ISSN 1004-4965

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2008年  第24卷  第5期

论著
南海台风Vongfong(2002)登陆前后内核结构和近海加强原因的数值模拟研究
李江南, 吴国强, 王刚, 冯瑞权, 王安宇
2008, (5): 441-448.
摘要:
利用6km细网格区域的显式模拟结果分析了Vongfong(2002)的内核结构;对Vongfong近海加强的动力学机制进行了研究。结果表明:(1)轴对称性结构中,Vongfong最大风速半径(RMW)在强盛期随高度递减。Vongfong在近海时,低层最强的流入在其移行的前方,而流出区在其后方。这些特征与大西洋飓风和西太平洋台风相反。(2)动力场和热力场都有明显的不对称结构。在强盛期,对流西北强、东南弱;强对流云带与最大风速区的位置一致。在加强期,低层西冷东暖、中高层西暖东冷;到强盛期,低层和中高层都有明显的暖心结构。(3)中纬度中上层冷低压系统和台风的相互作用是Vongfong近海加强的重要原因。①由于冷低压系统外围的冷空气从西北侧进入台风的中层,低层有暖湿空气配合,使得位势不稳定能量增加,对流发展。②因为冷低压中心的下沉气流正是二级环流的下沉支,冷低压南移填塞,台风近海加强。两个方面最终通过CISK(第二类条件不稳定)机制来实现。
北上变性热带气旋对辽东半岛降水的影响
梁军, 陈联寿, 李英, 张彩凤, 张晓梅
2008, (5): 449-458.
摘要:
9711(Winnie)和0509(Matsa)是两个登陆北上影响辽东半岛的变性台风,Matsa直接登陆辽东半岛,但降水量仅为穿过渤海间接影响辽东半岛的Winnie的一半。分析其变性过程与辽东半岛热带气旋降水的关系发现,Winnie和Matsa的降水差异与其北上期间与西风带系统的相互作用密切相关。Winnie变性北上期间被中纬度西风槽"捕获",发生耦合,高层正湿位涡扰动下传,西风带冷空气与热带气旋暖湿气流相互作用,有利于对流云团的生成、发展,在半岛地区产生大暴雨的降水雨带由多个β中尺度云团组成。Matsa在北上变性过程中,只是靠近高空槽底,没有发生耦合,高层正湿位涡扰动不强,没有与低层环流相互作用,冷空气偏南偏弱,变性过程中半岛地区只有1个β中尺度云团生成,降水量较小。
1957~2004年中国不同强度级别降水的变化趋势特征
王小玲, 翟盘茂
2008, (5): 459-466.
摘要:
利用1957~2004年我国506个测站的逐日降水观测资料,分析我国8个区域年降水量、年降水频率和平均降水强度的趋势变化,根据百分位的分布,分析不同强度级别降水量和降水频率的趋势变化,以及频率和强度变化分别对降水量趋势的贡献。结果表明,年降水量、降水频率和平均降水强度均存在明显的区域变化特征。针对不同强度级别降水量和降水频率的趋势分析表明,极强降水量的趋势变化最为明显,频率变化在各强度级别均有体现,降水量的趋势变化主要由强降水量的变化引起,降水频率变化对降水量趋势的贡献远大于强度变化,趋势变化主要由频率的趋势产生。
海洋飞沫对热带气旋影响的数值试验
郑静, 费建芳, 王元, 黄小刚, 李启明, 吴宏毅
2008, (5): 467-474.
摘要:
将最新版的Andreas海洋飞沫通量参数化方案与中尺度大气模式MM5V3耦合,对0514号热带气旋Nabi进行数值模拟,探讨海洋飞沫蒸发对热带气旋发展和演变的影响。模拟结果表明,考虑海洋飞沫的作用后,热带气旋范围内(气旋中心附近600km左右范围内)的潜热和感热通量明显增强,尤其是潜热通量,最大值可提高35%~80%,潜热通量的大值区对应热带气旋眼墙处的最大风速区。无论是否考虑海洋飞沫作用,模式均能较好地模拟出热带气旋Nabi的移动路径,但考虑飞沫作用后,由于飞沫对海气界面通量交换的贡献,使得模拟热带气旋中心的最低海平面气压降低,最大风速增强,暖心结构更加明显。
自组织网络与广义回归网络耦合的副热带高压指数预测
王彦磊, 滕军, 张韧, 万齐林, 董兆俊, 白志鹏
2008, (5): 475-482.
摘要:
利用亚洲夏季风系统中各成员变化活动与西太平洋副高存在的不同程度的时延相关性,从1995~2004年NCEP/NCAR逐日再分析资料中,提取了亚洲夏季风系统各成员变化活动的特征指标及其对应的超前三候的西太平洋副高(简称副高)面积和脊线指数。在此基础之上,建立了自组织网络与径向基函数网络串级耦合的副高指数预测模型。该模型首先用自组织网络对各指标样本按其自身相似原则进行无监督分类,随后用广义回归网络分别对分类出的各指数样本子集进行有监督的训练建模和预测。模型的预测试验结果表明:副高指数的预测结果与其实际值之间的相关系数达到0.89,明显优于单一的神经网络模型预测效果。
前期太平洋海温与6~8月西太平洋副高指数的关系
姚愚, 严华生
2008, (5): 483-489.
摘要:
使用相关分析和因子分析等方法,探讨了前期太平洋海温对主汛期副高指数的影响。相关分析发现:海温对副高各指数的影响存在季节和区域上的变化,海温变化主要影响副高的面积和强度指数,对西伸脊点的影响次之,对脊线位置的影响比对北界位置显著。从各季节海温对副高5个指数(脊线位置、北界位置、西伸脊点、面积、强度)集合整体的线性拟合能力上看,秋、冬季海温较春季效果稍好,赤道中东太平洋及北美西海岸海温对副高指数的影响较西北太平洋显著。因子分析结果发现:前期各季节海温第1公共因子主要反映了赤道中东太平洋与西太平洋海温的反相变化关系,该公共因子与主汛期副高指数相关最显著,且较好地反映海温与副高各指数的相关特点,其它公共因子与副高指数相关性均较弱。年代际变化分析表明:1970年代末以前,海温变化使LaNi?a事件易为出现、夏季副高偏弱偏东、面积偏小、位置偏北,1980年代以后则相反。
一次华南海雾过程的观测分析
屈凤秋, 刘寿东, 易燕明, 黄健
2008, (5): 490-496.
摘要:
针对华南粤西沿海出现的一次海雾过程,采用现场观测试验获取的数据,结合NCEP再分析数据,分析了此次南海北部海雾的大尺度环流背景、边界层结构以及雾的微物理特征。分析结果表明:这一海雾过程发生在春季西南低涡发展南下的天气背景下,大气底层有明显暖湿气流输送、而高层层结稳定;在西南低涡特殊的天气背景下,白天雾层较浅薄,夜间雾层向上发展;雾的微物理结构与雾层的发展有密切关系,在雾的初始阶段大水滴明显较多,而在雾层向上发展、垂直混合阶段,雾滴有明显的蒸发现象,雾滴具有局地特征。
我国大陆地区浓雾发生频数的时空分布研究
孙丹, 朱彬, 杜吴鹏
2008, (5): 497-501.
摘要:
利用中国137个站点1956~2001年46年的浓雾发生频数资料,结合地理信息系统分析作图软件,统计和分析了我国浓雾频数的多年空间分布、年代际变化及各区域浓雾频数变化特征,并作出了雾频数与时间序列相关图。结果表明:我国浓雾频数最多的区域集中在东南沿海、四川盆地等,而浓雾频数最少的区域集中在西北、青藏高原及内蒙;我国浓雾频数从1956年开始基本呈现"两头波谷中间波峰"的时间变化趋势;全国大部分地区雾频数与时间序列的相关系数绝对值小于0.3,且相关系数为负的地区明显多于为正的地区,除了华北平原雾频数整体上增加外,其它地区基本上呈减少趋势或者变化不大。
ENSO对IOD与中国夏季降水关系的影响
刘宣飞, 袁慧珍, 管兆勇
2008, (5): 502-506.
摘要:
利用1950~1999年Hadley中心海温资料、NCEP/NCAR再分析资料和中国160站降水资料,通过讨论印度洋偶极子(IOD)独立发生时及IOD与ENSO联合发生时中国夏季降水的差异,研究了ENSO对IOD与中国夏季降水关系的影响。IOD独立发生时,其正位相年以湖南为中心的华南地区夏季降水偏多;IOD与ENSO联合发生时,正位相年河套、华北地区夏季降水偏少,东南沿海地区降水偏多。ENSO对IOD与中国夏季降水关系的影响主要表现为:在华南西部、江淮流域、河套及华北地区起抵消作用,而在东南沿海地区起协同作用。还从环流场角度分析了ENSO对IOD与中国夏季降水关系影响的初步成因。
混合递阶遗传径向基网络及其在副热带高压预报中的应用
刘科峰, 张韧, 洪梅, 余丹丹, 王彦磊, 高扬
2008, (5): 507-511.
摘要:
采用遗传算法与径向基网络结合的方法建立了副热带高压特征指数的预报优化模型。针对径向基网络结构和初始参数难以客观确定的不足,引入混合递阶遗传算法同时优化网络结构和参数。该优化方法结合了递阶遗传算法和最小二乘法的优点,具有较高的学习效率。将混合递阶遗传径向基网络用于副高数值预报产品的预报试验和效果比较,结果表明:混合递阶遗传算法优化的径向基网络模型具有较好的收敛效果和泛化能力,对副高指数的预报效果有较明显的改进和提高。
湖南省46年来降水的气候特征
张剑明, 章新平, 黎祖贤, 张健
2008, (5): 512-518.
摘要:
利用湖南省86个测站1960~2005年降水资料,采用REOF、小波分析和M-K突变分析等方法,对湖南省年降水的空间分布特征和时间变化规律进行了分析。研究表明:湖南省年降水的空间分布既有全区一致性,也存在着南部与北部、湘中地区与周围地区及东北与西南相反变化的差异。湖南省降水的空间分异类型可分为湘南、湘西北、湘东北、湘中、湘西和湘西南6个区。46年来,湖南省降水除湘西北外,年降水有增加的趋势;在1990年代以后存在一个降水转变期,并且存在4年、7年、10~12年和24年左右的周期变化。除湘西北以外,各区降水无论是21年左右周期转变还是7~10年左右周期转变,在2000年代中后期降水还将相对偏少,之后可能进入一个多雨期。
100hPa极涡、南亚高压的变化及大气环流分布特征
陈永仁, 李跃清
2008, (5): 519-526.
摘要:
利用NCEP/NCAR高度场资料进行计算,对冬、夏极涡与南亚高压面积进行Morlet小波变换,并对100hPa高度场进行EOF分解和长期趋势分析。结果表明:极涡、南亚高压具有相似的演变特征,这种相似特征在前期冬季极涡与南亚高压之间表现更为明显,体现了准5年尺度和准20年尺度的周期变化,在变化的位相上则相反。EOF分析表明,前期冬季高纬度地区与中低纬度地区的环流变化呈相反趋势,且第一模态的时间系数与前期冬季极涡的趋势一致,第一模态在一定程度上反映了前期冬季大气环流分布。夏季第一模态全场为负值,体现了夏季100hPa整体异常性;第二模态反映了副热带中低纬度大气环流与高纬度大气环流变化相反。从其长期变化趋势来看,冬季高纬度地区的高度场呈负趋势变化,副热带地区呈正趋势变化,夏季除我国华北部分地区为负趋势变化外,均为正趋势变化。极涡、南亚高压的这种年代际变化与100hPa高度场的长期线性趋势变化有关。
重庆市2006年夏季城市热岛分析
何泽能, 李永华, 陈志军, 高阳华
2008, (5): 527-532.
摘要:
利用2006年6~8月重庆市区和郊区的26个自动气象站逐小时的观测数据和重庆市地形高程数据等资料,对重庆市夏季的城市热岛效应进行了分析。结果表明,重庆市存在明显的热岛效应,2006年夏季的平均热岛强度值为1.0℃,最大日平均热岛强度达1.8℃。热岛效应的日变化明显,热岛强度夜间强,白天弱,2006年夏季夜间平均热岛强度为1.4℃,夜间最大达到了2.6℃,热岛效应加重了市区夜间的高温热害。高温干旱的出现主要影响夜间的热岛效应,使夜间的平均热岛强度增加了约0.7℃。通过GIS空间化表明,主城区的温度受地形和城市布局的双重影响,高温中心位于城区沿江一带。热岛效应受天气系统影响强烈,当有天气过程时,热岛效应将明显减弱;而在稳定的晴热天气背景下,热岛效应最明显。
短论
非地转湿Q矢量在北上台风“桃芝”造成山东大暴雨中的应用
高留喜, 丛春华, 李本亮
2008, (5): 533-538.
摘要:
利用非地转湿Q矢量方法诊断分析了北上台风"桃芝"减弱后的低压造成的山东半岛2001年8月1日的大暴雨过程。结果表明:非地转湿Q矢量散度负值区与暴雨落区有很好的对应关系,低层925hPa非地转湿Q矢量散度对未来6~12h的强降水有较好的指示意义,明显优于常用的诊断物理量散度、水汽通量散度。925hPa层次增温、增湿明显,可能是非地转湿Q矢量在这次台风暴雨中925hPa层次比850hPa具有指示意义的部分原因。可见非地转湿Q矢量是预报山东暴雨的一种有效工具,在山东暴雨、大暴雨天气过程预报分析中具有较高的应用价值,为山东的暴雨预报提供了一个新的思路。
登陆我国过湖泊热带气旋的统计特征
王晓芳, 刘泽军
2008, (5): 539-545.
摘要:
利用1949~2001年热带气旋年鉴资料,对53年登陆我国并经过内陆湖泊的热带气旋特征进行统计分析。结果表明:登陆过湖泊热带气旋在陆上维持时间长,登陆时强度较强;湖泊地带能延缓登陆TC强度的衰减;热带气旋经过内陆湖泊时大多表现为中心气压维持不变或降低,风速增大;长江中游地区是登陆过湖泊热带气旋消失数最多的区域。
基于Z-I关系和变分校正法改进雷达估测降水
马慧, 万齐林, 陈子通, 林振敏, 陈桢华, 吴嘉豪
2008, (5): 546-549.
摘要:
将新回归系数估计法和新误差订正法应用于3km的雷达CAPPI估测降水,首先用新的回归方法得出更合理的Z-I关系;再用基于变分技术的新的误差订正方法对估算出的降水进行订正,获得较好的估算结果,并且用2005年6月17~25日广东自动站降水和每6分钟一次的雷达基数据对新回归系数估计法和新误差订正法进行验证,结果表明:将新回归系数估计法和新误差订正法用于雷达估测降水,能更好地对雷达回波强度估算降水的一些常见误差进行校订。
述评
气象卫星资料在估测热带气旋强度方向的应用进展
刘喆, 朱元竞, 李万彪, 韩志刚, 张凤英
2008, (5): 550-556.
摘要:
在常规观测资料稀少的热带洋面上,气象卫星是监测热带气旋的主要工具。基于可见光和红外的Dvorak技术通过一系列经验规则,将热带气旋在卫星云图中表现出来的云系结构特征及特定的参数同其发展强度联系起来,但它无法得到气旋内部辐射信息。相对而言,波长较长的微波能穿透热带气旋中高层云系,反映出与热带气旋强度相关的暖核辐射信息。介绍了国内外利用Dvorak技术和星载微波技术估测热带气旋强度的研究进展,指出它们在应用中存在的优势和不足,同时展望了该领域在未来的发展方向。
21世纪Q矢量在中国多种灾害性天气中应用研究的进展
岳彩军, 寿绍文, 姚秀萍
2008, (5): 557-563.
摘要:
伴随着Q矢量理论的完善与发展,人们也对Q矢量的分析方法开展了广泛的应用研究,不仅用于诊断分析研究暴雨、台风、暴雪、强对流及沙尘暴等多种灾害性天气的成因,同时在天气预报工作中也扮演着越来越重要的角色。对进入21世纪以来中国对Q矢量的应用研究工作进行全面、系统地回顾与总结,并对未来关于Q矢量的应用研究工作进行了讨论与展望。
研究通讯
福州市PM10突变特征与气象条件的关系研究
王宏, 林长城, 蔡义勇, 陈彬彬
2008, (5): 564-568.
摘要:
利用2004~2006年福州市PM10逐日资料,及同期地面气象要素资料和08时850hPa天气图资料,采用统计分析方法,综合分析了PM10发生突变时气象条件的变化特征,结果表明:当地面气象要素场出现气压下降、风速下降、温度上升、相对湿度上升、降水量下降或出现气压上升、风速下降、温度下降、相对湿度下降、降水量下降的配置时PM10易发生正突变;当出现气压上升、风速上升、温度下降、相对湿度维持、降水量上升或出现气压下降、风速上升、温度上升、相对湿度上升、降水量上升的配置时PM10易发生负突变;当受大陆高压后部、暖区辐合系统影响时,PM10发生正突变的概率较高,受切变线、大陆高压前部系统影响时,PM10发生负突变的概率较高。