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2007年  第18卷  第1期

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土壤湿度异常对区域短期气候影响的数值模拟试验
李巧萍, 丁一汇, 董文杰
2007, 18(1): 1-11
摘要:
用区域气候模式 (RegCM_NCC) 对江淮流域地区春季初始土壤湿度异常导致的区域气候效应进行了数值模拟分析, 结果表明:土壤湿度异常变化对区域降水的影响非常显著, 土壤湿度的正异常使得异常区域内降水增大, 地面空气增湿、蒸发加大, 与此相应, 地表气温迅速降低, 土壤湿度的负异常有与之相反的结果, 这种区域气候响应是通过改变地表辐射平衡及地-气系统能通量而实现的; 区域土壤湿度异常对短期气候的影响在一个月之内较明显, 它的影响可持续至以后的几个月, 但强度逐渐减弱; 区域土壤湿度异常的气候响应不仅仅局限于异常区域内部, 而且可以通过次级环流影响到其他区域的降水、温度等变化。
利用SSM/I数据判识我国及周边地区雪盖
李晓静, 刘玉洁, 朱小祥, 郑照军, 陈爱军
2007, 18(1): 12-20
摘要:
积雪参数是气候学和水文学研究中所需的重要物理量, 确保积雪参数测定的准确性与及时性对于气候学研究、水文应用以及防灾减灾都非常重要。利用微波数据可获取有云存在时的积雪覆盖图, 遥感雪深和雪水当量信息。采用微波数据判识雪盖并得到积雪状态 (干、湿) 信息, 不仅可以弥补利用光学遥感数据判识雪盖的不足之处, 而且也是利用微波数据反演雪深和雪水当量参数必需的先期工作。该文介绍利用SSM/I的多频双极化微波数据开展我国及周边地区积雪判识方法研究的结果。分析国外全球判识方法的雪盖判识结果指出, 国外算法易在青藏高原等地区将冻土误判为积雪, 造成雪盖面积的偏高估计。研究给出了在我国及周边地区 (17°~57°N, 65°~145°E) 利用SSM/I数据判识积雪的改进方法, 在完成积雪判识的同时还给出了雪深和积雪状态的定性信息, 与已有全球雪盖判识方法相比有较大改进, 大大减小了青藏高原等地区冻土对积雪判识的影响。
客观定量预报中降水的预处理
赵声蓉, 裴海瑛
2007, 18(1): 21-28
摘要(2547) HTML全文 (457) PDF 869KB(1623)
摘要:
建立预报模型前, 对降水量进行一定的处理会对预报效果有较大的影响。对于降水量为0的样本, 根据对应的相对湿度情况分别赋予0或不同的负值, 并通过神经网络方法, 以中国国家气象中心T213模式、德国气象局业务模式和日本气象厅业务模式相应的降水量预报结果作为预报因子, 利用2003年和2004年夏季资料分别建立了处理后降水量以及未经处理降水量的预报模型。以北京等站为例, 2005年夏季试报结果的对比分析表明:通过相对湿度对降水量进行适当处理后, 预报结果从TS评分、空报率、漏报率及预报偏差来说, 不论是与不进行处理的预报结果还是与模式直接的预报结果相比都有提高, 尤其是减少了空报的情况。该处理方法简单可行, 并且对降水预报效果提高明显。
上海“0185”特大暴雨的中尺度强对流系统活动特征及其环流背景的分析研究
陈永林, 杨引明, 曹晓岗, 王智
2007, 18(1): 29-35
摘要:
通过对常规观测资料、自动站资料、GMS-5卫星云图和多普勒雷达等气象资料分析发现, 2001年8月热带低压在福建北部登陆, 途经江苏无锡、常熟时, 其南侧西南气流与沪浙沿海的东南风形成切变线。受源源不断地水汽输送和切变线动力抬升作用, 热带低压南侧不断产生β-中尺度强对流回波带, 它们形成后随热带低压气旋性环流向东移动, 在上海城区附近辐合形成β-中尺度强对流回波群, 在卫星云图上呈现出以此为核心的中尺度对流辐合体 (MCC)。分析表明, 受水汽凝结、潜热释放这种正反馈机制作用, 在热带低压东南侧大尺度切变线中段北侧派生出一个独立、完整的近地面β-中尺度的气旋性环流, 它就是MCC的内核, 直接造成了上海“ 0185”特大暴雨的发生。
MOPITT观测的CO分布规律及与瓦里关地面观测结果的比较
赵春生, 方圆圆, 汤洁, 郑向东, 周广强
2007, 18(1): 36-41
摘要:
利用TERRA/MOPITT仪器测量的2000年3月—2004年5月的CO数据, 分析了CO的时空分布特征及其变化趋势, 并且与美国国家海洋大气管理局气候监测与诊断实验室 (CMDL/NOAA) 在瓦里关站的CO观测结果进行比较和验证。结果表明: CO的高值区在北半球主要位于东亚、西欧和北美, 而在南半球主要位于非洲中西部和南美洲的赤道地区; CO的分布随季节变化显著, 春季北半球的CO浓度最高, 而秋季南半球的CO浓度偏高; 东亚的CO高值区主要是位于中国东部沿海地区和日本列岛一带。对于北京和瓦里关CO的趋势分析明表:这两个地区的CO浓度在这4年内都是呈上升趋势。结合CMDL的观测资料与卫星观测结果进行比较和检验发现, 瓦里关站卫星观测结果和CMDL的结果在时间序列的变化趋势一致, 卫星柱总量的观测数据和CMDL数据的相关性非常好。
一次飑线过程的雷达回波分析与数值模拟
慕熙昱, 党人庆, 陈秋萍, 方德贤, 葛文忠
2007, 18(1): 42-49
摘要:
2003年4月12日, 一条飑线袭击了江西、福建、浙江三省, 所到之处出现冰雹、大风等强烈天气, 这次过程强度强, 影响范围大, 三省交界及附近区域有二十多个测站出现冰雹、大风, 冰雹直径有的达3 cm以上, 最大风速达32 m/s。该文利用建阳新一代天气雷达探测到的回波以及中尺度非静力数值模式 (MM5) 对这次过程进行数值模拟, 分析此次强对流过程。结果表明:雷达回波显示出飑线的带状强回波, 线状回波上呈现波型特征; 在数值模拟结果中看到在系统发生的带状区域内有多个中尺度涡旋存在, 在飑线内有中尺度涡旋簇和弓形回波。
多普勒雷达风廓线的反演及变分同化试验
李华宏, 薛纪善, 王曼, 杨明
2007, 18(1): 50-57
摘要:
为了将雷达风场资料更好地应用到数值预报模式中, 使用VAD方法反演多普勒雷达风廓线并处理成标准的探空资料进行变分同化试验。结果表明: VAD方法反演的风廓线与探空实况对应较好, 验证了用VAD技术反演风廓线的可行性。用GRAPES-Meso模式的三维变分同化系统对雷达风廓线资料进行同化后, 风场的初始场明显改善, 降水强度和落区预报也有不同程度的改善。其中, 对6 h降水预报的改善明显优于对24 h的预报改善。另外, 在短时强降水预报中, 雷达风场资料的同化频率和同化窗口的不同, 对降水预报的改善情况也有所差异。在个例研究中, 同化间隔为1 h的方案6 h降水预报要优于同化间隔为3 h和6 h的方案, 同化窗口为3 h的试验方案6 h降水预报要好于同化窗口为6 h的试验方案。
热带气旋频数的二次型预测模型
梁健, 林永堂, 谢定升
2007, 18(1): 58-63
摘要(2432) HTML全文 (434) PDF 777KB(1435)
摘要:
使用1951—2005年北半球500 hPa高度场格点资料、1949—2005年海温场 (SST) 格点资料, 计算与后期热带气旋发生频数的相关系数, 分析两个相关场显著相关区的统计特征, 进一步分析其天气气候学意义和物理意义。选取若干相关系数高的格点, 构成组合因子, 建立二次型曲线预测方程, 进行西北太平洋、南海及登陆我国、登陆广东的热带气旋年月频数的预测。预测试验和检验表明, 二次型预测模型有较高的拟合能力, 在业务应用中有较好的效果。
2000年以来云南4次强降雪过程的对比分析
张腾飞, 鲁亚斌, 张杰, 普贵明, 周国莲
2007, 18(1): 64-72
摘要:
通过对2000年以来云南出现的4次强降雪过程进行分类对比分析和诊断分析, 结果表明:横槽型和北脊南槽型是4次强降雪的主要中高纬环流形势, 3次有南支槽配合, 1次无南支槽活动, 其中2次横槽型造成的强降雪范围广、强度大; 4次强降雪过程云南西侧都有充沛的水汽输送, 水汽通量增大 (即水汽的增加) 是云南强降雪的必备条件, 强降雪出现在较强水汽通量辐合区中, 且落区在辐合中心的偏东一侧、θse线陡立区附近以及暖湿不稳定区域; 强降雪在多普勒雷达上显示为20~30 dBz左右的层状云回波, 对流层中下层的高空冷暖平流和高空西南急流是有南支槽影响的强降雪天气的主要大尺度特征, 而低层偏东急流是无南支槽影响的强降雪的主要特征, 因此高低空急流的形成是强降雪的关键。
重庆地区年气温与降水量变化特征及对NPP的影响
李永华, 高阳华, 韩逢庆, 向鸣, 唐云辉, 何永坤
2007, 18(1): 73-79
摘要:
选取重庆34个测站1959—2001年共43年逐月平均气温和降水量资料, 利用Thornth-waite Memoriae模型, 即根据植物生物产量与年平均气温、年降水量之间的关系用实际蒸散量估算NPP (净第一性生产力), 采用EOF及MHF小波等方法分析重庆地区年平均气温、降水量及NPP的时空变化特征及相互关系, 最后采用Thornth-waite Memoriae模型分析气温、降水变化对NPP的影响, 并结合未来气候预测结果对NPP的变化进行了预估。结果表明:重庆区域的年平均气温、年总降水量及NPP空间变化均比较有规律, 在整个时间域内, 气温呈下降趋势, 而降水变化趋势不明显, NPP略有下降, 但它们都具有明显的阶段性变化特征, NPP与降水的变化趋势比较一致; 在不同时间尺度上, NPP的变化趋势与降水接近, 在10年时间尺度以下时, 它与气温变化关系不明显, NPP与降水的年际振动特征明显, 而气温的年代际振动特征较显著; 重庆地区“暖湿型”气候对NPP增加最有利, 而“冷干型”气候对NPP增加最不利, 未来50年内重庆地区气温及降水变化趋势将有利于NPP的增加, 2030年前后可能达到最大值。
舟山群岛冬半年灾害性大风的成因与预报
杨忠恩, 陈淑琴, 黄辉
2007, 18(1): 80-85
摘要(2376) HTML全文 (449) PDF 820KB(1672)
摘要:
利用舟山市1994—2003年的实测风资料分5类统计了舟山群岛冬半年大风的发生规律。对一次冷空气个例进行诊断分析结果表明:大风是强冷平流、高空急流、动量下传等共同作用的结果。对一次低气压引起的大风的分析认为涡度平流、温度平流、潜热释放对低压发展有重大贡献。根据大风的成因和预报经验选择有关物理量进行t统计分析, 选择有异常表现的物理量作预报因子。最后用人工神经网络方法建立预报模型, 并进行了试报, 试报误差都在4.5 m/s以下。
基于BGM的不同繁殖长度对集合预报的影响
于永锋, 张立凤
2007, 18(1): 86-93
摘要(3024) HTML全文 (438) PDF 851KB(1566)
摘要:
利用T63L9全球谱模式和NCEP/NCAR再分析资料, 对BGM方法中增长模的繁殖长度对集合预报效果的影响进行研究。结果表明:与控制预报相比, 不同繁殖长度的集合预报都能使预报效果得到一定程度的改进, 特别是第4天预报以后, 改进程度随预报时效而稳步提高。三组不同繁殖长度的集合预报对控制预报的改进存在差别, 分析结果表明:繁殖长度为2 d的集合预报明显效果最差, 而繁殖3 d和4 d的集合预报差别并不明显。对集合Talagrand分布以及离散度的初步分析表明, 繁殖长度取为3 d似乎最为合理。
空间结构函数在北京地区气象观测站网设计中的应用
赵瑞霞, 李伟, 王玉彬, 付强
2007, 18(1): 94-101
摘要(2498) HTML全文 (467) PDF 899KB(1873)
摘要:
通过统计1978—2000年北京东南低地形区有关台站在春季、夏季、秋季、冬季的逐日平均气温和水汽压的结构函数, 分季节分析了该地区这两个二类气象要素的线段及平面内插精度和台站间距的对应关系, 并根据内插标准误差不超过观测标准误差的原则, 对上述两要素在北京东南低地形区的合理布站方案及间距进行了估算, 可以为2008年北京奥运会气象服务系统建设中气象台站布网建设提供一定的依据。结果表明, 正三角形排列方案为北京东南地区二类气象台站的最佳布站方案, 且布站精度应小于等于16 km。
黄淮麦区小麦拔节后霜害的风险评估
钟秀丽, 王道龙, 李玉中, 赵鹏, 闫旭宇, 孙忠富
2007, 18(1): 102-107
摘要(3074) HTML全文 (443) PDF 991KB(1446)
摘要:
小麦拔节后抗寒力迅速减弱, 遇强冷空气侵入会发生霜害。该文首先分析了黄淮麦区小麦拔节期的变化规律和霜害温度出现的规律。结果表明:逐日进入拔节期的概率随日序的变化可以用正态分布函数来表示; 霜害温度出现的累积概率随日序的变化可以用指数方程表示。根据拔节期和霜害温度出现的规律, 建立了霜害的风险评估模式。给出了霜害风险度的地区分布, 并指出利用模式中的参数值可以判断几种防御措施的有效性。
基于GIS陕南商洛地区农业气候资源垂直分层
朱琳, 朱延年, 陈明彬, 刘敏峰, 郭兆夏
2007, 18(1): 108-113
摘要:
以陕南商洛地区为例, 选取适当的农业气候区划及垂直分层指标, 利用GIS空间分析及制图功能, 在实现指标空间化基础上, 采用模糊综合评判方法, 实现山区农业气候垂直分层。结果表明:商洛地区在不同气候带内可分别划分3个垂直气候层:北亚热带山区有温热易旱层 (低于700 m)、温暖半湿润层 (750~1250 m) 和温凉冷凉湿润层 (1250~1800 m); 暖温带山区包括温暖易旱层 (800~1100 m)、温凉半湿润层 (1100~1500 m) 和冷凉湿润层 (1500~2500 m)。并对各层适宜发展农业生态类型进行了评述。
双基地多普勒天气雷达天线架设高度设计及旁瓣污染分析
莫月琴, 刘黎平, 徐宝祥
2007, 18(1): 114-118
摘要(2948) HTML全文 (441) PDF 428KB(2143)
摘要:
在双基地多普勒天气雷达的试验和应用研究中发现, 天线的高度设计和旁瓣污染是双基地天气雷达研究中需要直接面对的两个问题。探测目标的最低高度取决于天线的架设高度, 它的设计具有实用价值, 同时发现旁瓣污染影响探测资料的质量。基于双基地雷达探测原理, 对其进行分析, 给出在一定基线长度和最大探测距离乘积条件下, 以目标探测高度为参数的雷达天线架设的最低高度设计方案; 并分析双基地多普勒天气雷达旁瓣污染的主要原因, 进一步探讨在一定假设条件下减小或消除旁瓣污染的影响, 以控制观测资料质量。
MODIS数据在南方丘陵地区局地森林火灾面积评估中的应用研究
张春桂, 黄朝法, 潘卫华, 林晶
2007, 18(1): 119-123
摘要(2248) HTML全文 (450) PDF 462KB(1497)
摘要:
根据2004年的MODIS数据和森林火灾地面调查数据, 以福建省为例, 来探讨典型南方丘陵山区森林火灾发生后火灾面积大小评估的技术方法。在对火区250 m分辨率MODIS数据特征分析的基础上, 通过MODIS近红外通道反射率和归一化植被指数在火灾发生前后的散点图, 结合火区的假彩色合成影像, 利用ENVI软件的ROI处理功能建立火灾面积评估技术方法。对35起森林火灾样本进行评估, 过火面积总体估算误差为15 hm2, 结果表明, 在南方丘陵山区, 应用MODIS数据开展森林火灾面积评估, 能较好地满足业务需求。
三维嵌套技术在有限区域模式长时间积分中的初步应用
王晓峰, 李永平, 马晓星, 张瑞怡
2007, 18(1): 124-128
摘要(2200) HTML全文 (454) PDF 603KB(1357)
摘要:
在复杂地形条件嵌套细网格模式基础上, 利用球圈模式与有限区域模式自嵌套, 就三维嵌套方法在长时间积分中的模拟结果进行了初步分析。结果表明:三维嵌套对垂直层次选取较敏感; 在长时间积分中模式运行稳定, 积分时间越长, 其优势越明显。这为有限区气候模式侧边界方案提供了新的思路。