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中国气象局2001年 第12卷 第2期
2001, 12(2): 129-139
摘要
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摘要:
用混合海气耦合模式长期积分的模拟结果, 分析了模式大气的年际变化性; 用1979~1994年间的“回报”个例, 探讨了该模式对ENSO引起的全球气候异常的预报。结果表明:模式能较好地再现与ENSO相关的全球大气环流的年际变化特征; 对预报而言, 模式较高的预报技巧主要分布在热带地区, 全球热带大气具有较稳定的1年左右的可预报时效; 基本上可预报中、高纬地区由ENSO引起的冬、夏季大气环流异常 (包括气温和降水), 超前时间可达9个月至1年。
用混合海气耦合模式长期积分的模拟结果, 分析了模式大气的年际变化性; 用1979~1994年间的“回报”个例, 探讨了该模式对ENSO引起的全球气候异常的预报。结果表明:模式能较好地再现与ENSO相关的全球大气环流的年际变化特征; 对预报而言, 模式较高的预报技巧主要分布在热带地区, 全球热带大气具有较稳定的1年左右的可预报时效; 基本上可预报中、高纬地区由ENSO引起的冬、夏季大气环流异常 (包括气温和降水), 超前时间可达9个月至1年。
2001, 12(2): 140-149
摘要:
从线性浅水方程组出发, 在Arakawa A—E网格、Z网格和Eliassen网格上, 分可分辨和不可分辨两种情况, 从频率和群速方面讨论了这7种网格的计算频散性, 并指出了每种网格出现错误群速的水平尺度范围。结果表明:在可分辨的情况下, Z、C和Eliassen网格较其它网格效果好; 在不可分辨的情况下, B网格较其它网格效果好。
从线性浅水方程组出发, 在Arakawa A—E网格、Z网格和Eliassen网格上, 分可分辨和不可分辨两种情况, 从频率和群速方面讨论了这7种网格的计算频散性, 并指出了每种网格出现错误群速的水平尺度范围。结果表明:在可分辨的情况下, Z、C和Eliassen网格较其它网格效果好; 在不可分辨的情况下, B网格较其它网格效果好。
2001, 12(2): 150-158
摘要:
该文首先采用合成分析的方法研究了江淮入梅前后大尺度大气环流的演变特征和西太平洋副热带高压西伸北跳的可能机制。研究结果表明, 江淮入梅前期的最显著的特征是:副热带高压首先在太平洋中部增强北跳, 而后向西扩展导致太平洋副高西部脊 (120°E) 的增强北跳。进一步分析表明, 在太平洋中部副热带高压的增强北跳和西伸之前, 副热带高压南侧ITCZ中对流和孟加拉湾北部的对流活动明显并且都经历了一次增强活跃过程, 这意味着热带ITCZ和孟加拉湾北部对流的异常活跃可能对副热带高压的增强北跳西伸产生影响。全球大气环流模式模拟结果表明, 赤道中太平洋ITCZ中对流异常活跃不仅可导致副热带高压的增强北移, 而且还可导致副热带高压西伸, 与诊断分析结果相一致。
该文首先采用合成分析的方法研究了江淮入梅前后大尺度大气环流的演变特征和西太平洋副热带高压西伸北跳的可能机制。研究结果表明, 江淮入梅前期的最显著的特征是:副热带高压首先在太平洋中部增强北跳, 而后向西扩展导致太平洋副高西部脊 (120°E) 的增强北跳。进一步分析表明, 在太平洋中部副热带高压的增强北跳和西伸之前, 副热带高压南侧ITCZ中对流和孟加拉湾北部的对流活动明显并且都经历了一次增强活跃过程, 这意味着热带ITCZ和孟加拉湾北部对流的异常活跃可能对副热带高压的增强北跳西伸产生影响。全球大气环流模式模拟结果表明, 赤道中太平洋ITCZ中对流异常活跃不仅可导致副热带高压的增强北移, 而且还可导致副热带高压西伸, 与诊断分析结果相一致。
2001, 12(2): 159-166
摘要:
利用观测资料对青藏高原热力状况与长江中下游地区梅雨进行统计分析, 发现两者存在一定的联系:旱、涝年青藏高原下垫面热力状况存在南北反相特征, 即当青藏高原下垫面前冬南侧偏暖 (冷)、北侧偏冷 (暖) 时, 对应长江中下游地区梅雨量易偏少 (多)。而且这种高原下垫面异常热力状况具有持续性, 可以持续维持到夏季。在此基础上, 设计了两组敏感性试验, 分别改变高原下垫面热力状况, 应用NCAR RegCM2区域气候模式进行数值模拟, 模拟结果可以较好的验证上述统计事实。
利用观测资料对青藏高原热力状况与长江中下游地区梅雨进行统计分析, 发现两者存在一定的联系:旱、涝年青藏高原下垫面热力状况存在南北反相特征, 即当青藏高原下垫面前冬南侧偏暖 (冷)、北侧偏冷 (暖) 时, 对应长江中下游地区梅雨量易偏少 (多)。而且这种高原下垫面异常热力状况具有持续性, 可以持续维持到夏季。在此基础上, 设计了两组敏感性试验, 分别改变高原下垫面热力状况, 应用NCAR RegCM2区域气候模式进行数值模拟, 模拟结果可以较好的验证上述统计事实。
2001, 12(2): 167-175
摘要:
该文运用LASG η坐标有限区域数值预报模式在青藏高原东部的川、渝两省市进行了定量、定点降水预报的数值模拟敏感性研究和准业务化试验, 并根据中国气象局的有关规定对结果进行了评估。经过对比分析发现:低纬度的天气系统与其活动特性, 对该地区定量、定点降水数值预报有着重要影响; 同样的物理过程和地形影响处理方式在不同的天气过程中对降水量的影响有显著差异; 可选用适当的客观分析方法, 通过强调距格点最近的站点的影响来尽量保持高、低值系统的极值, 从而改进预报效果。准业务化试验结果表明:LASG η坐标模式以其比较完善的动力框架和物理过程处理方法在这个地形复杂、天气系统多变的区域内可获得较好的预报结果, 特别是晴雨预报可获得较高的TS评分, 并能对某些客观预报难度较大的天气过程做出较好的预报。
该文运用LASG η坐标有限区域数值预报模式在青藏高原东部的川、渝两省市进行了定量、定点降水预报的数值模拟敏感性研究和准业务化试验, 并根据中国气象局的有关规定对结果进行了评估。经过对比分析发现:低纬度的天气系统与其活动特性, 对该地区定量、定点降水数值预报有着重要影响; 同样的物理过程和地形影响处理方式在不同的天气过程中对降水量的影响有显著差异; 可选用适当的客观分析方法, 通过强调距格点最近的站点的影响来尽量保持高、低值系统的极值, 从而改进预报效果。准业务化试验结果表明:LASG η坐标模式以其比较完善的动力框架和物理过程处理方法在这个地形复杂、天气系统多变的区域内可获得较好的预报结果, 特别是晴雨预报可获得较高的TS评分, 并能对某些客观预报难度较大的天气过程做出较好的预报。
2001, 12(2): 176-187
摘要:
利用MM5中尺度非静力模式对1998年8月8~9日松嫩流域的东北冷涡切变型暴雨过程进行了数值模拟和对比试验。结果表明, MM5能够对此次过程进行较成功的模拟; 同时发现, 此次过程首先由高层强的正涡度平流触发, 低涡区强降水的产生是由于高低空急流的耦合。其中, 高空急流的作用强烈而短暂, 低空急流的作用较为持久, 强度稍弱。阻高前部下沉气流形成的中层偏东干冷气流是切变形成的关键, 它与偏南气流在对流层中层形成的风向切变是产生上升运动的主要强迫机制。减弱阻高使其底部偏东气流减弱及后部偏南气流在高层减弱、低层增强, 导致降水减弱, 并使系统位置偏东、偏南。西北路冷空气增强使低涡和切变北侧高层偏南气流增强、低层偏南气流减弱, 导致降水强度增强、尺度增大。
利用MM5中尺度非静力模式对1998年8月8~9日松嫩流域的东北冷涡切变型暴雨过程进行了数值模拟和对比试验。结果表明, MM5能够对此次过程进行较成功的模拟; 同时发现, 此次过程首先由高层强的正涡度平流触发, 低涡区强降水的产生是由于高低空急流的耦合。其中, 高空急流的作用强烈而短暂, 低空急流的作用较为持久, 强度稍弱。阻高前部下沉气流形成的中层偏东干冷气流是切变形成的关键, 它与偏南气流在对流层中层形成的风向切变是产生上升运动的主要强迫机制。减弱阻高使其底部偏东气流减弱及后部偏南气流在高层减弱、低层增强, 导致降水减弱, 并使系统位置偏东、偏南。西北路冷空气增强使低涡和切变北侧高层偏南气流增强、低层偏南气流减弱, 导致降水强度增强、尺度增大。
2001, 12(2): 188-195
摘要:
该文提出了横向雨量器的设计原理。经30个站7年2.8万多次的坑式雨量器、台站雨量器和横向雨量器的对比观测, 证实降水量测量的绝对差值与横向降水量呈一元幂函数关系, 相关系数达0.99。在现行的台站观测业务中, 只要增加横向雨量器的并行观测, 就可对台站雨量器测量的降水量 (包括雪量) 实施订正。订正后的精度接近于坑式雨量器的测量精度。订正方法简便易行, 可应用于业务观测。
该文提出了横向雨量器的设计原理。经30个站7年2.8万多次的坑式雨量器、台站雨量器和横向雨量器的对比观测, 证实降水量测量的绝对差值与横向降水量呈一元幂函数关系, 相关系数达0.99。在现行的台站观测业务中, 只要增加横向雨量器的并行观测, 就可对台站雨量器测量的降水量 (包括雪量) 实施订正。订正后的精度接近于坑式雨量器的测量精度。订正方法简便易行, 可应用于业务观测。
2001, 12(2): 196-201
摘要:
该文主要介绍了由TM-500F太阳模拟器和旋转工作台组成的具有多功能辐射仪器室内检测设备的结构、原理及应用。利用该设备可对太阳辐射测量仪器进行灵敏度的校准, 由实验可知, 总辐射表室内外灵敏度检定结果非常一致, 其误差在±0.6%之内。也可进行余弦、方位响应误差, 倾斜误差, 非线性误差及响应时间等性能的测定。
该文主要介绍了由TM-500F太阳模拟器和旋转工作台组成的具有多功能辐射仪器室内检测设备的结构、原理及应用。利用该设备可对太阳辐射测量仪器进行灵敏度的校准, 由实验可知, 总辐射表室内外灵敏度检定结果非常一致, 其误差在±0.6%之内。也可进行余弦、方位响应误差, 倾斜误差, 非线性误差及响应时间等性能的测定。
2001, 12(2): 202-209
摘要:
该文利用内蒙古锡盟地区1986~1997年的草原火灾及同期气象资料, 采用数学模拟的建模方法, 研制了该地区重点火险区域 (包括4个旗、市) 的春季草原火险天气预报模型。该预报模型综合考虑了火灾发生当日及前期气象要素对草原火险的影响, 试报检验结果可靠, 可用于当地的火险预报, 为防火部门制定防火决策提供依据和指导, 并可产生较大的社会经济效益。
该文利用内蒙古锡盟地区1986~1997年的草原火灾及同期气象资料, 采用数学模拟的建模方法, 研制了该地区重点火险区域 (包括4个旗、市) 的春季草原火险天气预报模型。该预报模型综合考虑了火灾发生当日及前期气象要素对草原火险的影响, 试报检验结果可靠, 可用于当地的火险预报, 为防火部门制定防火决策提供依据和指导, 并可产生较大的社会经济效益。
2001, 12(2): 210-217
摘要:
利用单相关、典型相关及逐步回归方法, 分析了新疆气候对地表水资源影响的区域差异性, 得到以下几点新认识:(1) 新疆气候对地表水资源时空变化的影响, 以北疆为最大, 东疆最小, 南疆居中。(2) 揭示了北疆、东疆、南疆气候场对其地表水资源场空间分布特征的主要影响形式。(3) 发现在北疆及东疆, 水文年降水是决定其地表水资源场时空分布特征的主导气候因子, 5~9月平均温度是辅助气候因子, 它通过影响蒸发对地表水资源起减少作用, 但在东疆5~9月平均温度对其地表水资源的影响要比北疆大些。南疆5~9月平均温度是决定其地表水资源场时空分布特征的主导气候因子, 高山区前2年的水文年降水为辅助气候因子, 它通过冰川融水的形式对当年的地表水资源起增加作用。
利用单相关、典型相关及逐步回归方法, 分析了新疆气候对地表水资源影响的区域差异性, 得到以下几点新认识:(1) 新疆气候对地表水资源时空变化的影响, 以北疆为最大, 东疆最小, 南疆居中。(2) 揭示了北疆、东疆、南疆气候场对其地表水资源场空间分布特征的主要影响形式。(3) 发现在北疆及东疆, 水文年降水是决定其地表水资源场时空分布特征的主导气候因子, 5~9月平均温度是辅助气候因子, 它通过影响蒸发对地表水资源起减少作用, 但在东疆5~9月平均温度对其地表水资源的影响要比北疆大些。南疆5~9月平均温度是决定其地表水资源场时空分布特征的主导气候因子, 高山区前2年的水文年降水为辅助气候因子, 它通过冰川融水的形式对当年的地表水资源起增加作用。
2001, 12(2): 218-225
摘要:
通过蒙特卡罗试验, 探讨了三峡工程建成后枯水期运行风险的评估方法。以GCM模拟试验结果为未来气候情景, 随机模拟了三峡地区在该气候情景下枯水期月降水量分布; 建立了三峡地区月径流-降水模型和三峡水库调度模型; 初步分析了长江三峡工程建成后在当前气候背景和可能未来气候情景下的运行风险。结果表明, 三峡水库的运行对气候变化反应敏感, 春季和冬季的发电风险有明显改变。
通过蒙特卡罗试验, 探讨了三峡工程建成后枯水期运行风险的评估方法。以GCM模拟试验结果为未来气候情景, 随机模拟了三峡地区在该气候情景下枯水期月降水量分布; 建立了三峡地区月径流-降水模型和三峡水库调度模型; 初步分析了长江三峡工程建成后在当前气候背景和可能未来气候情景下的运行风险。结果表明, 三峡水库的运行对气候变化反应敏感, 春季和冬季的发电风险有明显改变。
2001, 12(2): 226-233
摘要:
根据农田水分平衡原理, 结合水稻生育特点建立了稻田水分平衡方程; 以广东省早、晚稻大田生育期为例, 模拟各个生育阶段稻田水分逐日动态变化, 得出生育期缺水状况, 并分别就自然环境和灌溉条件下的水稻受旱损失进行了客观定量评估。首次根据试验资料就水稻作物的缺水敏感系数进行研究计算, 得出了十分有意义的结果。
根据农田水分平衡原理, 结合水稻生育特点建立了稻田水分平衡方程; 以广东省早、晚稻大田生育期为例, 模拟各个生育阶段稻田水分逐日动态变化, 得出生育期缺水状况, 并分别就自然环境和灌溉条件下的水稻受旱损失进行了客观定量评估。首次根据试验资料就水稻作物的缺水敏感系数进行研究计算, 得出了十分有意义的结果。
2001, 12(2): 234-241
摘要:
将作物生长模式引入冬小麦干旱识别和预测中, 充分考虑冬小麦对水分消耗利用的影响和冬小麦对水分的需求以及不同发育期对水分的敏感性, 是一种识别和预测干旱的新思路。经验证, 该冬小麦干旱识别和预测模型具有较好的识别和预测能力。
将作物生长模式引入冬小麦干旱识别和预测中, 充分考虑冬小麦对水分消耗利用的影响和冬小麦对水分的需求以及不同发育期对水分的敏感性, 是一种识别和预测干旱的新思路。经验证, 该冬小麦干旱识别和预测模型具有较好的识别和预测能力。
2001, 12(2): 242-245
摘要:
在满足有界条件的数值解是计算稳定的定义下, 讨论了辐射加热问题的时间积分, 并证明:如辐射加热和其对时间的一阶微商均连续时, 用向前差分格式计算的数值解是计算稳定的。还用一个例子证明:问题的数值解可以收敛到其解析解。
在满足有界条件的数值解是计算稳定的定义下, 讨论了辐射加热问题的时间积分, 并证明:如辐射加热和其对时间的一阶微商均连续时, 用向前差分格式计算的数值解是计算稳定的。还用一个例子证明:问题的数值解可以收敛到其解析解。
2001, 12(2): 246-250
摘要:
利用1998年5~9月长江流域宜昌和武汉两个水文站的资料及暴雨前期土壤湿度情况, 分析了长江流域特大洪涝形成的原因, 并与1954年的强降水进行了比较。分析表明:洪涝的形成是多种因子共同作用的结果, 汛前持续多雨, 使得土壤潮湿和江河湖库水位偏高, 直接影响汛期暴雨区的水循环, 这是1998年长江流域特大洪涝形成的主要原因之一。
利用1998年5~9月长江流域宜昌和武汉两个水文站的资料及暴雨前期土壤湿度情况, 分析了长江流域特大洪涝形成的原因, 并与1954年的强降水进行了比较。分析表明:洪涝的形成是多种因子共同作用的结果, 汛前持续多雨, 使得土壤潮湿和江河湖库水位偏高, 直接影响汛期暴雨区的水循环, 这是1998年长江流域特大洪涝形成的主要原因之一。
2001, 12(2): 251-254
摘要:
建立在统计模型基础上的旱涝趋势预测的稳定性和准确性, 依赖于预测因子的选择和综合。该文在选择前期预测因子时, 既考虑了因子的物理意义, 又从尺度对应原理出发, 对与预测对象相应时间尺度的因子作综合处理, 最大程度保留了可用预测信息。对长江三角洲汛期降水场进行试验比较, 证明该方法能显著提高预测技巧。
建立在统计模型基础上的旱涝趋势预测的稳定性和准确性, 依赖于预测因子的选择和综合。该文在选择前期预测因子时, 既考虑了因子的物理意义, 又从尺度对应原理出发, 对与预测对象相应时间尺度的因子作综合处理, 最大程度保留了可用预测信息。对长江三角洲汛期降水场进行试验比较, 证明该方法能显著提高预测技巧。
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