功率谱分析得出:(1)ENSO事件对中高纬大气低频振荡有调频作用,即夏季低频振荡较弱,冬季低频振荡较强。(2)El Niño(La Niña)事件有使低频振荡周期缩短(延长)的趋势。(3)ENSO事件对中高纬大气低频振荡的调频作用比中低纬明显。
2006, (5): 461-465.
摘要:
利用1983-2004年6-9月常规天气资料、广州单站数据和此期间热带气旋年鉴资料、NCEP/NCAR再分析资料,并定义连续3天或以上日最高气温≥35℃为一次灾害性高温天气过程,对广州灾害性高温天气和热带气旋活动的关系进行了分析,结果发现:(1)广州市的灾害性高温天气的出现和热带气旋外围环流紧密相关,且37℃以上的灾害性高温天气主要出现在广州市东南或偏东方向400-1600km范围内的洋面或海面有热带气旋活动时;(2)副热带高压控制下的强烈太阳辐射是广州灾害性高温出现的基础,而热带气旋外围下沉气流导致的强下沉增温是重要因素。
利用1983-2004年6-9月常规天气资料、广州单站数据和此期间热带气旋年鉴资料、NCEP/NCAR再分析资料,并定义连续3天或以上日最高气温≥35℃为一次灾害性高温天气过程,对广州灾害性高温天气和热带气旋活动的关系进行了分析,结果发现:(1)广州市的灾害性高温天气的出现和热带气旋外围环流紧密相关,且37℃以上的灾害性高温天气主要出现在广州市东南或偏东方向400-1600km范围内的洋面或海面有热带气旋活动时;(2)副热带高压控制下的强烈太阳辐射是广州灾害性高温出现的基础,而热带气旋外围下沉气流导致的强下沉增温是重要因素。
2006, (5): 466-472.
摘要:
首先利用多普勒雷达分析了影响广州的超级单体的典型特征。从反射率因子产品中可以观测到指状回波、V型缺口、弱回波区、回波悬垂和回波墙。截取沿着风暴低层入流方向并通过反射率因子核区的垂直剖面,分析出云内存在两支对峙的上升和下沉气流。随后利用三维对流风暴云模式模拟了此次过程。模拟的最大反射率因子为75 dBZ,60 dBZ回波核区厚度超过了14km,比实际探测值偏大,这是模式本身的问题,其主要原因是没有考虑衰减的影响,也可能是模式初始扰动偏大和粒子非球形的影响。模式还给出了超级单体强盛时的流场结构:近地层以辐合气流为主,为雷暴出流;其上上升气流占据主导地位,为辐合风场;但在顶端没有给出携带降雨粒子的出流所产生的云砧。另外,模式较好地模拟了云内垂直运动的演变:开始时,地面辐合形成有组织的上升气流;随后上升运动加大,具有倾斜性,促使单体进一步发展;之后,单体内出现了下沉气流,与上升气流并存,但上升气流占主导地位;风暴强盛时近地层辐散加强;此后,下沉气流逐步控制云体,单体迅速减弱。
首先利用多普勒雷达分析了影响广州的超级单体的典型特征。从反射率因子产品中可以观测到指状回波、V型缺口、弱回波区、回波悬垂和回波墙。截取沿着风暴低层入流方向并通过反射率因子核区的垂直剖面,分析出云内存在两支对峙的上升和下沉气流。随后利用三维对流风暴云模式模拟了此次过程。模拟的最大反射率因子为75 dBZ,60 dBZ回波核区厚度超过了14km,比实际探测值偏大,这是模式本身的问题,其主要原因是没有考虑衰减的影响,也可能是模式初始扰动偏大和粒子非球形的影响。模式还给出了超级单体强盛时的流场结构:近地层以辐合气流为主,为雷暴出流;其上上升气流占据主导地位,为辐合风场;但在顶端没有给出携带降雨粒子的出流所产生的云砧。另外,模式较好地模拟了云内垂直运动的演变:开始时,地面辐合形成有组织的上升气流;随后上升运动加大,具有倾斜性,促使单体进一步发展;之后,单体内出现了下沉气流,与上升气流并存,但上升气流占主导地位;风暴强盛时近地层辐散加强;此后,下沉气流逐步控制云体,单体迅速减弱。
2006, (5): 473-478.
摘要:
为了理论上研究非静力滞弹性模式中水平分辨率与垂直分辨率之间的搭配问题,以线性斜压滞弹性方程组为出发方程,导出解析的频散方程、水平群速方程和垂直群速方程,同时在最优三维网格C/CP下进行离散,也导出频散方程、水平群速方程和垂直群速方程,然后用图示的方法,比较了在不同的水平和垂直格距下模拟解析解所产生的误差。结果表明:当垂直格距和水平格距相当时,在C/CP网格上对惯性重力波的频率、水平群速和垂直群速都能较好地模拟,产生的相对误差均在5%以下。
为了理论上研究非静力滞弹性模式中水平分辨率与垂直分辨率之间的搭配问题,以线性斜压滞弹性方程组为出发方程,导出解析的频散方程、水平群速方程和垂直群速方程,同时在最优三维网格C/CP下进行离散,也导出频散方程、水平群速方程和垂直群速方程,然后用图示的方法,比较了在不同的水平和垂直格距下模拟解析解所产生的误差。结果表明:当垂直格距和水平格距相当时,在C/CP网格上对惯性重力波的频率、水平群速和垂直群速都能较好地模拟,产生的相对误差均在5%以下。
2006, (5): 479-483.
摘要:
2004年5月13-22日广东省的连阴雨天气过程是典型的华南前汛期天气过程。它是与孟加拉湾西南季风潮发生发展相联系的。分析发现,这次孟加拉湾西南季风潮发生发展过程大致上可分为“起潮”过程、“浪花”过程和“落潮”过程三个阶段。在这次过程中,印度洋南半球越赤道气流起了激发的作用。
2004年5月13-22日广东省的连阴雨天气过程是典型的华南前汛期天气过程。它是与孟加拉湾西南季风潮发生发展相联系的。分析发现,这次孟加拉湾西南季风潮发生发展过程大致上可分为“起潮”过程、“浪花”过程和“落潮”过程三个阶段。在这次过程中,印度洋南半球越赤道气流起了激发的作用。
2006, (5): 484-490.
摘要:
利用2003年3-10月清远探空站逐日资料,得到不同气块抬升高度的对流有效位能(CAPE),利用相关统计方法,对CAPE与强降水、雷雨大风的关系进行统计分析,结果表明:不同气块起始高度得到的对流有效位能相差很大,其中最佳对流有效位能始终是最大的;CAPE850与强降水呈显著正相关;CAPE850、MUCAPE、CAPEINV与雷雨大风呈显著正相关;CAPE850、MUCAPE、CAPEINV三者中,CAPE850与强对流的相关系数最高,但计算MUCAPE,了解大气的极端不稳定状况可以减少漏报的几率;CAPE变化趋势与强对流日的对应关系在前后汛期有不同的表现,前汛期对应关系较好。
利用2003年3-10月清远探空站逐日资料,得到不同气块抬升高度的对流有效位能(CAPE),利用相关统计方法,对CAPE与强降水、雷雨大风的关系进行统计分析,结果表明:不同气块起始高度得到的对流有效位能相差很大,其中最佳对流有效位能始终是最大的;CAPE850与强降水呈显著正相关;CAPE850、MUCAPE、CAPEINV与雷雨大风呈显著正相关;CAPE850、MUCAPE、CAPEINV三者中,CAPE850与强对流的相关系数最高,但计算MUCAPE,了解大气的极端不稳定状况可以减少漏报的几率;CAPE变化趋势与强对流日的对应关系在前后汛期有不同的表现,前汛期对应关系较好。
2006, (5): 491-497.
摘要:
采用经验正交函数分解(EOF)、快速富里叶变换(FFT)、连续(CWT)和正交小波变换(OWT),对近41 a来福建省25个代表站不同雨季旱涝指数(Z指数)序列进行了分析。结果表明:(1)福建旱涝在1965-1975年及1990年代具有显著的2-3a周期;(2)在1980年代中期以后南北反向变化具有显著的1a和3-4a周期;(3)中西部与其它区域的反向变化,在1985-1998年间有显著的1-2a周期,在1980年代以后9-13a周期较强;(4)近40年来有干旱趋势,南部(东部)比北部(西部)明显,其中1990年代这种趋势显著。(5)1960年代和1980年代相对湿润,而1970年代和1990年代则相对干旱。
采用经验正交函数分解(EOF)、快速富里叶变换(FFT)、连续(CWT)和正交小波变换(OWT),对近41 a来福建省25个代表站不同雨季旱涝指数(Z指数)序列进行了分析。结果表明:(1)福建旱涝在1965-1975年及1990年代具有显著的2-3a周期;(2)在1980年代中期以后南北反向变化具有显著的1a和3-4a周期;(3)中西部与其它区域的反向变化,在1985-1998年间有显著的1-2a周期,在1980年代以后9-13a周期较强;(4)近40年来有干旱趋势,南部(东部)比北部(西部)明显,其中1990年代这种趋势显著。(5)1960年代和1980年代相对湿润,而1970年代和1990年代则相对干旱。
2006, (5): 498-504.
摘要:
对2004年台风汛期西北太平洋热带气旋的活动特点进行研究总结,进而对其成因做了分析。结果指出:2004年西北太平洋热带气旋主要特点是生成总数较常年略偏多,热带气旋生命史普遍较长、生成时间相对集中、生成源地偏东,转向路径偏多,登陆气旋数多于常年平均值,登陆地段集中且偏北,集中在华东到日本一带。其成因在于:(1)副高面积偏大、强度偏强、位置偏北且西伸脊偏西,同时副高分布形态多呈块状,使得2004年台风的高频活动区向北偏移,直接对华东到日本一带造成威胁,乃至正面登陆影响;(2)澳大利亚高压强大,越赤道气流强,赤道辐合带辐合偏强、位置偏东,造成台风活动比较活跃且源地偏东;(3)西风带环流经向度较常年偏大而且副高多呈块状分布,东西两环副高之间形成的鞍型场有利于台风过此通道北上转向,导致转向台风偏多。
对2004年台风汛期西北太平洋热带气旋的活动特点进行研究总结,进而对其成因做了分析。结果指出:2004年西北太平洋热带气旋主要特点是生成总数较常年略偏多,热带气旋生命史普遍较长、生成时间相对集中、生成源地偏东,转向路径偏多,登陆气旋数多于常年平均值,登陆地段集中且偏北,集中在华东到日本一带。其成因在于:(1)副高面积偏大、强度偏强、位置偏北且西伸脊偏西,同时副高分布形态多呈块状,使得2004年台风的高频活动区向北偏移,直接对华东到日本一带造成威胁,乃至正面登陆影响;(2)澳大利亚高压强大,越赤道气流强,赤道辐合带辐合偏强、位置偏东,造成台风活动比较活跃且源地偏东;(3)西风带环流经向度较常年偏大而且副高多呈块状分布,东西两环副高之间形成的鞍型场有利于台风过此通道北上转向,导致转向台风偏多。
2006, (5): 505-509.
摘要:
应用非地转湿 Q 矢量理论,对2004年8月12-15日台风“云娜”登陆后造成的大范围持续暴雨过程进行诊断分析。结果表明,非地转湿 Q 矢量能比较清楚地揭示台风暴雨的演变过程,非地转湿 Q 矢量的散度负值区和流场辐合区与未来12小时的强降水落区有较好的对应关系;非地转湿 Q 矢量的散度的垂直分布能够反映台风外围对流发展的深度,对判断台风在陆地上的维持有一定的意义。
应用非地转湿 Q 矢量理论,对2004年8月12-15日台风“云娜”登陆后造成的大范围持续暴雨过程进行诊断分析。结果表明,非地转湿 Q 矢量能比较清楚地揭示台风暴雨的演变过程,非地转湿 Q 矢量的散度负值区和流场辐合区与未来12小时的强降水落区有较好的对应关系;非地转湿 Q 矢量的散度的垂直分布能够反映台风外围对流发展的深度,对判断台风在陆地上的维持有一定的意义。
2006, (5): 510-514.
摘要:
在建立大型品种、气候及农业气候指标数据库的基础上,依据农业气候相似原理,即采用对作物生长、发育和产量形成有决定意义的关键气候要素,开发出“热带、亚热带作物引种气候咨询系统”。该系统可迅速查询26000多个热带、亚热带作物品种的信息,世界20000多个站点的气候资料,计算针对某品种而言,广东86个站点与世界各地的农业气候相似程度,并输出农业气候相似专用地图。
在建立大型品种、气候及农业气候指标数据库的基础上,依据农业气候相似原理,即采用对作物生长、发育和产量形成有决定意义的关键气候要素,开发出“热带、亚热带作物引种气候咨询系统”。该系统可迅速查询26000多个热带、亚热带作物品种的信息,世界20000多个站点的气候资料,计算针对某品种而言,广东86个站点与世界各地的农业气候相似程度,并输出农业气候相似专用地图。
2006, (5): 515-520.
摘要:
采取相关分析、累积距平等统计方法,分析了西太平洋副高与福建前汛期降水的关系。利用NCEP-NCAR再分析资料及垂直积分的水汽输送通量等资料,对比分析了福建前汛期旱涝年份环流形势及要素场差异。分析结果显示:(1)当副高偏南偏弱时有利于福建前汛期多雨。旱年对副高具有加强作用的西太平洋海温正距平区主要位于日本南面,造成副高偏强偏北。而涝年10-25°N西太平洋海温偏高,造成副高偏南。(2)旱(涝)年华南及福建低层西南暖湿气流输送明显减弱(增强)。不过,福建上空增强的西南水汽输送主要来自副高南侧的偏东气流转向。这一点,在实际的前汛期降水预报中对于孟加拉湾西南暖湿气流的作用将是一个有意义的新认识,值得进一步探讨。
采取相关分析、累积距平等统计方法,分析了西太平洋副高与福建前汛期降水的关系。利用NCEP-NCAR再分析资料及垂直积分的水汽输送通量等资料,对比分析了福建前汛期旱涝年份环流形势及要素场差异。分析结果显示:(1)当副高偏南偏弱时有利于福建前汛期多雨。旱年对副高具有加强作用的西太平洋海温正距平区主要位于日本南面,造成副高偏强偏北。而涝年10-25°N西太平洋海温偏高,造成副高偏南。(2)旱(涝)年华南及福建低层西南暖湿气流输送明显减弱(增强)。不过,福建上空增强的西南水汽输送主要来自副高南侧的偏东气流转向。这一点,在实际的前汛期降水预报中对于孟加拉湾西南暖湿气流的作用将是一个有意义的新认识,值得进一步探讨。
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