摘要:使用NCEP/NCAR大气再分析资料、Hadley中心海表温度分析资料和中国160站降水观测资料,分析了夏季索马里急流与澳洲越赤道气流年际变异之间的关系及相关联的海表温度、大气环流和中国降水异常分布特征.结果表明:夏季索马里急流和澳洲越赤道气流的年际变异存在两类关系,即多数的反位相和少数的同位相关系.当夏季索马里急流和澳洲越赤道气流呈前者减弱、而后者增强的反位相变化时,热带印度洋—太平洋海气异常表现为处于发展阶段的经典的东部El Niño型,造成东亚夏季风显著减弱,中国降水呈南方偏多、北方偏少的偶极型分布;当夏季索马里急流和澳洲越赤道气流同位相增强时,海气异常表现为处于成熟阶段的中太平洋El Niño型,东亚夏季风增强,中国降水呈长江流域降水偏少、而华北和华南沿海降水显著偏多的三极型分布.

摘要:用NCEP 1°×1°再分析资料、MICAPS系统地面站资料、TRMM卫星降水资料以及自动站雨量资料分析了2011年梅雨后期发生在江苏省南京市的一次暴雨过程.结果表明:此次暴雨发生在中高层高空深槽前部、低空切变线附近、低层低涡和地面低压的东北部,是西风带低值系统及其引导的低层低涡与西进北上的"马鞍"台风共同作用产生的.925 hPa上中国东南沿海位于低层低涡东北部的东南偏东气流影响下,将来自于西太平洋的水汽源源不断向暴雨区输送,为暴雨的发生提供了良好的水汽条件.不仅如此,此东南偏东气流还使得华南和东南沿海地区暖平流明显.低层暖平流输送伴随的小幅增温和水汽输送导致的湿度层增厚,导致南京附近大气层结不稳定是暴雨发生的热力环境.随着"马鞍"台风的西进北上,其北侧副高中的干空气逐渐被卷至中国东南沿海附近,与大陆上的暖湿气流形成明显对比,形成了一条明显的能量锋.与此同时,在长江中游地区,残余的梅雨锋也表现为一条能量锋,两条能量锋在南京附近相接,造成明显的上升运动,从而触发了暴雨的发生.

摘要:为分析形状对气溶胶粒子散射特性的影响,采用T矩阵法计算了0.633 μm波段(自然光)不同种类、形状的气溶胶单粒子与体散射的散射相函数,并讨论了气溶胶粒子形状畸变与等效Mie散射误差的变化规律.结果表明:粒子形状畸变对气溶胶粒子散射能量空间分布影响较大.对于单粒子,各散射角上的等效Mie散射误差并不随粒子形状畸变程度单调变化.从相对误差量级上看,形状畸变对180°散射的影响强于0°,对35°的散射影响相对较弱.对于两种非球形粒子等效方法,等表面积法优于等体积法.不同类型的非球形气溶胶粒子体散射存在显著差异,沙尘性与海洋性的等效Mie散射误差明显大于煤烟性与可溶性粒子;对于同一种气溶胶,形状的改变对侧向与后向散射影响显著,对前向散射影响不大.

摘要:基于现有的单多普勒雷达径向速度资料直接同化和间接同化方法,提出了一种改进同化方法,通过引入反演方程组作为观测算子,将分析单元内径向风的空间变化信息作为同化变量.同时,根据模式的分辨率和精度要求调整分析单元大小,从而能够有效地弥补数据稀释化所带来的高分辨率数据遗失问题.相对于直接同化只同化雷达观测径向风,改进方法不仅包含径向风信息,而且包含径向风的空间变化信息;相对于传统的间接同化,改进方法不直接使用强约束求解析风场,避免了将反演风场完全等同于"观测风场",能够较大程度地克服反演误差对同化效果的影响.通过理想实验和观测系统模拟试验表明:改进方法对于传统的直接同化和间接同化具有一定的兼容性,应用灵活,具有积极的改进意义.

摘要:利用1981—2010年全国753站逐日降水资料,NCEP/NCAR逐日再分析资料和NOAA向外长波辐射资料,通过小波分析和Lanczos滤波的方法,得到淮河流域6—7月涝年降水的10~30 d低频振荡特征并进行了分析.结果表明:(1)淮河流域6—7月涝年降水具有明显的10~30 d周期变化.(2)位于高、低空的低频(10~30 d)反气旋和气旋分别影响南亚高压和西太平洋副热带高压的东西进退,从而影响淮河流域的低频降水强度.(3)在850 hPa上,南海上空的低频反气旋(气旋)和日本海地区的低频气旋(反气旋)使得淮河流域有(无)冷暖气流交汇,并随着低频反气旋和气旋向东北方向移动,造成淮河地区低频降水发展为活跃(中断)期.(4)在低频降水过程中,低频OLR负(正)值区域发展加强对应淮河流域降水过程加强(减弱),当负(正)值区到达淮河流域时,淮河流域降水到达极端活跃(中断)期.随后低频OLR负(正)值区向东移动,淮河流域低频降水过程向过渡期转变.

摘要:用WRF v3.2.1中尺度预报模式和NCEP/NCAR 再分析资料,对比研究了WRF模式中5个不同边界层参数化方案对东亚夏季风气候的模拟效果.结果表明:WRF模式对各边界层参数化方案均较为敏感,采用不同的边界层参数化方案对模拟区域内的夏季降水、气温、环流等气候要素均可产生明显影响.选取MYJ方案和QNSE方案对500 hPa夏季平均环流的模拟效果较好,YSU方案和QNSE方案对夏季平均日降水量模拟与再分析资料更吻合,YSU方案和MYNN2.5方案对中国东部2 m气温的模拟结果较好.不同边界层参数化方案模拟结果都显示出由于副热带高压偏强,使副热带高压第2次北跳后停留时间过短,导致长江中下游降水偏少,华北地区降水增多.通过比较YSU和QNSE边界层方案,发现YSU方案相比QNSE方案的降水差异,是由于850 hPa水汽输送造成的.在中国大部分地区YSU方案的2 m温度比QNSE方案高,并且地面2 m气温和降水存在一定对应关系.因此合理选取边界层参数化方案可以提高数值模拟的准确性.

摘要:基于中国740站月降水、积雪、地温资料和NCEP/NCAR再分析月资料,采用相关分析、合成分析和最大协方差法,研究了1979—2008年青藏高原冬季积雪异常与长江中下游夏季降水的关系及其可能的影响机制.结果表明:(1)在年际时间尺度上,青藏高原中北部12月—翌年1月积雪指数与长江中下游夏季降水呈显著正相关.在年代际时间尺度上,1990s—2000s的高原积雪指数与长江中下游夏季降水具有较好的同位相变化特征.表明高原中北部12月—翌年1月积雪指数对长江中下游夏季降水异常具有较好的指示意义,可作为预测长江中下游夏季降水年际年代变化的依据.(2)高原12月—翌年1月积雪异常偏多,是长江中下游夏季洪涝的一个强信号, 12月—翌年1月积雪指数正异常年与长江中下游夏季降水正异常年有很好的一致性.(3)高原冬季积雪异常影响长江中下游夏季降水的可能途径是:高原冬季积雪异常通过影响同期及其后春季地温,再由春季地温以某种方式把异常信号维持到夏季.之后,地温异常又改变了局地地气热量交换,导致周围大气环流异常,从而影响到其下游的降水过程.

摘要:基于国家气候中心整编的160站常规观测气温资料和HADLEY中心的海表温度资料,应用最大协方差分析方法,诊断了中国东部各季节气温异常型和前期海表温度异常(SSTA)模的关系,并重点分析冬季气温与SSTA模的最佳耦合模态及海温异常对大气环流的影响.结果表明:中国东部四季气温异常型与前期海盆SSTA模的显著耦合关系表现出不同的特征.超前6个月的热带太平洋第二模和南印度洋第二模与东部地区冬季气温一致变化型耦合关系最佳.西南冷东北暖的气温异常型与超前4个月热带大西洋一致增暖模有最佳耦合关系.大气环流对与全区气温一致偏冷型对应的SSTA模的回归表现为:西伯利亚高压和阿留申低压增强,东亚大槽加深,中纬度西风加强.对与气温西南冷东北暖型对应的SSTA模的回归表现为:西伯利亚高压和阿留申低压略有增强,东亚大槽槽区附近位势升高,大槽变浅,槽线偏向西南,东部40 °N以北风速加强,以南风速减弱.

摘要:利用气候资料及泡桐物候期数据,分析了浙江省泡桐关键生育期与相关气象要素的关系,研究了泡桐开花展叶前相关气候特征,探讨了冷空气对泡桐秋季物候期的可能影响.从统计值的关系来看,其物候期主要取决于气温及≥10 ℃有效积温的高低,降水量的影响其次,日照时数的影响最小.泡桐物候期对当季的气温条件非常敏感,降水对其开花、展叶的影响有滞后作用.泡桐开花和展叶始期前3个月的≥10 ℃有效积温一般分别要达到200 ℃·d和300 ℃·d以上;由落叶末期至下一年开花和展叶始期的≥10 ℃有效积温也分别要基本达到200 ℃·d和300 ℃·d以上;开花展叶前3个月的降水量和日照时数一般在230 mm和在210 h以上.泡桐秋季物候期前7 d内的冷空气,特别是中等强度以上的冷空气对其影响很大,落叶前的冷空气促使泡桐开始落叶,落叶开始后,冷空气将加速落叶.开花末期前2周的冷空气,在一定程度上促进了泡桐花期的结束.

摘要:针对长三角汛期强降水过程,根据不同降水类型的特性,提出分时段建立低频模型并给出建模流程.综合分析长三角汛期强降水期的低频特性,将低频气旋及反气旋区分划分7个关键区.重点研究盛夏—初秋时段的强降水特征,在总结强降水期低频特征的基础上,借助EOF分解建立延伸期大—暴雨的预报模型:1区或2区有低频气旋维持并发展;6区、7区或5区存在低频反气旋.并且在7个关键区中1、2区的低频气旋及5、6、7区的低频反气旋为主要低频系统,起决定作用,而3区的低频系统为次要低频系统,起辅助作用.利用该模型提前30 d预报出2012年汛期最强降水过程,并分析本次过程的低频系统演变,给出动态演变模型.

摘要:利用江苏南部20个气象观测站2008—2012年汛期(5—10月)逐小时降水资料,应用降水频率来分析了江苏南部地区降水日变化基本特征和区域差异.研究表明:降水日变化特征地域性差异较强,西部站、东部站和东北沿海站都存在一定的特征差异.东部站降水量的最大值主要出现在下午和傍晚;西部站降水量主峰值出现在下午,并且在清晨和夜间还有两个次峰值;东北沿海站呈现出午前、午后的双峰值形式.2008—2011年降水量下午高值区有先减弱后增强并提前的趋势,而上午的高值区有总体减弱并推迟的特征.2011年后有明显减弱的趋势.江苏南部总体来说,短时强降水(大于20和25 mm/h)在16—19时出现主峰值,07—09时也有相对较小的次峰值.

摘要:利用耦合了单层城市冠层模型UCM的中尺度模式WRF,对长江三角洲城市群夏季城市化效应进行了5 a(2003—2007年)高分辨数值模拟,并作了长江三角洲地区有无城市的对比试验.结果表明,城市化使得长三角城市群及其邻近地区,夏季近地层水汽混合比呈明显减少趋势,而850~700 hPa层的水汽混合比有所增大.通过对比有与无城市各等级降水日所对应的2 m水汽混合比,得出小雨降水日对应的2 m水汽混合比差异与总降水日对应的差异最为接近.通过分析环流场、散度场和垂直速度场发现,水汽混合比的垂直变化是由于城市群的存在使得近地层辐合、850~700 hPa层辐散的配置增强,以及在城市群上空增强了的垂直上升运动,从而增强城区对流活动,水汽的垂直输送也更为活跃,由此可能导致对流性降水的增加.

摘要:利用NCEP1°×1°再分析资料和常规气象观测资料,使用WRF模式对2012年7月21日发生在北京地区的一次特大暴雨天气过程进行数值模拟.在模拟结果的基础上,分析了此次暴雨过程的形势演变和水汽条件,并分别计算了暴雨发生过程中北京全市范围内的水汽输送、水汽收支、大气可降水量和空中各相态水物质的量值大小、空间分布情况及其相互转化关系.结果发现:这次降水主要受高空槽、低涡和地面切变线的影响.有东南、西南两条水汽输送通道,计算区域上空水汽收支变化与地面雨强的演变对应很好.中低层持续而强烈的水汽净输入,为暴雨的发生发展提供了很好的水汽条件.北京各站点大气可降水量普遍超过历史极值,反映了降水的极端性.降水发展不同阶段,云内微物理过程存在差异,降水量初期以暖雨为主,降雨量不大,之后冷雨过程增强,降水量迅速增大.

摘要:用宜春气象站常规气象资料,雷达回波和风廓线雷达等资料,采用数理统计、样本对比和特征分析等方法,对2012年3—9月宜春单站短时强降水天气进行分析和研究.结果表明:(1)≥10 mm·10min^-1的超短时强降水是构成≥30 mm·h^-1和≥50 mm·(2h)^-1短时强降水的重要组成部分.(2)宜春短时强降水主要有带状回波、块状回波、絮状回波和短带回波4种类型,是由平均50 dBz的强回波单体所致.(3)短时强降水回波系统过境时,平均回波宽度43 km,气象要素表现为:出现超短时强降水、温度下降、湿度饱和、气压上升、前导风迅速加大、Cb云急增.(4)短时强降水发生时,宜春风廓线雷达最大探测高度由3 000 m逐步增高到6 000 m,风速加大;850 hPa西南急流≥12 m·s^-1.(5)降水期间由于强降水粒子拖曳作用,风廓线雷达垂直波束上径向速度出现朝向雷达方向的正速度,垂直风速明显加大,噪声系数在40~60 dB之间.