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2005年  第16卷  第5期

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一些陆面要素非均匀分布对模式计算结果影响的理论分析
张正秋, 周秀骥, 李维亮, 孙菽芬
2005, 16(5): 561-568
摘要(2345) HTML全文 (420) PDF 156KB(1601)
摘要:
应用平均参数化方法,从理论上分别研究了地表温度、地面粗糙度、积雪深度和密度非均匀分布对相关物理量计算的影响。结果表明:考虑地表温度的非均匀分布影响后,模式网格上平均地面的长波辐射通量增加,地面饱和水汽压也增加;在相同的地表温度分布变差系数和常温情况下,与长波辐射通量相比,地面饱和水汽压的变化对地表温度非均匀分布较为敏感;地面粗糙度非均匀分布对地面中性曳力系数和BATS型地面积雪覆盖率有一定的影响;积雪深度和密度非均匀分布也对地面积雪覆盖率有一定的影响。
2003年7月3日梅雨锋切变线上的β-中尺度暴雨云团分析
方宗义, 项续康, 方翔, 李小龙
2005, 16(5): 569-575
摘要(3072) HTML全文 (408) PDF 220KB(1389)
摘要:
利用多种气象卫星遥感资料及加工产品,对2003年7月3日产生在皖北的暴雨过程进行了中尺度分析。分析表明:在切变线云带上有11个β-中尺度对流云团发展,水平范围约100km,生命史约5h;其背景场是整个对流云区内具有高湿、正涡度和上升运动的特征,它们促使切变线内高湿斜压不稳定能量释放,促使β-中尺度云团发展,产生很强的降水,云团的水凝物廓线上部的可降水冰和云冰含量很高,最大值达0.8g/kg,最大高度达18km,云顶亮温低于-80℃。
FY-3A气象卫星红外分光计温度廓线模拟反演试验
漆成莉, 董超华, 张文建, 张凤英, 张鹏
2005, 16(5): 576-582
摘要(3145) HTML全文 (450) PDF 149KB(1666)
摘要:
为了考察风云三号(FY-3)气象卫星红外分光计的性能, 以该仪器初样阶段的光谱通道特征和仪器响应函数为基础, 进行大气温度垂直廓线模拟反演。选用红外分光计15 μmCO2吸收带的不同通道组合进行模拟反演, 结果表明:总体上红外分光计具有较好的大气温度反演能力, 窗区通道8的加入可有效提高近地面层温度反演精度;利用迭代算法反演大气温度时, 初估廓线对反演精度影响较大, 初估廓线与真值愈接近, 反演精度愈高;现有仪器通道灵敏度设计指标可满足大气温度反演基本要求, 如仪器灵敏度降低, 反演精度也随之降低, 提高仪器灵敏度, 有利于提高仪器的使用效果。
我国北方沙尘天气演变趋势及其气候成因分析
张莉, 丁一汇, 任国玉
2005, 16(5): 583-592
摘要(4693) HTML全文 (465) PDF 551KB(1934)
摘要:
利用地面气象观测资料,分析了我国北方1954~2001年年、季沙尘天气发生日数的演变规律及其与主要气候要素,风速、相对湿度、降水、气温和干燥度的相关关系,用NCEP/NCAR再分析资料分析了冬春气压梯度的变化趋势。结果表明:近50年来,造成我国北方沙尘天气频率显著下降的直接自然原因是沙尘源区和发生区平均风速和大风日数的减少、主要沙尘源区降水量特别是春季及其前冬降水量的增加以及由于源区降水增加引起的大气和土壤湿润程度的改善。冬春季节气压梯度的减小是风速减小、进而导致沙尘日数减小的关键间接因素。
我国松花江流域和辽河流域降水的长期变化规律和未来趋势分析
李想, 李维京, 赵振国
2005, 16(5): 593-599
摘要(2791) HTML全文 (424) PDF 262KB(1501)
摘要:
利用1881~2002年我国东北地区的月、季降水资料,采用历史曲线分析、功率谱分析、小波变换等方法,重点分析了松花江流域和辽河流域降水的长期变化规律。结果表明:松花江流域和辽河流域的降水都存在着明显的年代际变化,松花江流域降水以27~30年周期为主,辽河流域降水周期比松花江流域略长,大概为35~38年左右。根据降水自身演变规律及自回归方法预测的结果,估计未来5~10年,松花江流域仍将处于少雨期,辽河流域少雨期维持时间可能会稍长一些。
北京地区大气中VHCs观测结果的初步分析
王木林, 程红兵, 丁国安
2005, 16(5): 600-607
摘要(2582) HTML全文 (418) PDF 285KB(1330)
摘要:
采用Tenax TA和碳分子筛吸附富集— 热脱附— 毛细管柱气相色谱法, 测定了北京地区大气中C2~C10可挥发性烃类化合物(简称VHCs)的浓度变化。从2001年9月到2003年8月, 先后采集到有效样品113个。检出55个VHCs组分, 其中烷烃26个, 烯烃19个,芳香烃10个。TVHCs的平均浓度为364.3 ±99.3 μg/ m3;11月份浓度最高, 为546.9 ±353.5 μg/m3, 8月份浓度最低, 为251.8 ±152.4 μg/m3;采暖季比非采暖季高30%, 城区比郊区高10%;有明显的日变化。初步分析发现, 机动车尾气排放和天气气象条件是造成北京地区大气VHCs污染的两个最主要因素。
国产臭氧探空仪观测数据质量分析
郑向东, 李伟
2005, 16(5): 608-618
摘要(2475) HTML全文 (442) PDF 205KB(1768)
摘要:
对国产臭氧探空仪从2001年4月到2004年9月在北京观测的臭氧垂直分布数据的质量进行分析。对国产臭氧探空仪系统基本测量数据(包括电化学反应池池温、臭氧最大分压及其所在的高度、对流层顶的温度和高度)进行初步分析, 结果发现国产臭氧探空仪的稳定性仍需进一步提高。与地面多谱森臭氧总量观测相比, 国产臭氧探空积分的总量普遍要高,2002年至2003年之间的差别范围基本上保持在±20%以内。与国际普遍使用的双池型电化学(ECC型)臭氧探空观测结果相比, 国产臭氧探空观测臭氧分压在15 km以下、25~30km两个高度范围, 均要高于ECC测值。分析结果建议国产臭氧探空仪应尽快参与由全球大气本底监测(GAW)技术主持的世界臭氧探空仪标定中心进行标定, 并在现有的技术条件下, 向双池型电化学型臭氧探空仪这一方向发展
双亮度差方法测量白天气象能见度时的误差分析
吕伟涛, 陶善昌, 谭涌波
2005, 16(5): 619-628
摘要(2242) HTML全文 (407) PDF 211KB(1836)
摘要:
对数字摄像能见度观测系统采用双亮度差方法测量白天气象能见度时非标准观测条件引起的误差进行理论分析, 并给出了相应的误差控制措施。结果表明:对于正南、正北方地平线附近天空亮度的分布, 除了天空布满均匀云层和晴天的中午较为均匀以外, 其他时刻垂直相对梯度都较大, 通常在4%/°~10%/°范围内, 而水平相对梯度大多较小, 低于2%/°;不同组的目标-背景视线方向不一致是不容忽视的一个误差源, 为了限制和最大程度地减小其不利影响, 最好选择具有相同视线仰角的目标物和天空背景, 且视线方位角的差异越小越好;可对目标物两侧的天空背景的亮度进行测量, 内插获得与目标物视线方向一致的天空背景的亮度;视线方向上气柱照明不均匀会导致测量误差且人工无法调控, 应尽量选择下垫面特性较为均匀的观测场地, 通过多次采样平均在一定程度上能够减小其影响, 也可实时监测视野范围内场地和天空的亮度分布, 识别较差的照明状况以免获得误差较大的观测记录;利用树木、草丛、山体、墙壁和窗户等暗目标物难以满足双亮度差方法对观测条件的要求, 最好采用反射率足够低的人工实用黑体目标物。
双站数字摄像测量云高
谭涌波, 陶善昌, 吕伟涛, 刘亦风
2005, 16(5): 629-637
摘要(3364) HTML全文 (443) PDF 435KB(1802)
摘要:
文章提出一种新的地基、双站数字摄像测量云高的方法, 采用两台数字摄像仪同时拍摄实时云图, 自动搜索两幅图像中相互匹配的特征区域, 通过计算特征区域之间的位移量来求取云高。将双站数字摄像云高测量系统与合肥骆岗机场激光测云仪进行对比, 结果较一致。通过对云高计算公式的误差分析确定了适于该系统进行测量的条件, 如基线长度应尽可能长, 但不宜超过200 m, 有效的云高测量视场角在±45°以内。此外还讨论了该方法的优点和局限性。
北京及其周边地区夏季地闪活动时空特征分析
郑栋, 孟青, 吕伟涛, 张义军, 柴秀梅, 马明
2005, 16(5): 638-644
摘要(3032) HTML全文 (419) PDF 199KB(1680)
摘要:
利用M-LDARS闪电定位系统对北京及其周边地区1995~1997年6~9月的闪电观测数据, 分析闪电活动的时空分布特征。结果表明:闪电活动在时间分布上存在两个峰值时段, 13 :00~21:00和23:00~次日05 :00。通过对总地闪、分时段及峰值时段的地闪密度分析, 发现北京及周边地区闪电活动有几个明显的集中区域, 地闪高密度区主要出现在下垫面为山脉和水体的地方, 闪电活动与下垫面的水汽条件关系密切, 且正、负地闪的空间分布也呈现较大差异, 表明雷暴云的电荷结构存在一定差异。
东亚冬季风异常与广东前汛期旱涝关系的初步分析
曾琮, 胡斯团, 梁建茵, 林良勋, 谢炯光, 纪忠萍, 李晓娟, 易爱民
2005, 16(5): 645-654
摘要(2306) HTML全文 (427) PDF 303KB(1602)
摘要:
利用500hPa北半球格点资料,参照历史平均东亚大槽位置,定义了东亚冬季风强度指数(I500)。分析发现,近50年东亚冬季风强度有减弱趋势,特别是1987年以来冬季风明显减弱。根据广东48个站1954~2004年前汛期(4~6月)降水资料,用区域旱涝指数W对广东前汛期旱涝等级进行划分。51年内广东有9年前汛期出现大涝(或特涝),11年出现大旱(或特旱),旱涝发生频繁。冬季风异常对广东前汛期降水的影响比较大,强冬季风年后广东前汛期出现大旱的可能性较大,而出现大涝的可能性很小。
远距离台风影响陕北突发性暴雨成因分析
井喜, 贺文彬, 毕旭, 艾丽华
2005, 16(5): 655-662
摘要(2872) HTML全文 (419) PDF 451KB(1774)
摘要:
该文对2002年7月4~5日发生在陕西子长县受远距离台风影响而产生的突发性暴雨进行了诊断分析。结果表明:子长特大暴雨是由于β-中尺度强对流云团在子长重复出现而产生的。中低纬度系统的相互作用形成了有利于中尺度强对流云团在子长生成、发展和重复出现的水汽条件、不稳定条件、动力条件和天气尺度环流背景。湿位涡诊断分析表明:当台风向西北方向行进时, (1)暴雨区对流层低层MPV1负值发展的同时伴随对流高层MPV1正值的发展, 为对流层低层不稳定能量的充分积累创造了条件;(2)暴雨区形成有利于中尺度强对流云团生成发展的湿位涡正压项、斜压项垂直结构配置;(3)850 hPa等压面上MP V2等值线密集区和MPV1=-2 PVU中尺度强对流不稳定核心区形成耦合, 耦合区对下游中尺度强对流云团发生发展指示意义明显。当台风向北偏东方向行进时, 暴雨区对流层低层和高层形成双层不稳定;850 hPaMPV2等值线密集区东移, 暴雨区MPV2正值发展, 积累的对流不稳定能量在子长形成集中猛烈释放。
松嫩辽流域夏季面雨量预测因子探讨
陈丽娟, 张培群, 赵振国
2005, 16(5): 663-669
摘要(2373) HTML全文 (402) PDF 404KB(1256)
摘要:
利用松花江、嫩江、辽河流域50余年45站降水资料和NCEP/NCAR再分析资料, 分析了松嫩辽流域夏季面雨量的气候特征和影响夏季面雨量异常的前期因子, 提出了一种利用前期11~12月北半球环流异常特征对该流域夏季旱涝趋势定性预测的方案, 方案中定义了两个反映中高纬环流异常的指数, 可以较好地分辨和预测松嫩辽流域面雨量异常。
近20年全球总云量变化趋势分析
丁守国, 赵春生, 石广玉, 武春爱
2005, 16(5): 670-677
摘要(4821) HTML全文 (444) PDF 176KB(2165)
摘要:
利用ISCCP月平均云气候资料集的总云量资料, 采用趋势分析的方法, 得到1983年7月至2001年9月近20年来全球平均总云量的变化趋势, 并分析云量变化的可能原因。近20年全球增温幅度加快, 研究这期间云的变化, 对气候研究和模拟具有重要的意义。结果表明:平均大气环流决定总云量的分布;全球平均总云量的变化趋势在20世纪80年代末发生逆转, 即由增加转为减少;全球平均云量呈减少的变化趋势, 2000年与1987年相比, 减少量约占平均总云量的4%;从地理位置上看, 云量的变化存在区域性差异, 热带和中纬度地区的总云量减少较多, 高纬度地区云量略有增加, 其中南极大陆云量增加较多。
MODIS多光谱云相态识别技术的应用研究
周著华, 白洁, 刘健文, 纪飞, 齐琳琳, 李玮
2005, 16(5): 678-684
摘要(3911) HTML全文 (448) PDF 363KB(1853)
摘要:
介绍了卫星多光谱云相态识别的基本原理, 并给出了EOS/ MODIS云相态识别的流程。针对简单和复杂云场, 利用个例并结合无线电探空资料与MODI S三通道合成图肯定了多光谱云相态识别的合理性和实际效果。文中对几个特定天气系统(西南涡旋和西太平洋台风)下大面积云场相态分析的结果表明:多光谱云相态识别技术有一定应用价值, 且需要引入可见光技术来减少红外谱段对多层云覆盖和薄卷云的相态分析误差。
液态二氧化碳(LC)播撒装置应用研究
樊鹏, 余兴, 雷恒池, 陈保国, 梁谷, 岳治国, 张晓庆
2005, 16(5): 685-692
摘要(2547) HTML全文 (416) PDF 492KB(1567)
摘要:
针对液态二氧化碳(LC)的播撒问题, 给出了其播撒装置的基本特征、播撒率及主要影响因子;用FSSP-100 、2D-C粒子测量仪、三用滴谱仪及能见度仪等设备测定了LC播出物的相态、粒子形状和尺度谱。测定表明:LC播出物为液、固、气态二氧化碳三相共存混合物。液态、固态粒子存在时间约100~101s, 粒子尺度10-1~102μm, 播出物流束中单位体积质量可达3.6 g·m-3。这些测定结果为使用LC作为冷云催化剂提供了可靠依据, 为国内在较暖云顶层状云中开展人工增雨作业提供了合适的催化技术。
风廓线仪系统探测试验与应用
王欣, 卞林根, 彭浩, 李剑东
2005, 16(5): 693-698
摘要(3269) HTML全文 (425) PDF 287KB(2610)
摘要:
在简述大气风廓线仪和电声探测系统结构及探测原理的基础上, 对廓线仪探测资料与同步探空仪资料进行了对比, 验证了风廓线仪资料的可信度, 并应用风廓线资料分析了梅雨锋期间中尺度降水的对流特征和相关问题。结果表明:大气风廓线仪对水平风的垂直结构有较强的探测能力, 能实时监测中尺度降水期间风的垂直切变和对流特征, 有助于提高临近天气预报的精度, 准确预报降水。
一次川东大暴雨过程的中尺度分析
矫梅燕, 李川, 李延香
2005, 16(5): 699-704
摘要(2565) HTML全文 (390) PDF 716KB(1499)
摘要:
利用观测资料和MM5中尺度非静力模式产生的客观分析资料, 分析了2004年9月3~5日出现在川东地区大暴雨过程的大尺度环流特征和主要的中尺度天气系统及其结构。分析表明:中纬度低压槽的东移与西伸加强的副热带高压在青藏高原北部地区形成了有利于高原切变线和西南低涡生成发展的环流条件;西南低涡东侧的暖式切变线是对流活动最活跃的区域, 强降水主要出现在暖式切变线上;西南低涡是一个主要出现在对流层中低层的涡旋系统, 与大暴雨区相对应的整层强上升运动是低涡切变线南北两侧的正反向垂直环流共同作用的结果。