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2008年  第19卷  第1期

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珠江三角洲霾天气的近地层输送条件研究
吴兑, 廖国莲, 邓雪娇, 毕雪岩, 谭浩波, 李菲, 蒋承霖, 夏冬, 范绍佳
2008, 19(1): 1-9
摘要:
近年来, 珠江三角洲地区气溶胶污染日趋严重, 霾天气造成能见度恶化和空气质量下降。近地层输送条件即地面流场与大气污染物稀释扩散密切相关。利用2004—2005年广东省466个地面自动气象站资料、广州观象台常规气象资料、珠江三角洲大气成分站网器测能见度资料、珠江三角洲城市环境监测站网的PM10浓度资料等, 使用矢量和分析方法, 分析珠江三角洲近地层风及其对严重霾天气过程和清洁对照过程的影响。结果表明: 2004年霾天气高发季节, 东亚纬向环流比2005年同期显著, 纬向环流不显著的年份, 气流南北交换显著, 冷空气跨越南岭、到达珠江三角洲的机会比较大, 伴随冷空气的大风等天气有利于污染物扩散; 纬向环流显著的年份, 冷空气跨越南岭、到达珠江三角洲的机会比较小, 污染物易于堆积。珠江三角洲霾天气具有区域性特征, 旱季出现最多, 雨季出现最少。严重霾天气过程出现在每年12月至次年4月, 清洁对照过程出现在台风直接影响或冷空气活动频繁的季节。与2004年相比, 2005年的静风频率较低, 且旱季风速较大, 不利于霾天气的形成。矢量和分析表明:区域霾天气过程与区域内静小风过程, 即出现气流停滞区有密切联系, 清洁对照过程与强平流输送有关。
有限区域风速场求解流函数和速度势场的有效方案
朱宗申, 朱国富
2008, 19(1): 10-18
摘要:
流函数和速度势是表示风场的一种变量, 在数值天气预报模式和分析、同化方案中经常使用, 通常可以用风速分量场求解Poisson方程得到。对于有限区域系统, 往往采用差分方法, 但由于存在边界问题, 用计算所得到的流函数和速度势场重建风速场, 在边界附近经常出现明显的偏差。基于差分方法、利用有限区域风速场求解流函数和速度势场的基本方法和特点的分析, 在Arakawa A网格分布的有限区域, 设计了一种用差分方法求解流函数和速度势场的有效方案。在该有效方案中, 通过将有限区域向外扩展二圈, 风速场线性外推, 改进计算边界风速值和边界定解条件的效果; 尽可能使用协调、一致的差分格式, 提高求解精度; 最后利用一种增量订正迭代方法, 迭代2~3次就可以获得令人满意的结果。实例试验的对比、检验显示, 用该方案计算求得的流函数和速度势场重建风速场, 具有非常高的精度。
江淮梅雨分区特征的比较研究
闵屾, 钱永甫
2008, 19(1): 19-27
摘要:
对江淮地区63站1957—2003年6—7月平均的月降水、梅雨期降水量和入梅期进行旋转经验正交展开, 将江淮梅雨区分为中心区、东南区和西北区。三子区入梅出梅的早晚顺序依次为东南区、中心区、西北区, 与雨带地理位置的时间变化一致。三子区梅雨参数存在不同的年际、年代际变化特征。在趋势变化上, 西北区与其他两区的差异很明显。中心区和东南区的梅雨长度和梅雨量存在上升趋势, 出梅期推迟; 西北区梅雨参数的变化与中心区、东南区相反。分析江淮各子区梅雨异常所对应的环流形势结果表明:北半球500 hPa高度场各区多雨年减少雨年的差值图上都呈现正负相间的波状结构, 东南区与中心区的正负差值分布型类似, 但比中心区的略偏东和偏南; 西北区与中心区、东南区呈现出相反的形势。各区早入梅年减晚入梅年北半球的500 hPa高度场正负差值分布形势基本类似, 但东南区较中心区偏东, 西北区较之偏西。
不同强风样本湍流特性参数的计算分析
李亚春, 武金岗, 谢志清, 焦圣明, 刘聪
2008, 19(1): 28-33
摘要:
在结构风工程中, 风湍流统计参数计算的正确与否直接影响到风荷载的计算精度。在实际风参数计算与分析中, 多选用风速较大的样本资料, 但过分强调大风可能产生不合理的计算结果。利用超声风速仪瞬时风速观测资料, 分别划分成相对强风和持续强风样本, 计算并比较其湍流统计特性参数, 发现湍流统计参数特性值 (湍流度、阵风因子、摩擦速度等) 与风速大小并不能很好匹配, 有时风速不大但其湍流特性值却很大, 反之也然。研究表明:选取的湍流风资料样本或统计方法不同, 都会影响风特性参数的计算结果, 进而影响到风荷载计算的精度。这一结果对于提高结构风工程中风参数计算与设计的科学性和合理性具有现实意义。
欢迎订阅《应用气象学报》
2008, 19(1): 34-34, DOI: 10.11898/1001-7313.20080133
摘要:
北京市雷电灾害易损性分析、评估及易损度区划
郭虎, 熊亚军
2008, 19(1): 35-40
摘要:
根据1995—2005年北京市18个区县的雷暴日和雷电灾害统计资料, 结合北京市的经济和人口密度特征, 提出了雷暴日数、雷电灾害频度、生命易损模数及经济易损模数作为北京市雷电灾害易损性评估指标, 并在此基础上, 给出了北京市雷电灾害易损度评估结构。采用4级分区法对上述雷电灾害易损性评估指标进行了分级, 并赋予各等级如下定值:极高级为1.0, 高级为0.8, 中级为0.5, 低级为0.2。将北京市18个区县按照4个雷电灾害易损性评估指标的所属等级获取相应等级值, 将各区县4个评估指标的等级值累加, 得到平均值作为雷电灾害易损性评估的评价指数。最后通过对北京市各区县雷电灾害易损性进行综合评估, 并利用4级分区法形成北京市雷电灾害易损度区划。结果表明:城区和丰台区为雷电灾害极高易损区, 海淀区、朝阳区、昌平区和石景山区为雷电灾害高易损区, 延庆县、大兴区、门头沟区和平谷区为雷电灾害低易损区, 其他区县为雷电灾害中易损区。
夏季青藏高原东南部水汽收支气候特征及其影响
施小英, 施晓晖
2008, 19(1): 41-46
摘要:
采用1961—2005年NCEP/NCAR再分析资料, 研究了夏季青藏高原东南部水汽收支的气候特征及其影响效应。结果表明:夏季青藏高原东南部总体上是一个水汽汇区, 平均总收入为39.9×106 kg/s。东亚夏季风的建立、推进对青藏高原东南部的水汽输入有重要影响, 而青藏高原东南部的水汽输出则与夏季我国东部雨带的推进过程密切相关。该区对周边地区的水汽收支有重要影响, 是向我国西北地区东部、长江中下游地区输送水汽的重要通道, 青藏高原东南部的水汽“转运站”效应是长江中下游流域洪涝和北方夏季干旱异常的关键因子之一。青藏高原东南部东、北边界夏季水汽收支均具有准两年周期振荡特征, 并分别与长江中下游、西北地区东部夏季降水的准两年振荡特征具有一定的联系。
气候变化趋势分析中自相关的检验与去除
陶杰, 张雪芹, 陶建强, 沈强明
2008, 19(1): 47-52
摘要(3276) HTML全文 (329) PDF 850KB(2613)
摘要:
受资料本身、分析方法及未来排放情景假设等因素影响, 气候变暖幅度尚存在较大的不确定性。从分析方法入手, 探讨气象观测序列可能存在的自相关及其对气候变化趋势分析的不确定性影响。引入了Durbin-Watson一阶自相关检验方法对气象观测序列进行检验, 并用Cochrane-Orcutt方法去除存在的自相关。分析发现:浙江省平湖市气温序列存在的自相关放大了该站气温的升温趋势, 并且虚高了气温变化趋势的显著性水平。因此, 对资料序列进行自相关检验与去除是十分必要的。
珠江三角洲秋季大气边界层温度和风廓线观测研究
李明华, 范绍佳, 王宝民, 吴兑, 祝薇, 刘吉, 余冠明, 鲍若峪, 樊琦
2008, 19(1): 53-60
摘要:
根据2004年10月珠江三角洲3个代表性观测点大气边界层观测资料, 分析了珠江三角洲秋季大气边界层温度和风廓线特征。结果表明:珠江三角洲秋季气温递减率较低, 逆温出现频率较高, 强度较弱, 海风使珠江口贴地逆温的出现时间推迟、低空逆温的出现频率增加。珠江三角洲秋季受多种局地环流影响, 边界层内风廓线比较复杂, 晚上城市群与非城市群地区风向有明显差别; 城市群和珠江口多次分别观测到城市热岛环流和海风环流。
1954—2004年珠江三角洲大气能见度变化趋势
黄健, 吴兑, 黄敏辉, 李菲, 毕雪岩, 谭浩波, 邓雪娇
2008, 19(1): 61-70
摘要(4988) HTML全文 (1367) PDF 1928KB(2408)
摘要:
利用珠江三角洲5个城市气象观测站 (广州、深圳、台山、惠州、高要) 的长期能见度观测资料, 采用累积百分率、Ridit分析法和烟幕/霾日频率3种统计分析方法, 分析了1954—2004年珠江三角洲能见度变化趋势, 初步探讨了珠江三角洲大气环境的变化特征及其可能原因。结果表明:近50年来, 珠江三角洲城市能见度呈显著下降趋势。能见度的下降起始于20世纪70年代初, 并在经济高速发展的80—90年代初进一步恶化, 90年代中期之后虽然能见度变化趋于平缓, 但能见度下降的趋势仍未从根本上改变。珠江三角洲能见度与当地的人口增加和经济发展程度有密切的关系, 同时污染物的区域输送对西部下风向城市能见度也有很大影响。珠江三角洲能见度未得到有效改善的主要原因, 很可能是由于细粒子污染, 尤其是二次粒子前体物如SO2和NOX等的排放未得到有效控制。
基于水稻生长模型的气象影响评价和产量动态预测
帅细强, 王石立, 马玉平, 李迎春
2008, 19(1): 71-81
摘要:
在对国际先进的水稻生长模型ORYZA2000进行模型调试、验证, 实现本地化的基础上, 以双季稻发育速率参数为主, 结合地形、气候、水稻熟性分布和当地生产实际, 将江南双季稻区按发育参数划分为7个区域, 实现了ORYZA2000模式在我国江南双季稻地区的区域应用。利用该模型进行了不同年份气象条件影响定量评估的应用试验, 评价结果与实际符合, 定量客观。探讨了利用机理性作物生长模式动态预测产量的方法。通过建立不同发育期的水稻模拟生物量与相对气象产量的相关统计模型, 结合趋势产量预测, 实现了地区级双季稻不同发育期的产量动态预测。外推检验结果表明, 各地早晚稻不同发育期的产量动态预测模型平均误差为4.8%~6.1%, 可初步用于业务。
基于静止卫星红外云图的MCS普查研究进展及标准修订
费增坪, 郑永光, 张焱, 王洪庆
2008, 19(1): 82-90
摘要:
基于静止卫星红外云图的MCS普查标准不统一不利于各种MCS普查结果的对比分析, 该文在总结MCS普查研究进展的基础上, 依据Orlanski尺度分类标准对MβCS普查的最小尺度标准作了修订, 即修订为TBB≤-32 ℃的连续冷云区直径≥20 km。根据马禹等的MβCS普查标准和该文修订的MβCS普查标准, 利用GOES-9卫星红外云图普查了2003年6月19日—7月22日淮河大水期间的MCS, 结果发现共有10个MαCS和24个MβCS, 并对24个MβCS作了普查标准修订前后的统计结果对比, 发现新的普查标准比根据马禹等的MβCS普查标准获得的结果多7个MβCS, 并且这7个MβCS中有6个都引起强降水, 因此这种对比分析结果表明:新MβCS普查标准对揭示淮河大水和MCS的关系更具合理性。此外, 还分析了3个因MβCS而引起局地强降水的典型个例, 这些MβCS的直径尺度只有几十至一百多公里, 不符合马禹等的MβCS普查标准。对这3个MβCS分析结果表明:该文新MβCS普查标准有助于对产生剧烈天气的MCS的普查研究和预报。
导线积冰的云雾特征观测研究
罗宁, 文继芬, 赵彩, 唐磊
2008, 19(1): 91-95
摘要(3452) HTML全文 (314) PDF 880KB(1916)
摘要:
导线积冰在贵州山区是常见的气象灾害, 导线积冰增长率与气象云雾因子密切相关。研究选择贵州西部、北部、中部3个积冰区进行了专门外场观测, 观测项目有:云滴谱、含水量、气温、风向、风速、导线上积冰的长径、短径。观测分析表明:贵州云滴浓度、特征平均直径没有显著性地区差异; 云滴平均浓度140~312个/cm3, 云滴算术平均直径、均立方根直径、中值体积直径分别为7.5 μm, 11.3 μm和20 μm; 14 μm以上大云滴浓度平均占云滴总浓度的12.5%, 但对含水量的贡献高达78%, 大滴与导线碰撞效率高, 大滴是导线积冰的关键因子; 云雾含水量平均0.20 g/m3; 在0~-6 ℃之间, 含水量随温度的降低而降低; 南北向导线积冰比东西向的积冰多; 导线积冰增长率与含水量的大小成正比, 风速超过3 m/s时, 积冰增长率与风速有较明显的正比关系。
近45年拉萨深层地温变化趋势分析
杜军, 胡军, 杨勇, 拉巴, 路红亚
2008, 19(1): 96-100
摘要(2392) HTML全文 (301) PDF 899KB(1959)
摘要:
利用1961—2005年拉萨0.8 m, 1.6 m和3.2 m逐月平均地温, 采用气候倾向率、累积距平、信噪比等气候诊断方法, 分析了近45年拉萨深层平均地温的变化趋势, 以及异常、突变等气候特征。结果表明:近45年拉萨0.8 m和1.6 m年平均地温呈极显著的增温趋势, 倾向率为 (0.58~0.69 ℃)/10a;0.8 m和1.6 m平均地温倾向率春季最大, 秋季最小; 3.2 m平均地温却以夏季升幅最大, 冬季最小; 与同时期平均气温的增温幅度比较, 地温增幅更大; 20世纪60—90年代0.8 m和1.6 m年平均地温呈明显的逐年代升高趋势; 季平均地温20世纪60—70年代均偏低, 80年代大部分季节仍略偏低, 90年代都表现为正距平; 0.8 m, 1.6 m和3.2 m年平均地温均在1999年出现了异常偏暖, 异常偏冷现象仅发生在1.6 m土层上, 时间为1963年; 夏季深层平均地温异常偏暖均发生在1999年; 冬季0.8 m和1.6 m平均地温多异常偏冷年份, 主要发生在20世纪60年代; 1999, 2002—2005年冬季3.2 m平均地温异常偏暖; 夏、秋季和年平均地温的气候突变都出现在1986年, 冬、春季发生在1983年。
风暴生命史雷达特征量反演
张家国, 万玉发, 王珏
2008, 19(1): 101-105
摘要:
从风暴演变各阶段物理特征出发, 基于多普勒雷达观测的三维反射率因子, 定义物理量———单体重力势能。结果表明:单体重力势能是一个能够简洁、客观描述风暴单体整体强度的物理量; 利用该物理量可描述单体生命史为发展和减弱两个基本过程; 单体重力势能大小有助于辨别风暴类型和强度。同时, 生成和分析了风暴单体演变各阶段的反射率因子垂直廓线, 分析表明:在30~150 km的雷达观测范围内, 风暴单体的反射率因子垂直廓线 (降水廓线) 及其随时间的变化能较好地揭示风暴的垂直结构和生命史演变特征, 但没有用重力势能那样简洁。
内蒙古黄河凌汛灾害及其防御
潘进军, 白美兰
2008, 19(1): 106-110
摘要:
凌汛是内蒙古黄河沿河地区频繁发生的一种气象衍生灾害, 黄河贯穿内蒙古中西部大部地区, 凌汛灾害对这些地区的社会经济发展和人民生命安全造成很大威胁。该文从凌汛灾害的基本特点、形成原因、易发时段、发生趋势预测、风险评估和防御对策等方面进行分析。研究表明:凌汛是内蒙古黄河沿河地区特有的气候特点和地理特点双重作用的一种自然灾害; 凌汛灾害只是在特定地区和黄河开河和封河的特定时段内出现; 随着全球气候变暖, 开河日期逐年提前, 封河日期逐年推后, 而流凌期的不断延长, 及气温冷暖异常波动, 增加了黄河凌汛的自然风险。针对凌汛灾害的特殊性, 结合防御现状, 应从工程性和非工程性措施两方面加强防御能力建设。
西北地区东部夏季极端降水量非均匀性特征
杨金虎, 江志红, 王鹏祥, 白虎志
2008, 19(1): 111-115
摘要:
利用极端降水量集中度和集中期讨论西北地区东部夏季极端降水量的非均匀性分布特征。结果表明:西北地区东部夏季极端降水量集中度与集中期的空间差异并不大; 西北地区东部夏季极端降水量的季节内分配状况同夏季极端降水量存在较好的相关性, 极端降水量越集中、集中期越早, 则极端降水量越少, 反之亦然; 东亚夏季风同西北地区东部夏季极端降水量、极端降水量集中期存在负相关, 与极端降水量集中度存在正相关。
基于WebGIS的气象信息显示和查询系统
刘旭林, 赵文芳, 刘国宏
2008, 19(1): 116-122
摘要(6122) HTML全文 (2619) PDF 1480KB(5116)
摘要:
针对北京市气象局气象观测数据Web显示系统功能较弱这一状况, 采用开源性WebGIS软件MapServer和免费的PostgreSQL数据库软件, 结合PHP, Java applet技术开发了基于WebGIS的气象信息发布系统。该系统以直观形式将实时数据与地理信息结合在一起, 实现了数据的动态查询和统计查询, 尤其是实现了风向杆和等值线以及等值面的叠加。该系统为预报工作提供了及时、有效、科学的辅助决策支持。
航线五维可视化气象信息研究
吕环宇, 王洪庆, 王少林
2008, 19(1): 123-124
摘要(2226) HTML全文 (266) PDF 594KB(1597)
摘要:
地球科学数据分析处理和可视化系统GIOVANNI
王旻燕
2008, 19(1): 125-127
摘要(3062) HTML全文 (278) PDF 716KB(2504)
摘要: