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2005年  第16卷  第6期

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应用气象学报 第16卷 总目次
2005, 16(6), DOI: 10.11898/1001-7313.20050637
摘要:
用GPROF算法反演降水强度和水凝物垂直结构
李小青, 吴蓉璋
2005, 16(6): 705-716
摘要:
对NASA应用于TMI的业务降水反演算法(GPROF算法)作了简单分析,并对采用该算法反演的2002年夏季我国湖南常德地区的暴雨结构和2001年7月上旬袭击中国香港地区的尤特台风结构进行了分析。对常德暴雨个例,用地面雷达数据作为实况资料进行了真实性检验。检验结果表明:该算法的整体反演效果较好,可较好地反演常德地区的地面雨强及降水结构,雨区的反演精度与降水性质有关。对尤特台风个例,将反演结果与测雨雷达的反演产品进行了定性比较,结果表明:二者反映的降水结构基本一致;GPROF算法反演的潜热垂直结构也较好地反映了台风的热力结构。最后对算法可能的改进方向进行了讨论。
西北地区不同类型云的时空分布及其与降水的关系
陈勇航, 黄建平, 王天河, 金宏春, 葛觐铭
2005, 16(6): 717-727
摘要(3059) HTML全文 (420) PDF 225KB(1887)
摘要:
利用1983年7月~2001年9月国际卫星云气候计划ISCCP D2的月平均资料,对西北不同区域不同类型云的云量和云水路径的时空分布及其与降水的关系进行了研究。结果表明:高原气候区是各种云出现最多的地区,特别是积状云的云量明显高于其他两区,但这些云的云水路径值低;西北地区大多数云云量的高值区出现在天山山区、北疆地区、陕西东南部和青藏高原的部分地区。高云和部分中云云量空间分布特征与降水有着较好的一致性:沿着天山—昆仑山—祁连山一带以及陕南和/或陇南地区是高值区,低值区在塔里木盆地—内蒙古西部戈壁沙漠—黄土高原西北部一带;绝大多数云类春夏季节云量维持较高,秋冬季节云量较少。云水路径值较大的层状云类的云量多寡与降水多寡相一致;积状云类和层积云类云量多少与降水没有一定的关系,在降水偏少时,这类云的云量大多与降水正常时相近,有些云的云量甚至比降水偏多时还要多。
用TRMM/LIS资料分析长江三角洲地区的闪电活动
戴建华, 秦虹, 郑杰
2005, 16(6): 728-736
摘要(4449) HTML全文 (442) PDF 524KB(1876)
摘要:
统计分析了1998~2004年长江三角洲(长三角)地区由星载闪电成像传感器(LIS)观测的闪电资料,发现了该地区LIS闪电活动的一些时空分布特征:闪电次数的年差异较大,最多年份是最少年份的3倍;7~8月盛夏季节是闪电高发期,闪电次数和日数分别占全年的70%和60%;闪电高发期间的抬升指数(IL)小于-2℃;7~8月闪电主要集中于午后,3~6月则集中在上半夜;上海地区单日LIS闪电次数超过8次时,多伴有强对流天气和短时强降水;长三角地区的闪电活动区主要分布在上海的东部,部分沿江、沿湖地区和浙江的龙门山等山区;水域闪电少于陆地,大城市城区下风方向闪电活动较多,部分雷暴刚入海时有加强的趋势。分析表明:太阳辐射的季节变化和日变化等是造成闪电时间分布的主要原因;地形的动力作用和下垫面的物理特性及其差异是造成气候意义上中小尺度闪电空间分布差异的主要原因。文章对LIS闪电定位资料进行了探测效率订正,根据LIS注视时间计算了闪电密度,并与地基闪电定位资料和多普勒天气雷达资料进行了对比。LIS闪电活动特征的分析,对雷暴预警和防灾减灾有指导意义。
用反射率因子垂直廓线联合雨量计校准估测夏季区域强降水
史锐, 程明虎, 崔哲虎, 刘朝晖
2005, 16(6): 737-745
摘要(2508) HTML全文 (439) PDF 169KB(2358)
摘要:
提出了一种使用平均雷达反射率因子垂直廓线(VPR)联合雨量计校准估测地面降水的方法。选用2002年、2003年夏季长江中下游地区的宜昌和合肥新一代S波段多普勒雷达在几次大范围强降水过程中的部分时段体积扫描强度数据和周边100km范围内整理成10min一次的雨量资料,计算了区域上空短时平均VPR在地面的可能反射率因子值,并用此值反演降水,计算相对误差。同时,还分析了超短时强降水地区实时VPR的特征。结果表明:用最小二乘曲线拟合VPR数值,并联合雨量计平均校准因子估测降水,在大部分区域比较合理。与实测的降水比较可以看到,这种方法对提高估测区域性降水的精度都有效果;对于强对流性降水区域,只须用拟合法得到的地面反射率因子值估测地面降水。通过分析超短时强降水对应区域的实时VPR特征,有利于在无地面雨量计的地区通过分析VPR的特征来估测降水量的大小,结合其他要素分析降水的发展变化。
一次强飑线的成因及维持和加强机制分析
姚建群, 戴建华, 姚祖庆
2005, 16(6): 746-752
摘要(2887) HTML全文 (414) PDF 313KB(2026)
摘要:
利用常规观测资料、多普勒天气雷达、自动气象站等资料对2004年7月12日影响上海的一次较长生命史的强飑线过程进行了综合分析,对这次强对流天气发生、发展、强度以及移动和传播的分析结果表明:副热带高压从华南沿海稳定地加强西伸,西风槽缓慢东移,导致华东地区850~500 hPa形成深厚西南急流,急流的加强促使低层锋生,配合K指数高能锋区的不稳定层结,大大增强了强对流天气发生的可能性;地面锋生作用和低层辐合、高层辐散造成的强抬升作用是主要的触发机制;较强的环境风垂直切变和雷暴内部上升气流与下沉气流的正反馈作用是飑线系统维持较长时间的原因,中尺度对流系统(MCS)多个雷暴单体间的相互作用使得南侧的雷暴单体加强、移动方向发生偏转。
2004年安徽省梅汛期三次暴雨过程的大气低频振荡背景
陈晓红, 张娇
2005, 16(6): 753-762
摘要(1965) HTML全文 (400) PDF 870KB(1693)
摘要:
对2004年夏季安徽省降水以及850 hPa涡度、水汽通量散度场进行Morlet小波分析,结果发现:6月中下旬,三者都存在着2~6 d,7~15 d以及18~30 d的振荡周期,并且三者的各频带的低频分量与实际降水距平的对应关系较好。其中18~30 d低频涡旋系统和水汽通量散度具有源自孟加拉湾和中南半岛自西南向安徽省传播特征;7~15 d低频涡旋系统主要是沿着中纬度地区自西向东传入安徽省,低频水汽通量散度则由低纬度地区自南向北传入安徽省。6月中下旬赤道西太平洋地区沿东南-西北向移动的7~15 d低频气旋和反气旋波列,以及安徽省附近低层流场的2~6 d高频变化,为其6月中下旬的三次强降水过程提供了有利条件。
青藏高原气候由暖干到暖湿时期的年代际变化特征研究
牛涛, 刘洪利, 宋燕, 陈隆勋
2005, 16(6): 763-771
摘要(3197) HTML全文 (420) PDF 446KB(2105)
摘要:
利用1961~1998年青藏高原123个气象台站常规地面观测资料,对近40年青藏高原地区的气候年代际变化特征进行分析。分析结果表明:20世纪80年代中后期青藏高原经历了一次气温、降水量、相对湿度显著增加的气候突变。以突变点为界,可以划分为两个时期,即从20世纪60年代初到80年代中后期,青藏高原为相对暖干时期,从20世纪80年代后期开始,青藏高原进入相对暖湿时期。由此,从气温、降水量、相对湿度的变化特征和突变理论上可以初步判断,20世纪80年代中后期青藏高原气候年代际变化实现了由暖干型向暖湿型的突变。青藏高原气温和降水突变早于相对湿度突变;青藏高原的增温、增湿现象主要发生在冬季;春季亦增温、增湿,但增幅小于冬季;夏季出现增温和略减湿现象;秋季为明显增温,但湿度无明显变化。
下半年Nino3区海表升温对东亚春季大气环流及山东春季降水的影响
胡桂芳, 邹瑾, 张璇
2005, 16(6): 772-778
摘要(2196) HTML全文 (394) PDF 340KB(1545)
摘要:
通过分析下半年Nino3区(150º~90ºW,5ºS~5ºN)海表温度(SST)升高引起的次年春季500 hPa高度、850 hPa及200 hPa经向风的异常特征,发现下半年Nino3区显著升温,可导致次年春季热带和西北太平洋副热带地区的500 hPa高度场升高,即西太平洋副热带高压偏强、偏西、偏北,东亚大槽偏弱、偏东;巴尔喀什湖至贝加尔湖的高度场降低,即该地区经常有低槽维持;亚洲至西太平洋地区盛行纬向环流。我国东部沿海地区及邻近海域的偏南风加强,而我国东北和华北地区的偏北风偏弱。这种高度场与风场的异常恰与山东4月降水偏多年所对应的异常特征相吻合,即下半年Nino3区显著升温通过影响次年春季大气环流异常,进而影响山东春季降水。资料统计表明,下半年Nino3区显著升温,次年山东及我国中纬度东部地区春季尤其4月的降水往往偏多。
动力延伸预报产品释用方法的改进试验
江双五, 田红, 陈丽娟
2005, 16(6): 779-786
摘要(2257) HTML全文 (391) PDF 150KB(1475)
摘要:
依据动力延伸预报产品释用方法中所建立的月降水距平百分率预报方程,将方程系数看成是动态系数,采用与预报月高度场相似月份的资料作为样本资料,通过改善方程系数的计算来提高月降水预报。1998~2004年的历史实况资料在安徽省的回报实验证明:在目前T63/NCC月动力延伸预报产品的准确率不能快速提高的情况下,该方法具有实际应用价值。利用T63/NCC月动力延伸产品进行安徽省月降水预报应用亦取得较好的效果。
近50年我国日平均气温的气候变化
于淑秋
2005, 16(6): 787-793
摘要(2967) HTML全文 (385) PDF 191KB(2501)
摘要:
应用近50年我国234个测站的日平均温度资料,研究了最高(低)日平均温度、各种界限温度日数、生长季节长度及有效积温的变化趋势。结果表明:近50年,夏季最高日平均温度以上升为主,新疆南部和黄淮的部分地区为下降趋势;最低日平均温度北方大部地区有较明显的升温趋势,新疆南部及长江流域则有下降趋势;在冬季,无论是最高日平均温度还是最低日平均温度的变化趋势均以上升为主,北方尤为明显;日平均温度高于30℃的炎热日数近50年来基本上没有什么变化,但日平均温度为20~30℃的温暖日数却有增加。低于5℃的冷日日数基本上也是减少的。日平均温度低于-10℃的严寒日数,在40º~45 º N的新疆、内蒙古西部、东北中南部地区减少得更为明显。除西南东部等少数地方外,我国大部分地区近50年来生长季节延长,有效积温增加。
湖州市大雾天气的成因分析及预报研究
李法然, 周之栩, 陈卫锋, 朱红, 陈世春
2005, 16(6): 794-803
摘要(3335) HTML全文 (401) PDF 278KB(2059)
摘要:
提出了一个大雾预报的天气学模型,为了建立客观预报模式,必须把相应环流背景信息进行量化处理。该模式应用多种物理量来描述大雾发生前天气形势的变化,既便于量化又很容易实现预报的客观化和自动化。给出了物理量转换、组合计算方法,定向输送量概念对背景场的动态量化十分有效。应用BP神经网络建立大雾预报模型,选取的预报因子、预报指标可以较完整地描述形成大雾的整个背景场,包含的信息量大,业务应用效果明显。用于建模的神经网络设计和参数化方案对其他预报系统建设有借鉴意义。
基于神经网络和分形纹理的夜间浓雾遥感监测技术
张顺谦, 杨秀蓉
2005, 16(6): 804-809
摘要(2843) HTML全文 (387) PDF 279KB(1902)
摘要:
利用地物光谱信息和图像纹理信息作为地物分类识别标志,将分形理论和BP神经网络应用于夜间浓雾的遥感监测,使夜间浓雾的监测精度明显提高。与传统最大似然法(MLC)比较,晴空地表、雾区、云区的识别精度均有提高,特别是云区的识别精度提高了10%,基于灰度连通域的灰度加权计盒维数图像纹理提取技术使云雾边界的提取更加合理,文章最后对类的归并作了讨论。
“首都北京及周边地区大气、水、土环境污染机理与调控原理”通过验收
2005, 16(6): 810-810
摘要(2043) HTML全文 (366) PDF 59KB(1593)
摘要:
提高“К分布法”计算遥感通道透过率精度的方法
尹宏
2005, 16(6): 811-819
摘要(2103) HTML全文 (397) PDF 161KB(2091)
摘要:
卫星测量地面或云面反射的氧气0.76μm吸收带一些通道的太阳辐亮度,可遥测洋面或地面气压场及云顶气压。由于洋面或地面气压相对变化约10-3量级,用“К分布法”计算氧气通道透过率要求较高的精度和速度。提高“К分布法”计算精度的途径是:①减少产生误差的简化计算;②增加截点数,特别是波段内吸收线较多、吸收系数变化较复杂的通道。假设在卫星上用干涉光谱仪测量氧气0.76μm吸收带一些通道的带宽均为1cm-1,在12930~13220cm-1范围内,选190个波段,计算不同温度廓线下通道的平均透过率。大部分通道“К分布法”的截点数N≤20,个别通道氧气吸收线较多,吸收系数变化较复杂,为了使“К分布法”通道平均透过率的计算误差小于10-4,需增加通道内截点数N,N最多为136,与逐线计算结果相比,通道垂直透过率的最大均方差小于3×10-5。计算透过率的速度和精度都满足反演计算的要求。
甘肃省春小麦生态气候适宜度在适生种植区划中的应用
马兴祥, 邓振镛, 李栋梁, 陈雷, 魏育国, 朱国庆
2005, 16(6): 820-827
摘要(3066) HTML全文 (387) PDF 170KB(2457)
摘要:
用甘肃省春麦区31个县区1970~2000年的旬平均气温、旬日照时数、旬降水量、≥0℃积温、海拔高度等建立春小麦生态气候适宜度隶属函数和综合适宜度,结果表明:春小麦对海拔高度适宜度在0.15~0.85之间,最小出现在定西和古浪,最大值在金塔和敦煌。≥0℃的积温适宜度与海拔高度适宜度趋势基本一致。旬平均气温适宜度在0.35~0.56之间,说明气温对春小麦生产较适宜。用积分回归分析春小麦在不同气候类区不同生育时段生态气候条件的贡献系数,温和平川绿洲灌区光、温、水要素的平均贡献系数最高,温暖沿沙漠绿洲灌区次之,冷凉浅山半灌溉区、温凉半干旱旱作区最小。用生态气候适应性对春小麦的影响程度和依赖度及产量,确定生态气候区划综合指标体系将春小麦划分出5级适生种植区划,并提出利用和开发生态气候资源有效途径。
长江下游农业生态区CO2通量的观测试验
卞林根, 高志球, 陆龙骅, 汪瑛, 谌志刚
2005, 16(6): 828-834
摘要(2440) HTML全文 (385) PDF 183KB(1490)
摘要:
利用2001年6月10日~7月20日在安徽省全椒县稻田和2002年6月10日~7月20日在肥西县农作物混作区观测的近地层CO2和能量通量资料,对农作物混作区和稻田CO2通量特征进行了比较。结果表明:平均情况下,观测期内稻田白天(夜间)吸收(放出) CO2为55.16 g·m-2(14.19 g·m-2);农作物混作区白天(夜间)吸收(放出) C02为22.67 g·m”(12.40 g·m-2);稻田白天吸收的CO2通量随水稻生长而逐渐增加,夜间放出的CO2在拔节期最高;农作物混作区CO2通量在整个观测期并没有显著改变;稻田和农作物混作区均为大气CO2的汇。对CO2通量与光合有效辐射的关系分析表明:白天稻田吸收的CO2通量与到达地面的光合有效辐射存在着显著的负相关关系。文中结果为数值模拟稻田与近地层大气CO2交换提供了重要依据。
高空探测资料气球漂移的计算方法
李伟, 王志文, 谢庄, 刘凤琴, 徐磊, 涂满红
2005, 16(6): 835-840
摘要(2325) HTML全文 (401) PDF 282KB(2391)
摘要:
随着数值模式的不断发展,探空气球的漂移偏差越来越不可忽视。为了提高高空观测数据的质量,减小在探测过程中由于气球漂移造成探测资料在空间上的误差,中国气象局提出一套探空、测风报的空间、时间扩充编码方案。该文从探空雷达探测系统、探测原理分析出发,介绍了该方案计算方法,并用个例说明方案的使用方法及业务应用前景。
用地理信息系统改进热带气旋的客观定位精度
鲁小琴, 雷小途
2005, 16(6): 841-848
摘要(2878) HTML全文 (399) PDF 886KB(1512)
摘要:
基于地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)技术,初步建立了一个能集成多种数据资料和多种算法的热带气旋(Tropical Cyclone,简称TC)客观定位系统。其中不同卫星及同一卫星不同波段资料(如Quikscat洋面风场、云顶亮温等)的矢量及栅格信息的叠加和分析功能,有助于从多个侧面揭示TC的结构特征;而多种定位方法(如云图形态分析法、云顶亮温极值法、洋面风场涡度极值法、数学形态学算法等)的客观化及其综合运用的实现,不仅可以减小TC定位过程中的随机(人为)误差,而且能提高TC定位工作的效率。利用该系统对编号为0203,0209,0212,0417和0419的5个TC进行的定位试验结果表明:利用该系统进行TC定位的精度与目前业务定位精度相当,具有良好业务应用前景。