2014年 第30卷 第2期
2014, (2): 201-209.
摘要:
总结回顾了近年青藏高原影响的气候动力学研究。青藏高原在不同季节对气候的影响具有的不同特性：(1) 冬季高原为弱冷源的特征；(2) 春季高原与环流的相互作用使中国南方盛行西南气流进而形成江南春雨，在从冬到夏的季节推进过程中，青藏高原还调控南亚-印度洋海陆气相互作用，激发孟加拉湾季风爆发性涡旋，促使孟加拉湾季风在高原东部爆发；(3) 夏季斜坡上的感热加热形成高原感热气泵，与海陆热力对比共同作用，控制南亚季风和东亚季风；(4) 在年际和年代际时间尺度上，冬季热源异常是北半球大气环流变化的结果，同时对中国南方持续性异常雨雪事件产生影响；在春夏季节，高原热力强迫的变化强烈地影响环流和亚洲气候。其中青藏高原表面感热通量和其上空大气热源在春季和夏季呈减弱趋势在近30年逐渐减弱，影响到中国近几十年夏季季风和雨带分布。最后提出青藏高原影响研究的气候动力学面临的科学问题。
总结回顾了近年青藏高原影响的气候动力学研究。青藏高原在不同季节对气候的影响具有的不同特性：(1) 冬季高原为弱冷源的特征；(2) 春季高原与环流的相互作用使中国南方盛行西南气流进而形成江南春雨，在从冬到夏的季节推进过程中，青藏高原还调控南亚-印度洋海陆气相互作用，激发孟加拉湾季风爆发性涡旋，促使孟加拉湾季风在高原东部爆发；(3) 夏季斜坡上的感热加热形成高原感热气泵，与海陆热力对比共同作用，控制南亚季风和东亚季风；(4) 在年际和年代际时间尺度上，冬季热源异常是北半球大气环流变化的结果，同时对中国南方持续性异常雨雪事件产生影响；在春夏季节，高原热力强迫的变化强烈地影响环流和亚洲气候。其中青藏高原表面感热通量和其上空大气热源在春季和夏季呈减弱趋势在近30年逐渐减弱，影响到中国近几十年夏季季风和雨带分布。最后提出青藏高原影响研究的气候动力学面临的科学问题。
2014, (2): 210-218.
摘要:
将由NCEP改进之后的SAS(Simplified Arakawa-Shubert Scheme)对流参数化方案（NSAS方案）应用到GRAPES模式中，并对“启德”台风进行模拟，通过和原来SAS方案的预报结果进行比较，发现新方案对台风路径预报有显著改进。通过对NSAS方案中几个新增加的因素进行敏感性试验，发现其中对由于对流引发的扰动气压场如何影响动量输送这个问题的处理使得台风路径预报效果变差，采用动量的水平混合代替风场切变来对扰动气压场进行参数化以后，可有效改进该方案的预报效果。考虑动量的水平混合系数随高度变化可进一步改善预报结果。通过比较多个台风的预报结果发现，这种改进对台风路径预报的改进较稳定
将由NCEP改进之后的SAS(Simplified Arakawa-Shubert Scheme)对流参数化方案（NSAS方案）应用到GRAPES模式中，并对“启德”台风进行模拟，通过和原来SAS方案的预报结果进行比较，发现新方案对台风路径预报有显著改进。通过对NSAS方案中几个新增加的因素进行敏感性试验，发现其中对由于对流引发的扰动气压场如何影响动量输送这个问题的处理使得台风路径预报效果变差，采用动量的水平混合代替风场切变来对扰动气压场进行参数化以后，可有效改进该方案的预报效果。考虑动量的水平混合系数随高度变化可进一步改善预报结果。通过比较多个台风的预报结果发现，这种改进对台风路径预报的改进较稳定
2014, (2): 219-228.
摘要:
利用NCEP/NCAR FNL（Final Analysis）资料，通过分析1 000～600 hPa（低层）、500～100 hPa（高层）气柱内水汽条件、垂直上升运动条件及计算非地转干Q矢量及其分解、非绝热加热作用，进一步揭示大气因子对“海棠”台风（2005）降水非对称分布特征形成的贡献。结果表明：（1） 台风路径左右两侧低层大气湿度条件相当，而高层大气的湿度则是右侧明显比左侧大。（2） 台风路径右侧的高、低层大气中的垂直上升运动的范围、强度均比左侧广、强。（3） 台风路径左右两侧的高层大气对垂直上升运动的强迫作用相当，而台风路径右侧低层大气垂直上升运动的范围、强度明显比左侧广、强。均呈现出明显的非对称分布特点。进一步Q矢量分解诊断分析表明，低层大气中尺度天气系统对垂直上升运动的强迫作用比大尺度天气系统的强迫作用大。（4） 台风路径左右两侧的高、低层大气中均一直存在非绝热加热作用，且在范围及强度上均呈现出一定的非对称分布特点。高层大气的湿度条件、低层大气对垂直上升运动的强迫作用，尤其是低层大气中尺度天气系统的强迫作用，及高、低层大气中的非绝热加热作用，均呈现出与“海棠”台风（2005）降水场相似的非对称分布特征，表明上述大气因子均有助于降水非对称分布特征的形成。
利用NCEP/NCAR FNL（Final Analysis）资料，通过分析1 000～600 hPa（低层）、500～100 hPa（高层）气柱内水汽条件、垂直上升运动条件及计算非地转干Q矢量及其分解、非绝热加热作用，进一步揭示大气因子对“海棠”台风（2005）降水非对称分布特征形成的贡献。结果表明：（1） 台风路径左右两侧低层大气湿度条件相当，而高层大气的湿度则是右侧明显比左侧大。（2） 台风路径右侧的高、低层大气中的垂直上升运动的范围、强度均比左侧广、强。（3） 台风路径左右两侧的高层大气对垂直上升运动的强迫作用相当，而台风路径右侧低层大气垂直上升运动的范围、强度明显比左侧广、强。均呈现出明显的非对称分布特点。进一步Q矢量分解诊断分析表明，低层大气中尺度天气系统对垂直上升运动的强迫作用比大尺度天气系统的强迫作用大。（4） 台风路径左右两侧的高、低层大气中均一直存在非绝热加热作用，且在范围及强度上均呈现出一定的非对称分布特点。高层大气的湿度条件、低层大气对垂直上升运动的强迫作用，尤其是低层大气中尺度天气系统的强迫作用，及高、低层大气中的非绝热加热作用，均呈现出与“海棠”台风（2005）降水场相似的非对称分布特征，表明上述大气因子均有助于降水非对称分布特征的形成。
2014, (2): 229-238.
摘要:
利用2000—2009年6—8月的NCEP 1 °×1 °FNL数据、TRMM降水数据及JMA提供的《TC最佳路径集》等资料，综合考虑低层水汽通道及TC与中纬度系统相互作用的两个因素，对0 °以北150 °E以西东亚地区的远距离暴雨进行统计分析，得出这一时期共有48例远距离暴雨产生，并将其分为5种类型。将各类型合成分析后得到远距离暴雨在850 hPa、500 hPa的主要影响系统有：TC、中纬度槽、副热带高压及水汽通道，其中水汽通道多与印度季风相连接对远距离降水的影响最显著，其次是中纬度槽。形成最多的是北槽、涡-南TC型远距离暴雨占总数的68.8%，而且远距离暴雨多发生在TC路径的右侧（占总数的71%）。200 hPa上多数远距离暴雨发生在高空急流的右后方，并在TC的东西部各有一反气旋性涡旋。当TC东部无反气旋性涡旋时TC较弱。当远距离暴雨发生在TC的西北方向，且西北方向有槽存在时TC较强。利用WRF中尺度数值模式对1104号TC Haima进行敏感性试验表明，TC在此次暴雨过程中起主要作用，通过影响降水区的水汽通道导致降水增强。
利用2000—2009年6—8月的NCEP 1 °×1 °FNL数据、TRMM降水数据及JMA提供的《TC最佳路径集》等资料，综合考虑低层水汽通道及TC与中纬度系统相互作用的两个因素，对0 °以北150 °E以西东亚地区的远距离暴雨进行统计分析，得出这一时期共有48例远距离暴雨产生，并将其分为5种类型。将各类型合成分析后得到远距离暴雨在850 hPa、500 hPa的主要影响系统有：TC、中纬度槽、副热带高压及水汽通道，其中水汽通道多与印度季风相连接对远距离降水的影响最显著，其次是中纬度槽。形成最多的是北槽、涡-南TC型远距离暴雨占总数的68.8%，而且远距离暴雨多发生在TC路径的右侧（占总数的71%）。200 hPa上多数远距离暴雨发生在高空急流的右后方，并在TC的东西部各有一反气旋性涡旋。当TC东部无反气旋性涡旋时TC较弱。当远距离暴雨发生在TC的西北方向，且西北方向有槽存在时TC较强。利用WRF中尺度数值模式对1104号TC Haima进行敏感性试验表明，TC在此次暴雨过程中起主要作用，通过影响降水区的水汽通道导致降水增强。
2014, (2): 239-248.
摘要:
青藏高原云物理特征的认识对高原天气和气候的研究有重要意义。利用2006年6月—2011年4月的CloudSat卫星资料，分析了青藏高原地区云的总云水路径、液态水路径、冰水路径及雷达反射率的分布特征，并对高原与东亚降水云的垂直结构进行对比，得到如下结论：(1) 总云水路径的大值区分布在高原西南坡、东南部及高原中部低值区分布在昆仑山脉、祁连山脉及其以北地区；暖季大于冷季；(2) 高原南部及东部为液水路径大值区，以液相云为主；高原中部、北部及西部为冰水路径大值区，以冰相云为主；(3) 雷达反射率的垂直分布主要介于-27～17 dBz，集中在3～9 km；云粒子群随高度先增大后减小，在4 km高度的大小和浓度最大；暖季云高大于冷季，对流活动旺盛；(4) 高原与东亚降水云的结构不同，季节变化也与东亚有差别。(5) 雷达反射率在近地面层随纬度的增大减小，垂直方向的递减率是暖季小于冷季；(6) 冷季的高原上与周边相比为丰水区，南坡的冰水路径与低层雷达反射率大值区对应，表明南坡阻挡作用促进云中冰粒子的形成。
青藏高原云物理特征的认识对高原天气和气候的研究有重要意义。利用2006年6月—2011年4月的CloudSat卫星资料，分析了青藏高原地区云的总云水路径、液态水路径、冰水路径及雷达反射率的分布特征，并对高原与东亚降水云的垂直结构进行对比，得到如下结论：(1) 总云水路径的大值区分布在高原西南坡、东南部及高原中部低值区分布在昆仑山脉、祁连山脉及其以北地区；暖季大于冷季；(2) 高原南部及东部为液水路径大值区，以液相云为主；高原中部、北部及西部为冰水路径大值区，以冰相云为主；(3) 雷达反射率的垂直分布主要介于-27～17 dBz，集中在3～9 km；云粒子群随高度先增大后减小，在4 km高度的大小和浓度最大；暖季云高大于冷季，对流活动旺盛；(4) 高原与东亚降水云的结构不同，季节变化也与东亚有差别。(5) 雷达反射率在近地面层随纬度的增大减小，垂直方向的递减率是暖季小于冷季；(6) 冷季的高原上与周边相比为丰水区，南坡的冰水路径与低层雷达反射率大值区对应，表明南坡阻挡作用促进云中冰粒子的形成。
2014, (2): 249-260.
摘要:
利用广东省3 km高度CAPPI雷达反射率因子拼图资料，对2012年6月22日一次降水个例进行0～3 h短时定量降水预报算法研究，以期通过改进算法来提高降水短时预报的准确率。在利用交叉相关算法获取回波移动矢量场后，使用五点平滑及卡尔曼滤波的方法对其进行处理，利用处理后的矢量场对雷达回波进行3 h外推，再进行0～3 h降水量预报。研究结果表明，经过滤波处理后可得到时空连续性更好的回波移动矢量场，滤波后回波外推预报效果明显改善，其临界成功指数（CSI）有所提高，空报率（FAR）显著降低，提高了降水预报准确率。
利用广东省3 km高度CAPPI雷达反射率因子拼图资料，对2012年6月22日一次降水个例进行0～3 h短时定量降水预报算法研究，以期通过改进算法来提高降水短时预报的准确率。在利用交叉相关算法获取回波移动矢量场后，使用五点平滑及卡尔曼滤波的方法对其进行处理，利用处理后的矢量场对雷达回波进行3 h外推，再进行0～3 h降水量预报。研究结果表明，经过滤波处理后可得到时空连续性更好的回波移动矢量场，滤波后回波外推预报效果明显改善，其临界成功指数（CSI）有所提高，空报率（FAR）显著降低，提高了降水预报准确率。
2014, (2): 261-269.
摘要:
利用高分辨率WRF模式对2010年13号超强台风“鲇鱼”移入南海以后的路径突变过程进行数值模拟，较好模拟出了台风由缓慢西行转为突然北上的过程。利用模拟资料，诊断分析了路径突变前期、突变时和突变后的不同高度上等熵位涡的分布特征。路径突变前期和后期不同高度上的等熵位涡的对称结构较明显；路径突变时各个层次上的位涡等熵分布均表现出明显非对称性。进一步对比分析了该路径突变过程前后台风对流发展和能量分布的变化，结果验证了等熵位涡结构的演变情况。非对称风场的切变存在一次逆时针方向倾斜而后恢复的过程，整层大气动能的分布也由近似轴对称发展为东部强于西部的显著的非对称。位于台风环流东南侧的非对称扰动所引起的平流和次级环流输送有助于台风路径由西行转为北上，这可能是环境流场偏弱条件下台风路径转折的有利触发机制。
利用高分辨率WRF模式对2010年13号超强台风“鲇鱼”移入南海以后的路径突变过程进行数值模拟，较好模拟出了台风由缓慢西行转为突然北上的过程。利用模拟资料，诊断分析了路径突变前期、突变时和突变后的不同高度上等熵位涡的分布特征。路径突变前期和后期不同高度上的等熵位涡的对称结构较明显；路径突变时各个层次上的位涡等熵分布均表现出明显非对称性。进一步对比分析了该路径突变过程前后台风对流发展和能量分布的变化，结果验证了等熵位涡结构的演变情况。非对称风场的切变存在一次逆时针方向倾斜而后恢复的过程，整层大气动能的分布也由近似轴对称发展为东部强于西部的显著的非对称。位于台风环流东南侧的非对称扰动所引起的平流和次级环流输送有助于台风路径由西行转为北上，这可能是环境流场偏弱条件下台风路径转折的有利触发机制。
2014, (2): 270-280.
摘要:
根据实测资料统计分析海南岛地区的海陆风现象和季节变化，并利用WRF模式对全岛海陆风环流进行数值模拟。结果表明，海南岛四季代表月的月平均海陆风日为12.2 d，月平均频率约为40%，夏季最高(约49%)，冬、春季相当(约41%)，秋季最少(约29%)；中部山区周围海陆风出现频率较高，北部丘陵地区出现频率较低。海南岛夏季的海陆风环流最强，典型海陆风日的海风环流厚度达2.5 km、陆风环流厚度约1.5 km；白天海风向岛内伸展60～100 km，在岛屿长轴附近形成强辐合带；冬季通常在岛屿中部形成偏南北向的海风辐合带；春季兼有夏季和冬季的特点；秋季海陆风的范围最小、强度最弱，主要出现在西南部山地边缘。各季陆风发展相对较弱，陆风辐合线偏向海上或在岸线附近，其范围和强度明显小于海风环流。海岛山体机械绕流作用明显，迎风面陆风时段易形成陆风锋，夏季常出现在凌晨至05—09时，弧形辐合带向海上推进约10～30 km，冬季出现在东南部沿海且强度较弱；背风面海风锋可在北部-西部的平坦地区登陆并向岛内推进，海风发展旺盛时背风面与迎风面的海风在海岛中心汇合，形成覆盖全岛的强辐合带。
根据实测资料统计分析海南岛地区的海陆风现象和季节变化，并利用WRF模式对全岛海陆风环流进行数值模拟。结果表明，海南岛四季代表月的月平均海陆风日为12.2 d，月平均频率约为40%，夏季最高(约49%)，冬、春季相当(约41%)，秋季最少(约29%)；中部山区周围海陆风出现频率较高，北部丘陵地区出现频率较低。海南岛夏季的海陆风环流最强，典型海陆风日的海风环流厚度达2.5 km、陆风环流厚度约1.5 km；白天海风向岛内伸展60～100 km，在岛屿长轴附近形成强辐合带；冬季通常在岛屿中部形成偏南北向的海风辐合带；春季兼有夏季和冬季的特点；秋季海陆风的范围最小、强度最弱，主要出现在西南部山地边缘。各季陆风发展相对较弱，陆风辐合线偏向海上或在岸线附近，其范围和强度明显小于海风环流。海岛山体机械绕流作用明显，迎风面陆风时段易形成陆风锋，夏季常出现在凌晨至05—09时，弧形辐合带向海上推进约10～30 km，冬季出现在东南部沿海且强度较弱；背风面海风锋可在北部-西部的平坦地区登陆并向岛内推进，海风发展旺盛时背风面与迎风面的海风在海岛中心汇合，形成覆盖全岛的强辐合带。
2014, (2): 281-292.
摘要:
利用强对流天气中雷电活动与对流性降水之间的统计关系，将闪电资料反演成降水资料，通过四维变分同化方法，将地闪资料同化入中尺度WRF模式中，并对四川地区一次强降水天气过程进行模拟。结果显示，经过同化的初始场能有效改善初始时刻强对流系统雨带结构，使得模式的初始场较好反应出大气的真实状态，并对暴雨的预报有正面影响。而在其短时模拟效果中，闪电资料的同化更好地模拟出川东北地区的降水过程，雨区的中心位置和强度都得到明显改善，改善了WRF模式在四川地区对强对流天气的模拟能力。
利用强对流天气中雷电活动与对流性降水之间的统计关系，将闪电资料反演成降水资料，通过四维变分同化方法，将地闪资料同化入中尺度WRF模式中，并对四川地区一次强降水天气过程进行模拟。结果显示，经过同化的初始场能有效改善初始时刻强对流系统雨带结构，使得模式的初始场较好反应出大气的真实状态，并对暴雨的预报有正面影响。而在其短时模拟效果中，闪电资料的同化更好地模拟出川东北地区的降水过程，雨区的中心位置和强度都得到明显改善，改善了WRF模式在四川地区对强对流天气的模拟能力。
2014, (2): 293-301.
摘要:
采用均一性较好的逐日温度资料、NCEP/NCAR再分析资料和DMSP/OLS卫星夜晚灯光数据，基于Gis工具及Observe Minus Reanalysis(OMR)方法，定量分析了1961—2010年的大气环流背景下城市化对长江中下游地区温度变化趋势的影响。结果表明：长江中下游地区夏季温度总体呈上升趋势，上升幅度以最低温度>平均温度>最高温度，从而导致日较差呈下降趋势，其变化与城市发展水平相吻合。另外，城市化对温度趋势的贡献以日较差>最低温度>平均温度>最高温度，其中大都市的贡献率最大。强(弱)副高年城市化使长江中下游地区夏季温度升高(降低)，强副高年大城市对温度的响应较大，而弱副高年中等城市对温度的响应较大。
采用均一性较好的逐日温度资料、NCEP/NCAR再分析资料和DMSP/OLS卫星夜晚灯光数据，基于Gis工具及Observe Minus Reanalysis(OMR)方法，定量分析了1961—2010年的大气环流背景下城市化对长江中下游地区温度变化趋势的影响。结果表明：长江中下游地区夏季温度总体呈上升趋势，上升幅度以最低温度>平均温度>最高温度，从而导致日较差呈下降趋势，其变化与城市发展水平相吻合。另外，城市化对温度趋势的贡献以日较差>最低温度>平均温度>最高温度，其中大都市的贡献率最大。强(弱)副高年城市化使长江中下游地区夏季温度升高(降低)，强副高年大城市对温度的响应较大，而弱副高年中等城市对温度的响应较大。
2014, (2): 302-310.
摘要:
针对FY-3A星载微波垂直探测的同化应用，在扩展WRF3Dvar中FY-3A微波资料同化功能和快速辐射传输模式RTTOV微波云雨粒子散射RTTOV-SCATT模块接口的基础上，以2008年“凤凰”台风为研究对象，试验了FY-3A晴空条件下微波资料同化应用对数值预报的影响，并以此为控制试验，进一步讨论云检测方案和偏差订正调整对资料应用效果的作用。在WRF3Dvar同一框架下，使用RTTOV和CRTM云雨散射模块对云雨条件下FY-3A微波亮温进行模拟，分析云雨辐射效应对FY-3A微波温度和湿度传感器观测模拟的影响，并比较两个快速辐射传输模式结果间的异同。结果表明：本个例中FY-3A微波资料的使用对台风强度预报误差的减小比路径预报更为明显。云检测是影响卫星资料效能发挥的关键因素之一，3.0和5.0分别是MWTS和MWHS使用单窗区通道作为云检测时的合适阀值。使用FY-3A资料导出的偏差订正系数可以改善偏差订正结果，并提高预报准确率。此外，对于MWTS，通道1是受云雨粒子辐射效应影响最显著的通道，通道2同样具有明显影响。MWHS全部5个探测通道均受云雨粒子辐射效应影响，云雨条件下通道1、2的模拟偏差最大。RTTOV和CRTM的结果具有相同的统计特征，但CRTM云雨粒子辐射效应带来的偏差比RTTOV要大。
针对FY-3A星载微波垂直探测的同化应用，在扩展WRF3Dvar中FY-3A微波资料同化功能和快速辐射传输模式RTTOV微波云雨粒子散射RTTOV-SCATT模块接口的基础上，以2008年“凤凰”台风为研究对象，试验了FY-3A晴空条件下微波资料同化应用对数值预报的影响，并以此为控制试验，进一步讨论云检测方案和偏差订正调整对资料应用效果的作用。在WRF3Dvar同一框架下，使用RTTOV和CRTM云雨散射模块对云雨条件下FY-3A微波亮温进行模拟，分析云雨辐射效应对FY-3A微波温度和湿度传感器观测模拟的影响，并比较两个快速辐射传输模式结果间的异同。结果表明：本个例中FY-3A微波资料的使用对台风强度预报误差的减小比路径预报更为明显。云检测是影响卫星资料效能发挥的关键因素之一，3.0和5.0分别是MWTS和MWHS使用单窗区通道作为云检测时的合适阀值。使用FY-3A资料导出的偏差订正系数可以改善偏差订正结果，并提高预报准确率。此外，对于MWTS，通道1是受云雨粒子辐射效应影响最显著的通道，通道2同样具有明显影响。MWHS全部5个探测通道均受云雨粒子辐射效应影响，云雨条件下通道1、2的模拟偏差最大。RTTOV和CRTM的结果具有相同的统计特征，但CRTM云雨粒子辐射效应带来的偏差比RTTOV要大。
2014, (2): 311-318.
摘要:
热带气旋上层的暖异常与气旋强度密切相关。利用匹配的NOAA-16和NOAA-18上的AMSU-A从不同角度几乎同时对同一气旋的观测数据，对基于变分理论的热带气旋暖异常物理反演算法进行检验。结果表明，采用物理反演方法后可明显提高不同卫星平台上同类仪器观测的亮温异常之间的相关性，即显著地减小了水平分辨率因素对亮温异常观测的影响。对实测数据的分析表明，不同平台上通道8(55.5 GHz)观测的亮温异常之间的相关性大于通道7(54.94 GHz)。为了选择更优的亮温异常观测通道，利用2002-2003年西北太平洋区域的344对匹配数据，分别建立了AMSU-A的通道7、8反演的亮温异常与日本气象厅提供的最佳路径数据中的MSLP(最低海平面气压)之间的统计关系，再利用2004年的229对匹配数据对算式进行了检验，对检验结果进行了比较表明，对于独立的检验数据，采用通道8所得结果的均方根误差比采用通道7时相对减小25%。
热带气旋上层的暖异常与气旋强度密切相关。利用匹配的NOAA-16和NOAA-18上的AMSU-A从不同角度几乎同时对同一气旋的观测数据，对基于变分理论的热带气旋暖异常物理反演算法进行检验。结果表明，采用物理反演方法后可明显提高不同卫星平台上同类仪器观测的亮温异常之间的相关性，即显著地减小了水平分辨率因素对亮温异常观测的影响。对实测数据的分析表明，不同平台上通道8(55.5 GHz)观测的亮温异常之间的相关性大于通道7(54.94 GHz)。为了选择更优的亮温异常观测通道，利用2002-2003年西北太平洋区域的344对匹配数据，分别建立了AMSU-A的通道7、8反演的亮温异常与日本气象厅提供的最佳路径数据中的MSLP(最低海平面气压)之间的统计关系，再利用2004年的229对匹配数据对算式进行了检验，对检验结果进行了比较表明，对于独立的检验数据，采用通道8所得结果的均方根误差比采用通道7时相对减小25%。
2014, (2): 319-326.
摘要:
利用ECMWF的再分析资料，研究近33 a来北半球臭氧的变化趋势。研究表明：⑴ 1979—2011年北半球4个关键区（北极、东亚、北美和西欧）的臭氧总量呈减少趋势，但减少的趋势已经减缓；⑵ 最近19 a来，北半球4个关键区臭氧都有微弱回升的趋势，回升趋势最大在东亚地区，达到0.057 9 DU/a；⑶ 自1993、1994年以来，北半球4个关键区的冬季臭氧总量都为显著的上升趋势，上升趋势最大在北极地区，为1.157 7 DU/a；⑷ 前期(1979—1994年)四个季节的北半球中高纬基本上都为下降趋势，春季俄罗斯中北部地区下降趋势最大，为4.5 DU/a，而在后期(1994—2011年)冬季挪威、瑞典、芬兰及其周边的挪威海和格陵兰海区域上升趋势最大，为1.8 DU/a；⑸ 北半球4个关键区的下降趋势最大的层次都是10 hPa，北美地区下降速率最快，为1.641×10-8/a，而这4个区上升趋势最大的层次是3 hPa，北极地区上升速率最快，为3.843×10-8/a。
利用ECMWF的再分析资料，研究近33 a来北半球臭氧的变化趋势。研究表明：⑴ 1979—2011年北半球4个关键区（北极、东亚、北美和西欧）的臭氧总量呈减少趋势，但减少的趋势已经减缓；⑵ 最近19 a来，北半球4个关键区臭氧都有微弱回升的趋势，回升趋势最大在东亚地区，达到0.057 9 DU/a；⑶ 自1993、1994年以来，北半球4个关键区的冬季臭氧总量都为显著的上升趋势，上升趋势最大在北极地区，为1.157 7 DU/a；⑷ 前期(1979—1994年)四个季节的北半球中高纬基本上都为下降趋势，春季俄罗斯中北部地区下降趋势最大，为4.5 DU/a，而在后期(1994—2011年)冬季挪威、瑞典、芬兰及其周边的挪威海和格陵兰海区域上升趋势最大，为1.8 DU/a；⑸ 北半球4个关键区的下降趋势最大的层次都是10 hPa，北美地区下降速率最快，为1.641×10-8/a，而这4个区上升趋势最大的层次是3 hPa，北极地区上升速率最快，为3.843×10-8/a。
2014, (2): 327-344.
摘要:
多普勒测风激光雷达是目前探测晴空风场精细结构的重要遥感手段之一。中国第一部车载多普勒激光雷达已经在中国气象局气象探测中心进行准业务化运行。综述了国内外非相干多普勒激光雷达技术发展概况，介绍了多普勒激光雷达风廓线探测方法，分析了测风数据误差。并以2008年9月24—28日，神舟七号飞船回收气象保障试验期间测风数据为例，对多普勒激光雷达风廓线探测进行评估分析。多普勒激光雷达测风数据与神七飞船主着陆场附近的探空资料和北京数值预报同化资料进行对比的结果表明，多普勒激光雷达的测风数据时空分辨率高，是一种可信的高精度大气风场探测手段。为了消除多普勒激光雷达的测风数据较大的高频随机误差，采用切比雪夫多项式正交展开滤波方法得到的低通分量，更好地揭示了在垂直方向上较大空间尺度波动的大气风场信息。利用这一方法对多普勒测风激光雷达测风数据进行质量控制，用于较大尺度的数值预报模式，可以提高初值场同化的效果。而滤波分析分离出的高通分量，尽管主要是高频随机误差，但其中振幅较大的高频分量也许揭示了大气风场更小尺度的波动，这需要有更多的观测事实和更进一步的分析来判定。
多普勒测风激光雷达是目前探测晴空风场精细结构的重要遥感手段之一。中国第一部车载多普勒激光雷达已经在中国气象局气象探测中心进行准业务化运行。综述了国内外非相干多普勒激光雷达技术发展概况，介绍了多普勒激光雷达风廓线探测方法，分析了测风数据误差。并以2008年9月24—28日，神舟七号飞船回收气象保障试验期间测风数据为例，对多普勒激光雷达风廓线探测进行评估分析。多普勒激光雷达测风数据与神七飞船主着陆场附近的探空资料和北京数值预报同化资料进行对比的结果表明，多普勒激光雷达的测风数据时空分辨率高，是一种可信的高精度大气风场探测手段。为了消除多普勒激光雷达的测风数据较大的高频随机误差，采用切比雪夫多项式正交展开滤波方法得到的低通分量，更好地揭示了在垂直方向上较大空间尺度波动的大气风场信息。利用这一方法对多普勒测风激光雷达测风数据进行质量控制，用于较大尺度的数值预报模式，可以提高初值场同化的效果。而滤波分析分离出的高通分量，尽管主要是高频随机误差，但其中振幅较大的高频分量也许揭示了大气风场更小尺度的波动，这需要有更多的观测事实和更进一步的分析来判定。
2014, (2): 345-352.
摘要:
对1973—2008年1月全国160站的温度和降水资料进行联合EOF分析发现，2008年1月低温雨雪天气与第一模态和第三模态有关，两个模态组合能够解释2008年1月南方地区温度和降水异常的90%以上。与第一模态相关的环流场主要反映了西伯利亚高压偏强且位置偏西，其与前秋中亚-蒙古以北的雪盖面积异常偏大以及北太平洋冷海温异常与关。与第三模态相关环流场则主要反映了副热带高压的增强和南支槽的加深，前秋印度洋暖海温异常有利于次年1月副热带高压增强，而前秋北大西洋和黑潮延伸区暖海温异常与次年1月南支槽的加深有关。
对1973—2008年1月全国160站的温度和降水资料进行联合EOF分析发现，2008年1月低温雨雪天气与第一模态和第三模态有关，两个模态组合能够解释2008年1月南方地区温度和降水异常的90%以上。与第一模态相关的环流场主要反映了西伯利亚高压偏强且位置偏西，其与前秋中亚-蒙古以北的雪盖面积异常偏大以及北太平洋冷海温异常与关。与第三模态相关环流场则主要反映了副热带高压的增强和南支槽的加深，前秋印度洋暖海温异常有利于次年1月副热带高压增强，而前秋北大西洋和黑潮延伸区暖海温异常与次年1月南支槽的加深有关。
2014, (2): 353-360.
摘要:
利用NCEP FNL分析资料，结合HYSPLIT轨迹模式对2012年8月26日发生在黄淮地区的一次台风远距离暴雨过程的水汽条件及输送过程进行分析。结果表明：产生暴雨的水汽来自黄海上空，水汽输送高度主要在700 hPa以下；强降水发生时水汽净流入较大，而降水发生前和降水结束后均呈现净流出；从水汽通道空气块的运动轨迹来看，水汽是在台风环流和副热带高压环流的共同引导下从东部进入暴雨区。气块在通过黄海上空贴近海面运行时所吸收的水汽是这次过程的主要水汽来源。
利用NCEP FNL分析资料，结合HYSPLIT轨迹模式对2012年8月26日发生在黄淮地区的一次台风远距离暴雨过程的水汽条件及输送过程进行分析。结果表明：产生暴雨的水汽来自黄海上空，水汽输送高度主要在700 hPa以下；强降水发生时水汽净流入较大，而降水发生前和降水结束后均呈现净流出；从水汽通道空气块的运动轨迹来看，水汽是在台风环流和副热带高压环流的共同引导下从东部进入暴雨区。气块在通过黄海上空贴近海面运行时所吸收的水汽是这次过程的主要水汽来源。
2014, (2): 361-367.
摘要:
JOPLE（Joint Polarization Experiment）算法是反演降水的一种合成算法，适用于偏振雷达。基于雨量站的测雨数据，对美国科罗拉多州丹佛市2008年8月9日强降雨和2009年7月3日有冰雹降水的过程进行对比，分析CHILL双偏振雷达结合JPOLE算法的测雨模式（简称RZK）与其他三种基于不同R（Z）关系的CHILL（简称RZDG、RZ88）、NEXRAD雷达测雨模式（简称KFTG）的测雨结果统计特征及测雨效果。结果表明：在强降雨过程中，RZK正确估测降雨位置525个，降雨量高估1 mm，测雨数据与雨量站测雨数据的相关系数为0.81，误报率低，测雨精度比其他模式好；在有冰雹的降雨过程中，RZK正确估测降雨位置604个，降雨量高估8 mm，测雨数据与雨量站测雨数据相关系数为0.71，与RZDG模式的测雨精度相当，但其FAR（虚假警报率）、CSI（临界成功指数）和H-K（汉森-奎伯斯技能得分）的STDEV值比其他模式的大；在两场降水中，四种测雨模式计算得到降雨数据的FAR值都随降雨强度的增大而减小。
JOPLE（Joint Polarization Experiment）算法是反演降水的一种合成算法，适用于偏振雷达。基于雨量站的测雨数据，对美国科罗拉多州丹佛市2008年8月9日强降雨和2009年7月3日有冰雹降水的过程进行对比，分析CHILL双偏振雷达结合JPOLE算法的测雨模式（简称RZK）与其他三种基于不同R（Z）关系的CHILL（简称RZDG、RZ88）、NEXRAD雷达测雨模式（简称KFTG）的测雨结果统计特征及测雨效果。结果表明：在强降雨过程中，RZK正确估测降雨位置525个，降雨量高估1 mm，测雨数据与雨量站测雨数据的相关系数为0.81，误报率低，测雨精度比其他模式好；在有冰雹的降雨过程中，RZK正确估测降雨位置604个，降雨量高估8 mm，测雨数据与雨量站测雨数据相关系数为0.71，与RZDG模式的测雨精度相当，但其FAR（虚假警报率）、CSI（临界成功指数）和H-K（汉森-奎伯斯技能得分）的STDEV值比其他模式的大；在两场降水中，四种测雨模式计算得到降雨数据的FAR值都随降雨强度的增大而减小。
2014, (2): 368-376.
摘要:
利用欧洲中心的再分析风场资料，采用相关分析、合成分析等方法，分析索马里急流活动的多时间尺度变化特征，研究其在年际、年代际尺度和季节以内尺度对中国降水的影响。结果表明，索马里急流强度的年代际变化特征较明显，急流在1960年代逐渐变弱，1970年代初最弱，1970年代末期开始缓慢增强。索马里急流在不同时间尺度上与中国夏季降水都有较密切的联系，初步分析表明，在年际尺度上索马里急流建立初期的5、6月与后期降水的超前相关性较好，在年代际尺度上急流与同尺度中国降水的关系密切。无论是超前还是同期相关，索马里急流强度与中国典型相关区降水的关系存在明显的年代际变化特征。此外，季节以内尺度索马里急流强度异常与过程也存在一定联系，在夏半年急流的主要活动时期，索马里急流强度的正（负）异常对应中国的降水偏多（少），且正距平异常时对中国降水的影响更大。
利用欧洲中心的再分析风场资料，采用相关分析、合成分析等方法，分析索马里急流活动的多时间尺度变化特征，研究其在年际、年代际尺度和季节以内尺度对中国降水的影响。结果表明，索马里急流强度的年代际变化特征较明显，急流在1960年代逐渐变弱，1970年代初最弱，1970年代末期开始缓慢增强。索马里急流在不同时间尺度上与中国夏季降水都有较密切的联系，初步分析表明，在年际尺度上索马里急流建立初期的5、6月与后期降水的超前相关性较好，在年代际尺度上急流与同尺度中国降水的关系密切。无论是超前还是同期相关，索马里急流强度与中国典型相关区降水的关系存在明显的年代际变化特征。此外，季节以内尺度索马里急流强度异常与过程也存在一定联系，在夏半年急流的主要活动时期，索马里急流强度的正（负）异常对应中国的降水偏多（少），且正距平异常时对中国降水的影响更大。
2014, (2): 377-381.
摘要:
统计表明，发生在沪宁高速公路的大雾以辐射雾最多，而以平流雾形成浓雾的可能性最大。利用WRF模式3.0版本优选微物理过程和陆面过程方案，对2006年6月—2009年5月发生在沪宁高速公路能见度低于500 m的大雾，按照成因分为辐射雾和平流雾进行数值模拟，并利用实测资料进行检验，验证WRF模式对大雾的模拟预报能力。结果表明，模式对平流浓雾天气的模拟效果较好，模拟预报准确率较高，但未能模拟出辐射浓雾天气。
统计表明，发生在沪宁高速公路的大雾以辐射雾最多，而以平流雾形成浓雾的可能性最大。利用WRF模式3.0版本优选微物理过程和陆面过程方案，对2006年6月—2009年5月发生在沪宁高速公路能见度低于500 m的大雾，按照成因分为辐射雾和平流雾进行数值模拟，并利用实测资料进行检验，验证WRF模式对大雾的模拟预报能力。结果表明，模式对平流浓雾天气的模拟效果较好，模拟预报准确率较高，但未能模拟出辐射浓雾天气。
2014, (2): 382-386.
摘要:
利用广东省86个气象站1961—2010年气温资料，借用数理统计方法分析气候变暖背景下广东省寒露风变化特点；再利用广东省1983—2010年晚稻产量资料，采用正交多项式等方法分析广东省寒露风对晚稻产量的影响。结果表明：1997年以来，全省寒露风过程总次数减少3成多；寒露风发生强度变轻；重度寒露风出现时间提前；重度寒露风发生次数、天数及频率与晚稻产量有明显的负相关关系。按照目前的晚稻播期制度，中部及东南部晚稻抽穗期是该地区重度寒露风的平均出现时间。在此基础上，提出广东省中部地区晚稻生产需要合理安排的防灾减灾建议。
利用广东省86个气象站1961—2010年气温资料，借用数理统计方法分析气候变暖背景下广东省寒露风变化特点；再利用广东省1983—2010年晚稻产量资料，采用正交多项式等方法分析广东省寒露风对晚稻产量的影响。结果表明：1997年以来，全省寒露风过程总次数减少3成多；寒露风发生强度变轻；重度寒露风出现时间提前；重度寒露风发生次数、天数及频率与晚稻产量有明显的负相关关系。按照目前的晚稻播期制度，中部及东南部晚稻抽穗期是该地区重度寒露风的平均出现时间。在此基础上，提出广东省中部地区晚稻生产需要合理安排的防灾减灾建议。
2014, (2): 387-391.
摘要:
利用福州市PM2.5、PM10和气象资料，分析PM2.5、PM2.5/PM10的分布特征及与气象条件的关系。结果表明：福州市细粒子污染程度较轻，春季PM2.5和PM2.5/PM10值均是四季中最高的，其次是冬季，夏季最低；影响PM2.5浓度出现高值的天气系统有：暖区辐合与高空槽前、大陆高压后部和暖区降水三种系统，其中暖区降水天气形势下的PM2.5平均浓度最高，超标率为25.5%；影响PM2.5浓度出现低值的天气系统有：冷高压脊、高压底部和高空槽后，副热带高压及边缘，台风(热带辐合带)及外围系统，在后两种天气系统影响下的PM2.5平均浓度最低，超标率为0；剔除因降水、雾等低能见度个例，PM2.5浓度与能见度的相关系数为-0.626，冬春季的相关系数是夏秋季的1.4倍；PM2.5浓度与单一气象要素(如温度、相对湿度、风速等)相关性不明显，但不同季节、不同气象要素变化的组合对PM2.5浓度有直接影响。
利用福州市PM2.5、PM10和气象资料，分析PM2.5、PM2.5/PM10的分布特征及与气象条件的关系。结果表明：福州市细粒子污染程度较轻，春季PM2.5和PM2.5/PM10值均是四季中最高的，其次是冬季，夏季最低；影响PM2.5浓度出现高值的天气系统有：暖区辐合与高空槽前、大陆高压后部和暖区降水三种系统，其中暖区降水天气形势下的PM2.5平均浓度最高，超标率为25.5%；影响PM2.5浓度出现低值的天气系统有：冷高压脊、高压底部和高空槽后，副热带高压及边缘，台风(热带辐合带)及外围系统，在后两种天气系统影响下的PM2.5平均浓度最低，超标率为0；剔除因降水、雾等低能见度个例，PM2.5浓度与能见度的相关系数为-0.626，冬春季的相关系数是夏秋季的1.4倍；PM2.5浓度与单一气象要素(如温度、相对湿度、风速等)相关性不明显，但不同季节、不同气象要素变化的组合对PM2.5浓度有直接影响。
2014, (2): 392-400.
摘要:
通过统计和评估中国南海台风模式2012年的预报结果，得出了2012年各种类型热带气旋的预报质量情况。由于在动力过程优化及水物质和边界层的改进方面做了不少工作，使得中国南海台风模式的全年平均距离误差第一次在历史上突破了100 km以下，且无论是24 h、48 h及72 h的路径还是强度预报都比历年要好很多，从2012年全年的台风路径预报效果来看，有一半的台风24 h路径预报误差在100 km以下大部分台风48 h路径预报误差在200 km以下。另外，2012年中国南海台风模式对强TC的路径预报仍然象往年一样要优于弱TC；而强度预报则相反，对于较弱的强热带风暴预报其效果反而最好。个例分析发现副高强度位置及相关的西伸活动对台风路径预报有较大影响；同时，减少模式位势高度的总体平均RMSE误差对台风路径预报准确率的提高有相当重要的作用。
通过统计和评估中国南海台风模式2012年的预报结果，得出了2012年各种类型热带气旋的预报质量情况。由于在动力过程优化及水物质和边界层的改进方面做了不少工作，使得中国南海台风模式的全年平均距离误差第一次在历史上突破了100 km以下，且无论是24 h、48 h及72 h的路径还是强度预报都比历年要好很多，从2012年全年的台风路径预报效果来看，有一半的台风24 h路径预报误差在100 km以下大部分台风48 h路径预报误差在200 km以下。另外，2012年中国南海台风模式对强TC的路径预报仍然象往年一样要优于弱TC；而强度预报则相反，对于较弱的强热带风暴预报其效果反而最好。个例分析发现副高强度位置及相关的西伸活动对台风路径预报有较大影响；同时，减少模式位势高度的总体平均RMSE误差对台风路径预报准确率的提高有相当重要的作用。
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