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中国气象局2004年 第15卷 第2期
2004, 15(2): 129-140
摘要
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摘要:
利用国家自然科学基金重大项目“长江三角洲低层大气物理化学过程与生态系统的相互作用”野外观测资料，将1999年常熟稻田水稻四个不同生长期（插秧、拔节、抽穗和成熟）的太阳辐射、水汽压、气温和水平风速及降水作为简化生物圈（SiB2）模式的5个强迫变量，在合理设计模式参数的前提下，分别模拟了上述四个阶段的能量收支、CO2通量。模拟结果表明：在水稻不同生长阶段的感热、潜热和下垫面热通量占净辐射的比例不同；CO2通量的模拟结果与1996年国际稻田试验结果相似。该研究为利用自动气象站网的资料估计各站能量收支、CO2通量、土壤水分平衡、以及土壤温度廓线提供了新证据。
利用国家自然科学基金重大项目“长江三角洲低层大气物理化学过程与生态系统的相互作用”野外观测资料，将1999年常熟稻田水稻四个不同生长期（插秧、拔节、抽穗和成熟）的太阳辐射、水汽压、气温和水平风速及降水作为简化生物圈（SiB2）模式的5个强迫变量，在合理设计模式参数的前提下，分别模拟了上述四个阶段的能量收支、CO2通量。模拟结果表明：在水稻不同生长阶段的感热、潜热和下垫面热通量占净辐射的比例不同；CO2通量的模拟结果与1996年国际稻田试验结果相似。该研究为利用自动气象站网的资料估计各站能量收支、CO2通量、土壤水分平衡、以及土壤温度廓线提供了新证据。
2004, 15(2): 141-151
摘要:
1998年夏季中日合作开展了淮河流域能量与水分循环试验（HUBEX），该试验和GAME其他试验的探空加密观测资料作为原始资料的一部分经过同化分析，得到了GAME再分析资料。该文就是以1998年6～8月我国江淮地区的天气过程为背景，对GAME和NCEP两组不同的再分析资料的基本要素场、导数场、降水量场和地面通量场用气候诊断和统计的方法进行了对比分析。结果表明，在对流层低层和中高层GAME再分析资料的基本要素场及地面的降水场和通量场较NCEP再分析资料更为准确；GAME再分析资料能很好地反映出西南涡东移并影响江淮大暴雨的重要天气特征，而NCEP资料则反映不出这一现象。同时还得到，GAME再分析资料优于NCEP再分析资料的主要原因是GAME的资料同化系统中加入了包括HUBEX等气象科学试验的探空加密观测资料。因此，该文证实了GAME的外场加密观测试验—HUBEX等开展的必要性，说明增加观测资料的时空分辨率对于提高我国天气气候的预报准确率具有重要意义。
1998年夏季中日合作开展了淮河流域能量与水分循环试验（HUBEX），该试验和GAME其他试验的探空加密观测资料作为原始资料的一部分经过同化分析，得到了GAME再分析资料。该文就是以1998年6～8月我国江淮地区的天气过程为背景，对GAME和NCEP两组不同的再分析资料的基本要素场、导数场、降水量场和地面通量场用气候诊断和统计的方法进行了对比分析。结果表明，在对流层低层和中高层GAME再分析资料的基本要素场及地面的降水场和通量场较NCEP再分析资料更为准确；GAME再分析资料能很好地反映出西南涡东移并影响江淮大暴雨的重要天气特征，而NCEP资料则反映不出这一现象。同时还得到，GAME再分析资料优于NCEP再分析资料的主要原因是GAME的资料同化系统中加入了包括HUBEX等气象科学试验的探空加密观测资料。因此，该文证实了GAME的外场加密观测试验—HUBEX等开展的必要性，说明增加观测资料的时空分辨率对于提高我国天气气候的预报准确率具有重要意义。
2004, 15(2): 152-161
摘要:
在复杂地形条件下嵌套细网格模式的基础上，建立了与球圈模式相嵌套的区域模式系统，对几种不同条件下的嵌套误差进行了比较分析，研究了区域模式嵌套误差的特征分布及时空演变特征。初步分析表明：区域模式嵌套造成的误差在不同区域的分布不同，且不同的物理量在时空的分布也不同；动能场的误差主要在边界区上层的流入区，感热场的误差在边界区上层，水汽的误差在边界区上层的流入区；侧边界输入时间间隔对模式嵌套误差有一定的影响。有限区细网格模式在上层长波误差大于粗网格环圈模式上层误差，在下层短波模拟的误差比粗网格环圈模式的下层误差要小。相速误差对侧边界嵌套误差的影响在下层很严重，嵌套误差的大小与大小模式的网格距之比有关；在大小模式物理参数化过程一致的条件下，无日变化的区域模式其嵌套误差远大于有日变化的区域模式嵌套误差。
在复杂地形条件下嵌套细网格模式的基础上，建立了与球圈模式相嵌套的区域模式系统，对几种不同条件下的嵌套误差进行了比较分析，研究了区域模式嵌套误差的特征分布及时空演变特征。初步分析表明：区域模式嵌套造成的误差在不同区域的分布不同，且不同的物理量在时空的分布也不同；动能场的误差主要在边界区上层的流入区，感热场的误差在边界区上层，水汽的误差在边界区上层的流入区；侧边界输入时间间隔对模式嵌套误差有一定的影响。有限区细网格模式在上层长波误差大于粗网格环圈模式上层误差，在下层短波模拟的误差比粗网格环圈模式的下层误差要小。相速误差对侧边界嵌套误差的影响在下层很严重，嵌套误差的大小与大小模式的网格距之比有关；在大小模式物理参数化过程一致的条件下，无日变化的区域模式其嵌套误差远大于有日变化的区域模式嵌套误差。
2004, 15(2): 162-173
摘要:
该文利用多种气象资料（包括常规观测、卫星云图、自动气象站、多普勒气象雷达以及风廓线仪资料），综合分析了2002年8月24日发生在长江三角洲的一次飑线过程。发现该飑线产生于一个中尺度对流系统（MCS）当中，地面冷锋、副高边缘的高能水汽输送带与高空小槽配合，使该MCS得以发展和加强，副高南撤和下游有利的动力和层结条件使得MCS中的雷暴群发展为飑线，并迅速东移南压，产生了大范围雷雨大风天气。多普勒雷达、自动站及风廓线仪的资料还很好地揭示了该飑线的发生、发展、爆发过程及其回波和风场的空间结构特点。
该文利用多种气象资料（包括常规观测、卫星云图、自动气象站、多普勒气象雷达以及风廓线仪资料），综合分析了2002年8月24日发生在长江三角洲的一次飑线过程。发现该飑线产生于一个中尺度对流系统（MCS）当中，地面冷锋、副高边缘的高能水汽输送带与高空小槽配合，使该MCS得以发展和加强，副高南撤和下游有利的动力和层结条件使得MCS中的雷暴群发展为飑线，并迅速东移南压，产生了大范围雷雨大风天气。多普勒雷达、自动站及风廓线仪的资料还很好地揭示了该飑线的发生、发展、爆发过程及其回波和风场的空间结构特点。
2004, 15(2): 174-180
摘要:
在现有GPS星座和大气球对称假设条件下，利用射线追踪法对掩星事件进行了数值模拟，讨论了大气折射指数垂直分布、LEO卫星轨道倾角和高度对GPS掩星切点水平漂移的影响情况。结果表明：在太阳活动剧烈的白天和夜间两种典型情况下，切点平均水平漂移变化约20 km；对735 km高度的LEO卫星来说，轨道倾角在130°附近时，切点平均水平漂移最小，并随着倾角向0°或180°变化，切点平均水平漂移均增大，但在55°附近时随倾角变化稍有波动；对倾角为70°的LEO卫星来说，当轨道高度从400 km变化到1500 km时，切点平均水平漂移变化约141 km，且随高度增加而单调减小
在现有GPS星座和大气球对称假设条件下，利用射线追踪法对掩星事件进行了数值模拟，讨论了大气折射指数垂直分布、LEO卫星轨道倾角和高度对GPS掩星切点水平漂移的影响情况。结果表明：在太阳活动剧烈的白天和夜间两种典型情况下，切点平均水平漂移变化约20 km；对735 km高度的LEO卫星来说，轨道倾角在130°附近时，切点平均水平漂移最小，并随着倾角向0°或180°变化，切点平均水平漂移均增大，但在55°附近时随倾角变化稍有波动；对倾角为70°的LEO卫星来说，当轨道高度从400 km变化到1500 km时，切点平均水平漂移变化约141 km，且随高度增加而单调减小
2004, 15(2): 181-191
摘要:
面向全国2000多个台站，应用数值预报产品释用MOS技术制作温度、降水、相对湿度、风、云量及能见度等要素预报，并实现了预报业务运行。通过建立MOS预报系统，表明预报因子和预报对象的处理，建方程前的参数选择以及预报因子的选取都会影响要素预报的质量，需要做大量的细致工作。预报检验结果显示，降水预报尚未达到可用程度，温度和相对湿度的短期预报在大多数情况下是可用的或是可参考的，但还有待进一步改进。降水预报尚需在预报因子和充分运用多种探测信息方面着手加以改进。
面向全国2000多个台站，应用数值预报产品释用MOS技术制作温度、降水、相对湿度、风、云量及能见度等要素预报，并实现了预报业务运行。通过建立MOS预报系统，表明预报因子和预报对象的处理，建方程前的参数选择以及预报因子的选取都会影响要素预报的质量，需要做大量的细致工作。预报检验结果显示，降水预报尚未达到可用程度，温度和相对湿度的短期预报在大多数情况下是可用的或是可参考的，但还有待进一步改进。降水预报尚需在预报因子和充分运用多种探测信息方面着手加以改进。
2004, 15(2): 192-199
摘要:
为了得到描述一个区域整体特征的时间序列，客观分析和区域化求平均是在气象、海洋等领域普遍应用的资料处理方法。作者分析了应用Barnes方法和先区域化再求平均值方法得到的青藏高原地温、气温、气压等资料的近40年变化曲线，可以看出在地形较复杂地区，如果观测资料连续性不好，这两种方法在实际应用中都必须消除地区差异的影响，才能得到较为可信的结论，否则就有可能得到与事实相背的结果。这一问题应该引起足够的重视。
为了得到描述一个区域整体特征的时间序列，客观分析和区域化求平均是在气象、海洋等领域普遍应用的资料处理方法。作者分析了应用Barnes方法和先区域化再求平均值方法得到的青藏高原地温、气温、气压等资料的近40年变化曲线，可以看出在地形较复杂地区，如果观测资料连续性不好，这两种方法在实际应用中都必须消除地区差异的影响，才能得到较为可信的结论，否则就有可能得到与事实相背的结果。这一问题应该引起足够的重视。
2004, 15(2): 200-206
摘要:
该文对我国汛期降水量和气温缺测资料及资料均一性恢复的方法进行试验研究。对单个气候地区（东北区），以及全国6个气候地区用逐步回归和逐步判别方法进行缺测1～5年恢复试验。对东北地区内所有站点的试验表明，逐步判别分析方法比逐步回归分析方法恢复效果好些；选择邻站用判别分析方法建立的恢复模型，效果更好。全国气候地区试验表明，选择邻站的判别分析方法有较好的恢复效果。
该文对我国汛期降水量和气温缺测资料及资料均一性恢复的方法进行试验研究。对单个气候地区（东北区），以及全国6个气候地区用逐步回归和逐步判别方法进行缺测1～5年恢复试验。对东北地区内所有站点的试验表明，逐步判别分析方法比逐步回归分析方法恢复效果好些；选择邻站用判别分析方法建立的恢复模型，效果更好。全国气候地区试验表明，选择邻站的判别分析方法有较好的恢复效果。
2004, 15(2): 207-216
摘要:
为了正确评估干旱，根据帕默尔旱度模式的思路和1986年安顺清等人修正的帕默尔旱度模式，我们以济南、郑州和太原3站逐年逐月气温和降水等作为基本资料（1961～2000年），以哈尔滨、佳木斯、呼和浩特、沈阳、北京、固原、西安、汉中、青岛、德州、运城、长沙、武汉、南昌、杭州、福州、广州、昆明、南宁、成都和贵阳21个站的有关资料（1961～2000年）为权重因子修正资料，并且在计算可能蒸散时选用了FAO推荐的彭曼-蒙蒂斯公式。另外0～20 cm和20～100 cm土层的土壤田间有效持水量根据我国测定的资料和土壤特性确定，对帕默尔旱度模式进行了进一步修正。利用此模式计算了我国北方地区139个站点（1961年1月～2000年12月）的帕默尔指数值。将计算的帕默尔指数值与一些文献记载的实际旱涝灾情相对照进行验证，表明进一步修正的帕默尔旱度模式能较为准确地评估旱涝情况，适合应用于我国
为了正确评估干旱，根据帕默尔旱度模式的思路和1986年安顺清等人修正的帕默尔旱度模式，我们以济南、郑州和太原3站逐年逐月气温和降水等作为基本资料（1961～2000年），以哈尔滨、佳木斯、呼和浩特、沈阳、北京、固原、西安、汉中、青岛、德州、运城、长沙、武汉、南昌、杭州、福州、广州、昆明、南宁、成都和贵阳21个站的有关资料（1961～2000年）为权重因子修正资料，并且在计算可能蒸散时选用了FAO推荐的彭曼-蒙蒂斯公式。另外0～20 cm和20～100 cm土层的土壤田间有效持水量根据我国测定的资料和土壤特性确定，对帕默尔旱度模式进行了进一步修正。利用此模式计算了我国北方地区139个站点（1961年1月～2000年12月）的帕默尔指数值。将计算的帕默尔指数值与一些文献记载的实际旱涝灾情相对照进行验证，表明进一步修正的帕默尔旱度模式能较为准确地评估旱涝情况，适合应用于我国
2004, 15(2): 217-225
摘要:
利用小麦干热风观测资料和产量统计年鉴，结合民政部门灾害历史资料，运用产量逐级分离模拟和给定初始聚类中心的逐步筛选聚类分析方法，分别确定了宁夏引黄灌区春小麦两类干热风灾害等级判别指标，并建立了各自的等级判别方程；通过小麦抽穗扬花前的气候模拟，分离出灌浆期间两类干热风影响的产量；根据不同时期小麦受不同程度的灾害对产量的综合影响建立了综合灾害等级查询表和灾损评估模型，代入灾害综合等级，实现了监测和产量损失评估。
利用小麦干热风观测资料和产量统计年鉴，结合民政部门灾害历史资料，运用产量逐级分离模拟和给定初始聚类中心的逐步筛选聚类分析方法，分别确定了宁夏引黄灌区春小麦两类干热风灾害等级判别指标，并建立了各自的等级判别方程；通过小麦抽穗扬花前的气候模拟，分离出灌浆期间两类干热风影响的产量；根据不同时期小麦受不同程度的灾害对产量的综合影响建立了综合灾害等级查询表和灾损评估模型，代入灾害综合等级，实现了监测和产量损失评估。
2004, 15(2): 226-233
摘要:
从资料的完整性和合理性、方法的规范性等几方面着手，对深圳湾公路大桥设计风速进行推算。利用深圳市气象站1954～2001年逐年年最大风速资料，通过时距、高度、地形等订正后得到相当于开阔平地上方10 m高度10 min年最大风速48年序列，使之符合建筑抗风指南或规范的要求。再利用极值Ⅰ型计算出不同重现期的基本风速，同时用耿贝尔的参数估算法和修正后的矩法参数估计法计算出不同重现期（200、120、100、60、50、30、10年）的基本风速。研究发现桥位区自动气象站与深圳市气象站最大风速正相关显著，前者是后者的1.1倍，从而可将基本风速外推到桥位区，进一步根据规范将该值放大1.11/2（1.049）倍至海面上，最终得到设计风速。还利用近地层风的指数和对数曲线推算出150 m内每10 m高度层的最大风速。
从资料的完整性和合理性、方法的规范性等几方面着手，对深圳湾公路大桥设计风速进行推算。利用深圳市气象站1954～2001年逐年年最大风速资料，通过时距、高度、地形等订正后得到相当于开阔平地上方10 m高度10 min年最大风速48年序列，使之符合建筑抗风指南或规范的要求。再利用极值Ⅰ型计算出不同重现期的基本风速，同时用耿贝尔的参数估算法和修正后的矩法参数估计法计算出不同重现期（200、120、100、60、50、30、10年）的基本风速。研究发现桥位区自动气象站与深圳市气象站最大风速正相关显著，前者是后者的1.1倍，从而可将基本风速外推到桥位区，进一步根据规范将该值放大1.11/2（1.049）倍至海面上，最终得到设计风速。还利用近地层风的指数和对数曲线推算出150 m内每10 m高度层的最大风速。
2004, 15(2): 234-244
摘要:
目前国内外对能量和CO2涡动相关通量的测量误差的谱修正缺乏一致性，导致各测量站之间的资料对比难以进行，给全球尺度资料的合成造成很大困难。因此在强调长期CO2通量测量精度的同时，还应该注重确定对测量误差修正的首选方法和研究重点。该文主要介绍了两种用于修正测量仪器误差的谱方法；二维和三维的气流运动对通量误差的影响；资料处理中的误差；夜间CO2通量的测量问题。
目前国内外对能量和CO2涡动相关通量的测量误差的谱修正缺乏一致性，导致各测量站之间的资料对比难以进行，给全球尺度资料的合成造成很大困难。因此在强调长期CO2通量测量精度的同时，还应该注重确定对测量误差修正的首选方法和研究重点。该文主要介绍了两种用于修正测量仪器误差的谱方法；二维和三维的气流运动对通量误差的影响；资料处理中的误差；夜间CO2通量的测量问题。
2004, 15(2): 245-250
摘要:
对我国北方1981～1997年春季沙尘暴天气进行综合分析，用动态聚类法对沙尘暴日进行分型，选择三种典型类型,它们分别是西北冷锋型、西方槽脊移动型和北方路径型。通过对这三种类型的大尺度环流形势及主要天气系统分析，揭示了沙尘暴天气的基本特征。得到以下主要结论：聚类能够客观地反映沙尘暴的基本天气类型，这对于数据驱动的天气建模方式提供了一条途径；沙尘暴的爆发是高低空环流配合发展的结果。
对我国北方1981～1997年春季沙尘暴天气进行综合分析，用动态聚类法对沙尘暴日进行分型，选择三种典型类型,它们分别是西北冷锋型、西方槽脊移动型和北方路径型。通过对这三种类型的大尺度环流形势及主要天气系统分析，揭示了沙尘暴天气的基本特征。得到以下主要结论：聚类能够客观地反映沙尘暴的基本天气类型，这对于数据驱动的天气建模方式提供了一条途径；沙尘暴的爆发是高低空环流配合发展的结果。
2004, 15(2): 251-256
摘要:
利用长年代气温资料讨论了重庆市年平均气温的多时间尺度特征，结果表明：重庆市近几十年气温变化有明显的阶段性，但总的趋势是下降的，这与同期全球、北半球及中国气温有显著上升趋势有差异。
利用长年代气温资料讨论了重庆市年平均气温的多时间尺度特征，结果表明：重庆市近几十年气温变化有明显的阶段性，但总的趋势是下降的，这与同期全球、北半球及中国气温有显著上升趋势有差异。
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