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2007年  第18卷  第6期

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应用气象学报第18卷总目次
2007, 18(6), DOI: 10.11898/1001-7313.20070618
摘要:
冷空气对高原低涡移出青藏高原的影响
郁淑华, 肖玉华, 高文良
2007, 18(6): 737-747
摘要:
在对1998—2004年冷空气影响高原低涡移出青藏高原 (以下简称高原) 观测事实分析的基础上, 利用NCEP再分析资料对2002年8月12—14日托勒低涡移出高原的位涡进行诊断分析, 并通过数值试验揭示了托勒低涡移出高原的冷空气侵入特征和影响机理。结果表明:这次托勒低涡是受我国东北冷空气影响, 有高位涡空气伸入低涡区, 使冷空气迫近暖湿空气, 低涡处在斜压不稳定增强情况下移出高原的。在低涡区域没有冷空气或我国东北不存在冷温度槽情况下, 将会使伸向高原东北部的冷空气主力偏东、减弱, 使低涡受到我国东北冷空气影响减弱, 斜压不稳定减弱, 从而使高原低涡移出高原的速度减慢, 低涡强度减弱, 尤其是我国东北冷温度槽的影响更为明显, 在我国东北没有冷温度槽存在的情况下, 低涡24 h内西退, 在高原边缘徘徊。
星载GPS数据及高精度轨道模型在极轨卫星轨道计算中的应用
关敏, 杨忠东
2007, 18(6): 748-753
摘要:
利用GPS测量的卫星位置数据, 计算出卫星的瞬时位置和速度, 并以此为初值, 用基于数值积分的高精度轨道模型对卫星轨道进行预报。将这种方法分别用于Terra/MODIS和Aqua/MODIS的轨道计算, 并与GPS测量的卫星轨道进行比较。结果表明:由此方法计算出的卫星在某一时刻瞬时速度矢量与GPS测量的卫星速度偏差不超过±0.1 m/s; 再以此为初值计算卫星位置和速度, 与GPS测量值进行比较, 在Terra/MODIS和Aqua/MODIS一条时长约10 min的轨道数据中卫星位置偏差不超过±40 m, 速度偏差不超过±0.2 m/s。因此该方法基本适用于FY-3卫星轨道计算, 且根据数值方法计算结果的连续稳定性, 还可以用于检验GPS测量数据的可靠性。
非均匀饱和广义湿位涡在暴雨分析与预测中的应用
周玉淑, 曹洁, 王东海
2007, 18(6): 754-759
摘要:
考虑实际大气非均匀饱和特性, 通过引入广义位温及广义湿位涡方程, 对华北暴雨和江淮梅雨锋暴雨的发生及落区进行了广义湿位涡异常的诊断分析, 表明暴雨形成时大气低层有广义湿位涡的异常出现。对广义湿位涡倾向的计算表明:它对暴雨的发生有一定指示作用, 因而可利用广义湿位涡的异常来识别暴雨的出现。
与水平风切变强度不均匀相联系的CISK惯性重力波
王晓芳, 崔春光, 胡伯威
2007, 18(6): 760-768
摘要:
在虚拟高度坐标系中, 用一个简单的线性模式初步研究了水平风切变强度不均匀分布对长江流域梅雨锋附近贯穿整个对流层的深厚惯性重力波发生发展的影响。结果表明:水平风切变强度不均匀对CISK惯性重力波不稳定有重要作用。在一般干的层结大气中, 实际可能出现再强的水平风切变的影响也难以使惯性重力波变得不稳定; 只有在积云对流潜热参与, 原为弱稳定条件下, 水平风切变强度不均匀能促使低空急流北侧不稳定扰动的发生发展。而水平风切变强度不均匀对不稳定贡献最大的区域是梅雨锋南侧的急流轴附近。
近44年来我国西北地区干湿特征分析
王鹏祥, 何金海, 郑有飞, 张强
2007, 18(6): 769-775
摘要:
利用我国西北地区1960—2003年131个测站降水和小型蒸发皿蒸发量资料, 综合考虑降水和蒸发这两个水分平衡最关键的分量构造了降水蒸发均一化干湿指数, 进而研究了西北地区干湿的时空演变特征。结果表明:一致性异常是西北地区近44年干湿特征的最主要空间分布模态; 西北地区干湿异常特征主要分为西风带气候区型, 高原气候区型和季风气候区型; 整个西北地区及其西风带气候区、高原气候区年干湿特征呈较为显著的变湿趋势, 大约在20世纪70年代中期均发生了由干向湿的突变, 而季风气候区表现为变干趋势, 并且在90年代前期发生了由湿向干的突变; 整个西北地区及各分区近44年来主要以年代际周期振荡为主。
东亚冬季风年代际变化可能成因的模拟研究
施晓晖, 徐祥德
2007, 18(6): 776-782
摘要:
利用NCEP/NCAR再分析月平均海平面气压资料, 定义了一个东亚冬季风强度指数 (IWI), 并发现20世纪60年代到70年代初期东亚冬季风强度减弱, 其后冬季风强度有所增强, 80年代初期以后东亚冬季风强度又开始减弱。年代际时间尺度上, 冬季陆地表面气温与IWI的相关性比海洋与IWI相关性好, 冬季大陆东部的年代际增温与东亚冬季风的年代际减弱之间可能存在密切的联系。利用区域气候模式 (RegCM3) 进行敏感性数值模拟试验发现:减小冬季东亚大陆东北部的长波辐射降温率, 将导致东西向海平面气压差的减小以及低层北风减弱, 反映了东亚冬季风的减弱。近40年来, 特别是20世纪80年代以后东亚冬季风的年代际减弱趋势很可能是东亚区域气候对温室效应的一种区域响应。
近30年安徽省地表干湿时空变化及对农业影响
马晓群, 张辉
2007, 18(6): 783-790
摘要:
采用FAO Penman-Monteith模型, 并利用安徽省辐射观测资料对其净辐射项进行修正, 计算近30年安徽省的参考作物蒸散量。用此计算值和相应时段的降水量计算干燥度 (Ia), 并进行了基于干燥度指标不同时间尺度的区域地表干湿状况变化分析。分析表明:1971—2000年安徽省年干燥度平均值Ia=1的等值线为湿润区和半湿润区的分界线, 该分界线与1000 mm的年雨量线有很好的一致性, 同时也具有清晰的农业意义。20世纪70—90年代Ia=1的等值线南北波动, 其波动区域正是安徽省江淮分水岭易旱区。在此基础上分析了半湿润区、波动区域和湿润区降水量、参考作物蒸散量和干燥度年代际、年际和半年际的变化趋势及变异率以及逐月干旱频率及其对农业的影响。
利用水汽总量资料诊断入梅时间的方法
曹晓岗, 丁金才, 叶其欣, 汪君, 邱黎华
2007, 18(6): 791-801
摘要:
梅雨期是江淮流域从春季到夏季一个重要的过渡时期。传统诊断入梅的方法主要根据雨日和温度及副热带高压位置等来确定。由于雨日的不连续, 天气形势的多变, 常会引起诊断入梅日期的分歧。利用长江三角洲地区地基GPS网所反演的连续的大气水汽总量 (GPS/PWV) 资料详细分析了长江三角洲地区2002—2005年入梅情况, 发现GPS/PWV资料可以反映出入梅前后大气中水汽发生显著季节性跳跃的特征, 总结出利用大气中水汽变化特征来诊断入梅时间的方法 (PWV方法)。采用1980—2000年的历史探空资料计算的大气水汽总量 (PWV) 资料, 对该方法进行了检验:21年中有13年的入梅日期与历史上传统方法诊断的入梅日期相吻合; 对两种方法诊断的入梅日期相差较大的3年的入梅情况进行的分析表明, PWV方法诊断出的入梅日比原定入梅日更合理。该方法在2006年入梅诊断的应用也得到验证。
气象灾害事件的数学形态学特征及空间表现
扈海波, 王迎春, 刘伟东
2007, 18(6): 802-809
摘要:
几何面特征是气象灾害的主要空间形态表现, 气象要素值的同化结果、下垫面地表类型、人口和财产的聚集特征组合在灾害特征面上的分布情况呈现显著空间差异及分布不均衡。利用空间分析和数学形态学方法, 依据城市地区复杂下垫面所表现的地表土地覆盖类型, 生成数字化动态卷积模板, 对建立在气象要素分布图上的图谱化网格进行动态膨胀和腐蚀操作, 计算结果可图形化表示为气象灾害在城市空间面上的影响图谱, 并以此作为气象灾害在城市地区造成影响的空间评估结果。针对北京1999年7月22日的高温灾害性天气的个例研究结果表明, 靠近或包含“水体”和“绿地”的空间网格区域大多被执行了腐蚀操作, 而建筑用地、道路、水泥地面等分布较集中区域的空间网格, 则被执行了膨胀操作。因此, 采用数学形态学的“面状灾害事件”空间形态特征的演算对表现灾害自然强度及评估多致灾因子下灾害的真实影响情况是非常有效的。
利用AMSU分析热带气旋结构特征
邱红, 方翔, 谷松岩, 张文建, 朱元竞
2007, 18(6): 810-820
摘要:
搭载在美国新一代极轨业务系列气象卫星上的先进的微波探测器 (Advanced Microwave Sounding Unit , AMSU) 提供了对于大气中温度、湿度以及云雨分布特征的探测能力。 研究选择 2003 年发生在西北太平洋上的多个热带气旋个例, 利用 NOAA16/17 卫星的 AMSU 数据分析热带气旋热力及云雨结构特征, 结果显示: 热带气旋中心的增暖在 AMSU-A 微波温度观测表现显著, 特别是在对流层上层通道尤其明显; AMSU 观测热带气旋中心增暖与强度相关性统计分析显示, 两者相关性达 0.778; AMSU-B 高频通道可以揭示热带气旋的云雨结构分布和对流发展旺盛情况, 分析显示热带气旋云雨结构变化与气旋强度密切相关, 气旋强度滞后于系统对流过程的发展 。
海洋叶绿素a浓度反演及其在赤潮监测中的应用
张春桂, 曾银东, 张星, 潘卫华, 林晶
2007, 18(6): 821-831
摘要:
采用OC2和OC3两种标准经验算法以及Clark和NSMC-CASE2两种半分析算法进行了MODIS海洋叶绿素a浓度反演, 并根据2004年福建近海赤潮监控区内10个站点的叶绿素a浓度观测数据对反演结果进行了分析。 利用2002—2005年MODIS叶绿素a浓度反演结果对同期发生在福建近海的赤潮灾害进行了初步研究, 并探讨了250 m 和500 m 分辨率的MODIS可见光数据对赤潮灾害监测的可能性。 结果表明: 两种标准经验算法和两种半分析算法对叶绿素a浓度的反演均存在不同程度的偏高, 相对而言, OC3标准经验算法比较适合基于MODIS的福建近海叶绿素a浓度反演; MODIS红光 (250 m) 和绿光 (500 m) 通道数据的比值在赤潮灾害发生过程中发生了显著变化, 在灾害发生时其值明显较灾前和灾后均偏大。
西藏藏北高原典型植被生长对气候要素变化的响应
除多, 德吉央宗, 普布次仁, 边多, 李春
2007, 18(6): 832-839
摘要:
选取西藏藏北高原西部高寒草原植被、中部高寒草甸植被及东南部高寒灌丛草甸植被 3 种藏北地区最典型的植被类型, 结合临近 3 个气象观测站的资料, 分析这 3 种典型植被类型地区 1999—2001 年旬平均气温、旬总降水量和 SPOT VEGETATION 卫星 10 d 最大值合成归一化植被指数 (NDVI) 变化特征以及 3 种典型植被基于 SPOT VEGETATION NDVI 的生长变化对旬平均气温和旬总降水量两个主要气候要素变化的响应关系。 结果表明: 藏北地区降水资源的空间分布特点是东南部向西北部逐渐减少, 气温则由南向北逐渐递减, 与降水资源分布相反, 蒸发量西部高, 东部低; SPOT VEGETATION NDVI 能够较为准确地反映 3 种典型植被生长变化特征, 所反映的植被返青期和枯黄期等重要植被生长阶段与由积温计算的植被生长特征基本一致; 藏北地区基于 SPOT VEGETATION NDVI 的植被生长变化与气温的相关系数明显高于与降水的相关系数 , 其中以那曲为代表的高寒草甸植被的 NDVI 与旬气温和旬降水总量的相关系数最大, 分别为 0.81 和 0.68 , 表明藏北地区由于海拔高, 气候寒冷, 气温对该地区植被生长的影响明显高于降水的影响, 即该地区植被生长变化对气温的响应程度明显高于对降水的响应程度 , 是植被生长的限制性因素; 不同植被类型对气温和降水两个要素的响应程度大小依次是高寒草甸、高寒灌丛草甸和高寒草原。
广西热带气旋 6 h 降水天气概略模型及其应用
王捷纯, 江吉喜, 冯建碧, 邓玉娇, 李愉
2007, 18(6): 840-848
摘要:
选取 2001, 2002 年和 2003 年登陆华南西部的 9 个热带气旋(TC), 运用广西 89 站每 6 h 雨量资料、NCEP/NCAR 格点资料以及卫星云图, 分析 TC 登陆华南西部前后广西 6 h 强降水的物理量场特征。 经普查分析将 TC 造成的降水区划分为纬向型、经向型、NE—SW 向型和 NW—SE 向型 4 种; 在对各型高、中、低层主要因子详细分析的基础上, 概括归纳出了这些降水型各自前 6 h 的物理量场特征概略模型图及各降水型的主要转化趋势, 对其强降水形成机理尽可能地给出了解释, 并给出降水区及降水强度的确定方法, 可以为 TC 登陆华南西部前后广西区降水临近预报提供某种参考。
自动观测与人工观测差异的初步分析
王颖, 刘小宁, 鞠晓慧
2007, 18(6): 849-855
摘要:
利用2001—2005年我国700个地面自动气象站与人工平行观测期间的数据, 对自动与人工观测的气温、气压、相对湿度、地表温度、风速风向、降水量进行了差异分析, 统计了两种观测之间的对比差值、百分误差和风向相符率。 对各要素观测差异在全国的分布特点进行了分析, 并检验了气温自动观测对气温资料连续性的可能影响。 结果表明:自动观测与人工观测各气象要素均存在一定的差异, 但大部分地区各要素的差异都在自动站误差允许范围之内; 造成差异的原因是多方面的, 包括仪器本身存在缺陷及观测方法不一致等。各要素自动观测与人工观测差异在全国的分布特点各不相同, 同一要素在不同的气候背景条件下差异大小不一致; 如果要将人工观测数据与自动观测数据连续使用, 还要检验自动观测与人工观测序列是否有显著性差异, 并进行均一性订正。 自动站的使用对年气温序列有一定影响, 总体差异不显著, 但当自动观测与人工观测气温合并使用时, 应进行均一性检验。
宁波非气象雷达回波的人工智能识别及滤波
何彩芬, 黄旋旋, 丁烨毅, 朱龙彪
2007, 18(6): 856-864
摘要:
统计分析2003—2006年宁波雷达的非气象杂波, 影响杂波主要为地物杂波, 包括普通地物杂波 (NP杂波) 和异常地物杂波 (AP杂波) ; 并分析这些杂波在反射率因子、径向速度、谱宽产品上不连续的离散状分布等特征。基于以上特征及传统杂波识别的经验而设计出一种近似模拟人眼模糊识别的稳定安全的多维线性近似的杂波识别及其过滤算法, 在 190 个个例测试中大都效果较好, 尤其在 150 km 以内, 能够在确保降水数据完整、准确的基础上有效过滤非气象杂波。
基于位温的小麦发育期的小网格推算方法
张雪芬, 王春乙, 陈东, 邹春辉, 陈怀亮, 付祥建
2007, 18(6): 865-869
摘要:
在小麦晚霜冻害定量评估和遥感定量监测中, 需要不同空间尺度的冬小麦发育期网格资料。 该文以河南省为研究区域, 根据大气的物理特性, 提出一种机理性强、考虑地形、基于位温的气象资料的小网格推算方法, 并在小麦发育期小网格推算中具体应用。 首先根据河南省不同气候类型, 对其进行生态分区; 利用二十多年小麦发育期观测资料, 分别建立不同分区内小麦返青-拔节期积温数理方程; 在内插资料时为了考虑海拔高度的影响, 在ARCGIS软件支持下, 利用位温方程和状态方程, 通过推算出小网格上的位温、 计算不同海拔高度的气压等气象要素, 进而推算小网格上的气温资料, 最后依据小麦发育期积温模型, 推算与遥感监测资料相匹配 (分辨率为1.1 km×1.1 km) 的小麦拔节期网格资料。 结果表明: 利用此种方法推算的小麦发育期平均绝对误差在 2 d 左右, 在小麦晚霜冻害监测允许的误差范围内; 通过推算位温、气压等方法间接推算气温再推算小麦的发育期, 较不考虑海拔高度直接内插气温及其他进行高度订正的方法误差有所减小。
NetFlow技术在广东气象网络流量监测分析中的应用
肖文名, 郎洪亮, 陈晓宇
2007, 18(6): 870-876
摘要:
该文分析了NetFlow技术的基本原理, NetFlow协议的功能、用途、交换特点及NetFlow数据报文格式。 作为NetFlow在网络测量中的应用, 重点介绍了基于NetFlow的流量测量系统的架构, 详细介绍了NetFlow技术在广东省气象局网络流量监测中的应用。 结果表明: 利用NetFlow技术监测网络流量非常有效, 在实际业务应用中发挥了很好的作用, NetFlow技术适用于大型网络的流量采集分析。
多进程并发在国内气象通信系统的应用
胡英楣, 沈文海, 宋之光
2007, 18(6): 877-884
摘要:
该文介绍了多进程并发在国内气象通信系统中传输新增资料的应用, 针对国内新增气象资料种类繁多 、信息量大 、传输时效要求高、传输频率快等特点, 传输软件通过使用避免僵尸进程产生的方法以及对多种进程间通信技术的比较, 选择了更好满足需求的消息队列通信技术, 使气象资料在国内气象通信系统中的处理时间缩短为原来的 43%, 提高了各种新增气象资料的传输效率 , 为气象资料提供了更好的共享平台, 更好地发挥各种探测仪器的作用。