2014年 第30卷 第6期
2014, (6): 1001-1010.
摘要:
利用1979—2011年广东省86个测站的地面观测逐日降水资料及NCEP-DOE第二套分析资料，分析广东前汛期及其各月暴雨的水汽输送来源及其异常特征，诊断持续性暴雨过程水汽输送异常随赤道MJO活动的变化。结果表明，从多年气候平均场来看，广东前汛期（4—6月）水汽输送来源主要有孟加拉湾经中南半岛向华南输送（即西南支输送）、源于热带西太平洋随副热带高压边缘气流经南海地区向北输送（即东南支输送）和源于青藏高原西南侧伴随南支西风气流的向东输送（即西支输送）。广东前汛期降水异常变化的水汽输送异常来源与气候平均来源有所不同，前汛期暴雨的水汽输送异常主要是东南支、西支输送的输送异常以及源于我国中低纬度地区随偏北异常气流向南的水汽输送（简称北支输送）异常这三方面，其中北支输送异常主要加强广东区域的水汽通量辐合。暴雨水汽输送异常存在月际变化，西支和北支输送异常是4月、5月、6月暴雨的共同点，另外，5月暴雨还包括西南支、东南支输送异常，6月暴雨则包括东南支输送异常。各月持续性暴雨（持续3 d或以上的暴雨）与非持续性暴雨的水汽输送异常有所不同，4、5、6月东南支水汽输送异常，持续性暴雨比非持续性暴雨明显偏强。6月广东持续性暴雨的西南支水汽输送异常随MJO活动产生一定的变化，在MJO第4、5、6、7位相（8、1、2、3位相），西南支水汽向华南输送偏强（弱）。赤道MJO活动影响西南支水汽输送强度的物理过程，主要是通过改变大气经向热力对比来影响孟加拉湾西南季风强弱变化，从而使该支气流流向华南的水汽输送发生变化。
利用1979—2011年广东省86个测站的地面观测逐日降水资料及NCEP-DOE第二套分析资料，分析广东前汛期及其各月暴雨的水汽输送来源及其异常特征，诊断持续性暴雨过程水汽输送异常随赤道MJO活动的变化。结果表明，从多年气候平均场来看，广东前汛期（4—6月）水汽输送来源主要有孟加拉湾经中南半岛向华南输送（即西南支输送）、源于热带西太平洋随副热带高压边缘气流经南海地区向北输送（即东南支输送）和源于青藏高原西南侧伴随南支西风气流的向东输送（即西支输送）。广东前汛期降水异常变化的水汽输送异常来源与气候平均来源有所不同，前汛期暴雨的水汽输送异常主要是东南支、西支输送的输送异常以及源于我国中低纬度地区随偏北异常气流向南的水汽输送（简称北支输送）异常这三方面，其中北支输送异常主要加强广东区域的水汽通量辐合。暴雨水汽输送异常存在月际变化，西支和北支输送异常是4月、5月、6月暴雨的共同点，另外，5月暴雨还包括西南支、东南支输送异常，6月暴雨则包括东南支输送异常。各月持续性暴雨（持续3 d或以上的暴雨）与非持续性暴雨的水汽输送异常有所不同，4、5、6月东南支水汽输送异常，持续性暴雨比非持续性暴雨明显偏强。6月广东持续性暴雨的西南支水汽输送异常随MJO活动产生一定的变化，在MJO第4、5、6、7位相（8、1、2、3位相），西南支水汽向华南输送偏强（弱）。赤道MJO活动影响西南支水汽输送强度的物理过程，主要是通过改变大气经向热力对比来影响孟加拉湾西南季风强弱变化，从而使该支气流流向华南的水汽输送发生变化。
2014, (6): 1011-1026.
摘要:
通过地面风场加密观测及雷达回波分析表明，2011年6月21日午后海风引发对流首先出现在珠江口，之后随着海风向内陆深入并与珠三角地区热岛环流相互作用，引起对流发展强度增强，为广州市带来了一次雨强达60 mm/h的强降水过程。在对观测资料进行分析的基础上，应用具有云分辨尺度的CR-WRF模式并耦合城市冠层模式，模拟研究了珠三角城市地表对海风发展及其与城市热岛相互作用对强降水过程的影响。与观测结果相对比，尽管模拟最大降水与观测比较仍有一定差距，但模拟结果反映出了海风发展与热岛相互作用对强降水的影响过程。对比模拟试验结果表明城市地表的影响可在城市区形成更高的温度，热岛与海风相互作用可导致广州城区南部降水增多15 mm以上，接近总降雨量的30%。无城市地表影响时，模拟的海风可更早影响到城市区并到达更北位置，造成降水落区偏北。对其影响物理机制的分析表明，受城市热岛影响，边界层中可形成干暖“盖”对流稳定层，抑制不稳定能量过早释放，使对流系统一旦发展起来后表现更激烈，并在边界层形成更强的外流。强降水对流系统在边界层形成的外流与热岛入流一起共同对海风形成阻挡作用，是导致广州城区南部降水增强的重要影响因子。
通过地面风场加密观测及雷达回波分析表明，2011年6月21日午后海风引发对流首先出现在珠江口，之后随着海风向内陆深入并与珠三角地区热岛环流相互作用，引起对流发展强度增强，为广州市带来了一次雨强达60 mm/h的强降水过程。在对观测资料进行分析的基础上，应用具有云分辨尺度的CR-WRF模式并耦合城市冠层模式，模拟研究了珠三角城市地表对海风发展及其与城市热岛相互作用对强降水过程的影响。与观测结果相对比，尽管模拟最大降水与观测比较仍有一定差距，但模拟结果反映出了海风发展与热岛相互作用对强降水的影响过程。对比模拟试验结果表明城市地表的影响可在城市区形成更高的温度，热岛与海风相互作用可导致广州城区南部降水增多15 mm以上，接近总降雨量的30%。无城市地表影响时，模拟的海风可更早影响到城市区并到达更北位置，造成降水落区偏北。对其影响物理机制的分析表明，受城市热岛影响，边界层中可形成干暖“盖”对流稳定层，抑制不稳定能量过早释放，使对流系统一旦发展起来后表现更激烈，并在边界层形成更强的外流。强降水对流系统在边界层形成的外流与热岛入流一起共同对海风形成阻挡作用，是导致广州城区南部降水增强的重要影响因子。
2014, (6): 1027-1036.
摘要:
利用测站常规观测资料及经验公式计算得到我国南方地区地表感热通量资料，并分析了地表感热通量的时空变化特征。一年四季中，南方西部地区的感热通量基本都是呈线性增加趋势，而中、东部地区的感热通量则是线性减小的；南方地区感热通量的时间变化以年际变化为主。地气温差是决定地表感热通量逐年变化的最主要因子，近地面风速次之。地表感热通量年际分量的经验正交函数分解结果表明，四季感热通量异常的第一种主要变异模态皆为全区同号的分布型，而第二主要变异模则是呈东西反号的分布型。
利用测站常规观测资料及经验公式计算得到我国南方地区地表感热通量资料，并分析了地表感热通量的时空变化特征。一年四季中，南方西部地区的感热通量基本都是呈线性增加趋势，而中、东部地区的感热通量则是线性减小的；南方地区感热通量的时间变化以年际变化为主。地气温差是决定地表感热通量逐年变化的最主要因子，近地面风速次之。地表感热通量年际分量的经验正交函数分解结果表明，四季感热通量异常的第一种主要变异模态皆为全区同号的分布型，而第二主要变异模则是呈东西反号的分布型。
2014, (6): 1037-1047.
摘要:
利用1948—2012年NCEP/NCAR再分析全球格点日平均资料，将南海区域(110～120 °E，10～20 °N) 850 hPa 候平均纬向风稳定地由东(西)风转为西(东)风，且同一层上稳定地有θse≥335 K(θse<335 K)确定为南海夏季风建立(结束)日期，得到近65 a南海夏季风建立、结束、持续日期序列。赤道印度洋地区的顺时针旋转的涡旋与越赤道气流及副高对南海夏季风的爆发起着决定性作用。南海夏季风建立日期与其强度的关系密切，夏季风建立越晚(早)其强度越强(弱)，纬向风在对流层高层先(后)发生突变。气候变暖对南海夏季风的建立和结束日期及强度的影响是显著的，气候变暖后南海夏季风建立早(晚)年明显偏多(少)，强度明显偏弱。
利用1948—2012年NCEP/NCAR再分析全球格点日平均资料，将南海区域(110～120 °E，10～20 °N) 850 hPa 候平均纬向风稳定地由东(西)风转为西(东)风，且同一层上稳定地有θse≥335 K(θse<335 K)确定为南海夏季风建立(结束)日期，得到近65 a南海夏季风建立、结束、持续日期序列。赤道印度洋地区的顺时针旋转的涡旋与越赤道气流及副高对南海夏季风的爆发起着决定性作用。南海夏季风建立日期与其强度的关系密切，夏季风建立越晚(早)其强度越强(弱)，纬向风在对流层高层先(后)发生突变。气候变暖对南海夏季风的建立和结束日期及强度的影响是显著的，气候变暖后南海夏季风建立早(晚)年明显偏多(少)，强度明显偏弱。
2014, (6): 1048-1060.
摘要:
利用CAM3.0气候模式模拟研究东亚地区气溶胶浓度增长以及1976/1977年前后发生的海温年代际变化对东亚夏季降水场的影响及其机制。采用四组试验：即对东亚区域(100~150 °E，20~50 °N)分别进行的单独加倍黑碳气溶胶浓度、单独加倍硫酸盐气溶胶浓度、同时加倍这两种气溶胶浓度的三组关于气溶胶直接气候效应的试验及全球海温在1976/1977前后发生变化的海温年代际变化试验，来比较、探讨海温年代际变化和东亚地区气溶胶浓度增加对东亚夏季降水的影响机制。结果表明，无论是海温年代际变化还是各种气溶胶的浓度加倍，都能导致我国出现长江以北地区降水减少-东南沿海地区降水增加的“南涝北旱”的降水异常分布型。但两者在洋面上空降水的迥异表现及东亚低层风场的不同变化，显示其具有不同的异常降水机制。比较三类气溶胶浓度增加的试验结果发现：在单独硫酸盐气溶胶浓度增加试验中，东亚中部出现最显著的中下层大气降温、异常下沉气流以及降水减少；而在黑碳气溶胶试验中，出现在东亚中部的异常下沉气流强度减弱且位置偏南；在同时增加两类气溶胶浓度时，降水异常分布与单独黑碳气溶胶浓度增加所导致的降水异常相近，但强度减小。
利用CAM3.0气候模式模拟研究东亚地区气溶胶浓度增长以及1976/1977年前后发生的海温年代际变化对东亚夏季降水场的影响及其机制。采用四组试验：即对东亚区域(100~150 °E，20~50 °N)分别进行的单独加倍黑碳气溶胶浓度、单独加倍硫酸盐气溶胶浓度、同时加倍这两种气溶胶浓度的三组关于气溶胶直接气候效应的试验及全球海温在1976/1977前后发生变化的海温年代际变化试验，来比较、探讨海温年代际变化和东亚地区气溶胶浓度增加对东亚夏季降水的影响机制。结果表明，无论是海温年代际变化还是各种气溶胶的浓度加倍，都能导致我国出现长江以北地区降水减少-东南沿海地区降水增加的“南涝北旱”的降水异常分布型。但两者在洋面上空降水的迥异表现及东亚低层风场的不同变化，显示其具有不同的异常降水机制。比较三类气溶胶浓度增加的试验结果发现：在单独硫酸盐气溶胶浓度增加试验中，东亚中部出现最显著的中下层大气降温、异常下沉气流以及降水减少；而在黑碳气溶胶试验中，出现在东亚中部的异常下沉气流强度减弱且位置偏南；在同时增加两类气溶胶浓度时，降水异常分布与单独黑碳气溶胶浓度增加所导致的降水异常相近，但强度减小。
2014, (6): 1061-1068.
摘要:
利用1961—2013年中国743个测站的逐日气温资料、NCEP/NCAR再分析资料，采用EOF分解、相关、回归、合成等方法分析了华南冬季气温异常的气候特征及其与同期大气环流和前期海温的关系。结果表明，华南冬季气温总体一致性偏高，近52年来华南冬季平均气温以0.26 ℃/(10 a)的速率上升，但显著低于全国平均的冬季增温速率，并在1989年发生升温突变。华南冬季平均气温具有显著的年际和年代际变化。当西伯利亚高压和乌拉尔山阻塞高压均偏弱、阿留申低压偏强、东亚大槽偏弱、太平洋副热带高压加强、冷空气活动偏弱时，有利于华南冬季气温偏暖。华南冬季气温在年际尺度上与ENSO和西伯利亚高压联系更密切，在年代际尺度上，华南冬季气温增暖趋势与鄂霍次克海海温偏低、东亚大槽减弱密切相关。
利用1961—2013年中国743个测站的逐日气温资料、NCEP/NCAR再分析资料，采用EOF分解、相关、回归、合成等方法分析了华南冬季气温异常的气候特征及其与同期大气环流和前期海温的关系。结果表明，华南冬季气温总体一致性偏高，近52年来华南冬季平均气温以0.26 ℃/(10 a)的速率上升，但显著低于全国平均的冬季增温速率，并在1989年发生升温突变。华南冬季平均气温具有显著的年际和年代际变化。当西伯利亚高压和乌拉尔山阻塞高压均偏弱、阿留申低压偏强、东亚大槽偏弱、太平洋副热带高压加强、冷空气活动偏弱时，有利于华南冬季气温偏暖。华南冬季气温在年际尺度上与ENSO和西伯利亚高压联系更密切，在年代际尺度上，华南冬季气温增暖趋势与鄂霍次克海海温偏低、东亚大槽减弱密切相关。
2014, (6): 1069-1079.
摘要:
近海台风强度急剧增强是预报中的难点。使用新一代中尺度WRF模式对台风“海葵”(1211)近海强度急剧增强过程进行数值模拟，并对数值模拟结果展开分析，研究引起台风强度突变的可能机理及相应结构变化。模拟结果表明，台风“海葵”的急剧增强与低层水汽输入的突然增加以及有利的高、低层辐散、辐合流场配置密切相关，且在“海葵”台风强度迅速增强的前6 h其高低层辐合、辐散流场呈现同时增强。台风结构变化的分析表明，在台风急剧增强时段台风结构趋于对称化，且低层眼壁范围小，高层眼壁范围向外扩展。伴随着台风强度增强，径向风速和切向风速也处在增大过程中，特别是台风急剧增强阶段，径向风速和切向风速增大更明显。另外，暖心强度逐渐加强，且暖心范围明显扩大并向低层扩展。同时随着台风强度的增强，垂直上升运动也逐渐增强。台风的这些结构变化都有利于其强度的维持和发展。
近海台风强度急剧增强是预报中的难点。使用新一代中尺度WRF模式对台风“海葵”(1211)近海强度急剧增强过程进行数值模拟，并对数值模拟结果展开分析，研究引起台风强度突变的可能机理及相应结构变化。模拟结果表明，台风“海葵”的急剧增强与低层水汽输入的突然增加以及有利的高、低层辐散、辐合流场配置密切相关，且在“海葵”台风强度迅速增强的前6 h其高低层辐合、辐散流场呈现同时增强。台风结构变化的分析表明，在台风急剧增强时段台风结构趋于对称化，且低层眼壁范围小，高层眼壁范围向外扩展。伴随着台风强度增强，径向风速和切向风速也处在增大过程中，特别是台风急剧增强阶段，径向风速和切向风速增大更明显。另外，暖心强度逐渐加强，且暖心范围明显扩大并向低层扩展。同时随着台风强度的增强，垂直上升运动也逐渐增强。台风的这些结构变化都有利于其强度的维持和发展。
2014, (6): 1080-1088.
摘要:
热带气旋的生成是一个由初始扰动转变成为暖心结构低压的过程，但已有的经典理论对初始流场的配置及初始扰动的触发都没有详细的描述。利用FY-2C的TBB资料和日本再分析资料，以2008年8号台风“凤凰”为例，跟踪其流场和涡度场演变，追溯该热带气旋从初始扰动生成到转为有暖心结构的热带低压的过程。分析结果显示，初始扰动在水平风垂直切变较强的鞍形场中触发。随着高层环流调整，水平风垂直切变迅速减弱，高空冷涡外围暖区云系为初始扰动的发展提供了有利动力和热力条件。在其发展为热带低压的过程中，结构上出现正涡度从对流层中层向低层加强并有中心下降的特点，低层涡度的快速增加主要受气压梯度增强导致的辐合增强的影响。由个例分析结果可以看到，高空冷涡和副热带高压对热带初始扰动的生成以及发展和结构演变都起到重要的作用。
热带气旋的生成是一个由初始扰动转变成为暖心结构低压的过程，但已有的经典理论对初始流场的配置及初始扰动的触发都没有详细的描述。利用FY-2C的TBB资料和日本再分析资料，以2008年8号台风“凤凰”为例，跟踪其流场和涡度场演变，追溯该热带气旋从初始扰动生成到转为有暖心结构的热带低压的过程。分析结果显示，初始扰动在水平风垂直切变较强的鞍形场中触发。随着高层环流调整，水平风垂直切变迅速减弱，高空冷涡外围暖区云系为初始扰动的发展提供了有利动力和热力条件。在其发展为热带低压的过程中，结构上出现正涡度从对流层中层向低层加强并有中心下降的特点，低层涡度的快速增加主要受气压梯度增强导致的辐合增强的影响。由个例分析结果可以看到，高空冷涡和副热带高压对热带初始扰动的生成以及发展和结构演变都起到重要的作用。
2014, (6): 1089-1097.
摘要:
借助ArcGis软件获取了1971—2011年中国县级行政区域内热带气旋活动的基本信息，包括经纬度、持续时间、强度等，并对这些信息进行了统计。结果显示，中国县域内热带气旋活动最多频次为台湾省花莲县，平均每年0.78次；最大平均强度出现在台湾省宜兰县，达到35 m/s；持续时间最长的为海南省乐东县，平均每年2.2 h；受热带气旋潜在影响程度最高的为台湾省台东县，年平均YTCPI(Yearly Tropical Cyclone Potential Impact Index)达到15 106。与此同时，对6—10月各月中国县域内的热带气旋活动特征进行了详细分析。结论有助于进一步了解中国县域受热带气旋影响的基本特征，为有关部门防台减灾提供参考。
借助ArcGis软件获取了1971—2011年中国县级行政区域内热带气旋活动的基本信息，包括经纬度、持续时间、强度等，并对这些信息进行了统计。结果显示，中国县域内热带气旋活动最多频次为台湾省花莲县，平均每年0.78次；最大平均强度出现在台湾省宜兰县，达到35 m/s；持续时间最长的为海南省乐东县，平均每年2.2 h；受热带气旋潜在影响程度最高的为台湾省台东县，年平均YTCPI(Yearly Tropical Cyclone Potential Impact Index)达到15 106。与此同时，对6—10月各月中国县域内的热带气旋活动特征进行了详细分析。结论有助于进一步了解中国县域受热带气旋影响的基本特征，为有关部门防台减灾提供参考。
2014, (6): 1098-1106.
摘要:
利用华南地区51个站点的逐日小雨降水和低云量等气象资料，采用气候趋势系数、一元回归和相关分析等方法，分析了小雨降水和低云量的年际、季节的长期趋势特征，同时结合华南地区气溶胶光学厚度(AOD)、气溶胶指数和国民生产总值(GDP)等资料进行原因探讨。(1) 华南地区小雨日和低云量呈相反的变化趋势(小雨日下降，低云量上升)，而且表现为东部高于西部，沿海高于内陆的分布特征。(2) 小雨日和低云量的回归系数分别为-4.88 d/(10 a)和1.17%/(10 a)。(3) 春季和夏季小雨日变化相对较小，但是对年小雨日贡献较大，而低云量四季均呈现相反的上升趋势。(4) 华南地区的两个AOD大值区分别位于广西中部到南部沿海和广东珠三角地区，其中珠三角地区AOD高达0.7以上，气溶胶指数也表现为沿海地区高于内陆地区的分布特征。近27年华南地区的气溶胶指数呈现波动的上升趋势，与同期的小雨日呈负相关关系，而低云量呈正相关关系，近28年华南地区GDP一直处于明显上升趋势，其中以广东省增加最明显。
利用华南地区51个站点的逐日小雨降水和低云量等气象资料，采用气候趋势系数、一元回归和相关分析等方法，分析了小雨降水和低云量的年际、季节的长期趋势特征，同时结合华南地区气溶胶光学厚度(AOD)、气溶胶指数和国民生产总值(GDP)等资料进行原因探讨。(1) 华南地区小雨日和低云量呈相反的变化趋势(小雨日下降，低云量上升)，而且表现为东部高于西部，沿海高于内陆的分布特征。(2) 小雨日和低云量的回归系数分别为-4.88 d/(10 a)和1.17%/(10 a)。(3) 春季和夏季小雨日变化相对较小，但是对年小雨日贡献较大，而低云量四季均呈现相反的上升趋势。(4) 华南地区的两个AOD大值区分别位于广西中部到南部沿海和广东珠三角地区，其中珠三角地区AOD高达0.7以上，气溶胶指数也表现为沿海地区高于内陆地区的分布特征。近27年华南地区的气溶胶指数呈现波动的上升趋势，与同期的小雨日呈负相关关系，而低云量呈正相关关系，近28年华南地区GDP一直处于明显上升趋势，其中以广东省增加最明显。
2014, (6): 1107-1112.
摘要:
引进参考大气方法以降低垂直运动方程中的量级差，并设计了位温直接计算法、气压直接计算法和混合算法三种不同方案来改进预报效果。结果表明，这三种不同方案对500 hPa位势高度和温度的垂直分布的预报有较大影响，其中，混合算法的温度分布预报结果与NCEP分析场最接近。在三种方案的预报效果评估检验中，混合算法对风速、位势高度(hv)、降水量和2 m温度(T2m)的预报效果最好。在三种方案中，平均初始温度场的参考大气廓线的预报效果要优于等温参考大气廓线；在不同的参考大气状态下，混合算法在风速、位势高度、降水量和2 m温度的预报效果最好。
引进参考大气方法以降低垂直运动方程中的量级差，并设计了位温直接计算法、气压直接计算法和混合算法三种不同方案来改进预报效果。结果表明，这三种不同方案对500 hPa位势高度和温度的垂直分布的预报有较大影响，其中，混合算法的温度分布预报结果与NCEP分析场最接近。在三种方案的预报效果评估检验中，混合算法对风速、位势高度(hv)、降水量和2 m温度(T2m)的预报效果最好。在三种方案中，平均初始温度场的参考大气廓线的预报效果要优于等温参考大气廓线；在不同的参考大气状态下，混合算法在风速、位势高度、降水量和2 m温度的预报效果最好。
2014, (6): 1113-1118.
摘要:
混合变分/集合同化是基于变分+集合思路新兴发展起来的一种资料同化方法。利用WRF和WRFDA最新版本3.5构建混合集合同化的流程，通过单点试验直观体现出混合集合同化方案“流依赖”背景误差协方差的影响。对台风“海鸥”路径和强度的模拟和分析表明，混合集合同化方案在台风路径和强度的预报上要强于三维变分同化方案。对比两种方案同化后的分析场表明，混合集合同化方案分析出的台风中心强度优于三维变分同化方案分析结果，其原因一方面是混合集合同化方案初始场是采用集合平均的结果，另一方面是混合集合同化方案采用“流依赖”背景误差协方差的影响，这两个因素对台风的预报准确性有一定作用。
混合变分/集合同化是基于变分+集合思路新兴发展起来的一种资料同化方法。利用WRF和WRFDA最新版本3.5构建混合集合同化的流程，通过单点试验直观体现出混合集合同化方案“流依赖”背景误差协方差的影响。对台风“海鸥”路径和强度的模拟和分析表明，混合集合同化方案在台风路径和强度的预报上要强于三维变分同化方案。对比两种方案同化后的分析场表明，混合集合同化方案分析出的台风中心强度优于三维变分同化方案分析结果，其原因一方面是混合集合同化方案初始场是采用集合平均的结果，另一方面是混合集合同化方案采用“流依赖”背景误差协方差的影响，这两个因素对台风的预报准确性有一定作用。
2014, (6): 1119-1126.
摘要:
基于FVCOM建立一个南海台风风暴潮与天文潮耦合数值预报模型。在模型的驱动场中加入模型风场与EC0.25 °业务化细网格预报风场融合而成的“组合强迫场”，该方法可提高对台风外围影响岸段的风暴增水及单站先兆增水的模拟精度。利用该模型对2007年9月的天文潮和0814号“黑格比”台风风暴潮过程进行模拟，选取的8个沿海验潮站的平均绝对误差为18.92 cm，平均相对误差为13.33%，对“黑格比”台风过程的最大增水时刻的模拟与实况相近，对最大增水值模拟的误差约为10 cm。分别采用模型气象场和组合气象场对1319号台风“天兔”的风暴潮过程进行模拟，两种方式对过程最大增水值和其出现时刻的模拟结果相似，但是组合气象场较好模拟出台风外围风场在福建中南部引起的增水，以及主要影响岸段潮位站在台风登陆前期的先兆增水，弥补了模型气象场在这方面的不足。
基于FVCOM建立一个南海台风风暴潮与天文潮耦合数值预报模型。在模型的驱动场中加入模型风场与EC0.25 °业务化细网格预报风场融合而成的“组合强迫场”，该方法可提高对台风外围影响岸段的风暴增水及单站先兆增水的模拟精度。利用该模型对2007年9月的天文潮和0814号“黑格比”台风风暴潮过程进行模拟，选取的8个沿海验潮站的平均绝对误差为18.92 cm，平均相对误差为13.33%，对“黑格比”台风过程的最大增水时刻的模拟与实况相近，对最大增水值模拟的误差约为10 cm。分别采用模型气象场和组合气象场对1319号台风“天兔”的风暴潮过程进行模拟，两种方式对过程最大增水值和其出现时刻的模拟结果相似，但是组合气象场较好模拟出台风外围风场在福建中南部引起的增水，以及主要影响岸段潮位站在台风登陆前期的先兆增水，弥补了模型气象场在这方面的不足。
2014, (6): 1127-1136.
摘要:
利用闪电定位和双多普勒雷达资料，对华南一次产生冰雹和大风的雹暴过程的闪电活动及其与雹暴动力和微物理条件的对应关系进行分析和讨论。结果表明，此次过程中地闪活动在降雹阶段和降雹后阶段表现出明显差异：降雹阶段地闪频次增减交替，较为活跃；降雹后阶段地闪活动减弱后很快再次增强，地闪频次峰值（503个/6 min）远超过降雹阶段的峰值（268个/6 min）。在分析时段中，负地闪占主导地位，正地闪比例在降雹阶段呈上升趋势。地闪活动的强弱与60 dBZ强反射率的高度变化、70 dBZ回波的出现和消失有较好的相位对应关系。对应降雹阶段，雹暴内具有更强的上升气流和更高含量的冰相粒子。降雹阶段，强上升气流区以及降雹区内地闪活动较少，降雹结束后，原降雹区域的地闪活动明显增加。研究还发现，地闪更多地出现在弱上升、弱下沉气流以及二者交界区域附近。
利用闪电定位和双多普勒雷达资料，对华南一次产生冰雹和大风的雹暴过程的闪电活动及其与雹暴动力和微物理条件的对应关系进行分析和讨论。结果表明，此次过程中地闪活动在降雹阶段和降雹后阶段表现出明显差异：降雹阶段地闪频次增减交替，较为活跃；降雹后阶段地闪活动减弱后很快再次增强，地闪频次峰值（503个/6 min）远超过降雹阶段的峰值（268个/6 min）。在分析时段中，负地闪占主导地位，正地闪比例在降雹阶段呈上升趋势。地闪活动的强弱与60 dBZ强反射率的高度变化、70 dBZ回波的出现和消失有较好的相位对应关系。对应降雹阶段，雹暴内具有更强的上升气流和更高含量的冰相粒子。降雹阶段，强上升气流区以及降雹区内地闪活动较少，降雹结束后，原降雹区域的地闪活动明显增加。研究还发现，地闪更多地出现在弱上升、弱下沉气流以及二者交界区域附近。
2014, (6): 1137-1145.
摘要:
利用2001、2003年的QuikSCAT风场和中国降水的逐日资料，分析江淮流域旱、涝年南海夏季风的演变特征及其低频分量与江淮流域降水的关系。结果表明：（1） 2001、2003年南海夏季风爆发时间相当，但2003年6月中下旬季风出现明显的中断，2001年6—7月南海季风表现出明显的由南海中南部向北部推进的过程，而2003年同时期的季风则徘徊于南海中南部地区；（2） 2001、2003年的夏季(5—9月)海表面的低频纬向风场同时都存在3对低频振荡中心，且在季风爆发后均有明显的向北传播特征，南海中部和北部表现出近乎相反的低频位相，但2001年低频振荡的强度及低频波列维持的时间均大于2003年的；（3） 根据纬向风低频振荡强中心区域的位置，在南海中部和北部分别定义了南海低频夏季风指数IM-SCS和IN-SCS，发现这两个指数与我国6—7月江淮流域的降水及青藏高原中东部降水之间均存在显著的滞后负相关关系，而与云南中部、西部及华北部分地区的降水则表现出显著的滞后正相关关系。
利用2001、2003年的QuikSCAT风场和中国降水的逐日资料，分析江淮流域旱、涝年南海夏季风的演变特征及其低频分量与江淮流域降水的关系。结果表明：（1） 2001、2003年南海夏季风爆发时间相当，但2003年6月中下旬季风出现明显的中断，2001年6—7月南海季风表现出明显的由南海中南部向北部推进的过程，而2003年同时期的季风则徘徊于南海中南部地区；（2） 2001、2003年的夏季(5—9月)海表面的低频纬向风场同时都存在3对低频振荡中心，且在季风爆发后均有明显的向北传播特征，南海中部和北部表现出近乎相反的低频位相，但2001年低频振荡的强度及低频波列维持的时间均大于2003年的；（3） 根据纬向风低频振荡强中心区域的位置，在南海中部和北部分别定义了南海低频夏季风指数IM-SCS和IN-SCS，发现这两个指数与我国6—7月江淮流域的降水及青藏高原中东部降水之间均存在显著的滞后负相关关系，而与云南中部、西部及华北部分地区的降水则表现出显著的滞后正相关关系。
2014, (6): 1146-1158.
摘要:
利用NCEP/NCAR资料以及气象卫星和闪电定位系统等探测资料对2010年3种中尺度对流雷暴系统进行分析。结果表明：MCS频繁地闪对应着TBB≤-52 ℃，但其低中心及其梯度大值区和地闪频数空间分布不同，MCS具有后侧对流发展型、中间对流发展型、前侧对流发展型等三种特征；北方低槽切变配合南方倒槽、高层偏北气流叠加在低层偏南气流上的垂直风场结构、深厚的减弱台风低压倒槽为MCS提供有利环流背景，而近地面800 hPa中尺度辐合线是诱发MCS的直接影响系统，且对流和地闪易于在偏南暖湿气流或风辐合一侧发展；500 hPa以下水平风辐合及高低层间垂直风切变和垂直风辐合导致强烈上升运动，低层上升气流和高层下沉气流的有利配合及稳定次级垂直环流保障上升气流的维持，为MCS发展提供抬升动力机制；高层强大偏东风和垂直风切变导致对流区在MCS后侧，高层偏东风速小于承载层导致对流区出现在MCS前侧，而弱的风或弱的垂直风切变则导致地闪发生在MCS中部对流区；低层大气温度高于周围大气和650～750 hPa高湿层的存在为MCS发展提供足够热力不稳定条件和充沛水汽条件。
利用NCEP/NCAR资料以及气象卫星和闪电定位系统等探测资料对2010年3种中尺度对流雷暴系统进行分析。结果表明：MCS频繁地闪对应着TBB≤-52 ℃，但其低中心及其梯度大值区和地闪频数空间分布不同，MCS具有后侧对流发展型、中间对流发展型、前侧对流发展型等三种特征；北方低槽切变配合南方倒槽、高层偏北气流叠加在低层偏南气流上的垂直风场结构、深厚的减弱台风低压倒槽为MCS提供有利环流背景，而近地面800 hPa中尺度辐合线是诱发MCS的直接影响系统，且对流和地闪易于在偏南暖湿气流或风辐合一侧发展；500 hPa以下水平风辐合及高低层间垂直风切变和垂直风辐合导致强烈上升运动，低层上升气流和高层下沉气流的有利配合及稳定次级垂直环流保障上升气流的维持，为MCS发展提供抬升动力机制；高层强大偏东风和垂直风切变导致对流区在MCS后侧，高层偏东风速小于承载层导致对流区出现在MCS前侧，而弱的风或弱的垂直风切变则导致地闪发生在MCS中部对流区；低层大气温度高于周围大气和650～750 hPa高湿层的存在为MCS发展提供足够热力不稳定条件和充沛水汽条件。
2014, (6): 1159-1171.
摘要:
为了提高洪水预报的精度，延长洪水预见期，利用WRF模式和HEC-HMS水文模型对太湖西苕溪流域2009年8月的一次典型暴雨洪水过程进行了降雨模拟和流量耦合预报，并与实测降雨和径流过程进行了对比分析。(1) WRF模式能够较好模拟出位于天目山的强降水中心，位置较实况略偏北；预报子流域面雨量时空分布与实况较一致，定量检验合格率达50%左右。(2) HEC-HMS模型对西苕溪流域日径流过程和场降雨洪水过程均有较好的模拟效果，模型参数验证和率定期间，确定性系数、洪峰流量相对误差和峰现时差等指标均小于业务预报许可误差。(3) 采用单向耦合法，将WRF模式(5 km网格)48 h预见期的滚动预报降雨场输入HEC-HMS水文模型进行流量滚动预报，耦合预报结果明显优于不考虑预见期内降雨的传统预报方法，在保证精度的前提下，有效延长了洪水预见期。
为了提高洪水预报的精度，延长洪水预见期，利用WRF模式和HEC-HMS水文模型对太湖西苕溪流域2009年8月的一次典型暴雨洪水过程进行了降雨模拟和流量耦合预报，并与实测降雨和径流过程进行了对比分析。(1) WRF模式能够较好模拟出位于天目山的强降水中心，位置较实况略偏北；预报子流域面雨量时空分布与实况较一致，定量检验合格率达50%左右。(2) HEC-HMS模型对西苕溪流域日径流过程和场降雨洪水过程均有较好的模拟效果，模型参数验证和率定期间，确定性系数、洪峰流量相对误差和峰现时差等指标均小于业务预报许可误差。(3) 采用单向耦合法，将WRF模式(5 km网格)48 h预见期的滚动预报降雨场输入HEC-HMS水文模型进行流量滚动预报，耦合预报结果明显优于不考虑预见期内降雨的传统预报方法，在保证精度的前提下，有效延长了洪水预见期。
2014, (6): 1172-1180.
摘要:
利用2013年7月中国台站逐日观测资料及1981年1月—2013年7月NCEP/NCAR再分析资料，通过统计以及诊断方法，研究分析2013年7月中国南方异常持续高温成因。结果表明，2013年西北太平洋副热带高压（简称西太副高）在5月就表现出异常的前兆，其特征指数表现出明显偏南、偏西、偏强。7月西太副高强度的高值区一直处于我国江南-台湾海峡一带，这一形势有利于我国南方夏季形成高温酷暑天气；欧亚大陆上空对流层温度的异常持续增加，加剧西太副高变强，有利于西太副高异常状态的持续；在20 °S～20 °N，100～140 °E范围内的南风明显减弱，东太平洋海域上北风明显增加的现象，消弱了该区域热带气旋的生成发展，使得西太副高有机会持续稳定，甚至加强控制我国南方地区。5—7月南亚高压整体偏东，1 660 gpdm特征线表现出异常持续偏东的状态，1 676 gpdm特征线从6月4日开始稳定出现，并表现为整体明显偏东的特征；期间，南亚高压与西太副高呈现出“相向而行”与“背向而斥”的东西振荡特征；通过7月2—3日个例明显看出，南亚高压的东进过程对西太副高的加强与西进有明显的影响。
利用2013年7月中国台站逐日观测资料及1981年1月—2013年7月NCEP/NCAR再分析资料，通过统计以及诊断方法，研究分析2013年7月中国南方异常持续高温成因。结果表明，2013年西北太平洋副热带高压（简称西太副高）在5月就表现出异常的前兆，其特征指数表现出明显偏南、偏西、偏强。7月西太副高强度的高值区一直处于我国江南-台湾海峡一带，这一形势有利于我国南方夏季形成高温酷暑天气；欧亚大陆上空对流层温度的异常持续增加，加剧西太副高变强，有利于西太副高异常状态的持续；在20 °S～20 °N，100～140 °E范围内的南风明显减弱，东太平洋海域上北风明显增加的现象，消弱了该区域热带气旋的生成发展，使得西太副高有机会持续稳定，甚至加强控制我国南方地区。5—7月南亚高压整体偏东，1 660 gpdm特征线表现出异常持续偏东的状态，1 676 gpdm特征线从6月4日开始稳定出现，并表现为整体明显偏东的特征；期间，南亚高压与西太副高呈现出“相向而行”与“背向而斥”的东西振荡特征；通过7月2—3日个例明显看出，南亚高压的东进过程对西太副高的加强与西进有明显的影响。
2014, (6): 1181-1187.
摘要:
利用小波变换和小波互相关分析法对1901—2000年的北极涛动（Arctic Oscillation，AO）、北大西洋多年代际振荡（Atlantic Multidecadal Oscillation，AMO）和北太平洋年代际振荡（Pacific Decadal Oscillation，PDO）的年代际振荡关系进行研究，并利用1 000 hPa高度场合成分析进行验证。结果表明，三个气候模态均有明显的多年代际尺度的振荡特征，且它们在各特征时间尺度上的振荡相关性存在显著区别，主要表现为：在60 a尺度上，AO超前PDO约4 a正相关，AO滞后AMO约12 a负相关；在20～30 a尺度上，AO超前PDO约12 a正相关；在30 a尺度上，AO超前AMO约8 a正相关。在60 a尺度上，超前PDO负位相4 a和滞后AMO正位相12 a的高度场合成结果为AO负位相；在20～30 a尺度上，超前PDO正位相12 a和超前AMO正位相8 a的高度场合成结果为AO正位相。合成分析结果进一步验证了三个模态的相关性。
利用小波变换和小波互相关分析法对1901—2000年的北极涛动（Arctic Oscillation，AO）、北大西洋多年代际振荡（Atlantic Multidecadal Oscillation，AMO）和北太平洋年代际振荡（Pacific Decadal Oscillation，PDO）的年代际振荡关系进行研究，并利用1 000 hPa高度场合成分析进行验证。结果表明，三个气候模态均有明显的多年代际尺度的振荡特征，且它们在各特征时间尺度上的振荡相关性存在显著区别，主要表现为：在60 a尺度上，AO超前PDO约4 a正相关，AO滞后AMO约12 a负相关；在20～30 a尺度上，AO超前PDO约12 a正相关；在30 a尺度上，AO超前AMO约8 a正相关。在60 a尺度上，超前PDO负位相4 a和滞后AMO正位相12 a的高度场合成结果为AO负位相；在20～30 a尺度上，超前PDO正位相12 a和超前AMO正位相8 a的高度场合成结果为AO正位相。合成分析结果进一步验证了三个模态的相关性。
2014, (6): 1188-1195.
摘要:
数值天气预报中混合资料同化是结合集合预报与变分同化方法各自优势研究发展的一种新型资料同化方案。它在变分资料同化框架的基础上，利用集合预报扰动场信息的优点，构造具有流依赖属性的背景误差协方差结构，克服变分同化中固定、均匀及各向同性的背景误差协方差的缺陷，改善对不同天气系统预报误差协方差的表达能力，从而改善分析和预报的质量。近年来，基于集合与变分方法的混合资料同化快速成为数值预报资料同化发展的新趋势，具有良好的业务应用潜力。对集合与变分混合资料同化的研究进展进行综述，在简要介绍数值天气预报中资料同化发展趋势的基础上，分析混合资料同化方案的理论框架和优势，总结混合资料同化的发展和研究成果，并讨论我国研究和发展混合资料同化的基础和前景及面临的问题，指出混合资料同化发展中亟需研究的关键科学问题。
数值天气预报中混合资料同化是结合集合预报与变分同化方法各自优势研究发展的一种新型资料同化方案。它在变分资料同化框架的基础上，利用集合预报扰动场信息的优点，构造具有流依赖属性的背景误差协方差结构，克服变分同化中固定、均匀及各向同性的背景误差协方差的缺陷，改善对不同天气系统预报误差协方差的表达能力，从而改善分析和预报的质量。近年来，基于集合与变分方法的混合资料同化快速成为数值预报资料同化发展的新趋势，具有良好的业务应用潜力。对集合与变分混合资料同化的研究进展进行综述，在简要介绍数值天气预报中资料同化发展趋势的基础上，分析混合资料同化方案的理论框架和优势，总结混合资料同化的发展和研究成果，并讨论我国研究和发展混合资料同化的基础和前景及面临的问题，指出混合资料同化发展中亟需研究的关键科学问题。
2014, (6): 1196-1200.
摘要:
地面观测资料的单站质量控制是气象业务中不可或缺的环节，特别在台站密度较低或新增台站的地区，单站质量控制是观测资料有效性的基本保障。在研究传统单站质量控制方法的基础上，利用气温与相对湿度之间的耦合关系，提出一种基于基因表达式编程(GEP)算法的地面逐时气温资料单站质量控制方法，实现相对湿度对气温的质量控制。并利用该方法对江苏省六市2005—2007年地面观测的逐时气温资料进行质量控制，以评估其适用性，并将控制效果与传统方法进行比较。结果表明，GEP质量控制方法能有效标记出可疑数据，具有可控性强、识别精度高等优点，尤其在每年5—9月的检验效果优于传统的单站质量控制方法。
地面观测资料的单站质量控制是气象业务中不可或缺的环节，特别在台站密度较低或新增台站的地区，单站质量控制是观测资料有效性的基本保障。在研究传统单站质量控制方法的基础上，利用气温与相对湿度之间的耦合关系，提出一种基于基因表达式编程(GEP)算法的地面逐时气温资料单站质量控制方法，实现相对湿度对气温的质量控制。并利用该方法对江苏省六市2005—2007年地面观测的逐时气温资料进行质量控制，以评估其适用性，并将控制效果与传统方法进行比较。结果表明，GEP质量控制方法能有效标记出可疑数据，具有可控性强、识别精度高等优点，尤其在每年5—9月的检验效果优于传统的单站质量控制方法。
粤公网安备 4401069904700003号