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中国气象局2003年 第14卷 第6期
2003, 14(6): 641-647
摘要
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摘要:
通过研究最近50年我国夏季降水分布的年代际及年际气候变化特征，以及对20世纪90年代至今夏季旱涝趋势的对比分析，讨论了夏季主要雨带位置南移的气候趋势，以及亚洲大陆高压、ENSO事件对夏季降水的影响关系。结果表明，20世纪90年代后期开始我国夏季旱涝分布气候态发生较大的变化，这可能预示夏季进入南涝北旱的年代气候时期。这些结果对于降水的年代气候预测和短期气候预测都具有重要意义。
通过研究最近50年我国夏季降水分布的年代际及年际气候变化特征，以及对20世纪90年代至今夏季旱涝趋势的对比分析，讨论了夏季主要雨带位置南移的气候趋势，以及亚洲大陆高压、ENSO事件对夏季降水的影响关系。结果表明，20世纪90年代后期开始我国夏季旱涝分布气候态发生较大的变化，这可能预示夏季进入南涝北旱的年代气候时期。这些结果对于降水的年代气候预测和短期气候预测都具有重要意义。
2003, 14(6): 648-655
摘要:
着重介绍月动力延伸数值预报模拟技巧较高的大气环流在局域降水方面的降尺度（downscaling）应用。克服动力降尺度和统计降尺度技术的缺点，从动力与统计相结合的角度，给出月尺度大气环流与局地降水之间的关系，该联系有清楚的动力学背景和天气学意义。120个月的历史实况资料回报试验证明了该关系的合理性。T63/NCC月动力延伸形势场集合预报进行中国降水的降尺度应用亦取得了较好的结果。
着重介绍月动力延伸数值预报模拟技巧较高的大气环流在局域降水方面的降尺度（downscaling）应用。克服动力降尺度和统计降尺度技术的缺点，从动力与统计相结合的角度，给出月尺度大气环流与局地降水之间的关系，该联系有清楚的动力学背景和天气学意义。120个月的历史实况资料回报试验证明了该关系的合理性。T63/NCC月动力延伸形势场集合预报进行中国降水的降尺度应用亦取得了较好的结果。
2003, 14(6): 656-662
摘要:
讨论了新一代（多普勒）天气雷达对2002年5月14日19:00至21:00影响湖南常德地区的3个对流风暴的探测情况，其中两个为超级单体，一个为飑线。观测到了与超级单体相联系的中气旋和龙卷式涡旋特征（TVS）。上述强对流系统产生了地面大风、大冰雹和龙卷等强烈天气，与雷达的探测相吻合。特别值得一提的是在中国首次探测到了三体散射（TBSS）和龙卷式涡旋特征（TVS）这两个分别指示大冰雹和龙卷的雷达回波特征，并得到了地面报告的印证。
讨论了新一代（多普勒）天气雷达对2002年5月14日19:00至21:00影响湖南常德地区的3个对流风暴的探测情况，其中两个为超级单体，一个为飑线。观测到了与超级单体相联系的中气旋和龙卷式涡旋特征（TVS）。上述强对流系统产生了地面大风、大冰雹和龙卷等强烈天气，与雷达的探测相吻合。特别值得一提的是在中国首次探测到了三体散射（TBSS）和龙卷式涡旋特征（TVS）这两个分别指示大冰雹和龙卷的雷达回波特征，并得到了地面报告的印证。
2003, 14(6): 663-673
摘要:
为探讨初始场资料在数值预报中的重要性，用高分辨率卫星TBB资料反演的云内湿度场来改进模式初值，初步研究分析了改进的模式初值对降水预报的影响。以湿绝热过程的变态方程为积分方程，由卫星TBB资料反演出大气中各等压面层湿度场。通过对比分析反演的湿度场与客观分析 (T106) 的水汽场，发现两者有较大区别，前者更加合理地反映出降水区域高空湿度场的分布。利用中尺度模式MM5将有限区域的常规探空资料和非常规资料进行同化，并对暴雨个例进行预报对比试验。不同初值的对比试验表明，在模式的初始场中引入卫星资料反演的湿度场后，明显地改善了模式降水预报的强度和落区，比仅使用常规探空资料更接近于实况。
为探讨初始场资料在数值预报中的重要性，用高分辨率卫星TBB资料反演的云内湿度场来改进模式初值，初步研究分析了改进的模式初值对降水预报的影响。以湿绝热过程的变态方程为积分方程，由卫星TBB资料反演出大气中各等压面层湿度场。通过对比分析反演的湿度场与客观分析 (T106) 的水汽场，发现两者有较大区别，前者更加合理地反映出降水区域高空湿度场的分布。利用中尺度模式MM5将有限区域的常规探空资料和非常规资料进行同化，并对暴雨个例进行预报对比试验。不同初值的对比试验表明，在模式的初始场中引入卫星资料反演的湿度场后，明显地改善了模式降水预报的强度和落区，比仅使用常规探空资料更接近于实况。
2003, 14(6): 674-681
摘要:
利用辽东湾温坨子地区冬夏两季大气扩散试验资料，采用风场诊断模式，对拟建核电站厂区水平风场的分布特征进行了研究, 以为评估该地区拟建核电站的大气污染扩散状况提供基本参数与依据。结果表明：冬季该地区水平风场分布主要有3种形式：1) 呈偏南风型的风场；2) 偏北风型的风场；3) 厂址附近位于高低压中心之间，或整个区域是一均压场, 这时系统风弱，局地风 (包括山谷风及海陆风) 明显，整个区域地面风场比较混乱。夏季该地区水平风场分布主要有4种形式：1) 受季风控制，呈偏南风型的风场；2) 系统风较弱，呈海陆风型的风场；3) 锋前低压控制，产生切变型的风场；4) 受季风控制，呈偏北风型的风场。
利用辽东湾温坨子地区冬夏两季大气扩散试验资料，采用风场诊断模式，对拟建核电站厂区水平风场的分布特征进行了研究, 以为评估该地区拟建核电站的大气污染扩散状况提供基本参数与依据。结果表明：冬季该地区水平风场分布主要有3种形式：1) 呈偏南风型的风场；2) 偏北风型的风场；3) 厂址附近位于高低压中心之间，或整个区域是一均压场, 这时系统风弱，局地风 (包括山谷风及海陆风) 明显，整个区域地面风场比较混乱。夏季该地区水平风场分布主要有4种形式：1) 受季风控制，呈偏南风型的风场；2) 系统风较弱，呈海陆风型的风场；3) 锋前低压控制，产生切变型的风场；4) 受季风控制，呈偏北风型的风场。
2003, 14(6): 682-690
摘要:
利用1955~2002年甘肃省80个站的观测资料，对发生在甘肃境内的64个强或特强沙尘暴个例逐个进行了天气气候分析，总结了甘肃沙尘暴天气气候特点，沙尘暴爆发的天气类型，移动路径。得出沙尘暴短期和临近预报的着眼点，建立了甘肃沙尘暴短期预报概念模型。通过用计算机语言和模块化设计方案，成功设计了中国西北地区沙尘暴监测预警人机交互预报平台，实现了沙尘暴监测预警预报业务化。
利用1955~2002年甘肃省80个站的观测资料，对发生在甘肃境内的64个强或特强沙尘暴个例逐个进行了天气气候分析，总结了甘肃沙尘暴天气气候特点，沙尘暴爆发的天气类型，移动路径。得出沙尘暴短期和临近预报的着眼点，建立了甘肃沙尘暴短期预报概念模型。通过用计算机语言和模块化设计方案，成功设计了中国西北地区沙尘暴监测预警人机交互预报平台，实现了沙尘暴监测预警预报业务化。
2003, 14(6): 691-699
摘要:
在数字摄像能见度观测系统 (DPVS) 中, 目标物的自身亮度难以实时测量, 给观测结果带来的不确定性不可忽略, 采用实用黑体技术可以大大减小乃至消除其造成的误差。作者对非黑体目标引起的测量误差进行了分析, 结果表明相对误差随着目标物反射率的增加和能见度的升高而增大, 为了保证测量精度, 需要采用反射率足够低的目标物。对于长方体结构的实用黑体腔, 采用多次反射法计算了其近轴向的半球-方向反射率与其特性参数之间的关系。在没有观测到侧壁的前提下, 其轴向反射率最大, 随着偏离轴线角度的增加, 反射率逐渐减小。轴向反射率随腔体长度与开口边长比值的增加而迅速减小, 而腔体宽度增加引起的变化不明显。另外, 作者还推导了在考虑弥散成像时对实用黑体开口尺寸最小需求的计算公式, 也给出了符合一定条件的实用黑体轴向反射率的近似计算公式, 从而提供了DPVS中实用黑体参数选择的基本原则。最后, 给出了DPVS采用非黑体和实用黑体目标计算能见度的对比试验结果, 充分说明了在DPVS中采用实用黑体技术的必要性和可行性。
在数字摄像能见度观测系统 (DPVS) 中, 目标物的自身亮度难以实时测量, 给观测结果带来的不确定性不可忽略, 采用实用黑体技术可以大大减小乃至消除其造成的误差。作者对非黑体目标引起的测量误差进行了分析, 结果表明相对误差随着目标物反射率的增加和能见度的升高而增大, 为了保证测量精度, 需要采用反射率足够低的目标物。对于长方体结构的实用黑体腔, 采用多次反射法计算了其近轴向的半球-方向反射率与其特性参数之间的关系。在没有观测到侧壁的前提下, 其轴向反射率最大, 随着偏离轴线角度的增加, 反射率逐渐减小。轴向反射率随腔体长度与开口边长比值的增加而迅速减小, 而腔体宽度增加引起的变化不明显。另外, 作者还推导了在考虑弥散成像时对实用黑体开口尺寸最小需求的计算公式, 也给出了符合一定条件的实用黑体轴向反射率的近似计算公式, 从而提供了DPVS中实用黑体参数选择的基本原则。最后, 给出了DPVS采用非黑体和实用黑体目标计算能见度的对比试验结果, 充分说明了在DPVS中采用实用黑体技术的必要性和可行性。
2003, 14(6): 700-707
摘要:
利用1989年和1998年NOAA气象卫星资料，提取植被、积雪等信息，分析了十年来祁连山自然保护区植被空间分布状况及其变化特征，研究了祁连山积雪年变化和1989与1998年年代变化特征，结果表明：祁连山保护区主体部分十年来植被退化严重，且退化植被以灌木林和草为主；祁连山区积雪年变化基本特点是呈双峰形，但不同流域积雪的年变化存在一定差异。1998年各流域旬平均积雪面积均较1989年减小，自西向东减小幅度逐渐增大，党河流域减小2.17%，西营河流域减小10.05%。1998年和1989年春季积雪面积相差不大，但冬季积雪明显少于1989年。由于1998年气温明显偏高，使得山区积雪融化速度加快，1998年积雪面积随时间变化振幅加大。
利用1989年和1998年NOAA气象卫星资料，提取植被、积雪等信息，分析了十年来祁连山自然保护区植被空间分布状况及其变化特征，研究了祁连山积雪年变化和1989与1998年年代变化特征，结果表明：祁连山保护区主体部分十年来植被退化严重，且退化植被以灌木林和草为主；祁连山区积雪年变化基本特点是呈双峰形，但不同流域积雪的年变化存在一定差异。1998年各流域旬平均积雪面积均较1989年减小，自西向东减小幅度逐渐增大，党河流域减小2.17%，西营河流域减小10.05%。1998年和1989年春季积雪面积相差不大，但冬季积雪明显少于1989年。由于1998年气温明显偏高，使得山区积雪融化速度加快，1998年积雪面积随时间变化振幅加大。
2003, 14(6): 708-714
摘要:
森林火点的识别是利用气象卫星资料监测森林火灾的基础。传统的目视解译火点识别法难以实现计算机的自动识别，神经网络技术为解决这一问题提供了新的工具。作者探讨了应用神经网络实现气象卫星影像森林火点自动识别的技术方法，并在湖北省地理范围内进行了试验。试验结果显示，经过训练的神经网络能够记忆火点的特征，具备将森林火点从气象卫星影像中识别出来的能力。与目视解译法相比，神经网络方法的精度接近目视解译法，最重要的是实现了森林火点的自动识别。
森林火点的识别是利用气象卫星资料监测森林火灾的基础。传统的目视解译火点识别法难以实现计算机的自动识别，神经网络技术为解决这一问题提供了新的工具。作者探讨了应用神经网络实现气象卫星影像森林火点自动识别的技术方法，并在湖北省地理范围内进行了试验。试验结果显示，经过训练的神经网络能够记忆火点的特征，具备将森林火点从气象卫星影像中识别出来的能力。与目视解译法相比，神经网络方法的精度接近目视解译法，最重要的是实现了森林火点的自动识别。
2003, 14(6): 715-721
摘要:
应用中巴资源一号卫星遥感数据、地理信息系统和全球定位系统技术，结合常规资料、野外考察等手段，采用数字化图像处理和分类技术，进行了贵溪市土地利用类型、水资源分布和森林植被等环境资源遥感解译。在通用的遥感图像分类方法的基础上，将GPS采样数据参与到各类资源遥感解译标志的建立和分类中，并留出样本做精度检验，提高了环境资源遥感解译的客观性和效率。根据中国亚热带东部丘陵山区气候考察资料和贵溪所处武夷山区17年的垂直气候观测资料，应用统计学方法建立了12种气候要素和资源随海拔高度变化模型。应用1：25万数字化地理数据，经三角网插值，生成20 m网格精度的数字高程图（DEM），通过地学模型，将气候要素（资源）计算到同样的网格点上。最后，应用GIS中栅格图层的空间分析方法，将环境资源遥感解译结果、气候资源、区划指标等计算到20 m分辨率的网格点上，应用逻辑算子进行气候分区判断，得到了优质双季晚稻适宜播种期等7种作物的综合区划，并对区划结果进行了分析。
应用中巴资源一号卫星遥感数据、地理信息系统和全球定位系统技术，结合常规资料、野外考察等手段，采用数字化图像处理和分类技术，进行了贵溪市土地利用类型、水资源分布和森林植被等环境资源遥感解译。在通用的遥感图像分类方法的基础上，将GPS采样数据参与到各类资源遥感解译标志的建立和分类中，并留出样本做精度检验，提高了环境资源遥感解译的客观性和效率。根据中国亚热带东部丘陵山区气候考察资料和贵溪所处武夷山区17年的垂直气候观测资料，应用统计学方法建立了12种气候要素和资源随海拔高度变化模型。应用1：25万数字化地理数据，经三角网插值，生成20 m网格精度的数字高程图（DEM），通过地学模型，将气候要素（资源）计算到同样的网格点上。最后，应用GIS中栅格图层的空间分析方法，将环境资源遥感解译结果、气候资源、区划指标等计算到20 m分辨率的网格点上，应用逻辑算子进行气候分区判断，得到了优质双季晚稻适宜播种期等7种作物的综合区划，并对区划结果进行了分析。
2003, 14(6): 722-728
摘要:
以简化农田实际蒸散的计算过程为目的，利用1999年河北定兴县中国气象科学研究院农业气象试验基地的玉米田0~300 cm土壤湿度和气象要素的实测资料以及华北地区5个站1991~1995年0~50 cm土壤湿度和气象资料，探讨由简化参考蒸散模式计算玉米田实际蒸散的可能性；对比了Priestley-Taylor模式和FAO（1998）Penman-Menteith模式的计算结果，以农田试验资料为基础，采用叶面积系数和平均土壤相对湿度为因子，建立了实际蒸散的计算模式。并以华北地区8个站1999~2000年0~50 cm土壤湿度和气象资料进行验证，平均误差一般为10%~15%.
以简化农田实际蒸散的计算过程为目的，利用1999年河北定兴县中国气象科学研究院农业气象试验基地的玉米田0~300 cm土壤湿度和气象要素的实测资料以及华北地区5个站1991~1995年0~50 cm土壤湿度和气象资料，探讨由简化参考蒸散模式计算玉米田实际蒸散的可能性；对比了Priestley-Taylor模式和FAO（1998）Penman-Menteith模式的计算结果，以农田试验资料为基础，采用叶面积系数和平均土壤相对湿度为因子，建立了实际蒸散的计算模式。并以华北地区8个站1999~2000年0~50 cm土壤湿度和气象资料进行验证，平均误差一般为10%~15%.
2003, 14(6): 729-738
摘要:
对2001年4~12月5种信息源广州市区的天气预报进行预报质量检验，预报时效为24、48、72 h；检验要素针对降水、温度。对降水预报进行一般晴雨、暴雨业务评分和Ts评分；对温度预报进行方差、分级等统计检验。对预报员和模式预报产品的预报质量进行对比分析，结果表明对于一般性晴雨天气预报，热带所中尺度模式的预报质量普遍较好，并且具有良好的稳定性，预报员的24 h预报质量与模式的预报质量相当，48~72 h预报总体而言，模式预报明显优于其它预报方法；各种方法对暴雨的预报能力偏低；Ts评分表明模式对有、无降水的预报能力较强；对于温度预报，总体上，预报员的预报准确率最好，热带所中尺度模式的温度预报存在系统误差，预报普遍比实况偏低；对于降水和温度，各种预报方法质量均随预报时效的增长而下降，且最高温度的预报误差总比最低温度的预报误差大。
对2001年4~12月5种信息源广州市区的天气预报进行预报质量检验，预报时效为24、48、72 h；检验要素针对降水、温度。对降水预报进行一般晴雨、暴雨业务评分和Ts评分；对温度预报进行方差、分级等统计检验。对预报员和模式预报产品的预报质量进行对比分析，结果表明对于一般性晴雨天气预报，热带所中尺度模式的预报质量普遍较好，并且具有良好的稳定性，预报员的24 h预报质量与模式的预报质量相当，48~72 h预报总体而言，模式预报明显优于其它预报方法；各种方法对暴雨的预报能力偏低；Ts评分表明模式对有、无降水的预报能力较强；对于温度预报，总体上，预报员的预报准确率最好，热带所中尺度模式的温度预报存在系统误差，预报普遍比实况偏低；对于降水和温度，各种预报方法质量均随预报时效的增长而下降，且最高温度的预报误差总比最低温度的预报误差大。
2003, 14(6): 739-744
摘要:
风在速度与方向上的不稳定性可引发结构振动并可导致损坏。山顶风较少受局地作用影响, 流场较稳定，作为典型风况对山顶风湍流脉动情形进行的观测和分析，对于研究建筑结构风载振动情形有着重要意义。在不同风况下对泰山气象站近地层风的风速和风向进行了同时、逐秒测记，所得样本经检验符合正态分布。计算表明，风向样本方差显著大于风速样本方差。绘制了各风速、风向样本自、互谱密度曲线图。谱图显示诸样本具有红噪声序列特征，不同样本自、互谱密度曲线具有相近形状，而以风速自谱曲线吻合程度最好，谱密度曲线在周期为4秒及2秒处有峰值。此后的研究应结合记录仪器的改进增加采样频率，对周期为2秒以下谱曲线作进一步分析。
风在速度与方向上的不稳定性可引发结构振动并可导致损坏。山顶风较少受局地作用影响, 流场较稳定，作为典型风况对山顶风湍流脉动情形进行的观测和分析，对于研究建筑结构风载振动情形有着重要意义。在不同风况下对泰山气象站近地层风的风速和风向进行了同时、逐秒测记，所得样本经检验符合正态分布。计算表明，风向样本方差显著大于风速样本方差。绘制了各风速、风向样本自、互谱密度曲线图。谱图显示诸样本具有红噪声序列特征，不同样本自、互谱密度曲线具有相近形状，而以风速自谱曲线吻合程度最好，谱密度曲线在周期为4秒及2秒处有峰值。此后的研究应结合记录仪器的改进增加采样频率，对周期为2秒以下谱曲线作进一步分析。
2003, 14(6): 745-755
摘要:
近年来遥感技术的发展为多圈层中陆面过程和边界层研究提供了有力的工具。文章分析了目前用于陆面过程参数化研究的重要遥感信息源。并评述遥感信息在陆面过程参数化研究中的基本应用和存在问题，最后，提出发展方向和展望。
近年来遥感技术的发展为多圈层中陆面过程和边界层研究提供了有力的工具。文章分析了目前用于陆面过程参数化研究的重要遥感信息源。并评述遥感信息在陆面过程参数化研究中的基本应用和存在问题，最后，提出发展方向和展望。
2003, 14(6): 756-762
摘要:
论述了国家卫星气象中心的气象卫星资料存档系统构成、存储数据的编目组织、应用软件的逻辑关联结构、层次框架结构及组织结构，介绍了应用软件主要功能和流程图，对存档系统建设中的经验进行了总结。
论述了国家卫星气象中心的气象卫星资料存档系统构成、存储数据的编目组织、应用软件的逻辑关联结构、层次框架结构及组织结构，介绍了应用软件主要功能和流程图，对存档系统建设中的经验进行了总结。
2003, 14(6): 763-768
摘要:
利用彩色扫描图形数字化处理技术实现降水自记纸图形的数字化处理是对气象历史档案拯救技术的有效探索。该文从降水自记纸扫描图形的数字化精度分析和彩色扫描的优势特征分析出发，重点研究分析了存储方式、降水曲线彩色表征区分技术和降水自记纸扫描图形数字化数据处理技术，用以为其它图形数字化处理提供一种技术思路和有效的技术参考。
利用彩色扫描图形数字化处理技术实现降水自记纸图形的数字化处理是对气象历史档案拯救技术的有效探索。该文从降水自记纸扫描图形的数字化精度分析和彩色扫描的优势特征分析出发，重点研究分析了存储方式、降水曲线彩色表征区分技术和降水自记纸扫描图形数字化数据处理技术，用以为其它图形数字化处理提供一种技术思路和有效的技术参考。
2003, 14(6)
摘要:
第 1期论 著用MODIS遥感资料分析四川盆地气溶胶光学厚度时空分布特征 ……………………………… 李成才 毛节泰 刘启汉 ( 1 )……………………………………………………………………用星载先进微波探测器 (AMSU)资料开展区域地表洪涝分类监测 …………………………… 谷松岩 邱 红 冉茂农等 ( 8)…………………………………………………………………双多普勒雷达风场反演误差和资料的质量控制刘黎平 张沛源 梁海河等 ( 1 7)…………………双线偏振多普勒雷达测量精度的理论分析丁青兰 刘黎平 葛润生等…
第 1期论 著用MODIS遥感资料分析四川盆地气溶胶光学厚度时空分布特征 ……………………………… 李成才 毛节泰 刘启汉 ( 1 )……………………………………………………………………用星载先进微波探测器 (AMSU)资料开展区域地表洪涝分类监测 …………………………… 谷松岩 邱 红 冉茂农等 ( 8)…………………………………………………………………双多普勒雷达风场反演误差和资料的质量控制刘黎平 张沛源 梁海河等 ( 1 7)…………………双线偏振多普勒雷达测量精度的理论分析丁青兰 刘黎平 葛润生等…
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