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中国气象局2002年 第13卷 第6期
2002, 13(6): 641-649
摘要
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摘要:
为改进陆面过程的参数化，初步探讨了模式中陆面气象要素次网格尺度不均匀性分布对模拟计算结果的影响。应用平均化方法初步探讨陆面过程的参数化，并分析了气象要素次网格尺度不均匀性分布对计算结果的影响特征。结果表明，次网格尺度不均匀性分布对模式的计算结果会产生一定的偏差，可用平均化方法对陆面过程次网格尺度不均匀性分布进行初步参数化。
为改进陆面过程的参数化，初步探讨了模式中陆面气象要素次网格尺度不均匀性分布对模拟计算结果的影响。应用平均化方法初步探讨陆面过程的参数化，并分析了气象要素次网格尺度不均匀性分布对计算结果的影响特征。结果表明，次网格尺度不均匀性分布对模式的计算结果会产生一定的偏差，可用平均化方法对陆面过程次网格尺度不均匀性分布进行初步参数化。
2002, 13(6): 650-661
摘要:
利用1951~2000年共50年的北半球500 hPa月平均高度距平场资料和奇异值分解技术（SVD），重点对东亚地区季节间大气环流异常的相互关系进行了初步探讨。结果表明，东亚地区季节间大气环流异常存在着较为密切的关联，并且这种明显的非同步联系具有时空相关显著的特点，尤其是夏季大气环流异常与其前冬和前春大气环流异常的联系更为密切。当前冬和前春北半球东亚大槽和北美大槽及蒙古高压偏强（或偏弱），极涡偏弱（或偏强），中高纬度盛行经向环流（或纬向环流），以及低纬和热带地区高度正距平（或负距平）明显时，则对应于夏季东亚地区西太平洋副高和鄂霍次克海阻高强度偏强（或偏弱），位置偏南（或偏北），贝加尔湖阻高强度也偏强（或偏弱），但位置偏西（或偏东）的大尺度环流形势出现。当春季北半球大气环流具有上述特点以及夏季鄂霍次克海阻高和西太平洋副高强度偏强（或偏弱），位置偏南（或偏北），且极涡较弱（较强）时，则东亚地区秋季大气环流对应于蒙古高压加强（或较弱），西太平洋副高减弱（或加强），并向南和向东移动（或移动较慢），极涡向南扩散（或扩散减弱），大气环流向冬季过渡加快（或减慢）。另外，大气环流异常还具有一定的持续性特征。
利用1951~2000年共50年的北半球500 hPa月平均高度距平场资料和奇异值分解技术（SVD），重点对东亚地区季节间大气环流异常的相互关系进行了初步探讨。结果表明，东亚地区季节间大气环流异常存在着较为密切的关联，并且这种明显的非同步联系具有时空相关显著的特点，尤其是夏季大气环流异常与其前冬和前春大气环流异常的联系更为密切。当前冬和前春北半球东亚大槽和北美大槽及蒙古高压偏强（或偏弱），极涡偏弱（或偏强），中高纬度盛行经向环流（或纬向环流），以及低纬和热带地区高度正距平（或负距平）明显时，则对应于夏季东亚地区西太平洋副高和鄂霍次克海阻高强度偏强（或偏弱），位置偏南（或偏北），贝加尔湖阻高强度也偏强（或偏弱），但位置偏西（或偏东）的大尺度环流形势出现。当春季北半球大气环流具有上述特点以及夏季鄂霍次克海阻高和西太平洋副高强度偏强（或偏弱），位置偏南（或偏北），且极涡较弱（较强）时，则东亚地区秋季大气环流对应于蒙古高压加强（或较弱），西太平洋副高减弱（或加强），并向南和向东移动（或移动较慢），极涡向南扩散（或扩散减弱），大气环流向冬季过渡加快（或减慢）。另外，大气环流异常还具有一定的持续性特征。
2002, 13(6): 662-670
摘要:
从动力上推导了热力、质量强迫下的湿位涡方程，阐明了在暴雨系统中引起的强降水会造成热力、质量强迫下的湿位涡异常。并用NCEP1°×1°的分析资料对1999年6月23日到6月26日引起长江流域暴雨的对流系统进行了湿位涡诊断分析，分析结果表明湿位涡异常高度主要出现在700~500 hPa之间，中心最大值可超过1.4 PVU。从动力和资料诊断两个方面均揭示出湿位涡异常区与强降水区有很好的对应关系。
从动力上推导了热力、质量强迫下的湿位涡方程，阐明了在暴雨系统中引起的强降水会造成热力、质量强迫下的湿位涡异常。并用NCEP1°×1°的分析资料对1999年6月23日到6月26日引起长江流域暴雨的对流系统进行了湿位涡诊断分析，分析结果表明湿位涡异常高度主要出现在700~500 hPa之间，中心最大值可超过1.4 PVU。从动力和资料诊断两个方面均揭示出湿位涡异常区与强降水区有很好的对应关系。
2002, 13(6): 671-679
摘要:
利用MM4中尺度模式，模拟了1998年7月21日08：00~22日08：00(北京时)，一次西北风急流的暴雨过程。分析发现，西北风高空急流与南亚高压环流形成的辐散辐合场导致一对中尺度正反环流的生成，使暴雨得以维持与加强。在暴雨区北部，中高层条件性对称不稳定可使下沉运动加速，对北支环流的维持起关键作用；雨区南部，南支环流圈的维持与高层北风中心的加强有关。北支环流圈的加强以及动量下传使暴雨区北部低层的北风分量维持。该北风分量与雨区南部环流的南风分量形成低层辐合。
利用MM4中尺度模式，模拟了1998年7月21日08：00~22日08：00(北京时)，一次西北风急流的暴雨过程。分析发现，西北风高空急流与南亚高压环流形成的辐散辐合场导致一对中尺度正反环流的生成，使暴雨得以维持与加强。在暴雨区北部，中高层条件性对称不稳定可使下沉运动加速，对北支环流的维持起关键作用；雨区南部，南支环流圈的维持与高层北风中心的加强有关。北支环流圈的加强以及动量下传使暴雨区北部低层的北风分量维持。该北风分量与雨区南部环流的南风分量形成低层辐合。
2002, 13(6): 680-687
摘要:
利用国家气象中心的有限区域预报模式，对1998年6月下旬发生的一次强降水过程进行了数值试验，并通过对风场、水汽场、垂直速度场等变量的诊断分析，对降水过程的成因进行了初步探讨。分析结果显示，北方南下的干空气与西南暖湿气流在长江中下游地区形成的切变和西南低空急流是造成这次大暴雨的主要天气尺度系统，而沿切变线移动的中尺度系统对降水的增强起了重要作用。
利用国家气象中心的有限区域预报模式，对1998年6月下旬发生的一次强降水过程进行了数值试验，并通过对风场、水汽场、垂直速度场等变量的诊断分析，对降水过程的成因进行了初步探讨。分析结果显示，北方南下的干空气与西南暖湿气流在长江中下游地区形成的切变和西南低空急流是造成这次大暴雨的主要天气尺度系统，而沿切变线移动的中尺度系统对降水的增强起了重要作用。
2002, 13(6): 688-695
摘要:
发展了中国科学院大气物理研究所（IAP）大气科学与地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG)全球海-陆-气耦合系统模式的一个新版本（GOALS-5），其中海洋分量是基于30层高分辨率的海洋环流模式。对该耦合模式成功地进行了30年的积分，基本上克服了气候飘移。与GOALS较早的几个版本模拟的SST相比，北半球夏季中高纬地区的误差显著改善，可能主要是由于采用了GM90的等密度混合方案使经向热输送增强的结果。对赤道中东太平洋冷暖事件有较好的模拟能力，并且对SST变率的模拟在位置和强度上比旧版本有明显改善。
发展了中国科学院大气物理研究所（IAP）大气科学与地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG)全球海-陆-气耦合系统模式的一个新版本（GOALS-5），其中海洋分量是基于30层高分辨率的海洋环流模式。对该耦合模式成功地进行了30年的积分，基本上克服了气候飘移。与GOALS较早的几个版本模拟的SST相比，北半球夏季中高纬地区的误差显著改善，可能主要是由于采用了GM90的等密度混合方案使经向热输送增强的结果。对赤道中东太平洋冷暖事件有较好的模拟能力，并且对SST变率的模拟在位置和强度上比旧版本有明显改善。
2002, 13(6): 696-703
摘要:
用新的曲面拟合法(NMOCSF)对江淮和杭嘉湖平原一次连续暴雨过程作物理诊断，结合天气形势讨论了准静止华北高压的形成及其对江淮和杭嘉湖平原连续暴雨的贡献。指出，当江淮和杭嘉湖平原处在梅雨期时，应特别注意华北高压的强度和位置，一旦构成阻塞形势，就极可能发生大范围、持续性的强降水过程。
用新的曲面拟合法(NMOCSF)对江淮和杭嘉湖平原一次连续暴雨过程作物理诊断，结合天气形势讨论了准静止华北高压的形成及其对江淮和杭嘉湖平原连续暴雨的贡献。指出，当江淮和杭嘉湖平原处在梅雨期时，应特别注意华北高压的强度和位置，一旦构成阻塞形势，就极可能发生大范围、持续性的强降水过程。
2002, 13(6): 704-710
摘要:
通过对近10年北太平洋冬季阻塞性高压的建立、维持及崩溃的天气形势分析，结合船舶气象导航的原理、气象航线的设计以及影响航线选择的因素，指出了有利于北太平洋冬季西行高纬度航线的阻塞高压形式，为船舶西行选择高纬度航线提供了气象理论依据。
通过对近10年北太平洋冬季阻塞性高压的建立、维持及崩溃的天气形势分析，结合船舶气象导航的原理、气象航线的设计以及影响航线选择的因素，指出了有利于北太平洋冬季西行高纬度航线的阻塞高压形式，为船舶西行选择高纬度航线提供了气象理论依据。
2002, 13(6): 711-717
摘要:
对近30年南极海冰密集度资料的EOF和SVD分析，发现南极地区在罗斯海外围和别林斯高晋海的海冰密集度场存在着“翘翘板”的变化特征，并与ENSO有密切联系。由此定义两个海冰关键区的差值为南极海冰涛动指数（ASOI），ASOI超前SOI和Nino3指数2个月时，其正、负相关系数达到最大，并通过α=0.001的信度检验。ASOI高、低指数阶段对应的南半球海平面气温、气压场和风场的合成分析表明，海冰关键区的异常变化可能引起温度、气压、风场的响应而影响南太平洋的洋流，进而对ENSO的发生、发展产生影响。
对近30年南极海冰密集度资料的EOF和SVD分析，发现南极地区在罗斯海外围和别林斯高晋海的海冰密集度场存在着“翘翘板”的变化特征，并与ENSO有密切联系。由此定义两个海冰关键区的差值为南极海冰涛动指数（ASOI），ASOI超前SOI和Nino3指数2个月时，其正、负相关系数达到最大，并通过α=0.001的信度检验。ASOI高、低指数阶段对应的南半球海平面气温、气压场和风场的合成分析表明，海冰关键区的异常变化可能引起温度、气压、风场的响应而影响南太平洋的洋流，进而对ENSO的发生、发展产生影响。
2002, 13(6): 718-726
摘要:
利用NCAR/NCEP提供的40年再分析资料和英国气象局提供的月平均海温资料及中国气象局整编的160站的降水、西太平洋副高参数资料，分析了长江中下游地区夏季降水在20世纪70年代中期前后的显著变化及其可能原因。结果指出东亚夏季风与中东太平洋海温在1976年之前关系不明显，1976年之后东亚经圈环流与低纬纬圈环流耦合紧密，加强了东亚夏季风与中东太平洋海温的联系。而20世纪70年代中期以后中东太平洋前冬的海温异常通过海洋过程影响次年夏季我国近海地区海温变化，近海海温异常作为热源强迫可以使副高位置偏南强度加强，从而造成我国长江中下游地区夏季降水偏多。
利用NCAR/NCEP提供的40年再分析资料和英国气象局提供的月平均海温资料及中国气象局整编的160站的降水、西太平洋副高参数资料，分析了长江中下游地区夏季降水在20世纪70年代中期前后的显著变化及其可能原因。结果指出东亚夏季风与中东太平洋海温在1976年之前关系不明显，1976年之后东亚经圈环流与低纬纬圈环流耦合紧密，加强了东亚夏季风与中东太平洋海温的联系。而20世纪70年代中期以后中东太平洋前冬的海温异常通过海洋过程影响次年夏季我国近海地区海温变化，近海海温异常作为热源强迫可以使副高位置偏南强度加强，从而造成我国长江中下游地区夏季降水偏多。
2002, 13(6): 727-733
摘要:
对1992年7月10日、19日和1997年7月1日3个个例，进行了实时海温和气候海温的对比数值试验，研究实时海温对月尺度数值预报的影响。个例试验结果表明，实时海温对10天以下的数值预报影响较小，但对月时间尺度的数值预报的影响则十分明显，实时海温对大气的强迫作用同模式大气的初值和预报模式包含的物理过程以及海温异常的强度有关。
对1992年7月10日、19日和1997年7月1日3个个例，进行了实时海温和气候海温的对比数值试验，研究实时海温对月尺度数值预报的影响。个例试验结果表明，实时海温对10天以下的数值预报影响较小，但对月时间尺度的数值预报的影响则十分明显，实时海温对大气的强迫作用同模式大气的初值和预报模式包含的物理过程以及海温异常的强度有关。
2002, 13(6): 734-740
摘要:
利用FY-1C连续两年的遥感资料，以敦煌辐射校正场为分析区，系统分析了FY-1C可见光、近红外通道的衰减特征，开展了通道衰减订正试验。分析结果表明，FY-1C除可见光通道1衰减强烈外，其它各可见光、近红外通道衰减性能稳定。利用统计分析法，可以建立定标系数衰减订正量随时间的变化关系。订正后的定标系数与2000年辐射校正场外定标实验结果一致性很好。更新后的定标系数可以有效克服通道衰减带来的通道反射率测值误差，提高FY-1C可见光、近红外通道遥感资料定量应用的精度。
利用FY-1C连续两年的遥感资料，以敦煌辐射校正场为分析区，系统分析了FY-1C可见光、近红外通道的衰减特征，开展了通道衰减订正试验。分析结果表明，FY-1C除可见光通道1衰减强烈外，其它各可见光、近红外通道衰减性能稳定。利用统计分析法，可以建立定标系数衰减订正量随时间的变化关系。订正后的定标系数与2000年辐射校正场外定标实验结果一致性很好。更新后的定标系数可以有效克服通道衰减带来的通道反射率测值误差，提高FY-1C可见光、近红外通道遥感资料定量应用的精度。
2002, 13(6): 741-748
摘要:
根据2000年自动站和人工观测气温资料, 对两种气温序列进行了对比分析, 以了解仪器改变对观测数据产生的影响以及为换型后数据的连续使用提供科学依据。结果表明:除个别地区以外, 自动站与人工观测气温偏差都在允许范围之内或略超出允许范围, 季节性和地域性差异不大; 由于自动站温度传感器灵敏度高, 所以在日出日落、日气温最高和最低时与人工观测偏差较大; 自动站观测气温与历史序列无显著性差异。自动站可以用于业务, 但需进行一定时间的平行观测, 尤其在西北及高山站更为必要。
根据2000年自动站和人工观测气温资料, 对两种气温序列进行了对比分析, 以了解仪器改变对观测数据产生的影响以及为换型后数据的连续使用提供科学依据。结果表明:除个别地区以外, 自动站与人工观测气温偏差都在允许范围之内或略超出允许范围, 季节性和地域性差异不大; 由于自动站温度传感器灵敏度高, 所以在日出日落、日气温最高和最低时与人工观测偏差较大; 自动站观测气温与历史序列无显著性差异。自动站可以用于业务, 但需进行一定时间的平行观测, 尤其在西北及高山站更为必要。
2002, 13(6): 749-754
摘要:
根据《全国天气雷达终端更新》和《全国天气雷达定标》项目的技术规定，研制了一套完整的雷达业务数据处理系统，实现了全国布网天气雷达数据格式统一、产品生成、产品分发和图像回显的全自动化业务，提高了我国天气雷达网的业务质量、以及数据处理和产品应用水平，收效显著。在研发过程中，充分考虑了业务条件、实际要求和探测技术的发展，系统功能丰富，算法先进，接口开放，设计精美，投入业务两年来系统运行稳定。该系统放弃了传统对话框和工具栏的设计方式，创新设计了操作面板控制。文中的研发思路，设计方法，系统特点对我国业务软件的研制具有很好的借鉴作用。
根据《全国天气雷达终端更新》和《全国天气雷达定标》项目的技术规定，研制了一套完整的雷达业务数据处理系统，实现了全国布网天气雷达数据格式统一、产品生成、产品分发和图像回显的全自动化业务，提高了我国天气雷达网的业务质量、以及数据处理和产品应用水平，收效显著。在研发过程中，充分考虑了业务条件、实际要求和探测技术的发展，系统功能丰富，算法先进，接口开放，设计精美，投入业务两年来系统运行稳定。该系统放弃了传统对话框和工具栏的设计方式，创新设计了操作面板控制。文中的研发思路，设计方法，系统特点对我国业务软件的研制具有很好的借鉴作用。
2002, 13(6): 755-766
摘要:
近年来，我国政府和科技界十分关注气候王馥棠变暖对我国经济发展可能影响的评估, 开展了许多重大项目和课题的研究。该文仅就气候变暖对我国自然植被、农业、森林、水资源、能源利用和区域海平面上升等领域影响评估研究的若干有意义的初步结果简要归纳和评述如下：取自不同GCM模型的未来气候变化情景下的影响评估模拟表明，我国的特征性自然植被类型将会发生明显的变化。同当前气候（1951~1980年）下的模拟分布相比，到2050年我国几乎所有地方的农业种植制度均将发生较大变化；气候变暖将导致复种指数增加和种植方式多样化，但降水与蒸散之间可能出现的负平衡和土壤水分胁迫的增加以及生育期的可能缩短，最终将导致我国主要作物的产量下降。气候变暖对我国水资源最明显的影响将会发生在黄淮海流域，这个区域的水资源供需短缺将大大提高。同时，气候变暖将改变我国室内取暖和降温的能源需求关系：北方冬季取暖的能源消耗将减少, 而南方夏季降温的能源消耗将会增加。海平面的上升将使我国三个主要沿海低洼脆弱区，即珠江三角洲、长江三角洲和黄河三角洲，面临部分遭受海水淹没的威胁。
近年来，我国政府和科技界十分关注气候王馥棠变暖对我国经济发展可能影响的评估, 开展了许多重大项目和课题的研究。该文仅就气候变暖对我国自然植被、农业、森林、水资源、能源利用和区域海平面上升等领域影响评估研究的若干有意义的初步结果简要归纳和评述如下：取自不同GCM模型的未来气候变化情景下的影响评估模拟表明，我国的特征性自然植被类型将会发生明显的变化。同当前气候（1951~1980年）下的模拟分布相比，到2050年我国几乎所有地方的农业种植制度均将发生较大变化；气候变暖将导致复种指数增加和种植方式多样化，但降水与蒸散之间可能出现的负平衡和土壤水分胁迫的增加以及生育期的可能缩短，最终将导致我国主要作物的产量下降。气候变暖对我国水资源最明显的影响将会发生在黄淮海流域，这个区域的水资源供需短缺将大大提高。同时，气候变暖将改变我国室内取暖和降温的能源需求关系：北方冬季取暖的能源消耗将减少, 而南方夏季降温的能源消耗将会增加。海平面的上升将使我国三个主要沿海低洼脆弱区，即珠江三角洲、长江三角洲和黄河三角洲，面临部分遭受海水淹没的威胁。
2002, 13(6)
摘要:
第 1期集合数值预报专栏国家气象中心集合数值预报业务系统的发展及应用李泽椿 陈德辉………………………集合预报的现状和前景杜 钧…………………………………………………………………国家气象中心集合数值预报检验评价皇甫雪官………………………………………………位移和最大相关距离在ＥＣＭＷＦ集合预报产品中的应用杨学胜 ＪｅａｎＮｉｃｏｌａｕ ＮｉｃｏｌｅＧｉｒａｒｄｏｔ…………………………………………………………………………………………基于神威中期集合数值预报系统的产品开发毛恒青 陈 谊 陈德辉…………………
第 1期集合数值预报专栏国家气象中心集合数值预报业务系统的发展及应用李泽椿 陈德辉………………………集合预报的现状和前景杜 钧…………………………………………………………………国家气象中心集合数值预报检验评价皇甫雪官………………………………………………位移和最大相关距离在ＥＣＭＷＦ集合预报产品中的应用杨学胜 ＪｅａｎＮｉｃｏｌａｕ ＮｉｃｏｌｅＧｉｒａｒｄｏｔ…………………………………………………………………………………………基于神威中期集合数值预报系统的产品开发毛恒青 陈 谊 陈德辉…………………
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