2015年 第31卷 第2期
2015, 31(2): 145-152.
摘要:
选取三个台风个例(2004年“桑达”、2005年“彩蝶”、2009年“彩云”)，分别以多个相邻时次作为初始时刻进行一系列的数值模拟，结果表明热带气旋(TC)与上游槽相互作用的关键区域的预报误差与TC转向后的路径预报误差表现出显著的相关性。以2010年“马勒卡”台风为个例的敏感性试验证实了中纬度下游环流的发展及TC转向之后的移动路径对TC的强度和TC相对于上游槽的位置很敏感，这个结果给出了TC路径对TC-槽相互作用的敏感性的一个例子或一种方式。若TC增强或更接近上游槽，TC与上游槽的相互作用增强，TC向中纬度输出低PV空气的能力增强，由此导致下游区域的PV梯度增大，同时TC对中纬度梯度的扰动也会加强，因而会引起中纬度下游环流发展增强，且偏经向，TC在转向之后的路径偏北偏西；反之则下游环流偏纬向，路径偏南偏东。
选取三个台风个例(2004年“桑达”、2005年“彩蝶”、2009年“彩云”)，分别以多个相邻时次作为初始时刻进行一系列的数值模拟，结果表明热带气旋(TC)与上游槽相互作用的关键区域的预报误差与TC转向后的路径预报误差表现出显著的相关性。以2010年“马勒卡”台风为个例的敏感性试验证实了中纬度下游环流的发展及TC转向之后的移动路径对TC的强度和TC相对于上游槽的位置很敏感，这个结果给出了TC路径对TC-槽相互作用的敏感性的一个例子或一种方式。若TC增强或更接近上游槽，TC与上游槽的相互作用增强，TC向中纬度输出低PV空气的能力增强，由此导致下游区域的PV梯度增大，同时TC对中纬度梯度的扰动也会加强，因而会引起中纬度下游环流发展增强，且偏经向，TC在转向之后的路径偏北偏西；反之则下游环流偏纬向，路径偏南偏东。
2015, 31(2): 153-160.
摘要:
利用二维变分同化(2DVar)方法，把南海海域(110.12~117.92 °E，10.12~17.92 °N)QuikSCAT散射计风场资料融合到区域高分辨率数值模式(华南中尺度天气预报模式GZMM)风场资料中，并利用独立的观测数据(西沙站海面风场观测值)对融合效果进行了检验。得到结论：(1) 风场单点融合试验表明，风场融合设计方案基本合理；(2) 与独立观测数据的偏差分析表明，融合后的风场在经向和纬向的均方根误差分别为2.59 m/s、2.76 m/s，明显好于模式风场(3.63 m/s、2.81 m/s)和散射计风场(2.79 m/s、2.80 m/s)，这说明融合的风场优于模式风场和散射计风场；(3) 与独立观测数据的相关性分析表明，融合后的风场在经向和纬向的相关系数分别为0.80和0.81，好于散射计风场(0.74和0.79)，而比模式风场(0.91和0.94)的要差。最后讨论了均方根误差与相关系数不一致的可能原因。
利用二维变分同化(2DVar)方法，把南海海域(110.12~117.92 °E，10.12~17.92 °N)QuikSCAT散射计风场资料融合到区域高分辨率数值模式(华南中尺度天气预报模式GZMM)风场资料中，并利用独立的观测数据(西沙站海面风场观测值)对融合效果进行了检验。得到结论：(1) 风场单点融合试验表明，风场融合设计方案基本合理；(2) 与独立观测数据的偏差分析表明，融合后的风场在经向和纬向的均方根误差分别为2.59 m/s、2.76 m/s，明显好于模式风场(3.63 m/s、2.81 m/s)和散射计风场(2.79 m/s、2.80 m/s)，这说明融合的风场优于模式风场和散射计风场；(3) 与独立观测数据的相关性分析表明，融合后的风场在经向和纬向的相关系数分别为0.80和0.81，好于散射计风场(0.74和0.79)，而比模式风场(0.91和0.94)的要差。最后讨论了均方根误差与相关系数不一致的可能原因。
2015, 31(2): 161-172.
摘要:
将基于GRAPES 3D-Var资料同化系统构造的具有时间依赖特征与多尺度特征的新型背景误差协方差应用于一个实际天气个例研究，确定出新型协方差中不同尺度标准差合适的缩放系数。该新型协方差在不同尺度的分析过程中产生了量值与尺度差异很大的分析增量，既很好地保留大尺度背景场信息，也使局地观测信息被很好保留并有效提取。不同尺度分析增量的共同作用最终导致分析场调整出更符合天气系统尺度特征的增量，从而更大程度地调整不同尺度天气系统的结构，并进一步改进相应的降水预报。另外，将观测资料按空间分布密度高低分别同化，能更有效提取不同分布密度观测资料中不同尺度的信息。为期一个月的批量试验表明，该协方差对应的前12 h降水预报效果改善明显，尤其是强降水预报。
将基于GRAPES 3D-Var资料同化系统构造的具有时间依赖特征与多尺度特征的新型背景误差协方差应用于一个实际天气个例研究，确定出新型协方差中不同尺度标准差合适的缩放系数。该新型协方差在不同尺度的分析过程中产生了量值与尺度差异很大的分析增量，既很好地保留大尺度背景场信息，也使局地观测信息被很好保留并有效提取。不同尺度分析增量的共同作用最终导致分析场调整出更符合天气系统尺度特征的增量，从而更大程度地调整不同尺度天气系统的结构，并进一步改进相应的降水预报。另外，将观测资料按空间分布密度高低分别同化，能更有效提取不同分布密度观测资料中不同尺度的信息。为期一个月的批量试验表明，该协方差对应的前12 h降水预报效果改善明显，尤其是强降水预报。
2015, 31(2): 173-181.
摘要:
利用中尺度模式对一次华南强降水过程进行模拟分析发现，模式对南岭-武夷山地区的降水存在漏报或预报强度偏弱的现象。通过与提前12 h预报结果的对比看出，引起这种预报误差的主要原因在于本次预报的模式初值中未包含地形强迫造成的小尺度局地扰动信息。对地形重力波拖曳和阻塞流拖曳参数化方案的比较发现，阻塞流拖曳力强度明显强于地形重力波拖曳，它有可能导致雨带位置偏离实况。一系列的初值敏感性试验结果表明，南岭-武夷山地区上空850~500 hPa的风场扰动增量对改进本次降水预报效果的影响最关键。
利用中尺度模式对一次华南强降水过程进行模拟分析发现，模式对南岭-武夷山地区的降水存在漏报或预报强度偏弱的现象。通过与提前12 h预报结果的对比看出，引起这种预报误差的主要原因在于本次预报的模式初值中未包含地形强迫造成的小尺度局地扰动信息。对地形重力波拖曳和阻塞流拖曳参数化方案的比较发现，阻塞流拖曳力强度明显强于地形重力波拖曳，它有可能导致雨带位置偏离实况。一系列的初值敏感性试验结果表明，南岭-武夷山地区上空850~500 hPa的风场扰动增量对改进本次降水预报效果的影响最关键。
2015, 31(2): 182-192.
摘要:
通过合成三种具有代表性的两类ENSO指数，将El Ni?o事件划分为东部(EP)和中部(CP)型。利用EOF、相关分析、合成分析等方法探究了印度洋偶极子(IOD)与两类El Ni?o事件的关联及其产生的可能机理。研究表明，源于热带太平洋-印度洋尺度海气相互作用的IOD事件由两种型态构成，其分别与EP和CP型El Ni?o事件相联系。与EP型El Ni?o相联系的IOD事件(第一类IOD)在赤道印度洋50～150 m的温跃层附近信号最强，并关于赤道呈南强北弱的准对称海温异常分布；与CP型El Ni?o相联系的IOD事件(第二类IOD)则在热带南印度洋海表层信号最强。在产生机理方面，EP型El Ni?o发展时，异常Walker环流在赤道印度洋海表面产生较强的东风应力，使赤道印度洋东部冷水上翻，西部暖水堆积；同时，赤道外南强北弱的异常反气旋环流造成旋度中心区域暖水堆积, 形成第一类IOD事件。CP型El Ni?o发展时，异常Walker环流较弱，中心西移，赤道印度洋东风应力距平较弱，偶极子信号在赤道印度洋不显著；苏门答腊岛南部出现异常反气旋，其东侧偏南风和西侧偏北风分别将高纬冷水和低纬暖水向15～25 °S的热带南印度洋输送；同时热带南印度洋东、西部风场分别有较强的辐散、辐合，使东部海温降低、西部升高，形成第二类IOD事件。
通过合成三种具有代表性的两类ENSO指数，将El Ni?o事件划分为东部(EP)和中部(CP)型。利用EOF、相关分析、合成分析等方法探究了印度洋偶极子(IOD)与两类El Ni?o事件的关联及其产生的可能机理。研究表明，源于热带太平洋-印度洋尺度海气相互作用的IOD事件由两种型态构成，其分别与EP和CP型El Ni?o事件相联系。与EP型El Ni?o相联系的IOD事件(第一类IOD)在赤道印度洋50～150 m的温跃层附近信号最强，并关于赤道呈南强北弱的准对称海温异常分布；与CP型El Ni?o相联系的IOD事件(第二类IOD)则在热带南印度洋海表层信号最强。在产生机理方面，EP型El Ni?o发展时，异常Walker环流在赤道印度洋海表面产生较强的东风应力，使赤道印度洋东部冷水上翻，西部暖水堆积；同时，赤道外南强北弱的异常反气旋环流造成旋度中心区域暖水堆积, 形成第一类IOD事件。CP型El Ni?o发展时，异常Walker环流较弱，中心西移，赤道印度洋东风应力距平较弱，偶极子信号在赤道印度洋不显著；苏门答腊岛南部出现异常反气旋，其东侧偏南风和西侧偏北风分别将高纬冷水和低纬暖水向15～25 °S的热带南印度洋输送；同时热带南印度洋东、西部风场分别有较强的辐散、辐合，使东部海温降低、西部升高，形成第二类IOD事件。
2015, 31(2): 193-201.
摘要:
基于2005—2013年臭氧监测仪(OMI)遥感反演对流层NO2垂直柱浓度资料，分析珠江三角洲地区(简称珠三角)城市群及其相邻区域NO2的时空分布特征及变化趋势，并探究人类活动对NO2的影响。与地面观测数据对比检验显示，OMI遥感NO2资料可靠性较高。研究发现，珠三角城市地区由于工业生产活跃、汽车拥有量高、能源和电力消费量大，相应的化石能源消耗量大，这导致该地区对流层NO2柱浓度平均值(7.4×1015 molec/cm2)约为相邻地区的3倍。与此同时，珠三角地区NO2高污染区域连成一片，城市群效应显著。正弦模型能较好地拟合珠三角及相邻地区NO2的周期性变化特征，NO2浓度高值均出现在冬季，低值出现在夏季。近9年珠三角地区NO2浓度呈下降趋势，与其第二产业产值和汽车拥有量呈较显著的负相关，这表明珠三角地区对氮氧化物排放的治理初见成效。粤东和粤北地区NO2浓度增长趋势显著，与第二产业产值和汽车拥有量存在较好的正相关性，可见工业排放和汽车尾气是这些地区NO2的重要污染源。粤西地区NO2浓度基本不变。
基于2005—2013年臭氧监测仪(OMI)遥感反演对流层NO2垂直柱浓度资料，分析珠江三角洲地区(简称珠三角)城市群及其相邻区域NO2的时空分布特征及变化趋势，并探究人类活动对NO2的影响。与地面观测数据对比检验显示，OMI遥感NO2资料可靠性较高。研究发现，珠三角城市地区由于工业生产活跃、汽车拥有量高、能源和电力消费量大，相应的化石能源消耗量大，这导致该地区对流层NO2柱浓度平均值(7.4×1015 molec/cm2)约为相邻地区的3倍。与此同时，珠三角地区NO2高污染区域连成一片，城市群效应显著。正弦模型能较好地拟合珠三角及相邻地区NO2的周期性变化特征，NO2浓度高值均出现在冬季，低值出现在夏季。近9年珠三角地区NO2浓度呈下降趋势，与其第二产业产值和汽车拥有量呈较显著的负相关，这表明珠三角地区对氮氧化物排放的治理初见成效。粤东和粤北地区NO2浓度增长趋势显著，与第二产业产值和汽车拥有量存在较好的正相关性，可见工业排放和汽车尾气是这些地区NO2的重要污染源。粤西地区NO2浓度基本不变。
2015, 31(2): 202-212.
摘要:
利用高分辨率模式输出资料，诊断分析强垂直风切变环境下飓风Bonnie(1998)中风暴相对螺旋度的分布特征，再现了Molinari等(2008)利用下投式探空仪获得的该飓风内部风暴相对螺旋度的离散观测结果。通过对比不同垂直风切变环境下，不同区域风暴的相对螺旋度、对流有效位能及风速的水平分布，揭示出与高值风暴相对螺旋度相联系的强对流单体的分布与环境垂直风切变的密切联系。基于风暴相对螺旋度和对流有效位能的配置分析，研究强环境垂直风切变时段，眼壁附近的深厚涡旋对流以及螺旋雨带中的小型对流单体的三维结构和演变特征。分析表明，环境垂直风切变较强时，在眼壁附近的顺切变区存在典型的深厚涡旋对流系统，这类深厚涡旋系统能够激发二级垂直环流，有利于旋转上升运动的维持，并在近眼心区域引发补偿性的干暖下沉气流，有助于飓风暖心的维持和加强；同时，螺旋雨带中也存在以涡度为特征的小型对流单体，这些对流单体随着平流不断移入飓风中心，使得飓风中心垂直涡度增加，最终导致飓风强度的增强。
利用高分辨率模式输出资料，诊断分析强垂直风切变环境下飓风Bonnie(1998)中风暴相对螺旋度的分布特征，再现了Molinari等(2008)利用下投式探空仪获得的该飓风内部风暴相对螺旋度的离散观测结果。通过对比不同垂直风切变环境下，不同区域风暴的相对螺旋度、对流有效位能及风速的水平分布，揭示出与高值风暴相对螺旋度相联系的强对流单体的分布与环境垂直风切变的密切联系。基于风暴相对螺旋度和对流有效位能的配置分析，研究强环境垂直风切变时段，眼壁附近的深厚涡旋对流以及螺旋雨带中的小型对流单体的三维结构和演变特征。分析表明，环境垂直风切变较强时，在眼壁附近的顺切变区存在典型的深厚涡旋对流系统，这类深厚涡旋系统能够激发二级垂直环流，有利于旋转上升运动的维持，并在近眼心区域引发补偿性的干暖下沉气流，有助于飓风暖心的维持和加强；同时，螺旋雨带中也存在以涡度为特征的小型对流单体，这些对流单体随着平流不断移入飓风中心，使得飓风中心垂直涡度增加，最终导致飓风强度的增强。
2015, 31(2): 213-222.
摘要:
利用雷达、探空、自动站等资料及数值模拟对2012年10月南海强台风“山神”引发龙卷的外围雨带中超级单体的结构特征和环境场特征进行分析，结果表明：⑴ 超级单体既有大陆性超级单体特征(有弱回波区、强的回波悬垂和中气旋等)，又有热带对流回波特征(回波质心高度和强的回波高度低)；⑵ 当超级单体发展时，云内有较强的倾斜下沉气流，下沉气流向前流出有利于右后侧气流的流入，使得单体进一步发展，同时下沉气流使得云底高度下降，加大发生龙卷的概率；⑶ 龙卷发生前的环境场中层有干冷空气侵入，增加了大气不稳定度，同时低层具备较强的垂直风切变和低的抬升凝结高度的有利条件；⑷ 除地形摩擦辐合抬升有利于垂直涡度增加外，局地的三角洲地形也有利于局地垂直涡度增加，大大增加发生龙卷的概率。
利用雷达、探空、自动站等资料及数值模拟对2012年10月南海强台风“山神”引发龙卷的外围雨带中超级单体的结构特征和环境场特征进行分析，结果表明：⑴ 超级单体既有大陆性超级单体特征(有弱回波区、强的回波悬垂和中气旋等)，又有热带对流回波特征(回波质心高度和强的回波高度低)；⑵ 当超级单体发展时，云内有较强的倾斜下沉气流，下沉气流向前流出有利于右后侧气流的流入，使得单体进一步发展，同时下沉气流使得云底高度下降，加大发生龙卷的概率；⑶ 龙卷发生前的环境场中层有干冷空气侵入，增加了大气不稳定度，同时低层具备较强的垂直风切变和低的抬升凝结高度的有利条件；⑷ 除地形摩擦辐合抬升有利于垂直涡度增加外，局地的三角洲地形也有利于局地垂直涡度增加，大大增加发生龙卷的概率。
2015, 31(2): 223-236.
摘要:
利用常规气象观测资料、卫星云图、NCEP再分析资料，从环流背景、物理量场、地形作用等方面对两个路径不同，但造成广西南部强降水却相似的云系呈非对称分布的热带气旋(TC)“温比亚”(1306)和“科罗旺”(0312)进行对比分析。结果表明：(1) “温比亚”过程发生在500 hPa副热带高压(以下简称副高)稳定的环流背景下，副高位于TC的东北侧有利于“温比亚”西北行，“科罗旺”过程发生在副高减弱东退的环流形势下，副高位于TC的北侧，造成“科罗旺”西北偏西行，在琼州海峡附近登陆后“科罗旺”移动路径比“温比亚”偏南。(2) 200 hPa强盛的南亚高压影响下TC的流出气流中心偏于TC中心的南侧，是两次过程TC非对称结构的根本动力原因。(3) 两次过程TC中心南侧低层强辐合与高层强辐散的配置，整层水汽通量散度辐合大值区主要分布在TC中心的南侧，决定了云系的非对称分布。(4) 两个TC的假相当位温(θse)、相对湿度(RH)均呈准对称分布，表明热力因子不是其非对称结构的主要因子。(5) “温比亚”影响广西时，广西南部处在其移动路径的左侧，受偏西气流影响，东北-西南向分布的地形作用不明显，强降水由偏于TC中心南侧的云系造成；“科罗旺”影响广西时，广西南部位于其中心北侧少云区，处于其移动路径的右侧，东南气流与山脉垂直，强降水由地形抬升作用引起的新生强对流云团引起。
利用常规气象观测资料、卫星云图、NCEP再分析资料，从环流背景、物理量场、地形作用等方面对两个路径不同，但造成广西南部强降水却相似的云系呈非对称分布的热带气旋(TC)“温比亚”(1306)和“科罗旺”(0312)进行对比分析。结果表明：(1) “温比亚”过程发生在500 hPa副热带高压(以下简称副高)稳定的环流背景下，副高位于TC的东北侧有利于“温比亚”西北行，“科罗旺”过程发生在副高减弱东退的环流形势下，副高位于TC的北侧，造成“科罗旺”西北偏西行，在琼州海峡附近登陆后“科罗旺”移动路径比“温比亚”偏南。(2) 200 hPa强盛的南亚高压影响下TC的流出气流中心偏于TC中心的南侧，是两次过程TC非对称结构的根本动力原因。(3) 两次过程TC中心南侧低层强辐合与高层强辐散的配置，整层水汽通量散度辐合大值区主要分布在TC中心的南侧，决定了云系的非对称分布。(4) 两个TC的假相当位温(θse)、相对湿度(RH)均呈准对称分布，表明热力因子不是其非对称结构的主要因子。(5) “温比亚”影响广西时，广西南部处在其移动路径的左侧，受偏西气流影响，东北-西南向分布的地形作用不明显，强降水由偏于TC中心南侧的云系造成；“科罗旺”影响广西时，广西南部位于其中心北侧少云区，处于其移动路径的右侧，东南气流与山脉垂直，强降水由地形抬升作用引起的新生强对流云团引起。
2015, 31(2): 237-246.
摘要:
利用澳大利亚气象局RMM指数(Real-time Multivariate MJO Index)和美国联合预警中心(Joint Typhoon Warming Center)的最佳台风路径资料以及NCEP/NCAR逐日和逐月平均的再分析资料，分析研究西北太平洋热带气旋(TC)的年代际变化及其与MJO之间的关系。结果表明，相比1979—1997年时段，1998—2010年时段的西北太平洋TC生成频数发生显著减少的改变，且TC频数减少主要出现在MJO活跃位相(4、5、6、7位相)中。通过对1979—1997年和1998—2010年两个时段的气候背景与MJO传播进程比较分析发现，1998—2010年时段TC频数显著降低，主要由于赤道太平洋海表温度La Ni?a型的冷却，导致该时段Walker环流增强，从而使得西北太平洋地区产生底层东风异常、负相对涡度增加、海平面气压升高、垂直风切变加大等抑制TC生成的大尺度环流条件。同时，在此气候背景下的MJO周期缩短、活跃持续日数减少、部分活跃位相低频风场出现东风异常和对流活跃面积收缩，也可能进一步导致TC频数在上述两个时段的较大差异。
利用澳大利亚气象局RMM指数(Real-time Multivariate MJO Index)和美国联合预警中心(Joint Typhoon Warming Center)的最佳台风路径资料以及NCEP/NCAR逐日和逐月平均的再分析资料，分析研究西北太平洋热带气旋(TC)的年代际变化及其与MJO之间的关系。结果表明，相比1979—1997年时段，1998—2010年时段的西北太平洋TC生成频数发生显著减少的改变，且TC频数减少主要出现在MJO活跃位相(4、5、6、7位相)中。通过对1979—1997年和1998—2010年两个时段的气候背景与MJO传播进程比较分析发现，1998—2010年时段TC频数显著降低，主要由于赤道太平洋海表温度La Ni?a型的冷却，导致该时段Walker环流增强，从而使得西北太平洋地区产生底层东风异常、负相对涡度增加、海平面气压升高、垂直风切变加大等抑制TC生成的大尺度环流条件。同时，在此气候背景下的MJO周期缩短、活跃持续日数减少、部分活跃位相低频风场出现东风异常和对流活跃面积收缩，也可能进一步导致TC频数在上述两个时段的较大差异。
2015, 31(2): 247-254.
摘要:
借助Biot-Savart定律和二维涡度方程以及美国国家环境预报中心的数据资料，分析了海陆分布的下垫面热力差异与南海中北部低空急流发生和发展的关系。分析结果表明：南海中北部的低空急流由秋季出现在海陆交界处的偏东强风带南移加强而致，最大风速层出现在925 hPa附近，其形成与海陆热力差异增大有关。进入秋季后，由于太阳辐射的季节变化及北下冷空气的双重作用，东亚大陆近地层的温度下降迅速，而南海洋面温度变化极小，南北温差加剧。两地近地层温度的相对变化，加大了大气上升和下沉运动，使得东亚大陆负相对涡度及南海地区的正相对涡度均得以增强。由Biot-Savart定律可知，东亚大陆和南海地区之间相对涡度通量的加大必将于南海中北部对流层低层诱导出强的辐合风速，形成带状偏东风急流。由于南海南部的涡通量大于东亚大陆地区，因此南海南部高温正涡中心所诱导出的水平速度是构成南海中北部低空急流的最主要分量，而来自东亚大陆低温负涡中心的贡献居次。
借助Biot-Savart定律和二维涡度方程以及美国国家环境预报中心的数据资料，分析了海陆分布的下垫面热力差异与南海中北部低空急流发生和发展的关系。分析结果表明：南海中北部的低空急流由秋季出现在海陆交界处的偏东强风带南移加强而致，最大风速层出现在925 hPa附近，其形成与海陆热力差异增大有关。进入秋季后，由于太阳辐射的季节变化及北下冷空气的双重作用，东亚大陆近地层的温度下降迅速，而南海洋面温度变化极小，南北温差加剧。两地近地层温度的相对变化，加大了大气上升和下沉运动，使得东亚大陆负相对涡度及南海地区的正相对涡度均得以增强。由Biot-Savart定律可知，东亚大陆和南海地区之间相对涡度通量的加大必将于南海中北部对流层低层诱导出强的辐合风速，形成带状偏东风急流。由于南海南部的涡通量大于东亚大陆地区，因此南海南部高温正涡中心所诱导出的水平速度是构成南海中北部低空急流的最主要分量，而来自东亚大陆低温负涡中心的贡献居次。
2015, 31(2): 255-263.
摘要:
利用WRF耦合城市冠层模式作为区域气候模式，对2001—2007年长江三角洲地区夏季降水进行高分辨率模拟，与站点资料对比来检验模式的适用性；将上海及周边的城建土地利用类型用灌溉农田代替，进行敏感性试验，对比分析城市化对该地区降水、气温的影响，并探讨其影响机制，结果表明：(1) WRF模式合理模拟出该地区夏季降水的气候态分布特征，与实况观测比较接近，并具有较高的时间序列相关系数；该模式具有较高的适用性，可用于该地区研究城市化效应；(2) 城市化使得长三角地区城区上空气候态日平均降水减少，城区下风方向气候态日平均降水增强；城市化进程中不透水的城区面积扩大导致自然植被减少，潜热通量变小，进而减少地表蒸发以及相应局地大气水分的供给，从而使得城区上空降水减少；(3) 城市化使得以上海为中心的长三角城区气候态平均气温显著升高，气温升高最大值达0.8 ℃，升高幅度夜间时段大于白天时段、日最低气温大于日最高气温，城市热岛效应在夜间更明显，城区气温日较差明显减小；城区的城建结构以及建筑群吸收和存储大量太阳短波辐射以及人为热源释放的热能，减少了地面长波辐射的支出，从而使得城区感热通量增大，当其传播到空气中，使得城区地面气温升高。
利用WRF耦合城市冠层模式作为区域气候模式，对2001—2007年长江三角洲地区夏季降水进行高分辨率模拟，与站点资料对比来检验模式的适用性；将上海及周边的城建土地利用类型用灌溉农田代替，进行敏感性试验，对比分析城市化对该地区降水、气温的影响，并探讨其影响机制，结果表明：(1) WRF模式合理模拟出该地区夏季降水的气候态分布特征，与实况观测比较接近，并具有较高的时间序列相关系数；该模式具有较高的适用性，可用于该地区研究城市化效应；(2) 城市化使得长三角地区城区上空气候态日平均降水减少，城区下风方向气候态日平均降水增强；城市化进程中不透水的城区面积扩大导致自然植被减少，潜热通量变小，进而减少地表蒸发以及相应局地大气水分的供给，从而使得城区上空降水减少；(3) 城市化使得以上海为中心的长三角城区气候态平均气温显著升高，气温升高最大值达0.8 ℃，升高幅度夜间时段大于白天时段、日最低气温大于日最高气温，城市热岛效应在夜间更明显，城区气温日较差明显减小；城区的城建结构以及建筑群吸收和存储大量太阳短波辐射以及人为热源释放的热能，减少了地面长波辐射的支出，从而使得城区感热通量增大，当其传播到空气中，使得城区地面气温升高。
2015, 31(2): 264-272.
摘要:
利用完全在线耦合气溶胶-云-化学WRF-Chem数值模式，采用Lin双参数云微物理方案，对珠江三角洲地区2010年5月14日的一次大暴雨过程进行了模拟。在无污染物排放源(控制试验)和有污染物排放源(敏感试验)背景下对云微物理结构和转换过程进行对比分析。结果表明：在降水中心位置和范围上，敏感试验和控制试验均与实况降水相近。但加入污染物排放源后，总累积降水量减少，而平均降水率峰值有所提高，并且降水初始时刻会比无污染物排放源时滞后一些。云水蒸发和雨水蒸发在降水初始阶段的减少，延缓了降水的发生；云水自动转化成雨水的增加致使雨水混合比在降水加强时段增加，造成平均降水率峰值提高；以雨水被霰收集为主的冷云过程的减少导致总累积降水量减少。
利用完全在线耦合气溶胶-云-化学WRF-Chem数值模式，采用Lin双参数云微物理方案，对珠江三角洲地区2010年5月14日的一次大暴雨过程进行了模拟。在无污染物排放源(控制试验)和有污染物排放源(敏感试验)背景下对云微物理结构和转换过程进行对比分析。结果表明：在降水中心位置和范围上，敏感试验和控制试验均与实况降水相近。但加入污染物排放源后，总累积降水量减少，而平均降水率峰值有所提高，并且降水初始时刻会比无污染物排放源时滞后一些。云水蒸发和雨水蒸发在降水初始阶段的减少，延缓了降水的发生；云水自动转化成雨水的增加致使雨水混合比在降水加强时段增加，造成平均降水率峰值提高；以雨水被霰收集为主的冷云过程的减少导致总累积降水量减少。
2015, 31(2): 273-279.
摘要:
为提高雷达外推和数值模式对短临预报能力的认识，采用强度尺度方法对比检验了2012年浙江省梅汛期内的雷达外推和WRF、T639、ECMWF 4类定量降水预报(QPF)产品。检验结果表明：短临预报的大部分误差来自较小的时空尺度，在强降水方面表现尤为明显。对于雷达和模式的预报能力交叉点(3 h前后)的QPF检验，雷达的误差比率随着空间尺度增大先减后增，而模式随尺度增大误差比率总体递减。在中小尺度(2 °及以下)雷达总体较准确，但0.25 °尺度是个特例，在较大尺度(4 °及以上)的弱降水上雷达不如模式。雷达在0.5 °、1 °尺度上相对误差贡献最少；在2 °、4 °尺度下，ECMWF表现最优。同时，雷达对于中-β和较小的中-α尺度系统的预报检验效果最好，对尺度达几百公里的弱系统不如数值模式，对于10~30 km的中-γ尺度系统雷达预报带来近74%的空报，今后需提高其对中-γ尺度系统生消的预报能力。
为提高雷达外推和数值模式对短临预报能力的认识，采用强度尺度方法对比检验了2012年浙江省梅汛期内的雷达外推和WRF、T639、ECMWF 4类定量降水预报(QPF)产品。检验结果表明：短临预报的大部分误差来自较小的时空尺度，在强降水方面表现尤为明显。对于雷达和模式的预报能力交叉点(3 h前后)的QPF检验，雷达的误差比率随着空间尺度增大先减后增，而模式随尺度增大误差比率总体递减。在中小尺度(2 °及以下)雷达总体较准确，但0.25 °尺度是个特例，在较大尺度(4 °及以上)的弱降水上雷达不如模式。雷达在0.5 °、1 °尺度上相对误差贡献最少；在2 °、4 °尺度下，ECMWF表现最优。同时，雷达对于中-β和较小的中-α尺度系统的预报检验效果最好，对尺度达几百公里的弱系统不如数值模式，对于10~30 km的中-γ尺度系统雷达预报带来近74%的空报，今后需提高其对中-γ尺度系统生消的预报能力。
2015, 31(2): 280-288.
摘要:
在6个高速公路沿线的新建交通站夏半年资料中挑出13个低能见度天气过程，过程都发生在春末、秋初，降温降雨天气背景下；都是局地甚至单点的，集中在贵都高速地势相对较高处，是锋面雾、地形雾和低云接地成雾与地形影响相互结合的结果。将低能见度过程分为长过程和短过程：长过程有“象鼻”和缓慢下降的前期形态。过程期间能见度震荡幅度大，变化快，反复时间长，影响大。短过程即“山区团雾”占多数，能见度呈“突降”形态，其范围小，强度大，发生突然，影响时间有限，但很难提前预判。从各要素变化特征来看：低能见度过程前湿度往往已达100%，较一般的雾要求更高；温度变化平稳；长过程期间多有弱降水；风速与能见度有负相关，短过程中更明显，反映“山区团雾”与低云有直接关系，一定的风速是其发生的必要条件。山区低能见度过程形成复杂，相邻站点临近时段的两个低能见度过程表现出不同的特性，分别为锋面雾和低云接地成雾。交通站监测和气象资料背景场分析结合，才能提高山区低能见度的监测预报效果。
在6个高速公路沿线的新建交通站夏半年资料中挑出13个低能见度天气过程，过程都发生在春末、秋初，降温降雨天气背景下；都是局地甚至单点的，集中在贵都高速地势相对较高处，是锋面雾、地形雾和低云接地成雾与地形影响相互结合的结果。将低能见度过程分为长过程和短过程：长过程有“象鼻”和缓慢下降的前期形态。过程期间能见度震荡幅度大，变化快，反复时间长，影响大。短过程即“山区团雾”占多数，能见度呈“突降”形态，其范围小，强度大，发生突然，影响时间有限，但很难提前预判。从各要素变化特征来看：低能见度过程前湿度往往已达100%，较一般的雾要求更高；温度变化平稳；长过程期间多有弱降水；风速与能见度有负相关，短过程中更明显，反映“山区团雾”与低云有直接关系，一定的风速是其发生的必要条件。山区低能见度过程形成复杂，相邻站点临近时段的两个低能见度过程表现出不同的特性，分别为锋面雾和低云接地成雾。交通站监测和气象资料背景场分析结合，才能提高山区低能见度的监测预报效果。
粤公网安备 4401069904700003号