2014年 第30卷 第3期
2014, (3): 401-412.
摘要:
对SAS积云参数化方案中的云底质量通量进行限制并将其应用到华南区域高分辨率模式降水预报中，分别对强对流个例和弱对流个例进行模拟和比较，分析了限制云底质量通量之后的积云参数化方案对模式降水预报的影响，并探讨了不同大小的云底质量通量限制对预报结果的敏感性。试验结果表明，对积云参数化方案进行闭合时采用不稳定能量释放假设要比原来的准平衡闭合假设更适用于中小尺度模式。对积云参数化方案的云底质量通量进行限制以后可以有效地消除对流参数化在高分辨率模式中引起的虚假降水，同时又能够合理地引入一些次网格尺度的弱对流的影响，从而改进模式的降水预报效果。敏感性试验结果表明，随着云底质量通量限制程度的变弱，对流参数化方案对模式降水预报的影响会逐渐增强；在一定大小范围内的云底质量通量限制下，强对流个例的总降水量预报结果对于不同大小的限制不如弱对流个例敏感。对两种不同的云底质量通量限制方式进行比较发现，在云底质量通量较大时完全关闭对流参数化方案可以更有效避免对流参数化引起的虚假降水。
对SAS积云参数化方案中的云底质量通量进行限制并将其应用到华南区域高分辨率模式降水预报中，分别对强对流个例和弱对流个例进行模拟和比较，分析了限制云底质量通量之后的积云参数化方案对模式降水预报的影响，并探讨了不同大小的云底质量通量限制对预报结果的敏感性。试验结果表明，对积云参数化方案进行闭合时采用不稳定能量释放假设要比原来的准平衡闭合假设更适用于中小尺度模式。对积云参数化方案的云底质量通量进行限制以后可以有效地消除对流参数化在高分辨率模式中引起的虚假降水，同时又能够合理地引入一些次网格尺度的弱对流的影响，从而改进模式的降水预报效果。敏感性试验结果表明，随着云底质量通量限制程度的变弱，对流参数化方案对模式降水预报的影响会逐渐增强；在一定大小范围内的云底质量通量限制下，强对流个例的总降水量预报结果对于不同大小的限制不如弱对流个例敏感。对两种不同的云底质量通量限制方式进行比较发现，在云底质量通量较大时完全关闭对流参数化方案可以更有效避免对流参数化引起的虚假降水。
2014, (3): 413-422.
摘要:
在华南中尺度模式GRAPES中发展KA95方案地形重力波拖曳参数化方案(GWDO)，并对2012年的2月8—12日影响华南冷空气过程、8月23—24日发生在广东的局地性暴雨和5—8月共4个月的KA95方案预报试验进行检验。结果表明，KA95地形重力波拖曳参数化方案的引入，改善了GRAPES模式对冬、春季低层南风偏强和地面温度偏高的现象，一定程度上纠正了在模式积分过程中出现的南风偏差，改正了在业务预报中因南风偏强而导致温度偏差过大的现象；改善了模式对局地强降水强度和落区的预报，减小了大雨和暴雨的漏报率和预报偏差，提高了GRAPES模式对降水的预报效果。
在华南中尺度模式GRAPES中发展KA95方案地形重力波拖曳参数化方案(GWDO)，并对2012年的2月8—12日影响华南冷空气过程、8月23—24日发生在广东的局地性暴雨和5—8月共4个月的KA95方案预报试验进行检验。结果表明，KA95地形重力波拖曳参数化方案的引入，改善了GRAPES模式对冬、春季低层南风偏强和地面温度偏高的现象，一定程度上纠正了在模式积分过程中出现的南风偏差，改正了在业务预报中因南风偏强而导致温度偏差过大的现象；改善了模式对局地强降水强度和落区的预报，减小了大雨和暴雨的漏报率和预报偏差，提高了GRAPES模式对降水的预报效果。
2014, (3): 423-431.
摘要:
利用国家气象信息中心提供的华南85站1961—2010年的逐日降水资料及2010年NCEP/NCAR逐日再分析资料，研究了2010年华南前汛期降水的低频特征及其与低频水汽输送的关系，揭示了低频降水的低频水汽输送源地和通道。2010年华南前汛期降水呈显著10～20 d和30～60 d的低频振荡，两个低频分量峰（谷）值位相叠加，对应降水偏多（中断）；反位相叠加，对应降水偏弱。水汽通量的10～20 d低频分量明显强于30～60 d分量。影响华南10～20 d低频降水的低频水汽输送源地主要包括30 °S附近的南印度洋、苏门答腊岛及加里曼丹岛之间地带的西南源地、赤道中太平洋区域的东南源地；与之相应有西南和东南两个低频水汽输送通道。可利用水汽源地的低频水汽输异常环流特征提前6 d预测10～20 d低频降水。
利用国家气象信息中心提供的华南85站1961—2010年的逐日降水资料及2010年NCEP/NCAR逐日再分析资料，研究了2010年华南前汛期降水的低频特征及其与低频水汽输送的关系，揭示了低频降水的低频水汽输送源地和通道。2010年华南前汛期降水呈显著10～20 d和30～60 d的低频振荡，两个低频分量峰（谷）值位相叠加，对应降水偏多（中断）；反位相叠加，对应降水偏弱。水汽通量的10～20 d低频分量明显强于30～60 d分量。影响华南10～20 d低频降水的低频水汽输送源地主要包括30 °S附近的南印度洋、苏门答腊岛及加里曼丹岛之间地带的西南源地、赤道中太平洋区域的东南源地；与之相应有西南和东南两个低频水汽输送通道。可利用水汽源地的低频水汽输异常环流特征提前6 d预测10～20 d低频降水。
2014, (3): 432-442.
摘要:
采用小波分析、Lanczos时间滤波器、合成分析等方法分析了2011年夏季广东季风槽暴雨与大气低频振荡的关系。结果表明，2011年夏季降水主要存在准20 d的周期振荡，季风槽暴雨过程对应强的准双周振荡。选取与夏季降水显著相关的区域（102.5~117.5 °E，20~27.5 °N）平均的500 hPa高度场作为影响广东夏季降水的“500 hPa关键区”指数，同样选取区域（110~120 °E，15~22.5 °N）平均的850 hPa风场作为“850 hPa关键区”指数；2011年夏季500 hPa关键区与850 hPa关键区分别存在显著的准23 d、准22 d周期振荡，季风槽暴雨发生在500 hPa关键区准双周振荡的波谷、850 hPa关键区准双周振荡的波峰附近。从南海南部开始的3次低频纬向风、OLR、湿度的北传与从菲律宾以东的西太平洋向西传播的低频中心相遇，导致3次季风槽暴雨过程。利用典型个例的合成分析，对2011年6—8月广东3次季风槽暴雨的准双周振荡不同位相的大气环流场的共同演变特征进行分析，它们反映了季风槽暴雨从间歇-开始-旺盛-减弱-结束期的大气环流场演变特征，为广东季风槽暴雨的中期预报提供参考依据。
采用小波分析、Lanczos时间滤波器、合成分析等方法分析了2011年夏季广东季风槽暴雨与大气低频振荡的关系。结果表明，2011年夏季降水主要存在准20 d的周期振荡，季风槽暴雨过程对应强的准双周振荡。选取与夏季降水显著相关的区域（102.5~117.5 °E，20~27.5 °N）平均的500 hPa高度场作为影响广东夏季降水的“500 hPa关键区”指数，同样选取区域（110~120 °E，15~22.5 °N）平均的850 hPa风场作为“850 hPa关键区”指数；2011年夏季500 hPa关键区与850 hPa关键区分别存在显著的准23 d、准22 d周期振荡，季风槽暴雨发生在500 hPa关键区准双周振荡的波谷、850 hPa关键区准双周振荡的波峰附近。从南海南部开始的3次低频纬向风、OLR、湿度的北传与从菲律宾以东的西太平洋向西传播的低频中心相遇，导致3次季风槽暴雨过程。利用典型个例的合成分析，对2011年6—8月广东3次季风槽暴雨的准双周振荡不同位相的大气环流场的共同演变特征进行分析，它们反映了季风槽暴雨从间歇-开始-旺盛-减弱-结束期的大气环流场演变特征，为广东季风槽暴雨的中期预报提供参考依据。
2014, (3): 443-454.
摘要:
利用中国(CMA)、日本(JMA)、美国(JTWC)三家西北太平洋热带气旋(TC)年鉴资料，研究了西北太平洋TC变性资料的差异情况。结果表明：(1) 2004—2010年，JTWC在TC变性认定、变性时间判定及变性后维持时间上与CMA、JMA差异较大，而后两家较一致；(2) 1951—2010年，CMA与JMA两家差异主要在TC变性认定及变性后维持时间上，这与目前业务中仍无统一的客观TC变性判别标准不无关系；(3) 西北太平洋变性TC气候特征比较发现，CMA年鉴TC变性比例较JMA低且呈下降趋势，JMA则基本不变；TC变性主要集中在6—11月，2月变性纬度最南，8月最北，8月后南撤；易发生变性的纬度带和区域分别是35～45 °N和日本及以东洋面；TC变性时的强度随变性纬度增加而增强，大陆或近海变性的TC强度弱于海洋上发生变性的TC；完成变性前24 h，TC的强度基本逐渐减弱，变性后CMA(JMA)有21%(27%)的TC经历增强。针对变性资料的差异，建议业务中加强TC变性客观判别方法的使用。
利用中国(CMA)、日本(JMA)、美国(JTWC)三家西北太平洋热带气旋(TC)年鉴资料，研究了西北太平洋TC变性资料的差异情况。结果表明：(1) 2004—2010年，JTWC在TC变性认定、变性时间判定及变性后维持时间上与CMA、JMA差异较大，而后两家较一致；(2) 1951—2010年，CMA与JMA两家差异主要在TC变性认定及变性后维持时间上，这与目前业务中仍无统一的客观TC变性判别标准不无关系；(3) 西北太平洋变性TC气候特征比较发现，CMA年鉴TC变性比例较JMA低且呈下降趋势，JMA则基本不变；TC变性主要集中在6—11月，2月变性纬度最南，8月最北，8月后南撤；易发生变性的纬度带和区域分别是35～45 °N和日本及以东洋面；TC变性时的强度随变性纬度增加而增强，大陆或近海变性的TC强度弱于海洋上发生变性的TC；完成变性前24 h，TC的强度基本逐渐减弱，变性后CMA(JMA)有21%(27%)的TC经历增强。针对变性资料的差异，建议业务中加强TC变性客观判别方法的使用。
2014, (3): 463-472.
摘要:
采用红外窗区通道法尝试对FY-2C静止气象卫星图像上的不透明云的云顶气压进行反演，并结合MODIS反演产品和CloudSat/CPR雷达探测产品对反演结果进行对比分析。结果表明：（1） 对于厚实密蔽的云层，不透明云云顶气压的反演结果与MODIS反演结果一致性较好，特别是对于发展较强的对流云和厚实密蔽的多层云，易满足云层比辐射率近似为1的条件，可近似看作黑体；（2） 对于单层云和光学厚度不够厚的云层，反演结果更接近辐射中心，尤其是对于锋面云带暖水云上空覆盖卷云的情况，由于FY-2C对于薄卷云的检测不如MODIS细致，导致反演结果与MODIS和CloudSat存在一定偏差。
采用红外窗区通道法尝试对FY-2C静止气象卫星图像上的不透明云的云顶气压进行反演，并结合MODIS反演产品和CloudSat/CPR雷达探测产品对反演结果进行对比分析。结果表明：（1） 对于厚实密蔽的云层，不透明云云顶气压的反演结果与MODIS反演结果一致性较好，特别是对于发展较强的对流云和厚实密蔽的多层云，易满足云层比辐射率近似为1的条件，可近似看作黑体；（2） 对于单层云和光学厚度不够厚的云层，反演结果更接近辐射中心，尤其是对于锋面云带暖水云上空覆盖卷云的情况，由于FY-2C对于薄卷云的检测不如MODIS细致，导致反演结果与MODIS和CloudSat存在一定偏差。
2014, (3): 473-482.
摘要:
用气旋相空间方法（Cyclone Phase Space，简称CPS）对58个经历变性过程的西北太平洋热带气旋的2 021个样本（时次间隔为6 h）资料进行分析，得到该区域热带气旋在变性阶段的气旋结构及其环境特征。聚类分析结果显示，强的热带气旋更易发生变性，变性开始于气旋非对称性增加，随之伴有高层冷心出现和加强，最后完成于低层出现冷心，变性维持平均时间约28 h。利用美国国家环境预报中心（NCEP）再分析资料对各聚类环境场的动态合成分析表明，发生变性的热带气旋在北移过程中逐渐嵌入西风带，在中高纬斜压系统影响下变性为温带气旋。对于发生并完成变性的热带气旋，其西北侧始终有明显的位涡梯度存在，而且在环境中有明显的水汽输送通道。
用气旋相空间方法（Cyclone Phase Space，简称CPS）对58个经历变性过程的西北太平洋热带气旋的2 021个样本（时次间隔为6 h）资料进行分析，得到该区域热带气旋在变性阶段的气旋结构及其环境特征。聚类分析结果显示，强的热带气旋更易发生变性，变性开始于气旋非对称性增加，随之伴有高层冷心出现和加强，最后完成于低层出现冷心，变性维持平均时间约28 h。利用美国国家环境预报中心（NCEP）再分析资料对各聚类环境场的动态合成分析表明，发生变性的热带气旋在北移过程中逐渐嵌入西风带，在中高纬斜压系统影响下变性为温带气旋。对于发生并完成变性的热带气旋，其西北侧始终有明显的位涡梯度存在，而且在环境中有明显的水汽输送通道。
2014, (3): 483-494.
摘要:
采用基于互补相关理论的平流-干旱模型，根据60个气象站1961—2010年气象资料，计算并分析了珠江流域实际蒸散发（ETa）的时空变化特征，通过对实际蒸散发的辐射能量项、空气动力学项与主要气象要素的相关分析，对珠江流域实际蒸散发的时空变化进行了归因研究。结果表明：（1） 珠江流域多年平均实际蒸散发量为665.6 mm/a。1961—2010年，珠江流域实际蒸散发量呈明显的下降趋势，下降幅度为-24.3 mm/(10 a)。夏秋季节实际蒸散发的下降对年际尺度实际蒸散发的下降具有明显的贡献。（2） 珠江流域东南沿海地区年实际蒸散发量较高（大于690 mm），该区年实际蒸散发量呈现显著的下降趋势。流域中部有一条呈东北-西南走向的条带状实际蒸散发低值区，年均实际蒸散发量在630 mm以下，但该区域的时间变化趋势不明显。（3） 气温日较差和日照时数的下降以及大气压的增加使得辐射能量项的下降，是造成实际蒸散发下降的主要原因；平均气温、最高、最低气温的上升使空气动力学项呈现增加趋势，从而在一定程度上贡献于实际蒸散发的下降。春秋冬三季平均风速的下降引起空气动力学项的下降趋势或减缓其增加趋势，反过来在一定程度上减缓了实际蒸散发的下降趋势。
采用基于互补相关理论的平流-干旱模型，根据60个气象站1961—2010年气象资料，计算并分析了珠江流域实际蒸散发（ETa）的时空变化特征，通过对实际蒸散发的辐射能量项、空气动力学项与主要气象要素的相关分析，对珠江流域实际蒸散发的时空变化进行了归因研究。结果表明：（1） 珠江流域多年平均实际蒸散发量为665.6 mm/a。1961—2010年，珠江流域实际蒸散发量呈明显的下降趋势，下降幅度为-24.3 mm/(10 a)。夏秋季节实际蒸散发的下降对年际尺度实际蒸散发的下降具有明显的贡献。（2） 珠江流域东南沿海地区年实际蒸散发量较高（大于690 mm），该区年实际蒸散发量呈现显著的下降趋势。流域中部有一条呈东北-西南走向的条带状实际蒸散发低值区，年均实际蒸散发量在630 mm以下，但该区域的时间变化趋势不明显。（3） 气温日较差和日照时数的下降以及大气压的增加使得辐射能量项的下降，是造成实际蒸散发下降的主要原因；平均气温、最高、最低气温的上升使空气动力学项呈现增加趋势，从而在一定程度上贡献于实际蒸散发的下降。春秋冬三季平均风速的下降引起空气动力学项的下降趋势或减缓其增加趋势，反过来在一定程度上减缓了实际蒸散发的下降趋势。
2014, (3): 495-502.
摘要:
利用全球模式（BCC_CSM1.1）驱动区域模式RegCM4，模拟分析了RCP8.5和RCP4.5排放情景下未来2010—2099年珠江流域降水基本特征、强度分布和极端降水事件的变化特征。研究表明，RegCM4区域气候模式可刻画出珠江流域极端降水的特征。RCP4.5和RCP8.5排放情景下降水变化特征一致，未来不同时段（2020s、2050s和2080s）珠江流域的年平均降水量减少，春季和冬季减少，夏季和秋季增加，而且年平均和四季的降水频率均减少，强度增加（春季除外）。降水基本特征的变化导致降水强度分布改变，春季除外，不同时段的年和四季的降水极值（降水90th和95th分位值）的年平均值均增加，增幅最大为秋季，表明未来时段极端降水强度增加。未来不同时段珠江流域的年最大日降水量的5年重现期值在柳江流域、红水河、桂江流域和珠江三角洲（珠三角）地区增加，增幅30%~45%。RCP8.5排放情景下，未来2080s时段珠三角地区的年最大日降水量5年重现期值相当于现在时段8~10年的重现值，50年值相当于现在时段100年的重现期值，表明未来这些地区的极端降水事件发生频率增加。
利用全球模式（BCC_CSM1.1）驱动区域模式RegCM4，模拟分析了RCP8.5和RCP4.5排放情景下未来2010—2099年珠江流域降水基本特征、强度分布和极端降水事件的变化特征。研究表明，RegCM4区域气候模式可刻画出珠江流域极端降水的特征。RCP4.5和RCP8.5排放情景下降水变化特征一致，未来不同时段（2020s、2050s和2080s）珠江流域的年平均降水量减少，春季和冬季减少，夏季和秋季增加，而且年平均和四季的降水频率均减少，强度增加（春季除外）。降水基本特征的变化导致降水强度分布改变，春季除外，不同时段的年和四季的降水极值（降水90th和95th分位值）的年平均值均增加，增幅最大为秋季，表明未来时段极端降水强度增加。未来不同时段珠江流域的年最大日降水量的5年重现期值在柳江流域、红水河、桂江流域和珠江三角洲（珠三角）地区增加，增幅30%~45%。RCP8.5排放情景下，未来2080s时段珠三角地区的年最大日降水量5年重现期值相当于现在时段8~10年的重现值，50年值相当于现在时段100年的重现期值，表明未来这些地区的极端降水事件发生频率增加。
2014, (3): 503-510.
摘要:
针对珠江流域，分析了在全球气候模式（BCC_CSM1.1）驱动下，区域气候模式RegCM4进行的中国区域气候变化模拟中，珠江流域在RCP4.5和RCP8.5温室气体排放情景下，未来2010—2099年的气候变化。结果表明，RegCM4对珠江流域气候特征具有很强的模拟能力。未来RCPS情景下珠江流域气温将持续增大。与参照时段（1980—1999年）相比，RCP4.5和RCP8.5情景下的年平均温度在2020s分别增加0.7 ℃和0.8 ℃，2050s分别增加1.0 ℃和1.6 ℃，2080s分别增加1.6 ℃和2.9 ℃。而未来年降水并未表现出显著的变化趋势，但不同情景、不同地区预估的降水呈现不同的变化趋势。RCP4.5情景下，流域降水2020s将减少4.3%，2050s和2080s将分别增加0.7%和0.1%；RCP8.5情景下，未来不同时段流域降水均呈减少趋势，2020s、2050s和2080s分别减少1.7%、2.9%和0.2%，表明降水预估具有更大的不确定性。两种排放情景下未来降水在东南沿海增加、西北部减少，变化率为±8%。此外，两种排放情景下未来珠江流域的日平均温度统计特征发生改变，揭示未来高温事件可能增加，同时，大雨级别以上的降水发生频率增加，可能导致洪涝事件增加。
针对珠江流域，分析了在全球气候模式（BCC_CSM1.1）驱动下，区域气候模式RegCM4进行的中国区域气候变化模拟中，珠江流域在RCP4.5和RCP8.5温室气体排放情景下，未来2010—2099年的气候变化。结果表明，RegCM4对珠江流域气候特征具有很强的模拟能力。未来RCPS情景下珠江流域气温将持续增大。与参照时段（1980—1999年）相比，RCP4.5和RCP8.5情景下的年平均温度在2020s分别增加0.7 ℃和0.8 ℃，2050s分别增加1.0 ℃和1.6 ℃，2080s分别增加1.6 ℃和2.9 ℃。而未来年降水并未表现出显著的变化趋势，但不同情景、不同地区预估的降水呈现不同的变化趋势。RCP4.5情景下，流域降水2020s将减少4.3%，2050s和2080s将分别增加0.7%和0.1%；RCP8.5情景下，未来不同时段流域降水均呈减少趋势，2020s、2050s和2080s分别减少1.7%、2.9%和0.2%，表明降水预估具有更大的不确定性。两种排放情景下未来降水在东南沿海增加、西北部减少，变化率为±8%。此外，两种排放情景下未来珠江流域的日平均温度统计特征发生改变，揭示未来高温事件可能增加，同时，大雨级别以上的降水发生频率增加，可能导致洪涝事件增加。
2014, (3): 511-517.
摘要:
为了解南京地区低空急流的活动特点，对两部风廓线雷达在2005—2008年收集的风廓线数据，分别从低空急流的月变化、日变化、急流中心特征以及伴随的天气情况等几方面开展了统计分析和对比研究。结果表明，低空急流存在明显的月变化及日变化规律，春、夏季出现低空急流次数多于秋、冬季；凌晨和夜间是低空急流活动的活跃期，且午夜出现极大风速的概率最大；低空急流中心主要出现在1 400 m高度以下，且低空急流中心速度的增强有利于降水的发生。夏季低空急流的出现有利于暴雨的发生。边界层风廓线雷达和对流层风廓线雷达的统计结果具有较好的一致性，两部雷达都能够较好地连续监测低空急流的发生发展。
为了解南京地区低空急流的活动特点，对两部风廓线雷达在2005—2008年收集的风廓线数据，分别从低空急流的月变化、日变化、急流中心特征以及伴随的天气情况等几方面开展了统计分析和对比研究。结果表明，低空急流存在明显的月变化及日变化规律，春、夏季出现低空急流次数多于秋、冬季；凌晨和夜间是低空急流活动的活跃期，且午夜出现极大风速的概率最大；低空急流中心主要出现在1 400 m高度以下，且低空急流中心速度的增强有利于降水的发生。夏季低空急流的出现有利于暴雨的发生。边界层风廓线雷达和对流层风廓线雷达的统计结果具有较好的一致性，两部雷达都能够较好地连续监测低空急流的发生发展。
2014, (3): 518-532.
摘要:
综合利用NCEP再分析资料、地面加密观测、多普勒雷达观测和卫星观测等常规和非常规资料，对2010年10月5日海南琼海特大暴雨过程的天气背景、环境场特征以及中尺度云团的活动特征进行分析。这次过程发生时热带辐合带(ITCZ)异常活跃，热带低压在海南岛附近活动，为此次特大暴雨的发生提供了有利的环流背景，偏东气流在海南岛的东岸特殊地形的影响下形成中尺度切变线。切变线上有中尺度对流系统自南向北移近琼海，并发展加强。采用WRF模式的精细模拟结果，进一步研究了造成琼海特大暴雨的中尺度对流系统形成和维持的主要原因。结果表明，在海南岛东岸稳定维持的β中尺度对流带及其上活跃的对流系统是造成特大暴雨的直接影响系统。新的对流系统不断地沿对流带尾部生成，并沿对流带自南向北移动发展可能是造成琼海地区强降水持续的直接原因。该模拟阶段雨强的发展加强，伴随着偏东风急流的发展和北抬。急流的扰动不仅增强垂直风切变，还通过倾斜项的作用将水平涡度转化为垂直涡度，同时，在海南岛中尺度地形的抬升和阻滞下，并有水平平流及热力条件的配合，使对流在迎风坡的上游发展加强，造成此次特大暴雨。
综合利用NCEP再分析资料、地面加密观测、多普勒雷达观测和卫星观测等常规和非常规资料，对2010年10月5日海南琼海特大暴雨过程的天气背景、环境场特征以及中尺度云团的活动特征进行分析。这次过程发生时热带辐合带(ITCZ)异常活跃，热带低压在海南岛附近活动，为此次特大暴雨的发生提供了有利的环流背景，偏东气流在海南岛的东岸特殊地形的影响下形成中尺度切变线。切变线上有中尺度对流系统自南向北移近琼海，并发展加强。采用WRF模式的精细模拟结果，进一步研究了造成琼海特大暴雨的中尺度对流系统形成和维持的主要原因。结果表明，在海南岛东岸稳定维持的β中尺度对流带及其上活跃的对流系统是造成特大暴雨的直接影响系统。新的对流系统不断地沿对流带尾部生成，并沿对流带自南向北移动发展可能是造成琼海地区强降水持续的直接原因。该模拟阶段雨强的发展加强，伴随着偏东风急流的发展和北抬。急流的扰动不仅增强垂直风切变，还通过倾斜项的作用将水平涡度转化为垂直涡度，同时，在海南岛中尺度地形的抬升和阻滞下，并有水平平流及热力条件的配合，使对流在迎风坡的上游发展加强，造成此次特大暴雨。
2014, (3): 533-541.
摘要:
利用FY2D卫星资料、美国国家环境预报中心（NCEP/NCAR）的再分析资料等，分析了“韦森特”路径突变和近海加强的成因。结果表明，“韦森特”快速偏西行后突然停滞原地长时间打转的奇异路径主要归结于三大因素：西太平洋副高减退导致引导气流明显减弱，使台风路径多变；“韦森特”风场强风速区呈逆时针转移造成台风移向改变；中心重组过程导致中心位置停滞少动。高空强辐散、弱的风垂直切变和中低层强盛的西南气流输送是“韦森特”近海加强的重要原因。较好的湿热条件促进了“韦森特”显著加强。
利用FY2D卫星资料、美国国家环境预报中心（NCEP/NCAR）的再分析资料等，分析了“韦森特”路径突变和近海加强的成因。结果表明，“韦森特”快速偏西行后突然停滞原地长时间打转的奇异路径主要归结于三大因素：西太平洋副高减退导致引导气流明显减弱，使台风路径多变；“韦森特”风场强风速区呈逆时针转移造成台风移向改变；中心重组过程导致中心位置停滞少动。高空强辐散、弱的风垂直切变和中低层强盛的西南气流输送是“韦森特”近海加强的重要原因。较好的湿热条件促进了“韦森特”显著加强。
2014, (3): 542-550.
摘要:
利用全球气候模式ECHAM5的模拟数据驱动区域气候模拟系统PRECIS，产生西北太平洋SRES A1B气候情景数据。在模拟数据中分别采用三种热带气旋（TC）生成信息提取法，得出SRES A1B情景下1951—2050年的热带气旋生成模拟值，并分析不同热带气旋生成信息提取法对热带气旋生成的预估及其不确定性。结果表明：在气候基准时段（1971—2000年）下，对流年生成指数（CYGP）与热带气旋中心定位追踪识别法（TRACK）得出的TC生成气候平均态均接近观测值，而年生成指数（YGP）高于观测值；TRACK识别法得出的生成频数的年代际波动特征与实况相近；在未来2030 s预估时段（2021—2050年）下，CYGP指数与TRACK识别法的预估结果均显示未来TC生成数与基准时段相比呈减少趋势，而YGP指数的结果则显示未来逐年代的TC生成数与基准时段相比呈明显增加趋势。对各提取方法差异的初步分析结果表明，热力因子（包括海表温度、湿静力稳定度和对流降水等）是导致三种TC生成信息提取法预估不确定性的主要原因。
利用全球气候模式ECHAM5的模拟数据驱动区域气候模拟系统PRECIS，产生西北太平洋SRES A1B气候情景数据。在模拟数据中分别采用三种热带气旋（TC）生成信息提取法，得出SRES A1B情景下1951—2050年的热带气旋生成模拟值，并分析不同热带气旋生成信息提取法对热带气旋生成的预估及其不确定性。结果表明：在气候基准时段（1971—2000年）下，对流年生成指数（CYGP）与热带气旋中心定位追踪识别法（TRACK）得出的TC生成气候平均态均接近观测值，而年生成指数（YGP）高于观测值；TRACK识别法得出的生成频数的年代际波动特征与实况相近；在未来2030 s预估时段（2021—2050年）下，CYGP指数与TRACK识别法的预估结果均显示未来TC生成数与基准时段相比呈减少趋势，而YGP指数的结果则显示未来逐年代的TC生成数与基准时段相比呈明显增加趋势。对各提取方法差异的初步分析结果表明，热力因子（包括海表温度、湿静力稳定度和对流降水等）是导致三种TC生成信息提取法预估不确定性的主要原因。
2014, (3): 551-558.
摘要:
对2007—2010年6—9月发生在江淮流域的19个无层状云（NS型）线状对流系统个例进行环流背景和地面形势分析。根据个例发生环境的整层可降水量分为干环境（<50 mm）和湿环境（≥50 mm）。干环境下（5例）的天气形势可以分为槽后型和高压后部型两种，湿环境下（14例）的天气形势可分为槽前型、高压后部型和槽后型三种。干环境下以槽后型为主，对流系统多发生在干暖区，湿度较小，发展剧烈，易发生大风、冰雹天气；湿环境下槽前型的发生概率最高，地面系统较复杂，有静止锋、倒槽、冷锋和暖锋，最不稳定层相对较高，水汽充足，有利于强降水发生。研究表明，干、湿环境下NS型线状对流系统的触发和维持机制可能存在明显差异，需今后进一步深入研究。
对2007—2010年6—9月发生在江淮流域的19个无层状云（NS型）线状对流系统个例进行环流背景和地面形势分析。根据个例发生环境的整层可降水量分为干环境（<50 mm）和湿环境（≥50 mm）。干环境下（5例）的天气形势可以分为槽后型和高压后部型两种，湿环境下（14例）的天气形势可分为槽前型、高压后部型和槽后型三种。干环境下以槽后型为主，对流系统多发生在干暖区，湿度较小，发展剧烈，易发生大风、冰雹天气；湿环境下槽前型的发生概率最高，地面系统较复杂，有静止锋、倒槽、冷锋和暖锋，最不稳定层相对较高，水汽充足，有利于强降水发生。研究表明，干、湿环境下NS型线状对流系统的触发和维持机制可能存在明显差异，需今后进一步深入研究。
2014, (3): 559-566.
摘要:
利用10年资料（2001—2010年）对热带气旋影响下的江苏地区强对流天气的发生规律进行统计，发现在各类强对流天气中，短时强降水天气发生频率最高，其次是雷雨大风天气，一般雷暴很少发生，龙卷和冰雹天气从未发生。统计结果还表明，在这10年中共有21个热带气旋影响江苏地区，多数热带气旋处于向热带低压减弱的阶段。通过对相关个例进行强对流指数研究发现，这些指数的阈值比以往的研究要小，表明受热带气旋影响更容易造成对流不稳定和低层不稳定能量堆积，最终导致强对流天气发生。
利用10年资料（2001—2010年）对热带气旋影响下的江苏地区强对流天气的发生规律进行统计，发现在各类强对流天气中，短时强降水天气发生频率最高，其次是雷雨大风天气，一般雷暴很少发生，龙卷和冰雹天气从未发生。统计结果还表明，在这10年中共有21个热带气旋影响江苏地区，多数热带气旋处于向热带低压减弱的阶段。通过对相关个例进行强对流指数研究发现，这些指数的阈值比以往的研究要小，表明受热带气旋影响更容易造成对流不稳定和低层不稳定能量堆积，最终导致强对流天气发生。
2014, (3): 567-576.
摘要:
使用一个高分辨率的公用大气环流模式（CAM5.1）研究了我国东部地区人为气溶胶对东亚冬、夏季风的影响。结果表明，人为气溶胶中的黑碳和硫酸盐气溶胶含量的季节性变化在冬、夏季节对大气表现出不同的热力效应，并且可能是影响我国东部地区上空大气温度长期变化的重要因素。人为气溶胶引起的东亚季风区夏季降温可达对流层中高层造成东亚地区海平面气压升高、海陆气压梯度减小，减弱夏季低层的偏南风分量和高层的南亚高压。东亚人为气溶胶可使东亚地区冬季近地面层温度普遍降低、对流层中高层明显增温，导致东亚东部地区海平面气压下降，减弱东亚地区冬季低层的偏北风分量，阻止中层的东亚长波槽南伸，并削弱高层西风急流的强度。
使用一个高分辨率的公用大气环流模式（CAM5.1）研究了我国东部地区人为气溶胶对东亚冬、夏季风的影响。结果表明，人为气溶胶中的黑碳和硫酸盐气溶胶含量的季节性变化在冬、夏季节对大气表现出不同的热力效应，并且可能是影响我国东部地区上空大气温度长期变化的重要因素。人为气溶胶引起的东亚季风区夏季降温可达对流层中高层造成东亚地区海平面气压升高、海陆气压梯度减小，减弱夏季低层的偏南风分量和高层的南亚高压。东亚人为气溶胶可使东亚地区冬季近地面层温度普遍降低、对流层中高层明显增温，导致东亚东部地区海平面气压下降，减弱东亚地区冬季低层的偏北风分量，阻止中层的东亚长波槽南伸，并削弱高层西风急流的强度。
2014, (3): 577-584.
摘要:
由于光能利用率(Light Use Efficiency，LUE)随环境的变化关系十分复杂，现有的LUE估算植被初级生产力(GPP)和净初级生产力(NPP)的模型过于粗糙简单，而通过遥感直接估计LUE会更加可靠。研究表明，光化学反射植被指数(PRI)与LUE有很好的相关性，故PRI在利用遥感估计LUE方面具有极大的潜力。但是,很多研究也发现了PRI-LUE的关系受到许多因素的干扰。为了探究多角度高光谱对光化学反射植被指数估算光能利用率的影响，分析了各观测日的光化学反射植被指数变化情况及其与实测光能利用率的关系。结果表明：在主平面的4个观测日都表现出后向的PRI值大于前向的PRI值，均表现出当光谱仪探头从后向散射方向向着前向散射方向变化时，PRI值逐渐变小然后随着天顶角的变大而变大；在光合作用的外部条件和内部环境不受影响的情况下，PROSAIL模型在主平面前向散射方向的中等角度(45 °和60 °)与后向散射方向的小角度(-15 °和-30 °)可以较好模拟出单一植被覆盖条件下水稻冠层植被的反射光谱。
由于光能利用率(Light Use Efficiency，LUE)随环境的变化关系十分复杂，现有的LUE估算植被初级生产力(GPP)和净初级生产力(NPP)的模型过于粗糙简单，而通过遥感直接估计LUE会更加可靠。研究表明，光化学反射植被指数(PRI)与LUE有很好的相关性，故PRI在利用遥感估计LUE方面具有极大的潜力。但是,很多研究也发现了PRI-LUE的关系受到许多因素的干扰。为了探究多角度高光谱对光化学反射植被指数估算光能利用率的影响，分析了各观测日的光化学反射植被指数变化情况及其与实测光能利用率的关系。结果表明：在主平面的4个观测日都表现出后向的PRI值大于前向的PRI值，均表现出当光谱仪探头从后向散射方向向着前向散射方向变化时，PRI值逐渐变小然后随着天顶角的变大而变大；在光合作用的外部条件和内部环境不受影响的情况下，PROSAIL模型在主平面前向散射方向的中等角度(45 °和60 °)与后向散射方向的小角度(-15 °和-30 °)可以较好模拟出单一植被覆盖条件下水稻冠层植被的反射光谱。
2014, (3): 585-593.
摘要:
东莞观测站采用地面辐射基准站网(BSRN)通用的荷兰Kipp & Zonen设备，进行太阳短波辐射和地面、大气长波辐射观测。利用2010年8月—2011年7月的观测数据，用统计分析的方法，得到地面太阳短波辐射和地面、大气长波辐射强度的变化特征，并初步分析了影响辐射强度变化的因子。结果表明，东莞市各月的太阳总辐射平均值呈现单峰值变化，且夏季＞秋季＞春季＞冬季，短波辐射各分量的日变化也呈明显单峰型变化特征；长波辐射的日、月变化趋势较平缓；东莞市全年各月净辐射通量平均值均为正值。云是影响太阳辐射强度变化的显著因子，对直接辐射的衰减更明显，多云天气的总辐射、直接辐射全年平均衰减率分别为11%、34%，阴天总辐射、直接辐射全年平均衰减率分别达到47%、83%。大气透明度对短波辐射和长波辐射强度变化均产生影响，无霾日总辐射、直接辐射、反射辐射强度均比灰霾日强，而散射辐射则较弱，灰霾日的天空长波辐射及地面长波辐射强度稍强于无霾日。还探讨了总辐射观测值与理论值的差异，推测水汽对短波辐射的衰减是造成太阳短波辐射平衡存在差异的原因之一。
东莞观测站采用地面辐射基准站网(BSRN)通用的荷兰Kipp & Zonen设备，进行太阳短波辐射和地面、大气长波辐射观测。利用2010年8月—2011年7月的观测数据，用统计分析的方法，得到地面太阳短波辐射和地面、大气长波辐射强度的变化特征，并初步分析了影响辐射强度变化的因子。结果表明，东莞市各月的太阳总辐射平均值呈现单峰值变化，且夏季＞秋季＞春季＞冬季，短波辐射各分量的日变化也呈明显单峰型变化特征；长波辐射的日、月变化趋势较平缓；东莞市全年各月净辐射通量平均值均为正值。云是影响太阳辐射强度变化的显著因子，对直接辐射的衰减更明显，多云天气的总辐射、直接辐射全年平均衰减率分别为11%、34%，阴天总辐射、直接辐射全年平均衰减率分别达到47%、83%。大气透明度对短波辐射和长波辐射强度变化均产生影响，无霾日总辐射、直接辐射、反射辐射强度均比灰霾日强，而散射辐射则较弱，灰霾日的天空长波辐射及地面长波辐射强度稍强于无霾日。还探讨了总辐射观测值与理论值的差异，推测水汽对短波辐射的衰减是造成太阳短波辐射平衡存在差异的原因之一。
2014, (3): 594-600.
摘要:
采用累加降水量级检验、降水空间分布和时间演变以及天气系统分类等方法，对广东2012年汛期GRAPES华南中尺度模式和日本气象厅全球谱模式(JMA GSM，以下简称JMA)降水预报产品进行分析评估，结果表明：两个模式对小雨预报能力相当，对于中雨、大雨和暴雨GRAPES预报效果好于JMA；两个模式对广东雨带分布预报相反，GRAPES降水值随着预报时效的增加而增加；两个模式对广东较大降水过程的发展趋势预报基本准确, GRAPES降水预报以偏大为主，JMA以偏小为主；将汛期较大的降水过程按照其主导天气系统分为6类，GRAPES对其中5种类型降水预报效果好于JMA，两个模式对台风暴雨预报效果最好，对回流暴雨预报相对较差。
采用累加降水量级检验、降水空间分布和时间演变以及天气系统分类等方法，对广东2012年汛期GRAPES华南中尺度模式和日本气象厅全球谱模式(JMA GSM，以下简称JMA)降水预报产品进行分析评估，结果表明：两个模式对小雨预报能力相当，对于中雨、大雨和暴雨GRAPES预报效果好于JMA；两个模式对广东雨带分布预报相反，GRAPES降水值随着预报时效的增加而增加；两个模式对广东较大降水过程的发展趋势预报基本准确, GRAPES降水预报以偏大为主，JMA以偏小为主；将汛期较大的降水过程按照其主导天气系统分为6类，GRAPES对其中5种类型降水预报效果好于JMA，两个模式对台风暴雨预报效果最好，对回流暴雨预报相对较差。
粤公网安备 4401069904700003号