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2007年  第18卷  第4期

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利用高程数据修正NOAA AVHRR轨道定位信息
郑照军, 刘瑞霞, 刘玉洁
2007, 18(4): 417-426
摘要:
在没有考虑高程数据的预处理方法得到的NOAA AVHRR资料中, 每条扫描线数据中的51点经纬度定位信息常常有误差, 尤其是在海拔较高、距卫星星下点较远的定位点, 其定位信息与实际差别很大。针对这种情况, 该文描述了一种引入高程数据并结合51点定位信息对2048个扫描点定位进行快速、简易的订正方法, 可有效地修正AVHRR资料预处理未考虑高程信息引起的经纬度定位偏差, 以便于对分辨率和定位精度要求不高的用户更好地使用AVHRR数据。
1960—2003年我国热带气旋降水的时空分布特征
程正泉, 陈联寿, 刘燕, 彭涛涌
2007, 18(4): 427-434
摘要:
利用1960—2003年登陆影响我国的热带气旋及其造成的降水资料, 对44年间登陆我国热带气旋降水时空变化特征进行统计分析。结果表明:热带气旋降水与热带气旋登陆活动相一致, 主要发生在5—11月, 其中7—9月为盛期; 热带气旋降水量以及热带气旋暴雨日数的分布是自南向北、从沿海到内陆迅速减小, 最大出现在海南和华南、东南沿海地区; 热带气旋强度越强其最大过程降水一般也就越大, 但是两者并非严格的线性关系; 1960年以来, 我国受热带气旋影响的绝大部分地区热带气旋降水呈波动下降的趋势。
用复数自回归模式预报月平均气温
谷湘潜, 康红文, 江剑民
2007, 18(4): 435-441
摘要(2533) HTML全文 (508) PDF 684KB(1677)
摘要:
在复数域最小二乘法的基础上, 建立了复数自回归模式。数学推导和实例应用表明:这一复数自回归模式不同于将复数序列中的实部和虚部分开来计算的结果, 将实部和虚部分开来计算的方法不是真正意义的最小二乘法。应用包括一个任意给定的复数序列和全国160个基本气象台站上历年7月月平均气温。采用距平相关系数和均方根误差两种检验标准, 对独立预报结果进行检验, 并与其他3种常用统计模型作比较。结果显示:该复数自回归模式确实具有较好的预报效果。
东亚夏季风强弱年大气环流和热源异常对比分析
吕俊梅, 张庆云, 陶诗言, 琚建华
2007, 18(4): 442-451
摘要:
根据黄刚等定义的东亚夏季风指数, 对强、弱东亚夏季风年大气环流、大气热源和外强迫源SST的差异进行分析, 结果表明:强 (弱) 东亚夏季风年前期冬季到夏季, 太平洋SSTA为La Niña (El Niño) 型分布, 西太平洋暖池SST暖 (冷), 使得暖池附近对流活动较强 (较弱)。与此同时, 南亚大陆从印度半岛、青藏高原南部、中南半岛至华南大气异常加热 (变冷), 并且海陆热力对比加强 (减弱), 有利于出现强 (弱) 的东亚夏季风。此外, 由于暖池附近对流活动强 (弱), 该地区上升气流较强 (弱), Walker环流增强 (减弱), 当强 (弱) 的东亚夏季风向北推进时, 副热带西风急流北撤位置偏北 (南), 副热带高压位置也偏北 (南), 7月至8月华北 (江淮流域) 位于副热带西风急流南侧, 降水偏多, 江淮流域 (华北) 降水偏少。并给出与东亚夏季风年际变异有关的大气环流和SST异常的物理图像。
夏季东亚西风急流扰动异常与副热带高压关系研究
杨莲梅, 张庆云
2007, 18(4): 452-459
摘要:
利用1979—2003年NCEP/NCAR月平均再分析资料, 探讨夏季 (6—8月) 200 hPa东亚西风急流扰动异常与南亚高压和西太平洋副热带高压的关系。研究指出:夏季200 hPa东亚西风急流扰动动能加强 (减弱), 东亚西风急流位置偏南 (偏北)、强度偏强 (偏弱); 东亚西风急流扰动动能强弱不仅与北半球西风急流强弱和沿急流的定常扰动有关, 而且还与东亚地区高、中、低纬南北向的扰动波列有关, 亚洲地区是北半球中纬度环球带状波列异常最大的区域。夏季200 hPa东亚西风急流扰动动能加强 (减弱), 南亚高压的特征为位置偏东 (偏西)、强度加强 (减弱); 西太平洋副热带高压的特征为位置偏南 (偏北)。东亚环流特别是500 hPa西太平洋副热带高压对东亚西风带扰动异常的响应由高空东亚西风急流南侧的散度场及其对流层中下层热带和副热带地区的垂直速度距平场变化完成。
2003年4月江西一次强对流天气过程的诊断分析
钱传海, 张金艳, 应冬梅, 林建
2007, 18(4): 460-467
摘要:
利用NCEP/NCAR再分析资料、TBB资料、探空资料及多普勒雷达资料等对2003年4月12日发生在江西以及福建北部的强对流天气过程进行了诊断分析。结果表明:此次强对流天气过程是在高空槽和低层低涡切变线的有利形势下产生的, 这种下层暖湿、上层干冷的对流不稳定层结非常有利于强对流天气的产生; 强对流天气发生发展伴有多个中尺度对流云团东移南压的演变过程; 多普勒雷达资料分析表明, 冰雹发生时可观测到79 dBz的反射率因子极值并伴有弓状回波; 对流有效位能积累、释放随时间的演变过程, 对于此次强对流天气过程有很好的指示意义; 强对流天气发生前高层的干冷空气倾斜状向下侵入到对流层中低层附近, 对此次强对流天气的发生发展起了非常重要的作用; 能量锋区及锋区上强的垂直涡柱为该次强对流天气过程提供了有利的热力和动力学条件。
“03.7”湘西北特大致洪暴雨的触发机制数值研究
叶成志, 潘志祥, 刘志雄, 黄小玉
2007, 18(4): 468-478
摘要:
利用常规、地面加密观测资料、GMS卫星云图和常德多普勒天气雷达资料, 结合MM5中尺度数值模式模拟结果对“ 03.7”湘西北特大致洪暴雨过程进行综合分析, 并探讨其可能的触发机制。研究表明: “03.7”湘西北特大暴雨与边界层内多个中尺度辐合扰动的移动和发展密切相关, 且伴随着中尺度雨团的强烈发展, 由此诱发的β-中尺度涡旋是此次特大暴雨过程的直接影响系统; 有组织的多单体风暴活动是张家界这一特大暴雨中心形成的主要原因; 等熵面上的位涡下滑和倾斜涡度的发展可能是导致β-中尺度气旋涡度急剧发展的重要因素; 低空急流扰动、对流层高层强辐散形成的抽吸作用以及湘西北特殊地形对此次暴雨过程有明显的触发和增幅作用。
森林火险气象指数的应用研究
牛若芸, 翟盘茂, 佘万明
2007, 18(4): 479-489
摘要:
利用全国575个国家级基本气象站1971年1月1日至2005年5月31日的气象观测资料, 选用了5种已得到国际普遍认可或我国国家级预警业务中使用的森林火险气象指数计算方法, 计算了我国长序列的历史逐日森林火险气象指数, 并对这些指数在我国的实际使用效果进行对比分析和应用研究。结果表明: IFFD, INMC, IN, IMN指数可在我国大范围推广使用 (除长江中下游及附近地区), 其中以IFFD指数总体应用效果最好, IMN指数次之。
塔克拉玛干沙漠腹地沙尘暴发生条件分析
李生宇, 雷加强, 徐新文
2007, 18(4): 490-496
摘要:
利用塔中气象站1997—2002年的气象资料, 从沙尘源丰富程度、风动力条件和空气稳定度等方面分析了塔克拉玛干沙漠腹地沙尘暴的成因。结果表明:在塔克拉玛干沙漠腹地, 沙尘源极为丰富, 为沙尘暴发生提供了必要条件, 降水基本不能改变沙面的湿润状况, 沙尘源丰富度不是沙尘暴发生的限制因子; 风动力是沙尘暴发生的重要条件, 而月平均风速和大风日数是风动力的重要定量表征指标; 空气稳定性也是沙尘暴发生的重要条件, 温度和天气过程是其重要标志, 沙尘暴发生与温度呈正相关, 沙尘暴多发生在夏季和午后; 降水是沙漠腹地天气过程的重要指标, 月降水日数和降水总量与沙尘暴日数呈正相关; 20世纪90年代以来沙尘暴逐年减少, 这种变化趋势可能与全球气候变化有关。
福建近44年雾日趋势变化特征及可能影响因素
吴滨, 施能, 李玲
2007, 18(4): 497-505
摘要:
应用1961—2004年福建省50个气象站逐月大雾及浓雾日数资料, 分析了全省大雾日数及浓雾日数的年、季分布特点、长期变化趋势、年代际变化特征以及可能的影响因素。结果表明:全省年、季雾日数分布均表现为中部及三明西部的多雾区, 沿海及南部地区的少雾区, 而多雾区中浓雾所占的比率达30%以上; 全省年、季大雾日数大部分地区表现为明显的减少趋势, 仅在龙岩西部呈增加趋势, 而浓雾的减少趋势不如大雾; 年、季雾日数具有明显的年代际变化特征, 年、季雾日数在20世纪80年代中期左右转为明显偏少期, 之前则为明显的偏多期。文中还重点分析了6个代表站大雾与浓雾的趋势与月际分布特征。进一步研究指出, 年雾日数与年平均气温有较好的负相关关系, 而与年平均相对湿度有很好的正相关关系, 同时与森林覆盖率的变化有一定关系。
云南省大气中水资源分布特征初探
陶云, 赵荻, 何华, 高锡帅, 郑建萌, 黄玮
2007, 18(4): 506-515
摘要:
利用1961—2004年云南124个气象站逐月降水 (P) 和气温 (t) 观测资料, 依据高桥浩一郎的陆面实际蒸散发经验公式 (以下简称高桥公式), 计算了云南地面蒸发 (E) 和可利用降水 (P-E) 等与水资源有关的主要物理量, 从大气可提供的水资源部分, 分析了云南水资源各分量的时空演变特征及其显著周期, 并对云南水资源进行了初步的区划。结果表明:云南大气中水资源各分量区域分布差异显著, 南多北少, 南部梯度大, 北部梯度小; 云南水资源各分量P, EP-E季节变化明显, 夏季各量最大, 多年平均分别为548 mm, 236 mm, 313 mm, 各占全年的55%, 45%及67%, 冬季各量最小, 所占全年的比例也最小, 分别为5%, 7%, 2%;云南P, EP-E存在明显的月际、年际及年代际变化特征, 各分量最大值出现在7月, 最小值出现在1月或12月, 通过功率谱周期分析发现, 年降水量和可利用降水量存在显著的2.6年周期, 年蒸发量存在显著的2.9年周期; 云南省初步可划分为水资源丰富区、缺少区及一般区3个区, 它们的区域平均P-E, EP都存在明显差异。
中国地面月气候资料质量控制方法的研究
任芝花, 熊安元, 邹凤玲
2007, 18(4): 516-523
摘要(3892) HTML全文 (521) PDF 428KB(2070)
摘要:
由于气象台站信息变化以及观测规范的频繁变动, 使中国地面气象资料序列比较复杂。该文在分析中国地面历史气象资料中可能存在的非均一性和错误性、研究月气候资料序列存在的可能分布状态的基础上, 提出了中国地面月气候资料质量控制技术。通过分析认为, 中国地面月气候资料的质量控制, 应把下列3种方式结合起来, 进行综合质量检测:①把12个月的气候资料序列联合起来, 进行长时间连续性错误资料检测; ②把时间序列变换为接近正态分布的均一序列后, 进行时间域和空间域的奇异值检测; ③对检测出的连续性可疑资料和单个数据点的奇异值进行人工分析辨别。利用上述质量控制方法, 对1971—2000年中国地面700多基准基本站月统计气候资料进行了质量检查, 最后介绍了质量检查结果。
太原冬季PM2.5中有机碳和元素碳的变化特征
孟昭阳, 张怀德, 蒋晓明, 颜鹏, 王雁, 林伟立, 张养梅, 王淑凤
2007, 18(4): 524-531
摘要(4520) HTML全文 (544) PDF 600KB(1684)
摘要:
2005年12月—2006年2月在太原市区持续观测了气溶胶细粒子PM2.5, 并应用Sunset碳分析仪进行了有机碳 (organic carbon, OC) 和元素碳 (elemental carbon, EC) 的测定。结果表明:太原冬季PM2.5, OC和EC浓度均较高, 其中PM2.5日平均浓度变化范围为25.4~419.0 μg/m3, 日平均浓度为193.4±102.3 μg/m3, OC平均浓度为28.9±14.8 μg/m3, EC平均浓度为4.8±2.2 μg/m3, OC/EC平均比值是7.0±3.9, 即太原市冬季PM2.5和碳气溶胶污染严重。OC在PM 2.5中占18.6%, EC占2.9%, 这表明碳气溶胶是太原大气细粒子污染控制的关键组分。在太原市冬季, 采暖燃烧的煤是OC和EC的主要贡献源, 造成OC大大高于EC, 从而使OC/EC比值增大。各种气象条件对PM2.5, OC, EC和OC/EC比值的变化都有不同程度的影响, 特别是大雾天气、相对湿度、风速和降雪是影响碳气溶胶浓度变化的重要因素。
近43年来黑龙江气候变化对农作物产量影响的模拟研究
高永刚, 顾红, 姬菊枝, 王育光
2007, 18(4): 532-538
摘要:
从近43年来黑龙江省各地气候变化趋势的角度出发, 利用黑龙江省1961—2003年逐日气象资料, 采用世界粮食研究模型 (WOFOST) 和气候变化趋势的数学分析方法, 计算并分析了近43年来黑龙江省各地各主要作物模拟产量变化趋势的空间特征和各地气候要素变化趋势的空间特征, 讨论了气候变化趋势对主要粮食作物模拟产量变化趋势的影响。结果表明:气候变化趋势的空间差异对各主要作物模拟产量变化趋势的空间分布具有重要影响, 但不同作物影响不同。近43年来黑龙江省玉米模拟产量变化趋势增加, 平均增加幅度为4.81%/10a, 气温变化趋势的增高是其模拟产量变化趋势增加的主要气候因素。黑龙江省大豆模拟产量变化趋势总体上呈降低趋势, 平均降低幅度为1.52%/10a;气候变化趋势对北部和南部区域的大豆模拟产量变化趋势作用不同, 气温变化趋势的增高是北部大豆优势种植区域模拟产量变化趋势增加的主要气候因素, 气温和降水量的相应变化趋势是南部大豆种植区域模拟产量变化趋势降低的主要气候因素。
全国棉花发育期业务预报方法研究
钱拴, 陈晖, 王良宇
2007, 18(4): 539-547
摘要(2562) HTML全文 (497) PDF 649KB(1796)
摘要:
棉花发育期是反映棉花个体与群体生育状况的重要标志, 正确预报棉花发育期对于开展棉花气象灾害预警防御和生产管理措施建议至关重要。为此, 针对全国农业气象业务服务中尚未开展棉花发育期预报的状况, 通过对全国农业气象观测网50个站棉花发育期的变异性和影响棉花生长发育速率因子的分析, 根据实际业务资料现状和业务运行特点, 结合天气预报, 提出了以棉花发育阶段有效积温和间隔日数为指标建立棉花发育期业务预报模式的思路, 实现了可实时动态预报棉花发育期的业务运行方法。模式历史拟合、外推和试预报与实际对比的结果表明:全国50个站棉花第五真叶和开花发育期误差在5 d以内出现的频次达80%以上, 出苗、第三真叶、现蕾等发育期在70%以上, 平均绝对误差小于4 d; 裂铃期误差在6 d以内出现的频次接近70%, 平均绝对误差小于6 d, 效果较好。对棉花停止生长发育期综合考虑积温和初霜日期两个因素, 其历史拟合、外推和试预报误差在10 d以内出现的频次接近70%, 平均绝对误差接近10 d, 基本可以满足全国农业气象业务以旬为服务时效的要求。
气象灾害指标在湖南春玉米种植区划中的应用
陆魁东, 黄晚华, 方丽, 周玉, 谢佰承
2007, 18(4): 548-554
摘要:
根据湖南省97个气象站1961—2004年气温、日照、降水等气象资料, 结合玉米生态习性和田间试验分析结果, 计算了玉米生长期内相关的灾害指标。得出玉米吐丝-成熟期干旱、高温热害及播种-出苗期的连阴雨3个气象灾害指标对其生长的影响最大, 在分析该3个灾害指标的地域分布特征基础上, 利用该3个指标出现概率, 引进“无级变速”原理, 进行春玉米种植区划。区划结果表明:湖南大部分地方适宜种植春玉米, 从区划结果与实际产量对比分析比较, 湖南玉米的高产区均在最适宜区和适宜区内; 低产区大多都在较适宜区和次适宜区, 只是湘东南山地低产区在最适宜区范围内, 与实际情况不吻合。原因可能是这一区域玉米生长期内光、温资源不足, 加之土壤肥力较差的缘故。
月动力延伸预报产品在西北地区月降水预测中的释用
林纾, 陈丽娟, 陈彦山, 李星敏, 李艳春
2007, 18(4): 555-560
摘要(2464) HTML全文 (507) PDF 743KB(1365)
摘要:
利用西北地区较密的163个气象观测站点逐月降水资料、NCEP/NCAR再分析资料500 hPa逐月高度场和月动力延伸集合预报500 hPa高度场资料, 进行了气候预报、持续性预报、实况解释检验和月动力延伸预报产品释用预测试验的比较。结果表明:实况解释检验结果的准确率 (PS) 评分最高, 气候预报平均PS最低, 月动力延伸预报解释应用方法略低于实况解释检验, 高于气候预报和持续性预报。PS的空间分布表明, 月动力延伸预报解释应用结果和实况回报试验的分布非常相似, PS最大值分布在青海南部、陇南和陕西大部等各月降水气候值相对较大的地区, PS较小的地方则在新疆部分地区、甘肃河西西部等各月降水气候值相对较小的地区, 西北其他地区PS值相差不明显。此外, 利用密集站点资料进行解释应用的效果高于利用稀疏站点资料的结果, 表明更多观测信息的应用有利于改善预测技巧。
冰雪晶碰并勾连增长的实验与观测分析
黄庚, 苏正军, 关立友, 张纪淮
2007, 18(4): 561-567
摘要(2734) HTML全文 (491) PDF 786KB(1985)
摘要:
冰雪晶碰并勾连成雪花或雪团的过程是降水的重要机制之一。冰雪晶形态不同导致各类晶动力特性的差异, 因此, 无论从理论、数值试验还是室内模拟研究这一过程都有很大困难。该文就室内、外场试验和自然云的观测, 讨论分析其发生机理和条件。结果表明:冰晶的增长过程有一个与云滴碰并增长相似的加速过程, 冰晶碰并过冷滴形成霰 (雹胚), 凇附长成冰雹; 冰雪晶相互碰并勾连、攀附增长为雪花或雪团, 都是降水质点加速增长的重要过程。此过程仅在水面饱和、过饱和条件下发生, 而水面欠饱和、无液滴 (无云) 时, 冰晶很薄、晶型简单, 无碰并勾连、攀附现象。冰晶在液滴存在的云雾中伴随气流对流、乱流运动中接触碰并勾连成雪花或雪团, 其碰并勾连效率既受晶体形状影响, 亦受晶体表面附着力的影响, 其机制有勾连亦有粘连, 晶型多样, 以相同晶型为主, 温度范围广 (-3~-17 ℃); 其中-13~-17 ℃碰并勾连效率最高, 该层的枝、星状晶是勾连、攀附的主要区域, 亦为冰晶繁生的主要区域、生长率最快, 是人工增雨播撒人工冰核催化效率较高的温度段。
南极海冰北界涛动指数及其与我国夏季天气气候的关系
马丽娟, 陆龙骅, 卞林根
2007, 18(4): 568-572
摘要:
南极海冰的变化和全球大气环流关系密切。南极各区海冰的不同变化, 对南北半球大气环流有着不同的影响。文中基于对南极海冰变化的客观分区, 定义了南极海冰北界涛动指数 (ASEOI), 并结合中央气象台提供的南方涛动指数、北半球500 hPa和100 hPa高度场资料以及我国160站降水、温度资料, 利用诊断分析方法, 对ASEOI与我国夏季天气气候的关系进行了研究。研究表明:ASEOI对我国长江中下游降水及全国大部分地区温度具有指示意义。若前一年10月ASEOI偏低, 则当年7月我国长江中下游降水偏多, 引发洪涝灾害的可能性很大; 温度场上, 我国北方气温偏高, 南方气温偏低, 而高温往往伴随着少雨, 这无疑会加剧华北本就严重的旱情。
舟山地区台风降水Z-R关系研究及其应用
何宽科, 范其平, 李开奇, 陈淑琴, 龚䶮
2007, 18(4): 573-576
摘要(2872) HTML全文 (496) PDF 632KB(1542)
摘要:
利用2004—2005年舟山多普勒天气雷达台风基数据资料和浙江省自动雨量站网资料, 拟合适合于舟山地区台风降水的Z-R关系:Z=70R1.38, 并对其进行有效性确认。应用此关系对台风“南玛都”和“卡努”的降水进行雨量估测并与美国WSR-88D默认Z-R关系及实时雨量资料进行对比。结果表明:对于小雨量地区, 应用美国WSR-88D默认Z-R关系估测台风降水比较接近于实际。但是, 对于大雨量地区来说, 应用此关系估测台风降水更接近实际雨量, 而应用默认Z-R关系估测台风降水, 大雨雨量被严重低估。文中并进一步分析了产生误差的主要原因。