摘要:利用ARPS（Advanced Regional Prediction System）模式和具有流依赖背景误差协方差的集合均方根滤波（Ensemble Square Root Filter，简称EnSRF）方法，通过同化多部多普勒雷达资料，对2013年6月23日的强对流天气过程进行了研究。首先对比同化试验和观测的组合反射率因子，检验了同化效果。通过计算均方根误差和离散度，进一步定量评估了同化结果。再对比模式变量，综合分析了EnSRF雷达资料同化对模式热力、动力、湿度和微物理量等变量的影响。最后对集合平均场进行1 km的高分辨率数值模拟。结果表明：EnSRF能够同化出与观测类似的对流系统，且减弱了南北部的虚假回波。径向风和反射率因子的均方根误差明显减少。EnSRF雷达同化能够明显优化模式的初始场，同化试验的回波在垂直方向上范围增加，强度偏弱。在强对流区域，低层的冷池温度最多降低6 K，相对湿度最多增加30%。对流区域的雨水、冰晶和雪的混合比均有明显增加。模拟发现同化试验能够较好地模拟出对流系统的结构和位置。

摘要:采用1977—2008年日本气象厅（JMA）TC最佳路径集资料和美国气候预测中心（CPC）的ENSO资料，设计了一个考虑热带气旋（TC）尺度信息的累积气旋能量指数（SACE），据此分析了西北太平洋TC活动与ENSO之间的关系。结果表明：相比于不考虑尺度效应的ACE，引入TC尺度信息的SACE增加了较大强度、较大尺度TC活动水平的权重，能够更加准确地刻画TC强度及其影响，其与Niño指数的相关性进一步增强。SACE能够更好地表征西北太平洋TC活动与ENSO年际变化的关系，其对ENSO位相的依赖性相对于ACE更为敏感，是一个能更好预测ENSO状态的因子。TC强度、生命史、频数以及尺度均对SACE有一定的贡献，但生命史的贡献最大，这一方面说明ENSO主要通过调制TC生命史来影响SACE，另一方面也说明相对于强度、频数和尺度而言，TC生命史更能影响SACE中的ENSO信号。

摘要:基于1959—2014年NCEP/NCAR的逐日再分析资料，首先研究了西伯利亚风暴轴各季节的气候平均特征，然后以冬季为例，利用能量诊断方程，从能量学的角度对其的可能维持机制进行了探讨，并在上述分析过程中与北半球两大洋风暴轴的特征进行了对比。结果表明：（1）西伯利亚风暴轴一年四季都独立存在，虽强度要比两大洋风暴轴的强度弱很多且位置偏北，但可以定义为一个弱风暴轴。（2）比较来看，西伯利亚风暴轴强度的季节变化与北太平洋风暴轴的季节变化类似。与两大洋风暴轴位于急流东北侧不同，冬季西伯利亚风暴轴位于东亚温带急流的西侧。（3）进一步的能量分析结果表明，与两大洋风暴轴一样，斜压不稳定的能量转换（K_e4）也是西伯利亚风暴轴区域天气尺度扰动动能的主要来源；而扰动非地转位势通量散度项（K_e3）和时间平均气流对扰动动能的平流输送项（K_e1）也是风暴轴下游发展所需的扰动动能来源之一。

摘要:气溶胶光散射信息是辐射传输模拟、气候学研究及大气海洋遥感等的重要前提，由于其基础性地位，气溶胶光散射数值模拟一直是大气科学领域的研究热点。本文简明扼要地对气溶胶光散射数值模拟技术的研究现状进行了综述，主要内容包括以下3个方面：（1）总结和分析了Mie散射理论在实际应用的局限性；（2）对气溶胶光散射理论进行了归类，概述了其发展历程、研究现状，重点分析了不同散射理论的基本原理、适用范围、算法复杂度及相应的优缺点；（3）总结了气溶胶光散射研究中存在的问题，扼要地概括了气溶胶光散射数值模拟的研究热点及发展方向。

摘要:本文提出了一种改进后的COTREC方法（CLTREC）。在传统COTREC方法基础上，增加了相邻时刻回波强度连续约束检验和矢量全变分修正，从而使得反演的雷达回波移动矢量场更为连续。选取了3个登陆台风个例，对方法进行检验。结果表明，CLTREC方法比传统COTREC方法的外推移动矢量场更平滑，台风环流特征也更合理。基于CLTREC外推预报的降水形状、强度和位置都与观测更为接近，1 h的台风定量降雨预报与观测相关系数达0.7以上。总体而言，相比传统的COTREC方法，CLTREC方法改善了台风短时临近降雨预报精度。

摘要:准确估算热带气旋（TC）强度，对于预测TC发展、减少财产损失具有重要的意义。前人将TC看作满足静力平衡和梯度风平衡的轴对称涡旋系统，基于云顶高度、云顶温度、海表面气压等物理量建立了TC强度估算模型，该模型未考虑环境垂直风切变对TC强度的影响。本文提出一种修正模型，通过统计拟合手段将垂直风切变加入原模型中。从2006—2015年的CloudSat资料中筛选出穿心个例共63个。针对云雷达（CPR）数据特点，提出根据反射率因子的垂直分布确定眼墙和外围边界位置的方法。分别用原模型与修正模型对这63个TC个例进行强度估算。与最佳路径数据相比，原模型结果总体偏大，尤其对风切变较大、强度较小的个例估算效果不佳。修正模型对于风切变大于5 m·s^-1的个例误差明显减小，平均绝对误差MAE、均方根误差RMSE和平均绝对误差百分比MAPE分别从5.8 m·s^-1、7.7 m·s^-1和19.5%变为3.5 m·s^-1、4.9 m·s^-1和11.5%。在一定强度范围内，修正模型估算效果随着强度的增强而提升。修正模型对于成熟阶段的个例效果更好，北半球的估算精度高于南半球，纬度越高，估算误差越小。试验结果表明，用该修正模型估算TC强度是可行的，可以对现有的技术进行辅助和补充。

摘要:全极化数据可以获取比单极化数据更多的目标信息，研究发现C波段交叉极化数据同样可用于海面风速反演。针对RADARSAT-2 Fine Quad模式具有全极化成像的特点，以我国东部海域为研究区，结合同极化数据和交叉极化数据反演海面风速模型，探究各种极化数据的最优风速反演方法。对于同极化数据采用地球物理模型函数（GMF）和极化率模型（PR）组合的方式进行海面风速反演，对交叉极化数据采用C波段交叉极化海面散射模型（C-2PO）进行海面风速反演，反演结果与ERA-Interim风场数据进行比较分析；此外，对ScanSAR模式交叉极化数据的后向散射系数与海面风速的关系进行探索分析。研究结果表明，RADARSAT-2 Fine Quad模式四种极化数据选用合适的模型均可反演出高精度的海面风速，其中VH和HV极化数据的反演结果基本相同，交叉极化数据反演风速效果好于同极化数据，同时，ScanSAR模式交叉极化数据的后向散射系数随海面风速的增大表现出一定的线性变化趋势。全极化模式数据在海面风速反演上表现出比单极化模式数据较为明显的优势，将成为未来海面风速反演的发展方向。

摘要:利用中尺度WRF模式，NCEP/NCAR再分析资料以及常规气象观测资料，对2014年7月11—12日发生在江淮地区的一次飑线过程进行数值模拟、地形敏感性试验和对比分析，研究了在经过大别山地形时飑线内部组织结构的变化特征以及地形对其发展的影响。结果表明：（1）飑线经过大别山主体时在山前加强以及过山后迅速减弱的主要原因与山前对流不稳定、上升运动大于山后有关；（2）大别山东部边缘对飑线的加强有增幅作用：当午后飑线移至大别山东部边缘时，东部边缘的谷风加强并强迫对流单体在飑线的前部新生，试验得出谷风可使低层风速最大增强6 m·s^-1左右，若无山谷存在时前向新生单体不再出现；（3）经地形敏感性试验得出：地形引发的大别山东部背风一侧的背风波扰动，有利于飑线内部对流单体的发展与加强，同时充沛的水汽补充，也是下山后飑线加强的因子之一。

摘要:将IGS发布的超快星历与最终星历中卫星的坐标及钟差进行对比，初步验证IGS超快星历的精度。在此基础上，以美国国家海洋和大气局ARM实验中GPS连续运行参考站一周的观测数据作为实验对象，利用Bernese软件分别使用IGS最终星历以及超快星历进行GPS反演大气水汽含量的数据解算，将得到的基线精度以及对流层延迟值进行对比，结果表明采用最终星历和超快星历得到的基线精度基本相同，但对流层延迟值相差较大，并且差值较大的时刻一般出现在超快星历的外推时刻，并随着外推时间的增加逐渐增大。为此，本文设计了滑动式动态星历选择方案，通过实验验证，该优化方案能有效的提高近实时对流层延迟解算精度，满足GPS近实时反演大气水汽的精度要求。

摘要:本文对南京地区2015年的一次强降雪过程进行了湿位涡诊断分析，根据2008—2015年的57次强降雪个例归纳出了积雪效率与地面2 m气温的关系。结果表明：湿位涡正压项对降雪强度变化有较好的指示意义；结合湿位涡斜压项和地面气温可以较好地判断降雪落区，且强降雪落区和湿位涡斜压项的大值中心对应较好；积雪效率和地面2 m气温是分段函数关系，利用该统计关系及气温、降雪量的预报，可以作出积雪深度的预报。

摘要:利用1982—2014年汛期影响海南的热带气旋频数、NCEP/NCAR逐月再分析资料和CFSv2模式历史回报数据，分析了热带气旋频数特征及同期环流特征，并利用逐步回归构建基于模式有效预测信息的热带气旋频数预测模型。结果表明：汛期影响海南热带气旋频数的异常与同期大尺度环流变化密切相关，且CFSv2模式对其环流影响关键区具有较好的预测技巧，包括南海到热带太平洋的海平面气压、500 hPa位势高度场、低层风及热带太平洋纬向风切变。据此，利用逐步回归构建热带气旋频数预测模型，其26 a交叉检验中实况与预测相关为0.88，距平同号率达88%；6 a预测试验仅2 a预测与观测反号，可见模型具有良好的稳定性和预测技巧，可为汛期热带气旋频数预测提供依据。

摘要:利用NCEP/NCAR（1°×1°）的逐6 h再分析资料、WRF中尺度预报模式，对2014年7月30—31日发生在江淮地区的一次强飑线天气过程进天气学分析和数值模拟研究。研究结果表明，此次飑线过程是在高空槽后有强冷空气输送、中层阶梯槽引导干冷空气南下并叠加在低层暖湿气流之上的有利背景条件下产生的，低空切变线是此次飑线过程的重要触发机制。在飑线成熟阶段，气流下沉速度极大值区在高（低）层与霰（雨水）混合比极大值区有很好的对应关系，水凝物粒子下落时对周围空气的拖曳作用是下沉气流形成的关键。雨水蒸发率影响飑线维持期间地面冷池的强度和分布，雨水蒸发率越大，地面冷池强度越强、范围越广；雨水蒸发率越小，地面冷池越弱，甚至消失。雨水蒸发率与地面风速也有很好的正相关性，增大雨水蒸发率可使地面风速增大，使模拟的地面最大风速更接近实况。

摘要:基于气象台定量预报数据和自动土壤水分监测数据等实时和历史资料，采用土壤水分平衡原理，研究了辽宁省未来7 d土壤墒情逐日滚动预报方法。结果表明：预报模型稳定性好，能够较好地模拟出辽宁省未来7 d土壤墒情的定量演变趋势，首次实现了土壤墒情的定量化预报、精细化（县级）预报及逐日滚动预报。该方法成功实现的关键之处在于采用回归分析方法实现了气象台提供的预报要素和模型所用预报要素之间的转换。

摘要:基于1936—2014年红水河天一电站流量与印度洋海表温度的相关分析，构建了热带东印度洋海温关键区指数（ETIOI）。研究表明，该指数与电站流量的关系具有显著的、持续的和稳定的反相关关系。对ETIOI的冷暖位相年合成分析表明，当ETIOI处于冷位相时，夏秋季节，南亚和东亚夏季风均较正常年份增强，激发东亚地区出现西南风和偏东风异常，有较多的水汽从印度洋、孟加拉湾和西北太平洋向华东、华南输送，使这里的云量增多，对流增强，降水增多，进而增大天一电站流量。反之，ETIOI处于暖位相时，各个季节中，华中、华南和西南地区均以北风异常所控制，使这些地区受异常的干冷气团影响，水汽输送减少，对流减弱，降水少而导致红水河天一电站流量减小。因此，热带东印度洋关键海区的海温指数可以作为影响夏秋季节红水河流域径流变化的关键因子，可为该流域的径流预报提供一种思路。

摘要:2013年7月1—2日，辽宁地区出现了持续时间较长的暴雨天气过程，此次过程可以分为3个阶段，其中包括两次暖区降水和一次冷锋锋面与暖区降水共存的过程，第一阶段的暖区降水和第三阶段的锋面降水形成了西北雨带，第二阶段的暖区降水形成了东南雨带。利用NCEP再分析资料、常规自动站观测资料、加密自动站观测资料和卫星资料，详细分析了此次过程中各阶段降水产生的机制以及锋面降水和暖区降水的主要物理差异。结果表明：暖区强降水主要出现在干线冷湿气团一侧或地面辐合线附近，并且由于暖区高温、高湿的特点，其产生的降水通常比锋面附近强，同时暖区降水与锋面降水在触发机制、中尺度环境条件、动力、热力结构等方面也存在着差异。