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中国气象局2004年 第15卷 第4期
2004, 15(4): 385-393
摘要
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摘要:
该文用Mann-Kendall方法对近50年海河流域山区20个子流域的径流及降水的变化趋势进行了显著性检验, 结合降水, 径流及气温的年代距平值的同步分析以及径流对气候变化的敏感性研究结果, 对近50年海河流域径流的变化趋势, 提出了一个半定量分析的研究思路和方法。提出影响径流变化的三种类型:以气候暖干化为主, 人类活动为辅的径流显著衰减型;以人类活动为主, 气候暖干化为辅的径流显著衰减型;人类活动与气候变异都不明显, 径流无显著变化的类型。分析结果展示了气候、人类活动与水之间的相互作用。这种相互作用, 给径流的变化趋势分析和成因分析带来了复杂性与困难, 也给气候变化对水资源的影响研究提出了挑战。
该文用Mann-Kendall方法对近50年海河流域山区20个子流域的径流及降水的变化趋势进行了显著性检验, 结合降水, 径流及气温的年代距平值的同步分析以及径流对气候变化的敏感性研究结果, 对近50年海河流域径流的变化趋势, 提出了一个半定量分析的研究思路和方法。提出影响径流变化的三种类型:以气候暖干化为主, 人类活动为辅的径流显著衰减型;以人类活动为主, 气候暖干化为辅的径流显著衰减型;人类活动与气候变异都不明显, 径流无显著变化的类型。分析结果展示了气候、人类活动与水之间的相互作用。这种相互作用, 给径流的变化趋势分析和成因分析带来了复杂性与困难, 也给气候变化对水资源的影响研究提出了挑战。
2004, 15(4): 394-406
摘要:
给出了长江中下游暴雨期间经圈环流观测事实, 指出在考虑垂直运动日变化之后, 可清晰地看到暴雨次级环流下沉支的存在。全型涡度方程对暴雨个例的计算发现, 非绝热加热中心西侧高空激发出负涡度, 东侧为正涡度;在低层则刚好相反。副高和南亚高压均会沿局地涡度变化的负中心方向移动。
给出了长江中下游暴雨期间经圈环流观测事实, 指出在考虑垂直运动日变化之后, 可清晰地看到暴雨次级环流下沉支的存在。全型涡度方程对暴雨个例的计算发现, 非绝热加热中心西侧高空激发出负涡度, 东侧为正涡度;在低层则刚好相反。副高和南亚高压均会沿局地涡度变化的负中心方向移动。
2004, 15(4): 407-416
摘要:
利用SSM/ I遥感数据, 结合2002年汛期“973”外场观测资料及T106资料, 借助微波辐射传输正演模型, 通过物理反演原理提取SSM/ I低频19 GHz通道像元平均地表微波比辐射率, 然后利用地表微波辐射模型, 估算SSM/ I像元的地表湿度信息。以2002年8月中旬发生在长江流域的暴雨天气过程为例, 将反演得到的地表湿度信息与地面观测到的降水信息进行对比分析, 并与地面的洪涝特征进行对比分析, 得到了与地面降水观测结果较为一致的对比结果。
利用SSM/ I遥感数据, 结合2002年汛期“973”外场观测资料及T106资料, 借助微波辐射传输正演模型, 通过物理反演原理提取SSM/ I低频19 GHz通道像元平均地表微波比辐射率, 然后利用地表微波辐射模型, 估算SSM/ I像元的地表湿度信息。以2002年8月中旬发生在长江流域的暴雨天气过程为例, 将反演得到的地表湿度信息与地面观测到的降水信息进行对比分析, 并与地面的洪涝特征进行对比分析, 得到了与地面降水观测结果较为一致的对比结果。
2004, 15(4): 417-426
摘要:
该文研究的问题是分布式并行计算机消息传递方式下半拉格朗日并行算法, 重点研究二维浅水波并行模式中有关子区域过渡带(HALO)的问题和有关求解赫姆霍兹方程的并行算法。进行了一系列的对比试验, 研究在不同分辨率下模式的并行效率的问题。结果表明:采用分区域并行计算的方法, 可得到较好的并行效率。模式中使用半拉格朗日方法处理平流项是有利的, 在分辨率高时, 可有效地提高计算速度。
该文研究的问题是分布式并行计算机消息传递方式下半拉格朗日并行算法, 重点研究二维浅水波并行模式中有关子区域过渡带(HALO)的问题和有关求解赫姆霍兹方程的并行算法。进行了一系列的对比试验, 研究在不同分辨率下模式的并行效率的问题。结果表明:采用分区域并行计算的方法, 可得到较好的并行效率。模式中使用半拉格朗日方法处理平流项是有利的, 在分辨率高时, 可有效地提高计算速度。
2004, 15(4): 427-435
摘要:
利用含有摩擦的平面极坐标水平运动方程组, 引入藤田气压模式, 在热带气旋域内最大风速为已知的条件下, 经过合理的简化和推导, 得到了呈稳定状态的海面移动非对称热带气旋的最大风速半径的计算方案。分析结果表明, 当最大风速越小、中心气压越低、环境温度和气压越高、纬度越低或摩擦系数越小时, 热带气旋的最大风速半径就越大;反之, 最大风速半径就越小。最大风速和它半径上的最小风向内偏角出现在热带气旋移向的右后侧。对9109号和9115号热带气旋的计算表明, 最大风速半径在发展初期增加, 在发展后期减小, 而在衰减期迅速增加。
利用含有摩擦的平面极坐标水平运动方程组, 引入藤田气压模式, 在热带气旋域内最大风速为已知的条件下, 经过合理的简化和推导, 得到了呈稳定状态的海面移动非对称热带气旋的最大风速半径的计算方案。分析结果表明, 当最大风速越小、中心气压越低、环境温度和气压越高、纬度越低或摩擦系数越小时, 热带气旋的最大风速半径就越大;反之, 最大风速半径就越小。最大风速和它半径上的最小风向内偏角出现在热带气旋移向的右后侧。对9109号和9115号热带气旋的计算表明, 最大风速半径在发展初期增加, 在发展后期减小, 而在衰减期迅速增加。
2004, 15(4): 436-444
摘要:
用2002年3个热带气旋登陆广东的过程中自动站的降水资料, 对TRMM准全球、准实时的3 h降水估测资料进行了检验, 表明该资料与地面3 h降水有很好的相关性, 可以反映出热带气旋3 h降水变化的特征。利用该资料分析了这3个热带气旋登陆过程中不同半径、不同方向降水的时空变化特征, 并分析了不同热带气旋之间降水差异的大尺度环流背景。研究发现, 3个热带气旋登陆过程中心附近降水沿半径方向存在收缩和扩展的变化, 除了低层水汽输送的变化和地形对降水造成影响之外, “北冕”和“黄蜂”都发现热带气旋外围降水加强会导致其中心附近降水减弱, 这与以往的观测及研究成果类似。
用2002年3个热带气旋登陆广东的过程中自动站的降水资料, 对TRMM准全球、准实时的3 h降水估测资料进行了检验, 表明该资料与地面3 h降水有很好的相关性, 可以反映出热带气旋3 h降水变化的特征。利用该资料分析了这3个热带气旋登陆过程中不同半径、不同方向降水的时空变化特征, 并分析了不同热带气旋之间降水差异的大尺度环流背景。研究发现, 3个热带气旋登陆过程中心附近降水沿半径方向存在收缩和扩展的变化, 除了低层水汽输送的变化和地形对降水造成影响之外, “北冕”和“黄蜂”都发现热带气旋外围降水加强会导致其中心附近降水减弱, 这与以往的观测及研究成果类似。
2004, 15(4): 445-455
摘要:
对1998年6月21日华北平原强对流风暴的天气动力学分析表明, 这次强对流风暴是发生在华北区域出现前倾性阶梯槽形势下, 对流层中、下层的差动温度平流和干暖盖的存在是对流不稳定层结形成和发展以及有效对流能量存储的重要条件;对流层中、低层的西风扰动触发对流云团生成, 而对流云团在明显右移传播过程中不断发展增强, 是与对流云团南侧存在明显的动压垂直加速度、高能暖湿气流的不断输入以及对流云团的合并有关。
对1998年6月21日华北平原强对流风暴的天气动力学分析表明, 这次强对流风暴是发生在华北区域出现前倾性阶梯槽形势下, 对流层中、下层的差动温度平流和干暖盖的存在是对流不稳定层结形成和发展以及有效对流能量存储的重要条件;对流层中、低层的西风扰动触发对流云团生成, 而对流云团在明显右移传播过程中不断发展增强, 是与对流云团南侧存在明显的动压垂直加速度、高能暖湿气流的不断输入以及对流云团的合并有关。
2004, 15(4): 456-467
摘要:
1999年在常熟农业生态站试验稻田于水稻主要生长季, 利用进口的条件采样装置对水稻低层大气N2O的垂直通量进行了观测, 并在2000年做了补充观测。结果如下:各生长季测定的N2O垂直通量值最多出现在0～2.0 mg·m-2·h-1之间;N2O垂直通量平均日变化最大值出现在下午;插秧期和收割后N2O垂直通量是各个生长季中最小的;观测到N2O负通量现象的出现;在稻田用条件采样技术观测到的低层大气N2O垂直通量大于国内用箱式法观测报道的土壤N2O排放通量。
1999年在常熟农业生态站试验稻田于水稻主要生长季, 利用进口的条件采样装置对水稻低层大气N2O的垂直通量进行了观测, 并在2000年做了补充观测。结果如下:各生长季测定的N2O垂直通量值最多出现在0～2.0 mg·m-2·h-1之间;N2O垂直通量平均日变化最大值出现在下午;插秧期和收割后N2O垂直通量是各个生长季中最小的;观测到N2O负通量现象的出现;在稻田用条件采样技术观测到的低层大气N2O垂直通量大于国内用箱式法观测报道的土壤N2O排放通量。
2004, 15(4): 468-476
摘要:
利用1983年7月至2001年8月的ISCCP卫星总云量资料, 分析了我国总云量的空间分布特征, 并将全国用193个网格点表示, 采用聚类分析方法, 按照总云量年内变化规律相同的原则将中国分为3个区, 逐区讨论了总云量的年内变化特征;同时, 分析了18年来中国总云量的变化趋势。最后利用奇异值分解法(SVD)找到了我国青藏高原冬季总云量与全国夏季降水的高相关区, 证明青藏高原总云量与我国东北降水正相关密切。
利用1983年7月至2001年8月的ISCCP卫星总云量资料, 分析了我国总云量的空间分布特征, 并将全国用193个网格点表示, 采用聚类分析方法, 按照总云量年内变化规律相同的原则将中国分为3个区, 逐区讨论了总云量的年内变化特征;同时, 分析了18年来中国总云量的变化趋势。最后利用奇异值分解法(SVD)找到了我国青藏高原冬季总云量与全国夏季降水的高相关区, 证明青藏高原总云量与我国东北降水正相关密切。
2004, 15(4): 477-484
摘要:
利用TM遥感资料, 结合8大类土地详查资料, 基本查清了位于宁夏中部干旱带具有代表性的沙尘暴高发区盐池县20世纪90年代年际变迁量化特征。分析表明, 盐池县90年代初期的生态状况明显好于末期。气候干旱是导致生态变化的主要原因, 但人为活动如大量开垦耕地、过牧及滥挖甘草等也是重要因子。依据沙尘暴的成因, 通过对近30年盐池县沙尘暴个例多源资料综合分析, 局部治理整体恶化的生态现状导致了沙尘暴起暴阈值的明显下降, 即近30年来沙尘暴在宁夏中部的干旱地带发生机率已显著提高。由于造成我国西北地区土地荒漠化的气候、水资源短缺、土地资源超载等因素在可预见的一个相当长的时期将难以得到较大的改善, 且干旱区的生态环境具有脆弱性、易损性、难复性等特点, 该文通过较全面客观的量化分析, 初次提出今后我国西北地区的沙尘暴发生机率应处在上升的态势之中。
利用TM遥感资料, 结合8大类土地详查资料, 基本查清了位于宁夏中部干旱带具有代表性的沙尘暴高发区盐池县20世纪90年代年际变迁量化特征。分析表明, 盐池县90年代初期的生态状况明显好于末期。气候干旱是导致生态变化的主要原因, 但人为活动如大量开垦耕地、过牧及滥挖甘草等也是重要因子。依据沙尘暴的成因, 通过对近30年盐池县沙尘暴个例多源资料综合分析, 局部治理整体恶化的生态现状导致了沙尘暴起暴阈值的明显下降, 即近30年来沙尘暴在宁夏中部的干旱地带发生机率已显著提高。由于造成我国西北地区土地荒漠化的气候、水资源短缺、土地资源超载等因素在可预见的一个相当长的时期将难以得到较大的改善, 且干旱区的生态环境具有脆弱性、易损性、难复性等特点, 该文通过较全面客观的量化分析, 初次提出今后我国西北地区的沙尘暴发生机率应处在上升的态势之中。
2004, 15(4): 485-493
摘要:
在进行大量普查分析和统计的基础上, 将最近10年历史天气图的地面气压和有关海面强风代表站的风场资料在日本数值预报模式输出报文的1.25°×1.25°格点分布上进行客观分析, 对比传统的以关键区域划分冷空气入侵路径与广东海面强风的关系, 提出了一套与广东冬季海面强风关系更密切、作用更直接的地面关键区气压场分布特征进行客观定量的分型;根据梯度风原理, 用经验加统计的因子挑选方法, 形成了一套应用日本数值预报模式输出、适用于广东海面强风预报的完全预报(PP)方法。检验和业务试用结果均表明:该方法对广东的海面强风具有较强的预报能力;用完全预报方法做沿海海面强风预报是可行的。
在进行大量普查分析和统计的基础上, 将最近10年历史天气图的地面气压和有关海面强风代表站的风场资料在日本数值预报模式输出报文的1.25°×1.25°格点分布上进行客观分析, 对比传统的以关键区域划分冷空气入侵路径与广东海面强风的关系, 提出了一套与广东冬季海面强风关系更密切、作用更直接的地面关键区气压场分布特征进行客观定量的分型;根据梯度风原理, 用经验加统计的因子挑选方法, 形成了一套应用日本数值预报模式输出、适用于广东海面强风预报的完全预报(PP)方法。检验和业务试用结果均表明:该方法对广东的海面强风具有较强的预报能力;用完全预报方法做沿海海面强风预报是可行的。
2004, 15(4): 494-499
摘要:
根据丰水季鄱阳湖流域降水对鄱阳湖水位的影响研究, 建立鄱阳湖水位变化降水预测模型;并利用近10年卫星遥感对鄱阳湖水域面积的监测及相应时相鄱阳湖水位资料的分析, 研究出丰水季鄱阳湖水体淹没模型, 解决了洪水季, 云天状况下, 气象卫星难以监测下垫面洪涝灾害的难题。通过对鄱阳湖水体淹没模型进行模拟验证, 结果表明, 鄱阳湖实施退田还湖以后, 湖体水面模拟结果与遥感测算值相对误差为0.9%～3.6%, 模拟效果好。
根据丰水季鄱阳湖流域降水对鄱阳湖水位的影响研究, 建立鄱阳湖水位变化降水预测模型;并利用近10年卫星遥感对鄱阳湖水域面积的监测及相应时相鄱阳湖水位资料的分析, 研究出丰水季鄱阳湖水体淹没模型, 解决了洪水季, 云天状况下, 气象卫星难以监测下垫面洪涝灾害的难题。通过对鄱阳湖水体淹没模型进行模拟验证, 结果表明, 鄱阳湖实施退田还湖以后, 湖体水面模拟结果与遥感测算值相对误差为0.9%～3.6%, 模拟效果好。
2004, 15(4): 500-505
摘要:
该文简单介绍了GISS海气耦合模式, 并且利用该模式进行数值模拟, 以此来判断其模拟能力, 尤其是对亚洲地区的模拟。结果表明:该模式模拟的亚洲地区大气和海洋的气候状况比较接近实况, 具有一定的气候模拟能力。同时, 由于其较粗的分辨率, 对计算机要求不高, 容易利用目前国内中小型计算机进行长期运转, 是一个简易的数值模拟工具。文章也讨论了该模式模拟的不足之处, 如亚洲地区模拟的地面气温偏低, 海温略偏高, 青藏高原南部夏季降水过大, 中国华北夏季降水偏少等。
该文简单介绍了GISS海气耦合模式, 并且利用该模式进行数值模拟, 以此来判断其模拟能力, 尤其是对亚洲地区的模拟。结果表明:该模式模拟的亚洲地区大气和海洋的气候状况比较接近实况, 具有一定的气候模拟能力。同时, 由于其较粗的分辨率, 对计算机要求不高, 容易利用目前国内中小型计算机进行长期运转, 是一个简易的数值模拟工具。文章也讨论了该模式模拟的不足之处, 如亚洲地区模拟的地面气温偏低, 海温略偏高, 青藏高原南部夏季降水过大, 中国华北夏季降水偏少等。
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