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2010年  第21卷  第6期

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珠穆朗玛峰地区气象要素特征观测研究
何立富, 王遂缠, 张志刚
2010, 21(6): 641-648
摘要:
利用中央气象台奥运火炬传递珠峰气象保障队获取的第一手资料,对2007年4月12日-5月8日珠穆朗玛峰(简称珠峰)大本营地面自动站和79次探空实测资料进行分析,揭示了珠峰地区气象要素变化的观测事实。结果表明:受珠峰北坡绒布冰川沉降风影响,珠峰大本营盛行南风;风速和气温日变化呈单峰分布,风速极小值和日最低气温出现在08:00(北京时,下同),而极大值出现在15:00前后;相对湿度峰值出现在07:00和23:00,正午前后相对湿度最小。6200 m高度以下几乎昼夜恒吹下山风,偏南风在22:00至次日00:00最强;7200~9000 m高度风向主要以偏西风为主,风速随高度也明显增加。5200~8000 m各高度上,日最低气温始终出现在08:00,最高气温出现在16:00,8200 m以上气温呈现出多波动起伏。在6700~9700 m高度能维持相对湿度的高值中心,大值区主要位于6500~8800 m高度。高空西风锋区位于12000~15000 m,对流层顶高度大约在18200 m左右。
东亚季风湿润区水分收支的气候特征
廖荣伟, 赵平
2010, 21(6): 649-658
摘要:
采用1958—2007年NCEP/NCAR月平均再分析资料,分别从水汽通量、水汽通量散度以及区域内降水量与蒸发量差计算东亚季风湿润区的水分收支,分析其差异特征,结果表明:用不同方法计算的水分收支距平年际变化的相关系数分别为0.91,0.71和0.81,误差ε百分率分别为17.4%,44.1%和44%,其中利用水汽通量和散度计算得到的季风湿润区水分收支结果很接近。总体上看,整个区域全年表现为水分收入,春季和夏季的水分收入贡献最大,秋季和冬季贡献较小。在水汽经向输送中,南边界为主要的水汽输入区。从水汽输送计算的水分收支垂直分布来看,多年平均气候态下整个区域除850 hPa存在水分支出外,其余各层均为水分收入,3种方法计算的水分收支在4个季节的年际变化明显。
NCEP/CFS模式对东亚夏季延伸预报的检验评估
陈官军, 魏凤英, 巩远发
2010, 21(6): 659-670
摘要:
利用NCEP的气候预报系统(Climate Forecast System, CFS)所提供的1981—2004年历史回报试验结果,检验和评估了该系统对夏季东亚地区大气环流的预报技巧和系统误差;在此基础上通过提取模式预报和观测的10~20 d及30~60 d低频振荡分量,重点对我国南方3次典型持续性暴雨过程的预报技巧进行检验和诊断分析。结果表明:CFS系统对东亚整体大气环流逐日预报的可靠时效为5 d左右,60°N以北的对流层中高层高度场预报系统性偏低,而在40°~60°N则为系统性偏高。系统性误差随预报时间的延长而增加,但10 d以上预报的系统性误差大小和空间分布逐渐趋于稳定;CFS系统对低频分量的延伸期预报技巧好于对其整体大气环流的预报技巧,并且在典型持续性暴雨过程中,CFS系统对影响强降水过程的主要环流系统低频振荡特征有一定预报能力。
广东省前汛期暴雨与500 hPa关键区准双周振荡
纪忠萍, 谷德军, 吴乃庚, 谢炯光
2010, 21(6): 671-684
摘要:
采用小波分析、功率谱和交叉谱分析、Lanczos滤波等方法探讨了1961—2008年广东省前汛期暴雨的变化及与影响广东省前汛期降水的500 hPa关键区准双周振荡的关系。结果表明:20世纪90年代以来,广东省6月发生暴雨的日数明显增多, 强度增强;但90年代后期以来,前汛期暴雨的总日数却减少;前汛期暴雨总日数具有较明显的准6~7年周期振荡。广东省前汛期暴雨量占总降水量的37.7%,它与总降水量呈显著正相关。广东省前汛期降水与500 hPa关键区在大多数年份均存在显著的准单周、准双周振荡。虽然它们也存在30~60 d振荡,但不显著。500 hPa关键区与广东省前汛期降水在准双周振荡尺度上关系最密切,振荡超前或滞后的时间差在2 d之内。统计近48年4—6月500 hPa关键区准双周振荡波谷前后3 d (个别4 d) 广东省暴雨出现的概率为79%。采用典型个例的合成分析,得到500 hPa关键区准双周振荡波谷附近有、无暴雨出现的大气环流场演变具有明显差异,可为广东省前汛期暴雨的中期预报提供参考。
遥感-测站相结合的动态雪深反演方法初探
赵亮, 朱玉祥, 程亮, 王成林
2010, 21(6): 685-697
摘要:
该文结合2000年专用传感器微波成像仪(SSM/I)的亮温数据和我国观测站雪深资料,提出了一种遥感测站相结合的动态雪深反演方法,试图用统计关系的时空动态化方案克服理论上亮温与不同类型积雪之间物理关系的复杂性,从而提高测站稀疏区和雪盖边缘区的雪深反演精度。其最大特点在于反演系数并不固定,而随时间和空间变化, 较好地改善了单一系数反演方法中积雪物理性质的区域性差异和时间(季节)性差异带来的反演误差。初步分析表明:这种遥感测站相结合的反演方法所得的积雪空间分布连续性好,在雪盖边缘区和站点稀疏区也能得到较合理的雪深数据;与静态遥感反演法和可见光雪盖面积相比,这种方法克服了它们在华北和华中低估雪盖面积的缺点,积雪面积分布更接近真实场,对西部积雪分布的反演也有一定改善。
珠江三角洲区域大气输送和扩散的季节特征
黄健, 刘作挺, 黄敏辉, 黄辉军, 吕卫华, 杨永泉
2010, 21(6): 698-708
摘要:
根据1985—2004年NCEP/NCAR再分析资料,采用HYSPLIT扩散模式和虚拟源方法,模拟分析了珠江三角洲大气污染物的空间和时间分布状况,初步讨论了珠江三角洲大气输送和扩散的季节特征,及其长期变化趋势。结果表明:珠江三角洲大气的输送和扩散有明显的季节变化特征,春、夏季大气污染物汇聚区位于珠江三角洲的西北侧,秋、冬季位于偏西侧;春、夏季的汇聚区明显强于秋、冬季。春、夏季大气分别向珠江三角洲西北和偏北方向的山区输送和扩散,而秋、冬季则沿着较为平坦的粤西海岸,向西南偏西方向输送和扩散。秋、冬季大气污染物的滞留时间明显比春、夏季短。1985—2004年大气输送和扩散能力存在年际差异,其中以2004年的输送和扩散能力最弱、1996年最强。
热气候指数在人体舒适度预报中的适用性
郑有飞, 尹继福, 吴荣军, 叶殿秀
2010, 21(6): 709-715
摘要(4375) HTML全文 (779) PDF 446KB(3298)
摘要:
为进一步提高夏季舒适度预报质量,该文根据国际生物气象研究学会制定的体感指标计算软件和国内现行指标的计算方法,引进并修正了热气候指数 (UTCI),根据对2009年8月21-25日在南京信息工程大学205名军训大学生开展的问卷调查资料,对比验证了国内外多种指标,结果表明:国内指标基本能够表征人体热感觉,但仍需进一步完善;热气候指数较其他体感指标能更好地表达人体实际热舒适度,结合天气数值预报结果和SolAlt模型预报的太阳辐射,非常适宜作为南京市人体舒适度的预报指标。热气候指数的建立,提高了南京市的公共气象服务质量。
毫米/亚毫米波探测大气温度和湿度的通道选择
郭杨, 卢乃锰, 谷松岩
2010, 21(6): 716-723
摘要:
利用热带大气温湿廓线计算了热带地区毫米/亚毫米波段微波大气透过率权重函数。对权重函数峰值高度的分析结果显示:对流层低层的大气温度可以选择118 GHz通道的远翼频率来探测,而对高层大气温度进行探测时,选择425 GHz通道的远翼频率较为合适;在大气湿度探测方面,183 GHz通道组合适合探测对流层中层大气的湿度,高层大气湿度探测应该首先考虑380 GHz通道组合来实现。根据大气温度探测通道和大气湿度探测通道的权重函数分布,鉴于国内现有遥感仪器的制造水平,建议选择118 GHz 3个通道与425 GHz 8个通道共11个大气温度探测通道和183 GHz 3个通道与380 GHz 5个通道共8个大气湿度探测通道作为未来静止轨道微波探测的候选通道。
基于水面实测光谱的太湖蓝藻卫星遥感研究
韩秀珍, 吴朝阳, 郑伟, 孙凌
2010, 21(6): 724-731
摘要:
水体叶绿素a含量和蓝藻密度是评价水质污染的主要参数,对监测水体蓝藻水华有重要意义。该文利用2008年11月10日和11日太湖水面实测光谱及FY 3A/MERSI,AQUA/MODIS卫星的波段响应函数,计算了卫星波段的水体表面等效反射率。水体实测光谱显示蓝藻污染提高了近红外波段的遥感反射率,在蓝光波段和绿光波段有明显的吸收谷和反射峰。根据这一原理,该文建立了近红外和红光波段的比值指数RI模型,成功反演了太湖水体叶绿素a含量(均方根误差分别为0.0174 mg·L-1和0.0188 mg·L-1)和蓝藻密度(均方根误差分别为247.21×106 L-1和275.64×106 L-1)。这一结果为分析太湖水面光学特性、水质污染状况提供了重要依据。
基于城市交通脆弱性核算的大雾灾害风险评估
扈海波, 熊亚军, 张姝丽
2010, 21(6): 732-738
摘要:
选用大雾观测资料测算城市地区的雾灾危险性指数,以规则网格作为评估单元,逐网格计算网格区域内的路网密度,以此作为雾灾的空间脆弱性指标,并针对重点设施的分布情况对脆弱性指数进行空间叠加订正;选用网格内的人口密度作为雾灾的易损性指标;危险性、脆弱性及易损性3项指标按5:2:1的分配比例综合测算雾灾的风险指数。实例研究选用北京地区1996年1月—2006年12月的大雾资料,按空间网格化方法对大雾灾害风险进行评估,结果表明:北京地区雾灾脆弱性指数的高值区域与高速路及环城路延伸方向一致,城市中心为人口集中分布地区,其综合风险指数高,与高速路段、环城路及机场等地段均为雾灾的高风险区域,北京东南部地区年平均雾日数相对较多,危险性指数值也较高,是雾灾较高风险区域。
CINRAD/SB雷达回波强度定标调校方法
潘新民, 柴秀梅, 崔柄俭, 黄跃青, 王全周, 徐俊领
2010, 21(6): 739-746
摘要:
回波强度定标和调校方法是保障CINRAD/SB回波强度测量精度的关键技术,方法不当会导致回波强度测量误差增大,直接影响雷达定量估测降水产品的可靠性。为了满足回波强度测量误差在±1 dBZ范围内的技术要求,根据雷达气象方程,通过对CINRAD/SB接收机测试通道、主通道、天馈系统相关影响回波强度测量误差的因素进行分析,提出了从接收机动态范围和雷达参数调整、线性通道增益定标目标常数定标,到测试通道参数调整的回波强度定标工作流程。总结出以线性通道增益定标目标常数定标为基准,采用测试通道参数测量法或基准法调校,以保证发射功率和接收机动态范围变化导致的回波强度测量误差得到在线实时校正,提高了CINRAD/SB回波强度测量精度。从接收机测试通道、主通道、天馈系统及发射功率4个方面,给出了回波异常的分析和诊断流程。并提出在接收机保护器前端增加机外信号注入口和定标信号功率检测功能,以利于机内外回波强度定标对比校准和消除测试通道参数变化导致回波强度测量误差的建议。
多作业管理方式在风能资源数值模拟中的应用
张小伟, 李正泉, 杨忠恩, 姚益平, 蔡菊珍
2010, 21(6): 747-753
摘要(3931) HTML全文 (738) PDF 803KB(1583)
摘要:
通过对MM5和CALMET风能资源数值模拟耦合模式的计算流程分析,基于并行运算思想,设计了MM5和CALMET耦合模式模拟运算的多作业管理方式。在浙江省风能资源高分辨率数值模拟试验中,完成浙江区域1个月时间段的风能资源参数模拟运算,MM5和CALMET耦合模式在实施多作业管理方式前后,CALMET模式的运算时间由原来的1501.2 min缩短为149.5 min,运算时效提高了9倍;整个耦合模式的运算时间由原来的1709.9 min缩短为358.2 min,运算时效提高了4倍。数值模拟试验证实了多作业管理方式可在现有计算资源的基础上,大幅提高数值模式的运算时效,且随着数值模式模拟时间段的加长和模拟区域范围的扩大,多作业管理方式对数值模式运算功效的增强越加明显。
基于Flex的气象信息网络发布平台设计与实现
孙利华, 吴焕, 郑金伟, 罗兵, 王琪, 胡利霞, 郑卫江, 吕终亮
2010, 21(6): 754-761
摘要(2998) HTML全文 (711) PDF 962KB(2332)
摘要:
通过分析气象数据的特点和RIA (Rich Internet Applications) 技术的优势,结合系统建设目标提出了基于Flex的网络GIS气象信息发布平台的总体框架, 并详细介绍了该平台的主要功能。对系统建设的关键技术问题进行详细分析,主要包括数据组织与管理、气象数据转换、地图服务缓存以及基于Flex的地图展现技术等。系统运行结果表明:与传统气象网络GIS相比该系统具有界面元素丰富、交互响应快、大数据量的显示效率大大提高等方面的优势。该系统为气象工作人员、应急气象服务及公众提供了一个实时、快速、基于网络的气象信息共享平台。
LDM软件在气象数据交换中的应用
艾艳, 杨根录, 魏延涛, 王敏, 武鹏
2010, 21(6): 762-768
摘要(3030) HTML全文 (712) PDF 483KB(1662)
摘要:
目前运行的国内气象通信系统存在着交换平台(操作系统平台)不统一、数据接口不统一、数据交换软件不统一等问题,导致每新增一类投入业务使用的观测资料,从资料采集、资料传输、资料传输监视到资料应用等都自成一体,给通信传输管理带来很大不便。LDM(Local Data Manager)软件作为底层通信传输和管理系统,可实现上述三者的统一。通过对目前国内气象通信系统存在的传输软件不统一、文件数目多时造成拥塞和文件优先级无法保证问题的分析,对LDM软件灵活和有效的数据分发功能及用户可配置的、支持分布式的处理和事件驱动的特点进行了介绍,并以建立的基于LDM的实时气象资料分发服务系统为研究和试验原型,对LDM软件及目前国内气象通信系统软件进行对比分析,结果表明:采用LDM软件可以提高传输业务的整体工作质量,解决目前国内气象通信系统存在的问题,即LDM软件较适用于我国气象数据交换业务。