2007年 第23卷 第4期
2007, (4): 313-325.
摘要:
利用常规和非常规观测资料,对2005年6月18～24日华南地区的一次致灾暴雨过程进行了分析,并对18～19日的过程进行了模拟研究。由于常规观测资料的分析对于描述暴雨的系统结构等方面尚显不足,因此利用GRAPES模式对此次暴雨过程进行了模拟研究。采用不同资料,利用模式同化系统经过12小时的同化,将得出的不同的同化分析场作为模式的初始场,对此次过程进行24小时的数值模拟做对比模拟试验,来对比分析飞机报同化场对于模式预报的改进作用。试验证明,利用有飞机报加入的同化分析场做初始场的模拟结果不仅能够模拟出主要的降水区域,而且降水强度与实况更加吻合,比未加入飞机报的控制试验结果的准确率提高了。飞机报资料的使用对于提高此次暴雨过程模拟效果是可行的、必要的,而且也为该资料用于华南暴雨的预报奠定了基础。
利用常规和非常规观测资料,对2005年6月18～24日华南地区的一次致灾暴雨过程进行了分析,并对18～19日的过程进行了模拟研究。由于常规观测资料的分析对于描述暴雨的系统结构等方面尚显不足,因此利用GRAPES模式对此次暴雨过程进行了模拟研究。采用不同资料,利用模式同化系统经过12小时的同化,将得出的不同的同化分析场作为模式的初始场,对此次过程进行24小时的数值模拟做对比模拟试验,来对比分析飞机报同化场对于模式预报的改进作用。试验证明,利用有飞机报加入的同化分析场做初始场的模拟结果不仅能够模拟出主要的降水区域,而且降水强度与实况更加吻合,比未加入飞机报的控制试验结果的准确率提高了。飞机报资料的使用对于提高此次暴雨过程模拟效果是可行的、必要的,而且也为该资料用于华南暴雨的预报奠定了基础。
2007, (4): 326-332.
摘要:
利用1948年1月～2004年12月逐月NCEP/NCAR的全球1000hPa、850hPa、700hPa、600hPa、500hPa、400hPa、300hPa、200hPa、150hPa、100hPa的10层经向格点风,计算了全球越赤道气流和年变化,分析了全球850hPa越赤道气流通道的时、空变化特征。指出在研究的时间段内,全球850hPa越赤道气流有明显的长期趋势变化和年代际变化。近57年,6～8月的45～50°E、5～9月的105～115°E、5～9月和5～11月的130～140°E、2～4月的20～25°E的越赤道气流有明显的加强,6～8月的50～35°W的越赤道气流减弱。夏季索马里的越赤道气流,平均每10年增强0.25m/s,而130～140°E,5～9月的越赤道气流,平均每10年增强0.32m/s。奇异谱分析表明,850hPa越赤道气流的年代际变化和趋势变化的方差贡献达到35%～45%。年际变化的方差贡献不超过30%,还指出夏季太平洋的越赤道气流的强度变化与南方涛动有明显关系,弱南方涛动时,有强的越赤道气流。而索马里急流强度与北大西洋涛动有弱的正相关。
利用1948年1月～2004年12月逐月NCEP/NCAR的全球1000hPa、850hPa、700hPa、600hPa、500hPa、400hPa、300hPa、200hPa、150hPa、100hPa的10层经向格点风,计算了全球越赤道气流和年变化,分析了全球850hPa越赤道气流通道的时、空变化特征。指出在研究的时间段内,全球850hPa越赤道气流有明显的长期趋势变化和年代际变化。近57年,6～8月的45～50°E、5～9月的105～115°E、5～9月和5～11月的130～140°E、2～4月的20～25°E的越赤道气流有明显的加强,6～8月的50～35°W的越赤道气流减弱。夏季索马里的越赤道气流,平均每10年增强0.25m/s,而130～140°E,5～9月的越赤道气流,平均每10年增强0.32m/s。奇异谱分析表明,850hPa越赤道气流的年代际变化和趋势变化的方差贡献达到35%～45%。年际变化的方差贡献不超过30%,还指出夏季太平洋的越赤道气流的强度变化与南方涛动有明显关系,弱南方涛动时,有强的越赤道气流。而索马里急流强度与北大西洋涛动有弱的正相关。
2007, (4): 333-340.
摘要:
用1958～2000年中国160站月降水量通过经验正交函数分解方法研究了中国汛期4～9月相邻及相隔月份降水量年际变化异常型的相关性。结果表明,就相邻月份而言,当5月份中国东南部地区降水偏多(少),则6月份长江中下游至江南地区的降水也偏多(少);7月长江流域的降水量异常与8月长江和黄河之间地区的降水量异常有很好的同号性;8月沿江西-湖南-广西一带的降水偏多(少),则9月在华南中、东部的降水也偏多(少)。另外,对相隔月份,6月南方的降水量与8月广西北部-湖南-江西一带的降水量有显著的反相关系;而7月广西北部-湖南-江西一带的降水量则与9月华南中东部降水量有显著反相关。
用1958～2000年中国160站月降水量通过经验正交函数分解方法研究了中国汛期4～9月相邻及相隔月份降水量年际变化异常型的相关性。结果表明,就相邻月份而言,当5月份中国东南部地区降水偏多(少),则6月份长江中下游至江南地区的降水也偏多(少);7月长江流域的降水量异常与8月长江和黄河之间地区的降水量异常有很好的同号性;8月沿江西-湖南-广西一带的降水偏多(少),则9月在华南中、东部的降水也偏多(少)。另外,对相隔月份,6月南方的降水量与8月广西北部-湖南-江西一带的降水量有显著的反相关系;而7月广西北部-湖南-江西一带的降水量则与9月华南中东部降水量有显著反相关。
2007, (4): 341-347.
摘要:
用中国气象局组织整编的《台风年鉴》资料和全球近表层简易海洋数据同化(SODA)资料,研究了近50年南海海域生成和经过的热带气旋位置点频数的时空分布特征及其海洋影响因子。结果表明,6～10月的热带气旋位置点频数表现出明显的地理分布集聚性特征,主要分布在南海15～22°N海域,并有明显的年代际变化特征。在1975年以前,海洋因子对南海海域生成和经过的热带气旋位置点频数的影响主要以La Niña和类La Niña事件为主,1975年之后以El Niño和类El Niño事件为主。
用中国气象局组织整编的《台风年鉴》资料和全球近表层简易海洋数据同化(SODA)资料,研究了近50年南海海域生成和经过的热带气旋位置点频数的时空分布特征及其海洋影响因子。结果表明,6～10月的热带气旋位置点频数表现出明显的地理分布集聚性特征,主要分布在南海15～22°N海域,并有明显的年代际变化特征。在1975年以前,海洋因子对南海海域生成和经过的热带气旋位置点频数的影响主要以La Niña和类La Niña事件为主,1975年之后以El Niño和类El Niño事件为主。
2007, (4): 348-354.
摘要:
在数值预报发展的过程中,我们通常把水平扩散项当作滤波器用来光滑或是过滤掉模式积分过程中所产生的毫无天气意义的并会引起非线性计算不稳定的所谓计算噪音或"超短波",从而达到阻尼虚假短波以及抑制非线性计算不稳定的目的,但这仅仅只是从计算数学或计算物理的角度来考虑,并不能真正反映扩散的物理本质。本文尝试运用热力学第二定律的思想对MM5模式中的水平扩散项进行改造,以便更好地消除原模式中的扩散项所导致的Gibbs振荡现象。通过对陕西2003年8月28日暴雨的数值模拟表明,改进后的MM5模式的输出量(如相对湿度、温度、速度)的相关系数以及均方根误差均有明显的改进。
在数值预报发展的过程中,我们通常把水平扩散项当作滤波器用来光滑或是过滤掉模式积分过程中所产生的毫无天气意义的并会引起非线性计算不稳定的所谓计算噪音或"超短波",从而达到阻尼虚假短波以及抑制非线性计算不稳定的目的,但这仅仅只是从计算数学或计算物理的角度来考虑,并不能真正反映扩散的物理本质。本文尝试运用热力学第二定律的思想对MM5模式中的水平扩散项进行改造,以便更好地消除原模式中的扩散项所导致的Gibbs振荡现象。通过对陕西2003年8月28日暴雨的数值模拟表明,改进后的MM5模式的输出量(如相对湿度、温度、速度)的相关系数以及均方根误差均有明显的改进。
2007, (4): 355-364.
摘要:
利用NCEP/NCAR再分析资料和局地经向环流线性诊断模式,定量分析导致2003年黄淮秋汛的主要物理过程,并结合天气形势来确立(1～3天)短期预报的着眼点。数值诊断结果表明:(1)预报降水的开始和发展趋势可参考贝加尔湖-新疆低槽及其分裂西风小槽的槽前暖平流与长江流域副热带高压脊西北侧的西南风暖平流的叠加过程。这两股暖平流在黄淮流域所驱动的经向环流上升支占总体上升运动的23.1%,且主要出现在强降水前3天内,强度达到-0.015Pa/s。(2)预报降水的强度和持续时间可参考高空西风急流在黄河流域北侧的建立和维持。与该急流有关的平均西风动量平流在黄淮流域所驱动的上升支占总体上升运动的28.8%,且主要出现在强降水后4天内,强度达到-0.02Pa/s。此外,与强降水同步发生且起正反馈作用的潜热加热所驱动的上升支占总体上升运动的44.2%,在强降水期间达到-0.03Pa/s。(3)预报秋汛结束可参考对流层中上层冷平流侵入黄淮流域以及高空西风急流南压到长江流域北侧,迫使南亚高压脊和副热带高压脊撤出长江流域的一系列过程。与该过程有关的平均温度平流、平均西风动量平流及平均热量垂直输送所驱动的下沉支控制黄淮流域,会导致黄淮秋汛结束。
利用NCEP/NCAR再分析资料和局地经向环流线性诊断模式,定量分析导致2003年黄淮秋汛的主要物理过程,并结合天气形势来确立(1～3天)短期预报的着眼点。数值诊断结果表明:(1)预报降水的开始和发展趋势可参考贝加尔湖-新疆低槽及其分裂西风小槽的槽前暖平流与长江流域副热带高压脊西北侧的西南风暖平流的叠加过程。这两股暖平流在黄淮流域所驱动的经向环流上升支占总体上升运动的23.1%,且主要出现在强降水前3天内,强度达到-0.015Pa/s。(2)预报降水的强度和持续时间可参考高空西风急流在黄河流域北侧的建立和维持。与该急流有关的平均西风动量平流在黄淮流域所驱动的上升支占总体上升运动的28.8%,且主要出现在强降水后4天内,强度达到-0.02Pa/s。此外,与强降水同步发生且起正反馈作用的潜热加热所驱动的上升支占总体上升运动的44.2%,在强降水期间达到-0.03Pa/s。(3)预报秋汛结束可参考对流层中上层冷平流侵入黄淮流域以及高空西风急流南压到长江流域北侧,迫使南亚高压脊和副热带高压脊撤出长江流域的一系列过程。与该过程有关的平均温度平流、平均西风动量平流及平均热量垂直输送所驱动的下沉支控制黄淮流域,会导致黄淮秋汛结束。
2007, (4): 365-375.
摘要:
应用卫星观测等资料及高分辨数值模拟方法,综合分析了台风"尤特"(2001)螺旋结构的多要素三维动热力特征。结果表明:台风螺旋结构在许多动热力物理量场上都有明显表现,如散度、垂直速度、涡度、相对湿度、水汽通量散度、垂直水汽通量、θse、位势高度、对流云等,但是不同要素及在不同高度层上的表现有所不同,主要具有以下特点:(1)台风螺旋结构在大多数动热力物理量场上都有明显的表现,不同要素及不同高度上螺旋结构的表现形式有所不同,但通过动热力过程相互关联;(2)地面螺旋雨带与低空辐合、上升运动、低空高湿高θse、高空辐散等对应,反映了螺旋结构的对流特性;(3)螺旋结构自下往上明显向外倾斜,其中散度场的倾斜比垂直运动大;(4)螺旋带的强度和伸展高度沿径向渐次减弱和降低。
应用卫星观测等资料及高分辨数值模拟方法,综合分析了台风"尤特"(2001)螺旋结构的多要素三维动热力特征。结果表明:台风螺旋结构在许多动热力物理量场上都有明显表现,如散度、垂直速度、涡度、相对湿度、水汽通量散度、垂直水汽通量、θse、位势高度、对流云等,但是不同要素及在不同高度层上的表现有所不同,主要具有以下特点:(1)台风螺旋结构在大多数动热力物理量场上都有明显的表现,不同要素及不同高度上螺旋结构的表现形式有所不同,但通过动热力过程相互关联;(2)地面螺旋雨带与低空辐合、上升运动、低空高湿高θse、高空辐散等对应,反映了螺旋结构的对流特性;(3)螺旋结构自下往上明显向外倾斜,其中散度场的倾斜比垂直运动大;(4)螺旋带的强度和伸展高度沿径向渐次减弱和降低。
2007, (4): 376-382.
摘要:
采用多重嵌套中尺度大气数值模式提供的风场,在考虑了波-流相互作用等主要物理过程的基础上,应用最新版本的第三代海浪模式SWAN对Winnie(1997)引起的台风浪进行了模拟,将模拟的有效波高与TOPEX/POSEIDON和ERS-2卫星高度计资料作了详细的对比分析,并分析了台风浪要素的分布特征。结果表明,SWAN在模拟较大尺度的海区时也能得到较好的模拟效果,能较好地再现海浪的发展过程和合理地反映台风浪的分布。
采用多重嵌套中尺度大气数值模式提供的风场,在考虑了波-流相互作用等主要物理过程的基础上,应用最新版本的第三代海浪模式SWAN对Winnie(1997)引起的台风浪进行了模拟,将模拟的有效波高与TOPEX/POSEIDON和ERS-2卫星高度计资料作了详细的对比分析,并分析了台风浪要素的分布特征。结果表明,SWAN在模拟较大尺度的海区时也能得到较好的模拟效果,能较好地再现海浪的发展过程和合理地反映台风浪的分布。
2007, (4): 383-387.
摘要:
利用非线性理论,同时考虑影响海南省热带气旋(TC)的内部和外部因素,建立了海南省汛期月TC影响频数的相空间投影预测模型,经2000～2005年6年汛期的预测检验表明,总准确率达到88.9%,预测效果明显高于目前短期气候预测业务水平。
利用非线性理论,同时考虑影响海南省热带气旋(TC)的内部和外部因素,建立了海南省汛期月TC影响频数的相空间投影预测模型,经2000～2005年6年汛期的预测检验表明,总准确率达到88.9%,预测效果明显高于目前短期气候预测业务水平。
2007, (4): 388-394.
摘要:
对一次强冷空气伴随的近海大风天气进行了分析,研究了强冷空气影响过程中地面变压场和高空各层温度平流场的演变特征及其与地面风场之间的关系,在此基础上对强冷空气引发江苏近海强风形成与发展的物理过程进行了探讨,研究表明:温度平流与地面风场之间是通过变压场相互关联和促进的,强冷空气所伴随的冷平流增强了地面变压场及变压梯度,是导致江苏近海大风出现的重要原因。
对一次强冷空气伴随的近海大风天气进行了分析,研究了强冷空气影响过程中地面变压场和高空各层温度平流场的演变特征及其与地面风场之间的关系,在此基础上对强冷空气引发江苏近海强风形成与发展的物理过程进行了探讨,研究表明:温度平流与地面风场之间是通过变压场相互关联和促进的,强冷空气所伴随的冷平流增强了地面变压场及变压梯度,是导致江苏近海大风出现的重要原因。
2007, (4): 395-400.
摘要:
通过对12个造成云南19次全省性暴雨的孟加拉湾风暴(以下简称孟湾风暴)进行合成分析,得到了孟湾风暴影响低纬高原地区的降水及环流特征,要造成低纬高原地区的暴雨天气过程的风暴中心通常位于孟加拉湾中部及其以东以北地区、副高脊线位于15～20°N之间、西脊点从中国南海到中南半岛、低纬高原处于槽前和副高外围的西南气流控制。孟湾风暴前西南低空急流对强降水的形成具有重要的作用,它一方面起着输送水汽和能量的作用,另一方面又有助于维持必要的动力学条件。卫星云图特征分析表明:风暴在孟加拉湾海域形成后,其云系中不断有中尺度对流云团生成移入低纬高原造成暴雨天气。
通过对12个造成云南19次全省性暴雨的孟加拉湾风暴(以下简称孟湾风暴)进行合成分析,得到了孟湾风暴影响低纬高原地区的降水及环流特征,要造成低纬高原地区的暴雨天气过程的风暴中心通常位于孟加拉湾中部及其以东以北地区、副高脊线位于15～20°N之间、西脊点从中国南海到中南半岛、低纬高原处于槽前和副高外围的西南气流控制。孟湾风暴前西南低空急流对强降水的形成具有重要的作用,它一方面起着输送水汽和能量的作用,另一方面又有助于维持必要的动力学条件。卫星云图特征分析表明:风暴在孟加拉湾海域形成后,其云系中不断有中尺度对流云团生成移入低纬高原造成暴雨天气。
2007, (4): 401-408.
摘要:
研究反演了2004年8月11日"云娜"台风附近晴空像元大气温度、臭氧廓线及表层温度、地表气压、地表比辐射率等参数,并与观测资料进行了对比验证。在研究了用高空间分辨率的MODIS成像仪的云检测信息来进行空间匹配,客观确定高光谱大气垂直探测器AIRS的云检测的基础上,用特征向量统计法反演的廓线作为物理反演法的初始猜值,然后利用牛顿非线性物理迭代法求解表层温度、表层气压、大气温度廓线和臭氧廓线等,并将反演结果与多种观测资料进行了对比验证。结果表明,反演得到的廓线水平分辨率可达到13.5km(星下点),垂直分辨率达到101层,反演误差较小,可以弥补高原、沙漠以及高原等地方常规观测资料的不足。
研究反演了2004年8月11日"云娜"台风附近晴空像元大气温度、臭氧廓线及表层温度、地表气压、地表比辐射率等参数,并与观测资料进行了对比验证。在研究了用高空间分辨率的MODIS成像仪的云检测信息来进行空间匹配,客观确定高光谱大气垂直探测器AIRS的云检测的基础上,用特征向量统计法反演的廓线作为物理反演法的初始猜值,然后利用牛顿非线性物理迭代法求解表层温度、表层气压、大气温度廓线和臭氧廓线等,并将反演结果与多种观测资料进行了对比验证。结果表明,反演得到的廓线水平分辨率可达到13.5km(星下点),垂直分辨率达到101层,反演误差较小,可以弥补高原、沙漠以及高原等地方常规观测资料的不足。
2007, (4): 409-412.
摘要:
随着遥感应用的深入,多种地表温度反演算法相继被提出,本文分析了相关算法,并对单窗算法进行了探讨,详细阐述了单窗算法相关参数的确定方式,并利用Landsat ETM数据对成都市区进行地面真实温度的反演。研究表明:在缺少详细大气廓线数据的情况下,应用单窗算法研究城市热岛效应是可行可靠的。
随着遥感应用的深入,多种地表温度反演算法相继被提出,本文分析了相关算法,并对单窗算法进行了探讨,详细阐述了单窗算法相关参数的确定方式,并利用Landsat ETM数据对成都市区进行地面真实温度的反演。研究表明:在缺少详细大气廓线数据的情况下,应用单窗算法研究城市热岛效应是可行可靠的。
2007, (4): 413-416.
摘要:
为探讨热带季节雨林林冠上方大气稳定状态,为通量计算提供依据,利用2003~2004年热带季节雨林林冠上方的涡度相关法观测资料,对西双版纳热带季节雨林树冠上生态边界层内大气的稳定度频率分布进行了分析研究。计算了稳定度参数(z/L),并对大气稳定度类型进行了划分,分析了大气稳定状态的时间变化。结果表明:在热带季节雨林林冠上方的大气稳定度频率分布存在明显的日变化。昼间不稳定状态占优势,晚上以稳定状态为主;在早晨和下午稳定状态和不稳定状态频率分布易发生变化,导致中性的大气稳定状态更容易出现;而各大气稳定状态的频率分布年和季节变化相对较小,大气不稳定状态出现频率以雾凉季最高、干热季最低;稳定状态出现频率以干热季最高、雨季最低;中性状态出现频率以雨季最高、雾凉季最低。
为探讨热带季节雨林林冠上方大气稳定状态,为通量计算提供依据,利用2003~2004年热带季节雨林林冠上方的涡度相关法观测资料,对西双版纳热带季节雨林树冠上生态边界层内大气的稳定度频率分布进行了分析研究。计算了稳定度参数(z/L),并对大气稳定度类型进行了划分,分析了大气稳定状态的时间变化。结果表明:在热带季节雨林林冠上方的大气稳定度频率分布存在明显的日变化。昼间不稳定状态占优势,晚上以稳定状态为主;在早晨和下午稳定状态和不稳定状态频率分布易发生变化,导致中性的大气稳定状态更容易出现;而各大气稳定状态的频率分布年和季节变化相对较小,大气不稳定状态出现频率以雾凉季最高、干热季最低;稳定状态出现频率以干热季最高、雨季最低;中性状态出现频率以雨季最高、雾凉季最低。
粤公网安备 4401069904700003号