2017年 第33卷 第1期
2017, 33(1): 1-10.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.01.001
摘要:
利用1979—2010年观测和再分析资料，诊断分析ENSO对中国华南冬半年降水的影响及其机制。结果表明，在El Niño冬半年期间，东亚沿岸上空对流层低层南风的增强导致了水汽输送明显偏多，水汽在华南辐合，使得大气可降水量和比湿增加，降水显著偏多。而在La Niña冬半年期间，这些大气要素并没有呈现显著的相反变化，负异常的量值很弱并在统计上不显著。通过进一步分析El Niño和La Niña冬半年期间季节内振荡的特点，给出一种华南冬半年降水对ENSO信号不对称响应的物理解释。El Niño期间，热带西太平洋到南海地区的季节内振荡不活跃，与El Niño相联系的西北太平洋反气旋性环流异常造成的水汽输送以及水汽辐合在华南能够稳定维持，致使华南降水明显偏多。但在La Niña冬半年期间，季节内振荡很活跃，与La Niña相联系的西北太平洋气旋性环流异常受到季节内时间尺度的扰动影响，ENSO的年际变化信号被季节内振荡破坏，使得西北太平洋和华南的年际异常信号不能得到稳定维持，导致与ENSO信号相联系的年际变化在统计上不显著。因此，热带西太平洋到南海地区的季节内振荡强度在El Niño和La Niña冬半年期间的差异，是华南冬半年降水对ENSO信号不对称响应的一个主要原因。
利用1979—2010年观测和再分析资料，诊断分析ENSO对中国华南冬半年降水的影响及其机制。结果表明，在El Niño冬半年期间，东亚沿岸上空对流层低层南风的增强导致了水汽输送明显偏多，水汽在华南辐合，使得大气可降水量和比湿增加，降水显著偏多。而在La Niña冬半年期间，这些大气要素并没有呈现显著的相反变化，负异常的量值很弱并在统计上不显著。通过进一步分析El Niño和La Niña冬半年期间季节内振荡的特点，给出一种华南冬半年降水对ENSO信号不对称响应的物理解释。El Niño期间，热带西太平洋到南海地区的季节内振荡不活跃，与El Niño相联系的西北太平洋反气旋性环流异常造成的水汽输送以及水汽辐合在华南能够稳定维持，致使华南降水明显偏多。但在La Niña冬半年期间，季节内振荡很活跃，与La Niña相联系的西北太平洋气旋性环流异常受到季节内时间尺度的扰动影响，ENSO的年际变化信号被季节内振荡破坏，使得西北太平洋和华南的年际异常信号不能得到稳定维持，导致与ENSO信号相联系的年际变化在统计上不显著。因此，热带西太平洋到南海地区的季节内振荡强度在El Niño和La Niña冬半年期间的差异，是华南冬半年降水对ENSO信号不对称响应的一个主要原因。
2017, 33(1): 11-20.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.01.002
摘要:
利用1961—2008年NCEP逐日、逐月再分析资料和全国和华南各省台站逐日降水资料，得到华南后汛期持续性暴雨74例，其中热带气旋 (TC) 引起的持续性暴雨 (TCR) 有54例，季风引起的持续性暴雨 (MSR) 有20例。TCR主要发生在8月，占TCR总数的52%，MSR主要发生在7月，占MSR总数的70%。两类持续性暴雨的出现次数具有明显的年代际变化特征，自1980年代以来发生的次数明显增加。通过对比分析得到，MSR主要由前期和同期热带中东太平洋异常海温持续偏暖所致，其一方面加强了南海夏季风环流、水汽辐合异常增强；另一方面增强了菲律宾海的对流，使得高空西风急流位置偏北；在两者的共同作用下，大气环流激发出“-、+、-”的EAP遥相关型波列分布，为7月持续性暴雨的发生提供有利条件。相比之下，TCR主要由于8月局地海温-黑潮区海温异常偏冷致使高空西风急流位置偏北所致。此外，叠加在这种尺度背景下，导致MSR和TCR发生的关键是10~20天季节内振荡导致系统由东南向西北传播。
利用1961—2008年NCEP逐日、逐月再分析资料和全国和华南各省台站逐日降水资料，得到华南后汛期持续性暴雨74例，其中热带气旋 (TC) 引起的持续性暴雨 (TCR) 有54例，季风引起的持续性暴雨 (MSR) 有20例。TCR主要发生在8月，占TCR总数的52%，MSR主要发生在7月，占MSR总数的70%。两类持续性暴雨的出现次数具有明显的年代际变化特征，自1980年代以来发生的次数明显增加。通过对比分析得到，MSR主要由前期和同期热带中东太平洋异常海温持续偏暖所致，其一方面加强了南海夏季风环流、水汽辐合异常增强；另一方面增强了菲律宾海的对流，使得高空西风急流位置偏北；在两者的共同作用下，大气环流激发出“-、+、-”的EAP遥相关型波列分布，为7月持续性暴雨的发生提供有利条件。相比之下，TCR主要由于8月局地海温-黑潮区海温异常偏冷致使高空西风急流位置偏北所致。此外，叠加在这种尺度背景下，导致MSR和TCR发生的关键是10~20天季节内振荡导致系统由东南向西北传播。
2017, 33(1): 21-29.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.01.003
摘要:
海洋性大陆区域是太平洋和印度洋通过“大气桥”发生相互作用的区域，也是亚洲季风和澳洲季风相互作用的重要地区。利用1979—2012年的NCEP/NCAR、CMAP月平均资料和合成分析等方法，研究了海洋性大陆核心区域非绝热加热年代际变化规律及其与东亚夏季风的可能联系。海洋性大陆地区气候变动在95~145 °E，10 °S~10 °N区域尤为显著，记此区域为海洋性大陆核心区域（即KMC区域）。不考虑大气中潜热释放时，KMC区域的非绝热加热率在1979—2012年之间存在显著的年代际变化，加热作用由弱增强，在1980年代末期达到峰值后，即转为减弱阶段。对非绝热加热异常各分量的分析发现，在KMC区域，表面潜热和净大气长波辐射起主要作用。当非绝热加热负异常时，KMC区域的陆地降水偏多，海洋上降水偏少，赤道上存在气流辐合。在115~120 °E区间平均的经圈剖面上，气流在赤道地区上升、南海下沉、30 °N处上升，构成了异常的垂直环流圈。水汽从孟加拉湾、南海地区向中国东部输送，利于产生降水正异常。东亚剖面上的经圈环流在联系KMC区域非绝热加热和东亚夏季风异常的年代际变化中起重要作用。
海洋性大陆区域是太平洋和印度洋通过“大气桥”发生相互作用的区域，也是亚洲季风和澳洲季风相互作用的重要地区。利用1979—2012年的NCEP/NCAR、CMAP月平均资料和合成分析等方法，研究了海洋性大陆核心区域非绝热加热年代际变化规律及其与东亚夏季风的可能联系。海洋性大陆地区气候变动在95~145 °E，10 °S~10 °N区域尤为显著，记此区域为海洋性大陆核心区域（即KMC区域）。不考虑大气中潜热释放时，KMC区域的非绝热加热率在1979—2012年之间存在显著的年代际变化，加热作用由弱增强，在1980年代末期达到峰值后，即转为减弱阶段。对非绝热加热异常各分量的分析发现，在KMC区域，表面潜热和净大气长波辐射起主要作用。当非绝热加热负异常时，KMC区域的陆地降水偏多，海洋上降水偏少，赤道上存在气流辐合。在115~120 °E区间平均的经圈剖面上，气流在赤道地区上升、南海下沉、30 °N处上升，构成了异常的垂直环流圈。水汽从孟加拉湾、南海地区向中国东部输送，利于产生降水正异常。东亚剖面上的经圈环流在联系KMC区域非绝热加热和东亚夏季风异常的年代际变化中起重要作用。
2017, 33(1): 30-42.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.01.004
摘要:
采用南海台风模式，对2011年业务预报误差较大的台风“洛克”（1115）和“桑卡”（1116）双台风的初值方案进行试验和研究，目的在于寻求改进预报的线索，从而提升台风模式性能。针对“洛克”和“桑卡”台风设计了几组初值方案对比试验，结果表明，仅对弱台风“桑卡”进行重定位和bogus的初值处理，与对双台风都进行初值处理相比较，两台风的路径预报误差减小。分析认为仅对弱台风作初值处理以改善其涡旋环流的影响是该双台风路径预报得以改进的原因。对2011—2012年所有弱台风进行批量预报试验，结果表明对弱台风采用重定位和bogus的初值处理，台风路径预报和强度预报的误差减小。对弱台风进行重定位和bogus初值处理，可改善模式对弱台风的预报效果。此外，目前南海台风模式中现有的bogus方法构造的涡旋相对于弱台风而言云顶偏高，可考虑发展针对弱台风的涡旋模型。
采用南海台风模式，对2011年业务预报误差较大的台风“洛克”（1115）和“桑卡”（1116）双台风的初值方案进行试验和研究，目的在于寻求改进预报的线索，从而提升台风模式性能。针对“洛克”和“桑卡”台风设计了几组初值方案对比试验，结果表明，仅对弱台风“桑卡”进行重定位和bogus的初值处理，与对双台风都进行初值处理相比较，两台风的路径预报误差减小。分析认为仅对弱台风作初值处理以改善其涡旋环流的影响是该双台风路径预报得以改进的原因。对2011—2012年所有弱台风进行批量预报试验，结果表明对弱台风采用重定位和bogus的初值处理，台风路径预报和强度预报的误差减小。对弱台风进行重定位和bogus初值处理，可改善模式对弱台风的预报效果。此外，目前南海台风模式中现有的bogus方法构造的涡旋相对于弱台风而言云顶偏高，可考虑发展针对弱台风的涡旋模型。
2017, 33(1): 43-52.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.01.005
摘要:
采用NCEP再分析资料，揭示了南海-西太平洋春季对流存在显著的10~30天振荡周期。在年际尺度上，南海-西太平洋春季对流10~30天振荡强度（简称SCSWP_SISO）与南海夏季风爆发日期存在显著的负相关关系。当春季菲律宾和西太平洋海温偏高、赤道太平洋中部及以东地区海温偏低时，索马里、110 °E越赤道气流会加强，南海-西太平洋偏西风加强，产生异常气旋性环流，垂直上升运动增强，水汽异常偏多，东西风切变增强，有利于SCSWP_SISO增强。而SCSWP_SISO增强时，有由南往北、自西向东的异常气旋传播，从而减弱低层副热带高压使之较早撤出南海，南海夏季风得以较早爆发。反之亦然。在不同的年代际背景下，SCSWP_SISO经历了偏弱、较弱和偏强的变化，但影响其变化的因子并不完全一致。在第一阶段（1958—1976年），主导因子是南海-西太平洋冷的海温与异常下沉运动、异常减弱的水汽-对流条件。在第二阶段（1977—1993年），主导因子为中东太平洋异常偏冷的海温以及局地异常减弱的风场垂直切变。在第三阶段（1994—2011年），主导因子为热带海温的整体偏暖、风场垂直切变的增强以及水汽-对流的加强。但随着SCSWP_SISO的年代际增强，其与南海夏季风爆发日期的相关关系却呈现下降趋势。
采用NCEP再分析资料，揭示了南海-西太平洋春季对流存在显著的10~30天振荡周期。在年际尺度上，南海-西太平洋春季对流10~30天振荡强度（简称SCSWP_SISO）与南海夏季风爆发日期存在显著的负相关关系。当春季菲律宾和西太平洋海温偏高、赤道太平洋中部及以东地区海温偏低时，索马里、110 °E越赤道气流会加强，南海-西太平洋偏西风加强，产生异常气旋性环流，垂直上升运动增强，水汽异常偏多，东西风切变增强，有利于SCSWP_SISO增强。而SCSWP_SISO增强时，有由南往北、自西向东的异常气旋传播，从而减弱低层副热带高压使之较早撤出南海，南海夏季风得以较早爆发。反之亦然。在不同的年代际背景下，SCSWP_SISO经历了偏弱、较弱和偏强的变化，但影响其变化的因子并不完全一致。在第一阶段（1958—1976年），主导因子是南海-西太平洋冷的海温与异常下沉运动、异常减弱的水汽-对流条件。在第二阶段（1977—1993年），主导因子为中东太平洋异常偏冷的海温以及局地异常减弱的风场垂直切变。在第三阶段（1994—2011年），主导因子为热带海温的整体偏暖、风场垂直切变的增强以及水汽-对流的加强。但随着SCSWP_SISO的年代际增强，其与南海夏季风爆发日期的相关关系却呈现下降趋势。
2017, 33(1): 53-63.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.01.006
摘要:
对2009—2014年4—6月的华南沿海暖区暴雨依据低层环流进行分类：第一类为偏南向型，即珠江口以西经向性偏南向辐合线型，由东南、偏南、西南三支气流汇合；第二类为西南向型，即珠江口以东纬向性西南向辐合线型，由偏西和西南风两支气流汇合。6小时强降水统计显示，6年中偏南向型年平均73.2次，西南向型年平均50.3次。南海夏季风爆发后，两种类型发生频数均明显增加。两类低层辐合线系统对应上层的合成特征显示，500 hPa天气形势偏南向型为宽阔暖脊，温度脊落后，有较明显的暖平流，无锋区；西南向型为弱槽，中纬度温度槽落后，锋区偏北，华南位于锋面前暖区，有弱波动。两类暴雨垂直剖面上有深厚垂直速度中心伸展到400 hPa；对应强烈的辐合层为几个垂直叠置的辐合中心；均为水汽充沛，对流不稳定能量层次深厚，有较强凝结潜热释放，造成气柱增暖拉伸，加强深厚多中心辐合及上升气流，其中西南向型凝结潜热释放更强，偏南向型中高层暖平流强于其凝结潜热释放。探讨热力发展机制的数值模拟显示，凝结潜热释放对气柱增温，大大增强暴雨区垂直速度厚度与强度，并增强暴雨区低层辐合环流，减弱中层辐散环流，其影响力达到环流强度的30%~50%，有利于维持强烈对流，促进暖区暴雨的发展。
对2009—2014年4—6月的华南沿海暖区暴雨依据低层环流进行分类：第一类为偏南向型，即珠江口以西经向性偏南向辐合线型，由东南、偏南、西南三支气流汇合；第二类为西南向型，即珠江口以东纬向性西南向辐合线型，由偏西和西南风两支气流汇合。6小时强降水统计显示，6年中偏南向型年平均73.2次，西南向型年平均50.3次。南海夏季风爆发后，两种类型发生频数均明显增加。两类低层辐合线系统对应上层的合成特征显示，500 hPa天气形势偏南向型为宽阔暖脊，温度脊落后，有较明显的暖平流，无锋区；西南向型为弱槽，中纬度温度槽落后，锋区偏北，华南位于锋面前暖区，有弱波动。两类暴雨垂直剖面上有深厚垂直速度中心伸展到400 hPa；对应强烈的辐合层为几个垂直叠置的辐合中心；均为水汽充沛，对流不稳定能量层次深厚，有较强凝结潜热释放，造成气柱增暖拉伸，加强深厚多中心辐合及上升气流，其中西南向型凝结潜热释放更强，偏南向型中高层暖平流强于其凝结潜热释放。探讨热力发展机制的数值模拟显示，凝结潜热释放对气柱增温，大大增强暴雨区垂直速度厚度与强度，并增强暴雨区低层辐合环流，减弱中层辐散环流，其影响力达到环流强度的30%~50%，有利于维持强烈对流，促进暖区暴雨的发展。
2017, 33(1): 64-73.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.01.007
摘要:
2013年国家气象中心对GRAPES_TYM进行了改进，包括集成GRAPES-Meso模式相关改进（即基础模式升级）、对流参数化过程由Simplified Arakawa-Schubert（简称SAS）升级为Meso-SAS，并对涡旋初始化方案进行优化。7个典型个例试验统计分析表明，基础模式升级可使72 h平均路径误差减小10%，在基础模式升级的基础上对流参数化方案的升级可使72 h平均路径误差减小20%，涡旋初始化方案的优化可使72 h平均路径误差进一步减小10%。基础模式的升级和对流参数化方案的升级对GRAPES_TYM的预报路径系统右偏有明显改进；基础模式升级对强度预报的影响不明显，Meso-SAS的应用对12~48 h强度预报的改善效果较显著，而台风初始化方案的优化可以减小6~24 h预报时段内的强度预报误差。2013年全年台风回算结果表明，升级后的GRAPES_TYM其48~72 h后的路径预报误差较准业务系统减小15%~20%，最大风速预报误差减小4%~16%。
2013年国家气象中心对GRAPES_TYM进行了改进，包括集成GRAPES-Meso模式相关改进（即基础模式升级）、对流参数化过程由Simplified Arakawa-Schubert（简称SAS）升级为Meso-SAS，并对涡旋初始化方案进行优化。7个典型个例试验统计分析表明，基础模式升级可使72 h平均路径误差减小10%，在基础模式升级的基础上对流参数化方案的升级可使72 h平均路径误差减小20%，涡旋初始化方案的优化可使72 h平均路径误差进一步减小10%。基础模式的升级和对流参数化方案的升级对GRAPES_TYM的预报路径系统右偏有明显改进；基础模式升级对强度预报的影响不明显，Meso-SAS的应用对12~48 h强度预报的改善效果较显著，而台风初始化方案的优化可以减小6~24 h预报时段内的强度预报误差。2013年全年台风回算结果表明，升级后的GRAPES_TYM其48~72 h后的路径预报误差较准业务系统减小15%~20%，最大风速预报误差减小4%~16%。
2017, 33(1): 74-83.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.01.008
摘要:
利用WRF模式对美国NCEP发布的CFS气候预测业务产品在中国区域内进行动力降尺度预报，可得到预报时效为45天的逐6小时、30 km分辨率基础气象要素预测产品。再利用全国气象站观测资料和3个风电场70 m高度风速、温度观测资料对2015年冬季预测结果进行检验评估和分析，最后通过线性方法对地面要素预测结果和70 m高度风速、温度预测结果进行统计订正。结果表明：（1）2 m温度和相对湿度的全国预报平均绝对误差分别为4.71 ℃和18.81%，在华东、华中和华南地区误差较小；（2）10 m风速预报平均绝对误差为2.42 m/s，在东北、华北和西北地区误差较小；（3）线性订正后，2 m气温、相对湿度和10 m风速的预报绝对误差分别减小1.05 ℃、5.29%和1.47 m/s，并且订正后误差随时间变化更平稳；（4）订正后70 m高度风速和温度的预报绝对误差均减小，风速平均误差减小最大可达1.29 m/s（B塔），气温平均绝对误差减小最大可达3 ℃（C塔）。研究结果表明，基于CFS产品和WRF模式的、与月尺度风电预报关系密切的气象要素预报性能较好，未来可将该方法尝试于风电场的月尺度功率预测产品研发。
利用WRF模式对美国NCEP发布的CFS气候预测业务产品在中国区域内进行动力降尺度预报，可得到预报时效为45天的逐6小时、30 km分辨率基础气象要素预测产品。再利用全国气象站观测资料和3个风电场70 m高度风速、温度观测资料对2015年冬季预测结果进行检验评估和分析，最后通过线性方法对地面要素预测结果和70 m高度风速、温度预测结果进行统计订正。结果表明：（1）2 m温度和相对湿度的全国预报平均绝对误差分别为4.71 ℃和18.81%，在华东、华中和华南地区误差较小；（2）10 m风速预报平均绝对误差为2.42 m/s，在东北、华北和西北地区误差较小；（3）线性订正后，2 m气温、相对湿度和10 m风速的预报绝对误差分别减小1.05 ℃、5.29%和1.47 m/s，并且订正后误差随时间变化更平稳；（4）订正后70 m高度风速和温度的预报绝对误差均减小，风速平均误差减小最大可达1.29 m/s（B塔），气温平均绝对误差减小最大可达3 ℃（C塔）。研究结果表明，基于CFS产品和WRF模式的、与月尺度风电预报关系密切的气象要素预报性能较好，未来可将该方法尝试于风电场的月尺度功率预测产品研发。
2017, 33(1): 84-92.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.01.009
摘要:
基于近40年热带气旋（Tropical Cyclone，简称TC）日降水和最佳路径等观测资料，采用数理统计、天气学分析等方法对浙江省TC倒槽暴雨分布特征及其与TC的相互关系进行研究。（1）浙江省年均会发生1.8次TC倒槽暴雨，占TC暴雨总数约4成，是浙江省台风暴雨中的一种重要形式。每年8—9月是TC倒槽暴雨高发期，暴雨主要发生在宁波南部至温州一带沿海地区，暴雨中心多位于台州和温州沿海。（2）引发浙江省TC倒槽暴雨的热带气旋多在粤东至浙南登陆之后北上转向或西北行，登陆当天最易发生暴雨且雨强最强。暴雨发生时，福建中部沿海经海峡至台湾东北部一带是TC高频活动区。（3）距TC中心2.5~5.0纬距之间和TC东北偏北象限是倒槽暴雨中心的高频落区；较强暴雨发生在TC强度为热带低压时，且强中心易位于TC东北偏东象限，极端强降水发生主要与热带低压和副高等相互作用形成的偏东暖湿急流、TC倒槽强辐合和TC东北偏东象限中尺度深对流系统频繁活动有关。
基于近40年热带气旋（Tropical Cyclone，简称TC）日降水和最佳路径等观测资料，采用数理统计、天气学分析等方法对浙江省TC倒槽暴雨分布特征及其与TC的相互关系进行研究。（1）浙江省年均会发生1.8次TC倒槽暴雨，占TC暴雨总数约4成，是浙江省台风暴雨中的一种重要形式。每年8—9月是TC倒槽暴雨高发期，暴雨主要发生在宁波南部至温州一带沿海地区，暴雨中心多位于台州和温州沿海。（2）引发浙江省TC倒槽暴雨的热带气旋多在粤东至浙南登陆之后北上转向或西北行，登陆当天最易发生暴雨且雨强最强。暴雨发生时，福建中部沿海经海峡至台湾东北部一带是TC高频活动区。（3）距TC中心2.5~5.0纬距之间和TC东北偏北象限是倒槽暴雨中心的高频落区；较强暴雨发生在TC强度为热带低压时，且强中心易位于TC东北偏东象限，极端强降水发生主要与热带低压和副高等相互作用形成的偏东暖湿急流、TC倒槽强辐合和TC东北偏东象限中尺度深对流系统频繁活动有关。
2017, 33(1): 93-103.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.01.010
摘要:
利用2012年6—9月南海夏季风期间的近海海洋气象观测平台 (海上平台站) 和电白国家气候观象台 (电白站) 的地面气象站资料，气象塔资料以及GPS探空资料对海上平台站和电白站两站在季风活跃期和非活跃期的大气边界层结构特征进行研究分析。结果表明，活跃期与非活跃期两地的大气边界层结构特征有明显差异。(1) 在活跃期两站近地层风向全天由东南风主导，风速较大，且两站均出现连续降水，受云系和降水的影响，与非活跃期相比，电白站近地层日平均气温降低约为2 ℃；非活跃期两站风向全天无规则变化，且风速值小。(2) 在活跃期大气边界层内风向均为一致的东南风，风速较大，200 m以上的风速均大于8 m/s，而在非活跃期大气边界层内风速较小，风向变化较大，同一时刻不同高度的风向差可达180 °。(3) 在季风非活跃期混合层高度最高可达937 m，而在活跃期，受降水和云系的影响混合层高度明显降低，最大高度仅为700 m左右。(4) 活跃期受连续降水影响，大部分时刻的大气边界层内相对湿度大于80%。由此可见在季风活跃期与非活跃期不仅海陆气能量交换发生变化，大气边界层结构特征也有显著变化。
利用2012年6—9月南海夏季风期间的近海海洋气象观测平台 (海上平台站) 和电白国家气候观象台 (电白站) 的地面气象站资料，气象塔资料以及GPS探空资料对海上平台站和电白站两站在季风活跃期和非活跃期的大气边界层结构特征进行研究分析。结果表明，活跃期与非活跃期两地的大气边界层结构特征有明显差异。(1) 在活跃期两站近地层风向全天由东南风主导，风速较大，且两站均出现连续降水，受云系和降水的影响，与非活跃期相比，电白站近地层日平均气温降低约为2 ℃；非活跃期两站风向全天无规则变化，且风速值小。(2) 在活跃期大气边界层内风向均为一致的东南风，风速较大，200 m以上的风速均大于8 m/s，而在非活跃期大气边界层内风速较小，风向变化较大，同一时刻不同高度的风向差可达180 °。(3) 在季风非活跃期混合层高度最高可达937 m，而在活跃期，受降水和云系的影响混合层高度明显降低，最大高度仅为700 m左右。(4) 活跃期受连续降水影响，大部分时刻的大气边界层内相对湿度大于80%。由此可见在季风活跃期与非活跃期不仅海陆气能量交换发生变化，大气边界层结构特征也有显著变化。
2017, 33(1): 104-110.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.01.011
摘要:
利用2008—2010年逐年12月、次年1月的T511L61数值预报产品和单站观测资料，采用近似支持向量机方法，分别建立了南京、杭州和衢州站分类和回归结合的能见度释用预报模型（简称分类和回归结合模型）。利用2011年12月、次年1月资料作为独立样本，对模型进行试报检验，并与不分类条件下的纯回归模型进行对比。结果表明：分类和回归结合模型的预报效果好于纯回归模型，在24、36、48、60和72 h试报中，分类和回归结合模型的南京、杭州和衢州三站平均的准确率依次为75.5%、83.7%、72.1%、75.4%和78.0%，在除48 h的其余4个预报时次中，分类和回归结合模型的三站平均的准确率均高于纯回归模型。分类和回归结合模型在单站能见度预报中有较好的应用前景。
利用2008—2010年逐年12月、次年1月的T511L61数值预报产品和单站观测资料，采用近似支持向量机方法，分别建立了南京、杭州和衢州站分类和回归结合的能见度释用预报模型（简称分类和回归结合模型）。利用2011年12月、次年1月资料作为独立样本，对模型进行试报检验，并与不分类条件下的纯回归模型进行对比。结果表明：分类和回归结合模型的预报效果好于纯回归模型，在24、36、48、60和72 h试报中，分类和回归结合模型的南京、杭州和衢州三站平均的准确率依次为75.5%、83.7%、72.1%、75.4%和78.0%，在除48 h的其余4个预报时次中，分类和回归结合模型的三站平均的准确率均高于纯回归模型。分类和回归结合模型在单站能见度预报中有较好的应用前景。
2017, 33(1): 111-118.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.01.012
摘要:
四川历来多暴雨洪涝，然而其发生具有很多不确定的因素，预报难度很大。从观测与模式预报的累积概率密度函数角度出发，利用2007—2012年6—8月中国降水观测格点资料和2012—2013年6—8月ECMWF模式集合预报资料，探索了一种提高四川地区强降水预报准确率的方法——概率阈值订正法，并运用该方法对2012年6—8月盆地东部的降水过程进行批量试验。试验结果表明：订正后的模式预报相比订正前的预报而言，不仅强降水落区更接近实况，而且较大程度地延长了预报时效，能提前6~7天给出强降水过程的警示信息，经过订正后显著提升了ECMWF模式的降水预报水平。
四川历来多暴雨洪涝，然而其发生具有很多不确定的因素，预报难度很大。从观测与模式预报的累积概率密度函数角度出发，利用2007—2012年6—8月中国降水观测格点资料和2012—2013年6—8月ECMWF模式集合预报资料，探索了一种提高四川地区强降水预报准确率的方法——概率阈值订正法，并运用该方法对2012年6—8月盆地东部的降水过程进行批量试验。试验结果表明：订正后的模式预报相比订正前的预报而言，不仅强降水落区更接近实况，而且较大程度地延长了预报时效，能提前6~7天给出强降水过程的警示信息，经过订正后显著提升了ECMWF模式的降水预报水平。
2017, 33(1): 119-126.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.01.013
摘要:
选取西太平洋海平面温度场、海平面气压场、500 hPa位势高度场作为物理因子场，并普查计算1949—2013年影响我国华南地区的热带气旋的年均频数、年均最低气压、年均最大风速作为相关物理量场。对因子场分别应用主成分分析 (PCA) 与核主成分分析 (KPCA) 算法进行主成分提取，在此基础上，对因子场的前六主成分进行功率谱估计与凝聚谱分析。最后，利用典型相关分析 (CCA) 与核典型相关分析 (KCCA) 算法对因子场与物理量场进行典型相关分析。结果表明，基于非线性的KPCA算法提取出西太平洋物理因子场前六成分的解释方差贡献率，均高于PCA算法；海温场、海压场、高度场的第一成分各自存在大概18年的周期性振荡变化，同时，在周期为2~3年的范围内，这三者的振荡频率的互相关性最强；而因子场与物理量场的非线性典型相关系数，明显高于线性典型相关系数。
选取西太平洋海平面温度场、海平面气压场、500 hPa位势高度场作为物理因子场，并普查计算1949—2013年影响我国华南地区的热带气旋的年均频数、年均最低气压、年均最大风速作为相关物理量场。对因子场分别应用主成分分析 (PCA) 与核主成分分析 (KPCA) 算法进行主成分提取，在此基础上，对因子场的前六主成分进行功率谱估计与凝聚谱分析。最后，利用典型相关分析 (CCA) 与核典型相关分析 (KCCA) 算法对因子场与物理量场进行典型相关分析。结果表明，基于非线性的KPCA算法提取出西太平洋物理因子场前六成分的解释方差贡献率，均高于PCA算法；海温场、海压场、高度场的第一成分各自存在大概18年的周期性振荡变化，同时，在周期为2~3年的范围内，这三者的振荡频率的互相关性最强；而因子场与物理量场的非线性典型相关系数，明显高于线性典型相关系数。
2017, 33(1): 127-133.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.01.014
摘要:
为研究香港地区低能见度时数变化规律，采用HHT变换 (Hilbert-Huang Transform) 对1968—2014年香港地区的低能见度时数进行周期分析。基于瞬时能量、稳定性和M-K检验 (Mann-Kendall test) 得到低能见度时数变化的突变点，结合1997—2013年污染物数据，采用t检验分析了各污染物与突变点以后的低能见度时数之间的相关性。结果表明：香港地区低能见度时数总体呈上升趋势，且存在1年、2年、3年和7年的年际变化周期以及10年和大于20年的代际变化周期；季节方面则表现为冬季最多，春、秋季次之，夏季最少。1993年为香港地区的低能见度时数的变化突变点；香港低能见度时数与SO2、NOX、RSP、PM2.5、VOC、CO排放的关系密切。
为研究香港地区低能见度时数变化规律，采用HHT变换 (Hilbert-Huang Transform) 对1968—2014年香港地区的低能见度时数进行周期分析。基于瞬时能量、稳定性和M-K检验 (Mann-Kendall test) 得到低能见度时数变化的突变点，结合1997—2013年污染物数据，采用t检验分析了各污染物与突变点以后的低能见度时数之间的相关性。结果表明：香港地区低能见度时数总体呈上升趋势，且存在1年、2年、3年和7年的年际变化周期以及10年和大于20年的代际变化周期；季节方面则表现为冬季最多，春、秋季次之，夏季最少。1993年为香港地区的低能见度时数的变化突变点；香港低能见度时数与SO2、NOX、RSP、PM2.5、VOC、CO排放的关系密切。
2017, 33(1): 134-144.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.01.015
摘要:
2007年5月20日粤西茂名与阳江海岸带地区发生一场小时降水量达到115 mm的短时大暴雨。采用NCEP/NCAR FNL 1 °×1 °再分析资料，结合多普勒天气雷达、高空探空、自动站资料和风廓线雷达观测资料，分析此次暴雨过程的天气尺度系统与中尺度系统特征，探讨不同尺度系统对这次暴雨天气过程的作用。分析结果表明：（1）此次暴雨过程是由准线状中尺度对流系统导致的，对流系统的移动速度缓慢是导致出现暴雨的主要原因；（2）在暴雨发生前，整层大气水汽充沛，处于近饱和稳定状态；暴雨发生期间局地大气处于条件不稳定状态；中层弱冷槽过境及“上干下湿”的温湿结构增加了环境大气的不稳定性；（3）北部湾低压（槽）发展导致的强盛低层西南气流为暴雨发生提供了充沛的水汽；高空槽后干冷空气南下形成的深厚干层，有助于对流凝结潜热的释放；高层辐散、低层辐合环流为低层暖湿空气提供了垂直上升动力；（4）中尺度对流系统在地势相对平缓的沿海地区发展和加强，地形的动力抬升和辐合作用不大。对流活动诱发的低层密度流在对流带前缘不断激发出新的对流单体，对对流系统的维持和发展起关键作用；（5）对流单体的风暴传播效应使对流系统具有逆风传播的特征，移速缓慢；层云降水的蒸发冷却有可能改变其低层的温度梯度，使环境大气的不稳定性加强。
2007年5月20日粤西茂名与阳江海岸带地区发生一场小时降水量达到115 mm的短时大暴雨。采用NCEP/NCAR FNL 1 °×1 °再分析资料，结合多普勒天气雷达、高空探空、自动站资料和风廓线雷达观测资料，分析此次暴雨过程的天气尺度系统与中尺度系统特征，探讨不同尺度系统对这次暴雨天气过程的作用。分析结果表明：（1）此次暴雨过程是由准线状中尺度对流系统导致的，对流系统的移动速度缓慢是导致出现暴雨的主要原因；（2）在暴雨发生前，整层大气水汽充沛，处于近饱和稳定状态；暴雨发生期间局地大气处于条件不稳定状态；中层弱冷槽过境及“上干下湿”的温湿结构增加了环境大气的不稳定性；（3）北部湾低压（槽）发展导致的强盛低层西南气流为暴雨发生提供了充沛的水汽；高空槽后干冷空气南下形成的深厚干层，有助于对流凝结潜热的释放；高层辐散、低层辐合环流为低层暖湿空气提供了垂直上升动力；（4）中尺度对流系统在地势相对平缓的沿海地区发展和加强，地形的动力抬升和辐合作用不大。对流活动诱发的低层密度流在对流带前缘不断激发出新的对流单体，对对流系统的维持和发展起关键作用；（5）对流单体的风暴传播效应使对流系统具有逆风传播的特征，移速缓慢；层云降水的蒸发冷却有可能改变其低层的温度梯度，使环境大气的不稳定性加强。
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