2004年 第20卷 第6期
2004, (6): 617-624.
摘要:
通过对太平洋地区海温场的经验正交函数分解,分析其第一特征向量场发现,春夏秋冬四季在印度洋中西部大范围地区、赤道中东太平洋的大范围地区的海面温度西太平洋地区的相反,这一特征向量在四个季节的方差贡献率均大于33%,说明这一海温场的空间分布结构是稳定的,我们称之为太平洋-印度洋海温异常模态。并对这种模态经过认真分析比较和研究后定义了该模态的指数。
通过对太平洋地区海温场的经验正交函数分解,分析其第一特征向量场发现,春夏秋冬四季在印度洋中西部大范围地区、赤道中东太平洋的大范围地区的海面温度西太平洋地区的相反,这一特征向量在四个季节的方差贡献率均大于33%,说明这一海温场的空间分布结构是稳定的,我们称之为太平洋-印度洋海温异常模态。并对这种模态经过认真分析比较和研究后定义了该模态的指数。
2004, (6): 625-632.
摘要:
借助时间分辨率为6分钟的新一代多普勒雷达回波、卫星资料和常规观测资料对“黄蜂”在登陆过程中路径变化的情况进行了分析。主要是从雷达回波和卫星观测到的强水汽对流相对于风暴中心的分布,并运用包含非绝热加热作用的全型涡度方程,讨论对流潜热导致的涡度增加及涡度平流对风暴移速、移向的影响作用,解释了登陆过程中三个阶段路径变化的可能原因。认为:(1)登陆前阶段,由于强水汽对流在中心的东北到北侧,造成向西北方向的正涡度平流,从而这一阶段有相对较大向西移动分量,并且移速较快;(2)登陆阶段,前3小时,强水汽对流主要位于中心的西侧,因而有向南移动分量,后3小时,强水汽对流主要位于中心的南侧,因而有向东的移动分量,所以这个阶段风暴减速运动,并且前3小时继续向西北方向移动,而后3小时转为偏北方向;(3)登陆后阶段,由于风暴迅速减弱,强对流仅在东南-西北向区域短暂维持,风暴有向西北前方强对流区加速的趋向运动,因而在登陆后,“黄蜂”表现为西北向的加速运动。
借助时间分辨率为6分钟的新一代多普勒雷达回波、卫星资料和常规观测资料对“黄蜂”在登陆过程中路径变化的情况进行了分析。主要是从雷达回波和卫星观测到的强水汽对流相对于风暴中心的分布,并运用包含非绝热加热作用的全型涡度方程,讨论对流潜热导致的涡度增加及涡度平流对风暴移速、移向的影响作用,解释了登陆过程中三个阶段路径变化的可能原因。认为:(1)登陆前阶段,由于强水汽对流在中心的东北到北侧,造成向西北方向的正涡度平流,从而这一阶段有相对较大向西移动分量,并且移速较快;(2)登陆阶段,前3小时,强水汽对流主要位于中心的西侧,因而有向南移动分量,后3小时,强水汽对流主要位于中心的南侧,因而有向东的移动分量,所以这个阶段风暴减速运动,并且前3小时继续向西北方向移动,而后3小时转为偏北方向;(3)登陆后阶段,由于风暴迅速减弱,强对流仅在东南-西北向区域短暂维持,风暴有向西北前方强对流区加速的趋向运动,因而在登陆后,“黄蜂”表现为西北向的加速运动。
2004, (6): 633-642.
摘要:
用1949～2001年我国台风大风实测纪录对此期间台风引起的大风进行研究,具体分析了台风引起的6级及以上、8级及以上大风的频数,和大风风速的平均值、极端最大值的分布特征,并对台风登陆的地段、季节对上述要素的影响和台风登陆前、后上述要素的变化做了进一步分析。结果表明:在引起我国境内大风天气的台风中,有62%在我国登陆;而登陆我国的台风中,有89%会引起大风过程。台风引起的我国境内大风主要出现在东南沿海,等频数线几乎与海岸线平行,向内陆急剧减小,在杭州湾以北地区较少出现8级以上的台风大风,而极端最大风速与大风频数有类似的分布;在华南登陆的台风引起的大风频数明显高于华东和华北,华东又高于华北,引起的大风风速的大值区与登陆地段较为一致;登陆台风在4～8月间逐渐增多,引起的大风范围逐步向北推进,在9～11月间登陆台风逐渐减少,大风范围逐步往南消退;台风登陆前引起的大风主要集中在沿海地带,登陆后台风大风出现范围明显扩大。
用1949～2001年我国台风大风实测纪录对此期间台风引起的大风进行研究,具体分析了台风引起的6级及以上、8级及以上大风的频数,和大风风速的平均值、极端最大值的分布特征,并对台风登陆的地段、季节对上述要素的影响和台风登陆前、后上述要素的变化做了进一步分析。结果表明:在引起我国境内大风天气的台风中,有62%在我国登陆;而登陆我国的台风中,有89%会引起大风过程。台风引起的我国境内大风主要出现在东南沿海,等频数线几乎与海岸线平行,向内陆急剧减小,在杭州湾以北地区较少出现8级以上的台风大风,而极端最大风速与大风频数有类似的分布;在华南登陆的台风引起的大风频数明显高于华东和华北,华东又高于华北,引起的大风风速的大值区与登陆地段较为一致;登陆台风在4～8月间逐渐增多,引起的大风范围逐步向北推进,在9～11月间登陆台风逐渐减少,大风范围逐步往南消退;台风登陆前引起的大风主要集中在沿海地带,登陆后台风大风出现范围明显扩大。
2004, (6): 643-650.
摘要:
运用方差分析、相关分析、回归分析对1951～2001年500hPa高度场资料进行分析,结果表明:冬季有三个区域(180°E～150°W,45～60°N;70～100°W,45～75°N;60～100°E,65～80°N)方差最大,是大气环流发生变异的关键区。各个关键区平均高度的变化和不同的大气环流遥相关型的相关关系不同,与同期500hPa高度场之间的线性相关较密切,能代表同期500hPa高度场约88%的变化,且在一定程度上能说明后期3～4月的500hPa大气环流的变化情况,对后期大气环流的演变具有一定的预报意义,但时间间隔越大,可预报性越差。
运用方差分析、相关分析、回归分析对1951～2001年500hPa高度场资料进行分析,结果表明:冬季有三个区域(180°E～150°W,45～60°N;70～100°W,45～75°N;60～100°E,65～80°N)方差最大,是大气环流发生变异的关键区。各个关键区平均高度的变化和不同的大气环流遥相关型的相关关系不同,与同期500hPa高度场之间的线性相关较密切,能代表同期500hPa高度场约88%的变化,且在一定程度上能说明后期3～4月的500hPa大气环流的变化情况,对后期大气环流的演变具有一定的预报意义,但时间间隔越大,可预报性越差。
2004, (6): 651-661.
摘要:
利用1951～2001年共51年6～8月副高5个指数与同期中国160站降雨建立标准化的多元回归方程,通过分析副高5个指数的偏回归系数及各方程复相关系数在时间和地域上的分布和变化,研究了副高各指数所反映的位置、形状、面积、强度等特征对我国主汛期降雨的综合影响以及这种影响在季节和地域上的差异,结果表明副高北界位置指数和脊线位置指数主要影响雨带位置的变化,西伸脊点指数与我国大部地区雨量的丰欠有关,面积和强度指数则由于采用的方法而表现出对降雨的影响呈相反的特性。从副高对我国主汛期降雨的拟合能力上看,7月拟合能力比6月和8月好,对东部地区和华南地区的拟合能力分别比西部地区和华北地区好。
利用1951～2001年共51年6～8月副高5个指数与同期中国160站降雨建立标准化的多元回归方程,通过分析副高5个指数的偏回归系数及各方程复相关系数在时间和地域上的分布和变化,研究了副高各指数所反映的位置、形状、面积、强度等特征对我国主汛期降雨的综合影响以及这种影响在季节和地域上的差异,结果表明副高北界位置指数和脊线位置指数主要影响雨带位置的变化,西伸脊点指数与我国大部地区雨量的丰欠有关,面积和强度指数则由于采用的方法而表现出对降雨的影响呈相反的特性。从副高对我国主汛期降雨的拟合能力上看,7月拟合能力比6月和8月好,对东部地区和华南地区的拟合能力分别比西部地区和华北地区好。
2004, (6): 662-672.
摘要:
应用1961～2002年4～7月云南125站逐日降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,确定了云南进入初夏后第一场全省性大雨过程日期,合成分析了云南初夏第一场大雨过程发生前后对流层低层(850hPa)、高层(200hPa)流场及热带对流活动(OLR场)特征,提取了云南初夏第一场大雨过程发生前后的强信号,为云南初夏第一场大雨过程(透地雨)预报提供依据。
应用1961～2002年4～7月云南125站逐日降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,确定了云南进入初夏后第一场全省性大雨过程日期,合成分析了云南初夏第一场大雨过程发生前后对流层低层(850hPa)、高层(200hPa)流场及热带对流活动(OLR场)特征,提取了云南初夏第一场大雨过程发生前后的强信号,为云南初夏第一场大雨过程(透地雨)预报提供依据。
2004, (6): 673-678.
摘要:
运用计算多分形谱的多分形非趋势波动分析法,研究全球、北半球和中国月平均温度距平的多分形特征。全球气温、北半球气温和中国气温的变化是自相似的多分形;它们都表现出一定的正长程相关性,全球气温的长程相关性最强,北半球次之,中国气温相对最弱;中国气温的最强涨落较北半球气温大,而全球气温的最强涨落最小。
运用计算多分形谱的多分形非趋势波动分析法,研究全球、北半球和中国月平均温度距平的多分形特征。全球气温、北半球气温和中国气温的变化是自相似的多分形;它们都表现出一定的正长程相关性,全球气温的长程相关性最强,北半球次之,中国气温相对最弱;中国气温的最强涨落较北半球气温大,而全球气温的最强涨落最小。
2004, (6): 679-688.
摘要:
设计了一个高分辨率的浅水模式,以研究地形参数和纬向基流在涡旋Rossby波传播和台风切向风速变化中的作用。结果表明,无纬向基流条件下,岛屿地形的水平尺度对涡旋Rossby波传播的影响表现在:随地形水平方向尺度的增大,扰动涡度场环绕地形顺时针方向旋转的趋势增强,局域风速增幅减小,增强了平均风速的减弱。纬向东风基流条件下,热带气旋的局域风速及其平均切向风速的演变受台风与地形间距的改变以及地形作用时间长短的影响:当台风逐渐靠近地形时,局域风速增幅增强,平均风速逐渐减小;当台风逐渐远离地形时,出现相反的变化。
设计了一个高分辨率的浅水模式,以研究地形参数和纬向基流在涡旋Rossby波传播和台风切向风速变化中的作用。结果表明,无纬向基流条件下,岛屿地形的水平尺度对涡旋Rossby波传播的影响表现在:随地形水平方向尺度的增大,扰动涡度场环绕地形顺时针方向旋转的趋势增强,局域风速增幅减小,增强了平均风速的减弱。纬向东风基流条件下,热带气旋的局域风速及其平均切向风速的演变受台风与地形间距的改变以及地形作用时间长短的影响:当台风逐渐靠近地形时,局域风速增幅增强,平均风速逐渐减小;当台风逐渐远离地形时,出现相反的变化。
2004, (6): 689-696.
摘要:
基于二维光谱特征空间,用模糊C均值(FCM)聚类方法,对多光谱静止卫星(GMS-5)图像进行了云分类试验,得到了比较合理的分类结果。该方法利用不同光谱通道的卫星云图光谱特征构造出一个二维光谱特征空间,对云图在特征空间上的光谱特征点进行FCM聚类,然后与已知云类样本的特征进行比较,确定出各聚类域的类属,进而得到二维光谱空间的云分类图,实况接收的云图可通过查验特征像素点在分类图中的落区位置来实现云的分类。
基于二维光谱特征空间,用模糊C均值(FCM)聚类方法,对多光谱静止卫星(GMS-5)图像进行了云分类试验,得到了比较合理的分类结果。该方法利用不同光谱通道的卫星云图光谱特征构造出一个二维光谱特征空间,对云图在特征空间上的光谱特征点进行FCM聚类,然后与已知云类样本的特征进行比较,确定出各聚类域的类属,进而得到二维光谱空间的云分类图,实况接收的云图可通过查验特征像素点在分类图中的落区位置来实现云的分类。
2004, (6): 697-703.
摘要:
在GPS遥感水汽过程中,大气干延迟模型的精度直接影响水汽遥感的精度。根据广东清远站1995～2001年的气象探空资料,计算了GPS水汽测量中的实际大气干延迟。在此资料基础上,利用地面气象要素建立了大气干延迟的年和分月局地订正模型。分析结果表明,年模型的精度优于目前广泛使用的普适模型;月模型与年模型相比,效果不是很明显,建立局地分月订正模型意义不大;在对高度角的敏感程度上,局地模型略大些;当高度角小于75°时,大气干延迟弯曲路径与直线路径之差ΔS随天顶角增大而迅速增大。
在GPS遥感水汽过程中,大气干延迟模型的精度直接影响水汽遥感的精度。根据广东清远站1995～2001年的气象探空资料,计算了GPS水汽测量中的实际大气干延迟。在此资料基础上,利用地面气象要素建立了大气干延迟的年和分月局地订正模型。分析结果表明,年模型的精度优于目前广泛使用的普适模型;月模型与年模型相比,效果不是很明显,建立局地分月订正模型意义不大;在对高度角的敏感程度上,局地模型略大些;当高度角小于75°时,大气干延迟弯曲路径与直线路径之差ΔS随天顶角增大而迅速增大。
2004, (6): 704-712.
摘要:
以逐步回归、均生函数和多层递阶作为月平均降水量的3种子预报方法,进一步采用二次规划计算方法,通过计算各子方法的最优非负权系数进行最优组合预测建模研究。实例计算结果表明,这种组合预测模型的预报精度优于各子方法,并具有较好的理论依据,可在实际业务预报中进行推广应用。
以逐步回归、均生函数和多层递阶作为月平均降水量的3种子预报方法,进一步采用二次规划计算方法,通过计算各子方法的最优非负权系数进行最优组合预测建模研究。实例计算结果表明,这种组合预测模型的预报精度优于各子方法,并具有较好的理论依据,可在实际业务预报中进行推广应用。
2004, (6): 713-722.
摘要:
利用中国南方地区不同类型人口城市气温1951～2001年期间资料,按人口数把城市分为6类,分别对它们不同季节和全年的气温特征进行分析,发现不同类型人口城市气温差异较大,气温随人口数增加而增加,其与人口数的关系可以用非线性函数来反映。还提出用人口类型城市的气温变化的主分量趋势与自然变化趋势的差值作为热岛效应的估计。
利用中国南方地区不同类型人口城市气温1951～2001年期间资料,按人口数把城市分为6类,分别对它们不同季节和全年的气温特征进行分析,发现不同类型人口城市气温差异较大,气温随人口数增加而增加,其与人口数的关系可以用非线性函数来反映。还提出用人口类型城市的气温变化的主分量趋势与自然变化趋势的差值作为热岛效应的估计。
2004, (6): 723-730.
摘要:
系统、全面地总结了国内外关于Zebiak-Cane海气耦合模式的应用及分析研究,指出了模式的优点及存在的不足,并评析了模式改进工作,最后进行了讨论并展望未来的发展方向。
系统、全面地总结了国内外关于Zebiak-Cane海气耦合模式的应用及分析研究,指出了模式的优点及存在的不足,并评析了模式改进工作,最后进行了讨论并展望未来的发展方向。
2004, (6): 731-736.
摘要:
根据广东沿海岸边3个测风梯度塔实测资料及18个沿海气象站历史资料,普查出该地历史上各个8级以上大风个例,并针对各类天气系统造成的大风过程,对比分析其在近地层的阵性特征、演变规律、垂直切变和空间分布等特征。还根据实际观测事实,针对结构工程抗风设计的需求,分析指出了目前我国相关的国家规范中存在的风参数误差,提出了在热带气旋影响的沿海地区,结构工程抗风设计中风参数取值的具体依据。
根据广东沿海岸边3个测风梯度塔实测资料及18个沿海气象站历史资料,普查出该地历史上各个8级以上大风个例,并针对各类天气系统造成的大风过程,对比分析其在近地层的阵性特征、演变规律、垂直切变和空间分布等特征。还根据实际观测事实,针对结构工程抗风设计的需求,分析指出了目前我国相关的国家规范中存在的风参数误差,提出了在热带气旋影响的沿海地区,结构工程抗风设计中风参数取值的具体依据。
2004, (6): 737-742.
摘要:
利用T213L31及T106L19所提供的初始场及侧边界就不同初始场及侧边界对台风路径数值预报的影响进行了敏感性试验。试验结果表明,从总体平均距离误差来看,初始场及侧边界的改进可以明显提高台风路径数值预报能力。通过不同的初始场及侧边界的相互组合(T106L19的初始场及侧边界;T106L19的初始场、T213L31的侧边界;T213L31的初始场、T106L19的侧边界;T213L31的初始场及侧边界),对不同类型的台风路径预报、对初始场及侧边界的敏感性进行了初步试验。结果表明:非转向阶段的台风对初始场较为敏感,而转向阶段的台风对侧边界及初始场都很敏感。
利用T213L31及T106L19所提供的初始场及侧边界就不同初始场及侧边界对台风路径数值预报的影响进行了敏感性试验。试验结果表明,从总体平均距离误差来看,初始场及侧边界的改进可以明显提高台风路径数值预报能力。通过不同的初始场及侧边界的相互组合(T106L19的初始场及侧边界;T106L19的初始场、T213L31的侧边界;T213L31的初始场、T106L19的侧边界;T213L31的初始场及侧边界),对不同类型的台风路径预报、对初始场及侧边界的敏感性进行了初步试验。结果表明:非转向阶段的台风对初始场较为敏感,而转向阶段的台风对侧边界及初始场都很敏感。
2004, (6): 743-749.
摘要:
利用重庆市主城区月平均气温及降水资料,讨论该地区近百余年水资源量的年际及年代际的变化特征并对其进行了评估,最后对未来10年重庆主城区水资源量进行了预测和评估。结果表明,从1892～2002年共111年重庆主城区年水资源量略有增多的趋势,其变化主要经历了4个阶段;近几年水资源量处于增强的偏丰期;未来10年重庆主城区水资源量可能有偏枯的趋势。
利用重庆市主城区月平均气温及降水资料,讨论该地区近百余年水资源量的年际及年代际的变化特征并对其进行了评估,最后对未来10年重庆主城区水资源量进行了预测和评估。结果表明,从1892～2002年共111年重庆主城区年水资源量略有增多的趋势,其变化主要经历了4个阶段;近几年水资源量处于增强的偏丰期;未来10年重庆主城区水资源量可能有偏枯的趋势。
2004, (6): 750-760.
摘要:
利用我国东部地区1961~2002年夏季(6~8月)高温资料,探讨了上述地区主要城市高温气候特征,建立该地区高温及强高温过程较完整的时间序列。分析我国东部地区石家庄、南京、福州等12城市夏季高温气候特征。观测结果表明,石家庄测站强高温过程期间干热和闷热天气持续时间不长,极端气温高、日平均风速小、日平均相对湿度小;南京和福州测站强高温过程期间闷热天气持续时间长,极端气温高、日平均风速小、日平均相对湿度大。近年来夏季月平均日照时数在减少。东亚副热带高压和大陆变性高压是造成我国东部地区城市夏季高温的主要影响系统,强盛并持续副热带高压和大陆变性高压控制是我国东部地区高温日数和强高温过程偏多的主要原因。在此基础上用均生函数——最佳子回归集建立月气候预测模型,能较好地预测夏季月高温日数,预测误差不大,预测模型具有一定的稳定性,有应用价值。
利用我国东部地区1961~2002年夏季(6~8月)高温资料,探讨了上述地区主要城市高温气候特征,建立该地区高温及强高温过程较完整的时间序列。分析我国东部地区石家庄、南京、福州等12城市夏季高温气候特征。观测结果表明,石家庄测站强高温过程期间干热和闷热天气持续时间不长,极端气温高、日平均风速小、日平均相对湿度小;南京和福州测站强高温过程期间闷热天气持续时间长,极端气温高、日平均风速小、日平均相对湿度大。近年来夏季月平均日照时数在减少。东亚副热带高压和大陆变性高压是造成我国东部地区城市夏季高温的主要影响系统,强盛并持续副热带高压和大陆变性高压控制是我国东部地区高温日数和强高温过程偏多的主要原因。在此基础上用均生函数——最佳子回归集建立月气候预测模型,能较好地预测夏季月高温日数,预测误差不大,预测模型具有一定的稳定性,有应用价值。
2004, (6): 761-767.
摘要:
用1999年6月一次梅雨锋大暴雨过程高分辨的敏感性数值模拟结果分析了对流活动对大尺度环境的反馈作用,共设计了两个敏感性方案:干绝热过程(干调整)和包含水汽及凝结潜热释放的湿过程(湿调整),两种调整过程包含的不稳定能量不同,对环境场造成的影响也不同。通过分析,得到以下几点结论:在对流强盛期间,湿调整比干调整更能增强底层辐合和高层辐散;当对流消失后即大气从不稳定调整到稳定状态后,两种调整过程对水平风场的影响基本相同;湿调整比干调整产生的垂直速度更大;湿调整比干调整更能使大气底层温度降低、高层温度升高。干、湿调整过程都是不稳定能量释放过程,当层结不稳定能量释放、产生强对流时,强上升运动中心的中下层辐合增加、高层辐散增加,当对称不稳定能量释放时,高层指向冷区一侧的水平风分量增强,底层指向暖区一侧的水平风分量增强。水平风场受对流影响后改变的量值与原有量值相当;不稳定能量释放可影响到对流中心周围5个经纬距以上的范围。
用1999年6月一次梅雨锋大暴雨过程高分辨的敏感性数值模拟结果分析了对流活动对大尺度环境的反馈作用,共设计了两个敏感性方案:干绝热过程(干调整)和包含水汽及凝结潜热释放的湿过程(湿调整),两种调整过程包含的不稳定能量不同,对环境场造成的影响也不同。通过分析,得到以下几点结论:在对流强盛期间,湿调整比干调整更能增强底层辐合和高层辐散;当对流消失后即大气从不稳定调整到稳定状态后,两种调整过程对水平风场的影响基本相同;湿调整比干调整产生的垂直速度更大;湿调整比干调整更能使大气底层温度降低、高层温度升高。干、湿调整过程都是不稳定能量释放过程,当层结不稳定能量释放、产生强对流时,强上升运动中心的中下层辐合增加、高层辐散增加,当对称不稳定能量释放时,高层指向冷区一侧的水平风分量增强,底层指向暖区一侧的水平风分量增强。水平风场受对流影响后改变的量值与原有量值相当;不稳定能量释放可影响到对流中心周围5个经纬距以上的范围。
2004, (6): 768-775.
摘要:
在华南暴雨试验中,采用了多种先进的探测系统,不同探测系统采用测量原理不同,资料的时空分辨率及探测精度有差异,为资料的集成带来一定的难度。针对华南暴雨试验的资料,提出多种资料集成和显示方案。多种探测资料的集成处理包括了对资料的预处理、反演、坐标归一化等,并在其基础上建立了互联网上的气象数据动态查询、站网雷达基数据的处理显示系统,利用可以管理和分析大型多维动态复杂数据集的微机可视化系统PC-Vis5D,实现了单部雷达资料、中尺度数值模式输出结果与观测真实数据的动态集成分析显示。
在华南暴雨试验中,采用了多种先进的探测系统,不同探测系统采用测量原理不同,资料的时空分辨率及探测精度有差异,为资料的集成带来一定的难度。针对华南暴雨试验的资料,提出多种资料集成和显示方案。多种探测资料的集成处理包括了对资料的预处理、反演、坐标归一化等,并在其基础上建立了互联网上的气象数据动态查询、站网雷达基数据的处理显示系统,利用可以管理和分析大型多维动态复杂数据集的微机可视化系统PC-Vis5D,实现了单部雷达资料、中尺度数值模式输出结果与观测真实数据的动态集成分析显示。
粤公网安备 4401069904700003号