摘要:利用CAM5.1大气环流模式研究中国东部大规模城市化对东亚夏季大气环流及降水分布的影响。通过在模式中修改中国东部地区(22~42 °N,110~125 °E)城市比重的方法,探讨东亚地区夏季大气环流与降水等气象要素在一般城市化及极端城市化两种情景下的响应。结果表明:(1)CAM5.1模式能够很好地模拟出东亚地区夏季大气环流形势及降水分布。(2)城市比重增大后,晴空时地面吸收的净辐射增多,近地层气温升高,低层增温中心上空的大气由于受热产生上升运动,35 °N以南的气流向增温区辐合,东亚夏季风出现增强的趋势,大量暖湿水汽往北输送,导致降水在中国北方地区增多而南方减少。(3)城市化的发展程度越高,它所产生的气候效应对各气象要素的影响就表现得越明显。

摘要:将可变网格大气环流模式LMDZ的模拟中心移动至中国地理中心附近(37 °N,112.5 °E),在东亚地区进行加密,使用其对应全球模式同步输出资料进行环流强迫,以观测海表温度SST和海冰SIC资料对下边界强迫,对1979—2008年各年5—9月对500 hPa高度场,850 hPa温度场和地面要素等进行了模拟,并利用同期的NCEP/NCAR再分析资料和由中国气象台站资料生成的格点资料,评估该模式对东亚地区高空环流场、西太平洋副热带高压及地面温度、降水等的夏季气候平均态的模拟能力。结果表明:LMDZ可以较好的模拟平均环流场,其模拟结果能够反映实际的500 hPa高度场和850 hPa温度场的分布特征和趋势,但总体模拟值较观测值偏低;对副高强度的模拟能力偏弱、模拟的副高位置偏东,但准确的表现了副高随时间变化的移动特性;模式较好的再现了中国区域夏季地面气温和降水的空间分布特征;但从数值吻合度看,温度模拟主要呈区域性偏冷距平,在东南沿海地区偏低1~3 ℃,在西部青藏高原地区偏低3~4 ℃及以上,中部和东北大部基本无偏差;降水的模拟在中国西北地区与实际观测较为一致,其误差主要表现为在中国东南部沿海模拟的降水偏多;对7个子区域,模式对850 hPa温度场和地面日均气温的再现能力优于对500 hPa高度场的模拟,且子区域间模拟偏差结果相差大,其中华北区地面气温模拟偏差最小,西北区降水值模拟偏差最小。

摘要:基于TIGGE资料中的中国气象局、欧洲中期天气预报中心、日本气象厅和英国气象局等四个中心的2009年5月1日—8月31日台风预报资料,利用多模式集合平均、消除偏差集合平均和加权消除偏差集合平均等方法,对2009年8月1—31日预报期的西太平洋的台风路径和强度(中心气压)进行24~72 h预报时效的多模式集成预报,并对0907号台风"天鹅"和0908号台风"莫拉克"进行个例分析。结果表明:各中心对于不同时效的预报,预报技巧有明显差异。消除偏差集合平均与加权消除偏差集合平均显著地减小了预报误差,预报效果优于最好的单个中心预报和多模式集合平均。对于24~72 h预报,加权消除偏差集合平均方法始终表现出最好的预报性能。

摘要:运用SDSM统计降尺度对江淮地区五个代表站点进行统计降尺度研究,应用独立观测资料验证发现统计降尺度模式具有一定的可靠性。在A2排放情景下,对5个测站的未来情景研究发现,到21世纪中叶,各测站普遍增温1.5 ℃左右,到本世纪末,增温幅度在4 ℃左右。这一结论与LMDZ动力降尺度模式结果基本一致,但统计降尺度的模拟值要略高于动力降尺度。

摘要:利用降水距平百分率的降尺度预报方法和1951—2008 NCEP资料及我国降水资料,建立了降水距平百分率的预报模型,基于T106L19模式的月动力延伸集合预报结果,进行了2007—2009年3 a的预报试验和效果检验。结果表明,基于集合预报产品的统计降尺度方法对降水距平百分率的预报技巧高于模式降水的预报技巧;500 hPa月平均高度场的预报技巧直接影响到降水距平百分率的预报技巧,平均环流的预报技巧越高,降水距平百分率的预报技巧越高;无论集合成员数为多少,集合预报的结果都明显优于控制预报,随着集合成员数的增多,预报技巧呈增大的趋势;我国降水具有显著的季节性和区域性,以江淮地区的降水距平百分率预报技巧最高,华南地区的预报技巧其次。

摘要:利用耦合化学过程的区域气候模式RegCM3,模拟研究3种主要人为排放气溶胶(硫酸盐、黑碳、有机碳)对东亚区域气候的影响。计算分析近20 a来3种气溶胶的时空分布、综合辐射强迫作用及其对地面气温和降水的影响。模拟结果表明:3种气溶胶冬夏季分布有所不同,冬季气溶胶大值区主要分布在南方地区,而夏季大值区北移;气溶胶短波辐射强迫在大气层顶和地面均为负值;气溶胶的加入对东亚地区地表气温有明显影响,冬季降温中心位于四川盆地,夏季降温大值区位于华北地区。气溶胶直接气候效应使得冬季东亚大部分地区降水减少,夏季东亚地区降水与中国南方地区夏季气溶胶浓度有较好的相关关系,中国东部雨带有南移趋势。

摘要:结合实况资料,应用三维对流云模式,对2010年6月18日苏北地区一次持续时间长达5 h的强降雹过程进行数值模拟研究。结果表明,模式模拟出了雹云的3次涌升、降雹过程及雷达回波特征。冰雹来自霰的转化,主要靠碰冻过冷云水和雨水增长。催化试验表明,地面降雹刚形成或降雹强度刚增强时,在过冷雨水中心区播撒AgI,减雹效果显著,最大减雹量可达21.1％;催化后,霰的数量增加、尺度减小,导致霰向雹的自动转化减少,且大量小尺度霰成为雹胚后,争食云水,增长受阻。

摘要:介绍了中国FY-3系列卫星搭载的微波遥感仪器性能特点,以"1109"超强台风"梅花"为研究个例。通过微波湿度计单通道微波图像和微波成像仪双极化通道散点图,分析了台风云系中云雨粒子对遥感通道辐射的吸收和散射效应,揭示了台风在微波图像上表现形式的内在物理原因。利用微波向量辐射传输模式的模拟表明:微波温度计各氧气吸收通道对热带气旋系统水汽和水凝物含量变化的敏感性不大。因此,可利用权重函数峰值位于对流层中上层的通道3,探测出台风暖核辐射信息。根据两者相匹配的5个较理想时次数据,选取距"梅花"中心400 km范围为研究区域,并提出用于修正扫描点分辨率不均匀所带来取样偏差的方法,分别计算出订正临边效应后的暖核强度,发现它同表征台风强度的中心海平面气压变化趋势相一致。

摘要:主要应用EOF方法和相关、合成、小波等分析方法,初步分析了冬季欧亚大陆北部区域地面热力变化特征和西伯利亚高压(SH)的相互联系,结果表明:冬季欧亚大陆北部与南部不同区域间存在反向的热力差异,其中北部区域变化最为强烈,其地面气温存在2~4 a为周期的年际振荡和准10 a为周期的年代际变化特征。SH与欧亚大陆北部区域热力变化有着紧密联系,当SH位置偏南(北),则该区域地面温度偏高(低),即SH平均纬度位置南北移动1.0°时,该区域的平均气温就变化0.65 ℃。进一步分析表明欧亚大陆北部区域热力异常和SH中心纬度位置的南北摆动与中高纬度环流经向度异常所激发的冷、暖平流的活动有密切联系。

摘要:建立了圆柱坐标下湿层结参数在垂直方向不为常数时的非轴对称雨团数学模型,着重讨论了其中的位势不稳定问题。抽象出了暴雨发生前期、盛期和发生后的三种典型湿层结参数的垂直分布。得到了此时位势不稳定的判据,分别给出了不稳定扰动增长率与稳定扰动振荡圆频率的上、下界。并在该参数取分2段常数的情况下,进行了解析求解。得到以下结论:该模型雨团在水平方向可有螺旋结构,这与用雷达资料得到的实际情况一致。在暴雨发生前期,有位势不稳定发生;且螺旋臂条数越多,雨团半径越小,不稳定增长率的上界越大。在暴雨盛期,整层为弱位势稳定层结,无位势不稳定发生;扰动螺旋臂条数越少,半径越大,其振荡圆频率下界越大。在暴雨结束后,整层为强位势稳定层结,也无位势不稳定发生;扰动螺旋臂条数越多,半径越小,其振荡圆频率的上界越大。在该参数取为2段常数情况下,且下层与上层其分别为负、正值时,有位势不稳定发生,且雨团的螺旋臂越多、半径越小及不稳定层次越厚,其增长率越大。该不稳定雨团的垂直结构在下层大体为半个正弦波,波长随不稳定层次的增厚而增大;在上层则为指数分布,且随高度增加迅速趋于0。

摘要:利用实况观测数据和NCEP/NCAR再分析资料,对2011年江苏出梅日的界定进行探讨,并将7月4—20日的低温高湿多雨、寡照的异常气候判定为"倒黄梅",在此基础上,对比分析了2011年和2009年的两次"倒黄梅"天气过程。结果表明:(1)2011年江苏出梅日为6月30日;(2)出梅后的7月4—20日是"倒黄梅"天气过程;(3)北上台风对梅雨和"倒黄梅"结束具有重要的指示意义;(4)"倒黄梅"和梅雨(含"二度梅")的天气特点为:前者冷暖空气频繁交替、雨带多经向分布、中低空温湿场反位相配置,常为低温高湿的局地对流性降水;而后者冷暖空气稳定对峙、雨带多纬向分布、中低空温湿场同位相配置,常为高温高湿的大范围稳定性降水。

摘要:对北京市2003—2009年的全市性酸雨过程进行研究,分析了影响北京地区酸雨的主要天气系统,并结合气流后向轨迹分析和上甸子站酸雨离子成分浓度分析,得到如下结论:影响北京地区酸雨的天气系统主要为低涡低槽型、西来槽型和副高边缘型天气系统。3种天气系统对应的降水平均pH值均小于4.5,达到强酸雨水平。降水前北京地区受持续的偏南风影响、上升运动的强度较强且维持时间较长,降水前出现逆温现象,都是导致北京地区出现强酸雨的重要因素。对北京大气污染有影响的气流轨迹在低涡低槽、西来槽和副高边缘型天气系统的比例分别为59%、74%和66%。西来槽型天气系统的电导率K值与水溶性离子浓度明显高于低涡低槽型和副高边缘型。

摘要:利用1961—2010年华北平原50个站日照、降水、云量、风速和视程障碍日数等资料,采用线性倾向率、聚类分析和突变检测等方法,研究了华北平原年、季、月日照时数的时空特征及其成因。结果表明,华北平原年、季、月日照时数空间分布均呈北多南少的分布形式,春季最多,其次为夏、秋与冬季。近50a华北平原年日照时数普遍显著减少,区域平均减幅为93.4 h/10a,为同期全国平均(-45.9 h/10a)的两倍多,明显的年代际转折发生在1980s中后期。年日照时数异常偏多和偏少分别出现在1965年和2003年。四季日照时数也都明显减少,没有一个季节、一个测站的日照时数有明显的正趋势变化,夏季减幅最大也最明显,其次依次是冬、秋和春季。近30a年及夏、秋两季日照时数减幅增大,而冬、春两季减幅略缩小。大气透明度下降和平均风速减小是造成华北平原日照减少的主要原因,此外,在不同地区云量的作用也不尽相同。

摘要:使用近10a以来登陆台风对庐山暴雨影响的历史资料进行分析,结果表明:(1)影响庐山的台风移动路径主要为中路,细分为中路Ⅰ型和中路Ⅱ型,其中对庐山影响最大的是中路Ⅰ型,其它登陆台风,中心位置<25 °N或>30 °N,对庐山的影响都很小。(2)中、低层以及地面合成场存在一定的共性,即(32~42 °N,100~110 °E)一带形成高压阻挡坝,长江以南地区、南海以及台湾处于闭合低压区内。这种配置是庐山台风暴雨常见的天气系统配置类型。(3)庐山地形对台风降水的增幅作用十分明显。(4)庐山台风暴雨主要有3种云型:①台风外围环流云型;②台风螺旋雨带云型;③台风低压(槽)云型。这3种云型表明了台风3个不同阶段的特征,庐山台风暴雨主要与西风带系统和副热带高压阻隔作用、涡旋Rossby波激发的螺旋雨带、中尺度对流云团发展以及低层西南暖湿低空急流等因素有关。

摘要:用连云港市7个气象观测站的常规观测资料,对1971—2008年的38 a中29次区域性暴雨天气过程进行数理统计,对连云港市的暴雨天气变化趋势进行探讨,连云港市暴雨天气主要发生在6—9月,7—8月次数最多,占总数79%,雨量极值出现在西连岛站,暴雨日数及雨量极值趋于增大且趋势比较明显。同时,对全市区域性暴雨天气的高空影响系统进行了分类,划分为4种类型:台风减弱型、低压型、横槽类型、低槽类型,各类型几乎各占总暴雨数的1/4。