2019年 第35卷 第2期
2019, 35(2): 145-153.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.013
摘要:
雷达资料是目前为数不多有能力为高分辨率预报模式提供高分辨率信息资料的资料之一。为充分利用该资料所包含的中小尺度信息，文中基于雷达反射率，利用贝叶斯方法反演出大气相对湿度；将质控后的资料引入3Dvar系统进行同化分析，为高分辨率模式提供初值场。以台风“妮妲”登陆为例，通过一维反演及三维变分系统分析，有效地订正了实况有回波而模式预报无回波区域的大气湿度趋于合理，增加背景场的湿度，减小模拟回波比观测偏强的区域的大气湿度；同化大气湿度后模式在前6小时报出的台风外围回波分布、演变更合理，改进了降水雨带的分布与强度。1个月的批量试验反映1D+3Dvar同化雷达资料后，大气对流层中低层（850~400 hPa）增湿明显，其增湿影响程度可延续12小时以上。其逐时降水预报在前12小时的TS均比控制试验高，而大于5 mm以上降水预报偏差则与控制试验的大略一致或更接近1。
雷达资料是目前为数不多有能力为高分辨率预报模式提供高分辨率信息资料的资料之一。为充分利用该资料所包含的中小尺度信息，文中基于雷达反射率，利用贝叶斯方法反演出大气相对湿度；将质控后的资料引入3Dvar系统进行同化分析，为高分辨率模式提供初值场。以台风“妮妲”登陆为例，通过一维反演及三维变分系统分析，有效地订正了实况有回波而模式预报无回波区域的大气湿度趋于合理，增加背景场的湿度，减小模拟回波比观测偏强的区域的大气湿度；同化大气湿度后模式在前6小时报出的台风外围回波分布、演变更合理，改进了降水雨带的分布与强度。1个月的批量试验反映1D+3Dvar同化雷达资料后，大气对流层中低层（850~400 hPa）增湿明显，其增湿影响程度可延续12小时以上。其逐时降水预报在前12小时的TS均比控制试验高，而大于5 mm以上降水预报偏差则与控制试验的大略一致或更接近1。
2019, 35(2): 154-165.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.014
摘要:
利用中央气象台台风定位定强、常规气象观测、浙江省自动气象站、宁波及华东多普勒天气雷达、美国NCEP/FNL（1 °×1 °）再分析等多种资料，对2015—2016年5个福建中南部沿海登陆后西北行的台风进行对比分析。这5个台风路径相似，宁波地区仅受外围环流影响，但均出现了暴雨到大暴雨，其中4个出现强对流。分析表明：浙江沿海保持较强的高层辐散和低层辐合，为强对流天气发生提供了环流背景。强对流天气发生在台风中心位于闽赣交界处、强度迅速减弱阶段，浙北沿海中低层处于台风气旋性环流、副热带高压环流和中纬度西风环流之间，宁波地区上空低层（约1.5 km以下）风向随时间变化不大，并可能出现逆时针旋转，1.5 km往上则为明显的顺时针旋转，风向在垂直方向上表现为随高度顺时针旋转且切变增大，同时中上层风速往往同时增大，进一步增大了风垂直切变，有利于强对流天气的发生，强对流均发生在风垂直切变（有时仅表现为风向切变）增强阶段。强对流天气发生在台风外围螺旋雨带中，但强对流回波走向与螺旋雨带明显不同，多个个例表现出由东南-西北逐步转为西南-东北走向，与中上层引导气流的变化一致。出现强对流的台风个例，宁波地区低层存在较明显的温度梯度，其他热力不稳定因素表现不明显，倒槽、中尺度涡旋等为需要密切关注的动力触发因子。最后归纳出此类台风强对流天气典型的高、中、低层大气环流配置模型，为预报提供参考。
利用中央气象台台风定位定强、常规气象观测、浙江省自动气象站、宁波及华东多普勒天气雷达、美国NCEP/FNL（1 °×1 °）再分析等多种资料，对2015—2016年5个福建中南部沿海登陆后西北行的台风进行对比分析。这5个台风路径相似，宁波地区仅受外围环流影响，但均出现了暴雨到大暴雨，其中4个出现强对流。分析表明：浙江沿海保持较强的高层辐散和低层辐合，为强对流天气发生提供了环流背景。强对流天气发生在台风中心位于闽赣交界处、强度迅速减弱阶段，浙北沿海中低层处于台风气旋性环流、副热带高压环流和中纬度西风环流之间，宁波地区上空低层（约1.5 km以下）风向随时间变化不大，并可能出现逆时针旋转，1.5 km往上则为明显的顺时针旋转，风向在垂直方向上表现为随高度顺时针旋转且切变增大，同时中上层风速往往同时增大，进一步增大了风垂直切变，有利于强对流天气的发生，强对流均发生在风垂直切变（有时仅表现为风向切变）增强阶段。强对流天气发生在台风外围螺旋雨带中，但强对流回波走向与螺旋雨带明显不同，多个个例表现出由东南-西北逐步转为西南-东北走向，与中上层引导气流的变化一致。出现强对流的台风个例，宁波地区低层存在较明显的温度梯度，其他热力不稳定因素表现不明显，倒槽、中尺度涡旋等为需要密切关注的动力触发因子。最后归纳出此类台风强对流天气典型的高、中、低层大气环流配置模型，为预报提供参考。
2019, 35(2): 166-176.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.015
摘要:
应用NCEP再分析资料，分析了2014年5月8—9日发生在华南的一次暖区暴雨过程，研究高层动力强迫对此次华南暖区暴雨的影响。此次暴雨过程发生在暖湿的西南气流中，无明显天气尺度锋面系统影响，属于华南暖区暴雨过程。根据中尺度对流系统(MCS)的生消发展特征，可以将其分为5月8日与9日两个阶段，第一阶段具有显著的回流型暖区暴雨的特征，主要研究该阶段。研究发现，高PV扰动沿对流层高层南亚高压东北侧的西北气流下滑东移，导致IPV正异常，其东侧的辐散气流显著发展，在高层辐散气流的抽吸作用下，上升运动首先从中上层发展起来。在过程发展前期，IPV正异常主要是由平流作用引起，且在其东侧诱发出南风异常，进而导致辐散气流发展。当降水发生后，潜热加热反馈作用使高层辐散气流进一步加强，此时，辐散增强是对流发展的结果。此外，低层浅薄偏东风是本次暖区暴雨发生的低层背景场，其与西南风气流汇合，提供有利的低层辐合条件。
应用NCEP再分析资料，分析了2014年5月8—9日发生在华南的一次暖区暴雨过程，研究高层动力强迫对此次华南暖区暴雨的影响。此次暴雨过程发生在暖湿的西南气流中，无明显天气尺度锋面系统影响，属于华南暖区暴雨过程。根据中尺度对流系统(MCS)的生消发展特征，可以将其分为5月8日与9日两个阶段，第一阶段具有显著的回流型暖区暴雨的特征，主要研究该阶段。研究发现，高PV扰动沿对流层高层南亚高压东北侧的西北气流下滑东移，导致IPV正异常，其东侧的辐散气流显著发展，在高层辐散气流的抽吸作用下，上升运动首先从中上层发展起来。在过程发展前期，IPV正异常主要是由平流作用引起，且在其东侧诱发出南风异常，进而导致辐散气流发展。当降水发生后，潜热加热反馈作用使高层辐散气流进一步加强，此时，辐散增强是对流发展的结果。此外，低层浅薄偏东风是本次暖区暴雨发生的低层背景场，其与西南风气流汇合，提供有利的低层辐合条件。
2019, 35(2): 177-186.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.016
摘要:
基于中国台风网CMA-STI热带气旋（TC）最佳路径资料，对1949—2016年西北太平洋TC路径发生异常偏折的地理位置进行K-means聚类分析，并将其分为五个区域。对各区TC路径异常偏折的频数、方向变化、周期及时间变率等特征进行分析。结果表明：(1)不同分区TC异常偏折高频月份不同，纬度较高区域主要发生在夏季，纬度较低区域则主要发生在秋季。(2)异常右折TC在发生偏折前移向主要为西北向，偏折后为北向；异常左折TC偏折前主要为北向，偏折后主要转为西北向。(3)西北太平洋TC异常偏折总频数存在准2~4年、准3~6年的年际变化周期，其长期变化趋势表现为20世纪80年代中期之前呈增加趋势，其后呈减少趋势, 低纬区域年变化与之最为相似，中高纬区域变化趋势不明显。（4）将研究区域按5 °×5 °进一步栅格化统计TC异常偏折频数的时间变率，发现其地理分布表现为中国沿海为正、台湾岛以东海域为负的变化特征。其中沿海的增加趋势主要由异常右折增加引起，台湾岛以东洋面的减弱趋势主要由异常左折的减少引起。(5)异常右折TC强度增强的高频中心主要位于菲律宾半岛以东洋面，次中心位于中国南海中部，而强度减弱位于台湾岛西南区域；异常左折TC强度增强的高频中心位于南海中部，强度减弱中心位于我国东南沿海。
基于中国台风网CMA-STI热带气旋（TC）最佳路径资料，对1949—2016年西北太平洋TC路径发生异常偏折的地理位置进行K-means聚类分析，并将其分为五个区域。对各区TC路径异常偏折的频数、方向变化、周期及时间变率等特征进行分析。结果表明：(1)不同分区TC异常偏折高频月份不同，纬度较高区域主要发生在夏季，纬度较低区域则主要发生在秋季。(2)异常右折TC在发生偏折前移向主要为西北向，偏折后为北向；异常左折TC偏折前主要为北向，偏折后主要转为西北向。(3)西北太平洋TC异常偏折总频数存在准2~4年、准3~6年的年际变化周期，其长期变化趋势表现为20世纪80年代中期之前呈增加趋势，其后呈减少趋势, 低纬区域年变化与之最为相似，中高纬区域变化趋势不明显。（4）将研究区域按5 °×5 °进一步栅格化统计TC异常偏折频数的时间变率，发现其地理分布表现为中国沿海为正、台湾岛以东海域为负的变化特征。其中沿海的增加趋势主要由异常右折增加引起，台湾岛以东洋面的减弱趋势主要由异常左折的减少引起。(5)异常右折TC强度增强的高频中心主要位于菲律宾半岛以东洋面，次中心位于中国南海中部，而强度减弱位于台湾岛西南区域；异常左折TC强度增强的高频中心位于南海中部，强度减弱中心位于我国东南沿海。
2019, 35(2): 187-196.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.017
摘要:
热带气旋(TC)的结构(含形态)与强度及其变化关系密切，著名的Dvorak定强技术即为TC形态(水平)变化与强度关系的生动描述，近年来水平尺度与强度变化的关系也渐受关注。然而，至今未涉及整体形态(即体积)与TC强度变化的关系。利用欧洲中期数值预报中心(ECMWF)0.25 °的ERA-Interim再分析资料，统计并初步分析了2006—2015年西北太平洋TC的外围水平尺度和“体积”的特征及其与强度的可能关系：水平尺度与TC强度的相关性总体较弱；而TC“体积”与强度的相关性更显著，且TC“体积”随强度增强而增大的关系适用于所有强度级别；此外，TC垂直尺度(正涡度区伸展高度)与强度也有一定的正相关，且在TC较弱时(台风强度以下)更显著。伴随较弱TC增强的主要是垂直尺度的增大，当TC达到台风强度后，与TC强度继续增强相伴随的主要是水平尺度的增大。TC“体积”能较好地综合表征水平尺度和垂直尺度与TC强度变化的关系，借助TC“体积”对TC强度预报有一定的参考价值。
热带气旋(TC)的结构(含形态)与强度及其变化关系密切，著名的Dvorak定强技术即为TC形态(水平)变化与强度关系的生动描述，近年来水平尺度与强度变化的关系也渐受关注。然而，至今未涉及整体形态(即体积)与TC强度变化的关系。利用欧洲中期数值预报中心(ECMWF)0.25 °的ERA-Interim再分析资料，统计并初步分析了2006—2015年西北太平洋TC的外围水平尺度和“体积”的特征及其与强度的可能关系：水平尺度与TC强度的相关性总体较弱；而TC“体积”与强度的相关性更显著，且TC“体积”随强度增强而增大的关系适用于所有强度级别；此外，TC垂直尺度(正涡度区伸展高度)与强度也有一定的正相关，且在TC较弱时(台风强度以下)更显著。伴随较弱TC增强的主要是垂直尺度的增大，当TC达到台风强度后，与TC强度继续增强相伴随的主要是水平尺度的增大。TC“体积”能较好地综合表征水平尺度和垂直尺度与TC强度变化的关系，借助TC“体积”对TC强度预报有一定的参考价值。
2019, 35(2): 197-209.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.018
摘要:
集合预报是从一定误差范围内的一组初值出发，这组初值(样本)代表了大气状态的概率分布，集合预报中集合样本的好坏严重影响分析质量。质量较差样本进入集合预报中难免会降低集合预报的整体质量。由于集合样本是模拟大气可能状态的概率分布，因此样本的优选是提高分析质量的关键。通过对集合样本优胜劣汰来分析样本优选对模拟效果的影响。由于台风预报中台风路径的模拟至关重要，因此样本优选的方案为将样本模拟的路径信息与观测的台风报文路径相比较后，保留误差较低的样本，剔除误差较高的样本，从而提升样本的整体质量。但过多的样本被替换将导致集合离散度的大幅下降，因此替换样本的数量要适度。研究结果表明样本优选极可能有利于热带气旋路径和强度模拟的改进，其中对“妮妲”路径误差的改进为4% ~13%，对“鲇鱼”路径误差的改进为11%~28%，对“妮妲”的强度误差改进为5%~37%，“鲇鱼”的强度误差改进为1%~27%。
集合预报是从一定误差范围内的一组初值出发，这组初值(样本)代表了大气状态的概率分布，集合预报中集合样本的好坏严重影响分析质量。质量较差样本进入集合预报中难免会降低集合预报的整体质量。由于集合样本是模拟大气可能状态的概率分布，因此样本的优选是提高分析质量的关键。通过对集合样本优胜劣汰来分析样本优选对模拟效果的影响。由于台风预报中台风路径的模拟至关重要，因此样本优选的方案为将样本模拟的路径信息与观测的台风报文路径相比较后，保留误差较低的样本，剔除误差较高的样本，从而提升样本的整体质量。但过多的样本被替换将导致集合离散度的大幅下降，因此替换样本的数量要适度。研究结果表明样本优选极可能有利于热带气旋路径和强度模拟的改进，其中对“妮妲”路径误差的改进为4% ~13%，对“鲇鱼”路径误差的改进为11%~28%，对“妮妲”的强度误差改进为5%~37%，“鲇鱼”的强度误差改进为1%~27%。
2019, 35(2): 210-223.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.019
摘要:
使用NCEP/NCAR再分析资料、中国气象局台站降水资料和GPCC降水资料，系统研究了在冬季平流层准两年振荡(Quasi-Biennial Oscillation, QBO)调制下，厄尔尼诺-南方涛动(El Niño-Southern Oscillation, ENSO)不同阶段与中国夏季降水的可能联系。根据两者的位相和强度，可将它们的配置分为QBO西风/El Niño、QBO西风/La Niña、QBO东风/El Niño、QBO东风/La Niña。研究结果表明，在年际时间尺度上，ENSO和QBO无显著相关关系。冬季QBO西风位相时，El Niño发展年夏季，我国整体偏旱，而华南偏涝；衰减年夏季，华南、华东北部偏旱，东北、长江流域偏涝。La Niña发展年夏季，我国东部降水异常呈负-正-负的三极分布；衰减年夏季，东南沿海偏涝。冬季QBO东风位相时，El Niño发展年夏季，长江以北偏旱；衰减年夏季，我国东部降水异常呈负-正-负的三极分布。La Niña发展年夏季，江淮和华南南部偏旱；衰减年夏季，我国东部沿海偏涝。ENSO是影响我国夏季降水异常的重要因子，而QBO的调制作用在ENSO衰减年夏季更为显著。相比冬季QBO东(西)风位相，QBO西(东)风位相时El Niño (La Niña)期间赤道西太平洋负(正)海温异常更强，衰减年夏季位于西太平洋的异常下沉(上升)运动和印度洋的异常上升(下沉)运动更强更深厚，西太平洋副热带高压范围更大(小)，南亚高压更偏东(西)。
使用NCEP/NCAR再分析资料、中国气象局台站降水资料和GPCC降水资料，系统研究了在冬季平流层准两年振荡(Quasi-Biennial Oscillation, QBO)调制下，厄尔尼诺-南方涛动(El Niño-Southern Oscillation, ENSO)不同阶段与中国夏季降水的可能联系。根据两者的位相和强度，可将它们的配置分为QBO西风/El Niño、QBO西风/La Niña、QBO东风/El Niño、QBO东风/La Niña。研究结果表明，在年际时间尺度上，ENSO和QBO无显著相关关系。冬季QBO西风位相时，El Niño发展年夏季，我国整体偏旱，而华南偏涝；衰减年夏季，华南、华东北部偏旱，东北、长江流域偏涝。La Niña发展年夏季，我国东部降水异常呈负-正-负的三极分布；衰减年夏季，东南沿海偏涝。冬季QBO东风位相时，El Niño发展年夏季，长江以北偏旱；衰减年夏季，我国东部降水异常呈负-正-负的三极分布。La Niña发展年夏季，江淮和华南南部偏旱；衰减年夏季，我国东部沿海偏涝。ENSO是影响我国夏季降水异常的重要因子，而QBO的调制作用在ENSO衰减年夏季更为显著。相比冬季QBO东(西)风位相，QBO西(东)风位相时El Niño (La Niña)期间赤道西太平洋负(正)海温异常更强，衰减年夏季位于西太平洋的异常下沉(上升)运动和印度洋的异常上升(下沉)运动更强更深厚，西太平洋副热带高压范围更大(小)，南亚高压更偏东(西)。
2019, 35(2): 224-233.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.020
摘要:
机载微波大气温度探测仪可以机动灵活地获取大气温度廓线信息。针对一次机载微波大气温度探测仪的多高度飞行观测试验，基于逐线积分模式和大气参数廓线库，建立用于不同飞行高度的快速辐射传输模式，分析了仪器观测亮温的质量并对仪器观测进行了订正；建立了基于神经网络的微波大气温度廓线反演算式，分析了不同高度、不同通道选择对于大气温度廓线反演性能的影响。研究结果表明：（1）较低飞行高度计算得到的各地表敏感通道地表比辐射率之间具有较好的一致性；（2）采用订正算式订正后，不同飞行高度的模拟亮温与观测亮温具有较好的一致性；（3）机载微波大气温度反演最优通道组合依赖于平台飞行高度；（4）采用最优的通道组合，4 200 m、3 200 m和2 500 m高度层温度反演均方根误差范围分别为0.5~1.8 K、0.5~1.3 K和0.4~1.0 K。
机载微波大气温度探测仪可以机动灵活地获取大气温度廓线信息。针对一次机载微波大气温度探测仪的多高度飞行观测试验，基于逐线积分模式和大气参数廓线库，建立用于不同飞行高度的快速辐射传输模式，分析了仪器观测亮温的质量并对仪器观测进行了订正；建立了基于神经网络的微波大气温度廓线反演算式，分析了不同高度、不同通道选择对于大气温度廓线反演性能的影响。研究结果表明：（1）较低飞行高度计算得到的各地表敏感通道地表比辐射率之间具有较好的一致性；（2）采用订正算式订正后，不同飞行高度的模拟亮温与观测亮温具有较好的一致性；（3）机载微波大气温度反演最优通道组合依赖于平台飞行高度；（4）采用最优的通道组合，4 200 m、3 200 m和2 500 m高度层温度反演均方根误差范围分别为0.5~1.8 K、0.5~1.3 K和0.4~1.0 K。
2019, 35(2): 234-252.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.021
摘要:
利用WRF V3.7详细分析了应用8种边界层参数化方案（YSU、MYNN2.5、MYNN3、ACM2、BouLac、UW、SH、GBM）所模拟的2014年5月25日海南岛海风环流结构的差异，其中YSU、ACM2和SH为非局地闭合方案，MYNN2.5、MYNN3、BouLac、UW和GBM为局地闭合方案。结果表明：对于海风环流水平结构的模拟，15时，YSU、ACM2、BouLac、UW和SH模拟的北部海风较强，SH和GBM的内陆风速偏大。温度与海风发展强度相对应，MYNN2.5与MYNN3模拟的岛屿温度偏低，海陆温差小，海风相对较弱。对于海风环流垂直结构的模拟，09时海风开始，但强度较小，且存在残余陆风，向内陆传播距离较短，YSU、MYNN2.5和SH方案的海风相对较强。12时，海风已呈现出较为清晰的环流结构，YSU和ACM2的海风厚度及向内陆传播距离相对强于其它方案，MYNN3的环流结构则不太明显，且向内陆推进距离短，海风相对较弱。15时，海风发展强盛，MYNN2.5和MYNN3方案模拟的海风垂直强度较小，ACM2方案的海风垂直环流特征最为明显。18时，海风的强度和扰动均有所减弱，ACM2、BouLac和UW的整体海风相对强于其它方案。21时海风已基本转为陆风，BouLac与UW的陆风环流结构最为清晰。位温、水汽及海风垂直环流强度的发展变化与海风的演变过程基本一致。造成ACM2模拟海风偏强的原因是其边界层垂直混合偏强，形成了足够的湍流混合强度所致。对于边界层高度的模拟，ACM2的边界层顶最高，这与此方案所模拟的海风强度偏大相吻合，其它方案的边界层高度与海风强度并不完全一致。
利用WRF V3.7详细分析了应用8种边界层参数化方案（YSU、MYNN2.5、MYNN3、ACM2、BouLac、UW、SH、GBM）所模拟的2014年5月25日海南岛海风环流结构的差异，其中YSU、ACM2和SH为非局地闭合方案，MYNN2.5、MYNN3、BouLac、UW和GBM为局地闭合方案。结果表明：对于海风环流水平结构的模拟，15时，YSU、ACM2、BouLac、UW和SH模拟的北部海风较强，SH和GBM的内陆风速偏大。温度与海风发展强度相对应，MYNN2.5与MYNN3模拟的岛屿温度偏低，海陆温差小，海风相对较弱。对于海风环流垂直结构的模拟，09时海风开始，但强度较小，且存在残余陆风，向内陆传播距离较短，YSU、MYNN2.5和SH方案的海风相对较强。12时，海风已呈现出较为清晰的环流结构，YSU和ACM2的海风厚度及向内陆传播距离相对强于其它方案，MYNN3的环流结构则不太明显，且向内陆推进距离短，海风相对较弱。15时，海风发展强盛，MYNN2.5和MYNN3方案模拟的海风垂直强度较小，ACM2方案的海风垂直环流特征最为明显。18时，海风的强度和扰动均有所减弱，ACM2、BouLac和UW的整体海风相对强于其它方案。21时海风已基本转为陆风，BouLac与UW的陆风环流结构最为清晰。位温、水汽及海风垂直环流强度的发展变化与海风的演变过程基本一致。造成ACM2模拟海风偏强的原因是其边界层垂直混合偏强，形成了足够的湍流混合强度所致。对于边界层高度的模拟，ACM2的边界层顶最高，这与此方案所模拟的海风强度偏大相吻合，其它方案的边界层高度与海风强度并不完全一致。
2019, 35(2): 253-261.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.022
摘要:
低空风切变是影响航空器起飞和着陆安全的重要因素，利用多普勒天气雷达径向速度数据，从风的空间和时间变化上对低空风切变的识别进行了研究，并利用一次飑线过程和一次低空急流过程的资料对识别算法进行了验证。识别算法的核心是分别计算二维合成风切变、垂直风切变和时间风切变。在计算二维合成风切变时，先利用风切变强度因子自适应地选择拟合“窗口”的大小，再利用最小二乘线性拟合方法，得到水平风切变。结果表明：自适应多尺度最小二乘法得到的合成风切变，在低空风切变识别效果、切变连续性和边缘数据处理等方面都优于我国多普勒天气雷达的PUP合成风切变；垂直风切变反映了雷达径向速度的高低空配置情况；时间风切变可提供径向速度随时间的变化情况。算法还可应用于民航机场低空风切变的识别和预警。
低空风切变是影响航空器起飞和着陆安全的重要因素，利用多普勒天气雷达径向速度数据，从风的空间和时间变化上对低空风切变的识别进行了研究，并利用一次飑线过程和一次低空急流过程的资料对识别算法进行了验证。识别算法的核心是分别计算二维合成风切变、垂直风切变和时间风切变。在计算二维合成风切变时，先利用风切变强度因子自适应地选择拟合“窗口”的大小，再利用最小二乘线性拟合方法，得到水平风切变。结果表明：自适应多尺度最小二乘法得到的合成风切变，在低空风切变识别效果、切变连续性和边缘数据处理等方面都优于我国多普勒天气雷达的PUP合成风切变；垂直风切变反映了雷达径向速度的高低空配置情况；时间风切变可提供径向速度随时间的变化情况。算法还可应用于民航机场低空风切变的识别和预警。
2019, 35(2): 262-267.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.023
摘要:
基于贝叶斯模式平均方法(Bayesian Model Averaging)，发展了一个NINO3.4指数的多模式客观权重集合预报方法(简称OBJ)。该方法基于训练期内单个模式的预报结果，用线性回归订正单个预报的偏差，依据模式的预报效果估计单个模式的权重。利用2002年2月—2015年10月美国哥伦比亚大学国际气候与社会研究所(IRI)提供的7个单一模式对NINO3.4指数的预报结果进行OBJ试验，并采用均方根误差对多模式集合平均预报(简称ENS)和OBJ的预报结果进行检验和评估。结果表明，ENS的预报效果优于7个单一模式的预报效果，而OBJ预报效果优于ENS预报效果，其NINO3.4指数的均方根误差比ENS方法降低了4%。将单一模式预报结果按时间划分为训练期和预报期，利用独立样本估计OBJ的参数并进行预报试验，这些试验也表明，OBJ能进一步提高预报精度。
基于贝叶斯模式平均方法(Bayesian Model Averaging)，发展了一个NINO3.4指数的多模式客观权重集合预报方法(简称OBJ)。该方法基于训练期内单个模式的预报结果，用线性回归订正单个预报的偏差，依据模式的预报效果估计单个模式的权重。利用2002年2月—2015年10月美国哥伦比亚大学国际气候与社会研究所(IRI)提供的7个单一模式对NINO3.4指数的预报结果进行OBJ试验，并采用均方根误差对多模式集合平均预报(简称ENS)和OBJ的预报结果进行检验和评估。结果表明，ENS的预报效果优于7个单一模式的预报效果，而OBJ预报效果优于ENS预报效果，其NINO3.4指数的均方根误差比ENS方法降低了4%。将单一模式预报结果按时间划分为训练期和预报期，利用独立样本估计OBJ的参数并进行预报试验，这些试验也表明，OBJ能进一步提高预报精度。
2019, 35(2): 268-280.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.024
摘要:
针对青藏高原热力强迫作用对东亚夏季风强度、南海夏季风爆发早晚、南海周边区域旱涝的影响，以及在全球变暖背景下其对降水格局的影响等科学研究进行了总结回顾，并就青藏高原热力作用对南海周边区域夏季气候的影响科学问题进行了探讨。研究表明，高原冬春积雪异常通过影响雪盖反照率、改变辐射平衡和通过积雪-水文效应改变土壤湿度两个途径来影响东亚夏季风；通过改变大陆-海洋经向热力对比影响南海季风爆发早晚；通过改变西太平洋副高位置和季风环流变化来影响华南和长江流域夏季降水的分布。在全球变暖背景下，青藏高原感热加热的减弱可能对降水年代际“南涝北旱”格局的形成具有重要贡献。随着全球变暖减缓，青藏高原中部和东部的感热呈现出复苏态势，“南涝北旱”的降水格局分布在将来有可能被打破。
针对青藏高原热力强迫作用对东亚夏季风强度、南海夏季风爆发早晚、南海周边区域旱涝的影响，以及在全球变暖背景下其对降水格局的影响等科学研究进行了总结回顾，并就青藏高原热力作用对南海周边区域夏季气候的影响科学问题进行了探讨。研究表明，高原冬春积雪异常通过影响雪盖反照率、改变辐射平衡和通过积雪-水文效应改变土壤湿度两个途径来影响东亚夏季风；通过改变大陆-海洋经向热力对比影响南海季风爆发早晚；通过改变西太平洋副高位置和季风环流变化来影响华南和长江流域夏季降水的分布。在全球变暖背景下，青藏高原感热加热的减弱可能对降水年代际“南涝北旱”格局的形成具有重要贡献。随着全球变暖减缓，青藏高原中部和东部的感热呈现出复苏态势，“南涝北旱”的降水格局分布在将来有可能被打破。
2019, 35(2): 281-288.
doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.025
摘要:
El Niño是热带中东太平洋异常偏暖的现象，发展过程具有显著的季节锁相特征。近年来，新形态事件更频繁发生引起了科学界广泛关注。学者们根据空间分布形态或爆发时间将ENSO事件分为两类，虽然选取标准不同，分类结果却有诸多相似点：中太平洋(Dateline、Modoki、CP、WP及SU型)El Niño事件发展至成熟时，正SSTA中心位于赤道太平洋中部；东太平洋(传统、EP、CT及SP型)El Niño发展至成熟时，正SSTA中心位于赤道东太平洋，低层西风异常更强，向东传输的距离也更远。研究结果显示，东太平洋El Niño比中太平洋El Niño持续时间更长，强度也更强；两类事件对全球气候的影响模态有很大的差异。近几十年，中太平洋El Niño出现频率有所增加，但其原因尚未清楚。关于两类事件生成发展和位相转换的动力原因，目前科学界普遍认为东太平洋El Niño是一个海盆尺度的海气耦合过程，其生消过程与温跃层的变化有紧密联系，但对中太平洋El Niño的动力机制尚未有统一的认识。
El Niño是热带中东太平洋异常偏暖的现象，发展过程具有显著的季节锁相特征。近年来，新形态事件更频繁发生引起了科学界广泛关注。学者们根据空间分布形态或爆发时间将ENSO事件分为两类，虽然选取标准不同，分类结果却有诸多相似点：中太平洋(Dateline、Modoki、CP、WP及SU型)El Niño事件发展至成熟时，正SSTA中心位于赤道太平洋中部；东太平洋(传统、EP、CT及SP型)El Niño发展至成熟时，正SSTA中心位于赤道东太平洋，低层西风异常更强，向东传输的距离也更远。研究结果显示，东太平洋El Niño比中太平洋El Niño持续时间更长，强度也更强；两类事件对全球气候的影响模态有很大的差异。近几十年，中太平洋El Niño出现频率有所增加，但其原因尚未清楚。关于两类事件生成发展和位相转换的动力原因，目前科学界普遍认为东太平洋El Niño是一个海盆尺度的海气耦合过程，其生消过程与温跃层的变化有紧密联系，但对中太平洋El Niño的动力机制尚未有统一的认识。
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