摘要:基于2016年11月24日—12月23日南京市草场门站、鼓楼站和仙林站的强化试验观测资料，分析了城市和郊区主要大气污染物的时空变化特征及其与气象要素的相互关系。研究发现：观测期间南京PM_2.5、PM₁₀、NO₂、O₃、CO、SO₂月均质量浓度分别为52.84~84.34 μg·m^-3、88.36~120.34 μg·m^-3、49.98~51.66 μg·m^-3、24.85~50.57 μg·m^-3、0.99~1.2 mg·m^-3和22.1~26.48 μg·m^-3；近地面，城市大气污染物质量浓度高于郊区，其中城市O₃比郊区高61.0%；在城市地区，除NO₂和CO外，鼓楼站大气污染物质量浓度高于草场门站，其中鼓楼站PM_2.5比草场门站高42.7%；PM_2.5小时质量浓度最大为210.93 μg·m^-3，重污染过程出现时风速较低、温度较高，郊区PM₁₀、PM_2.5、NO₂质量浓度呈现高值时的最频风向为南风，O₃和SO₂质量浓度呈现高值时的最频风向分别为西风和西南风，所以郊区大气污染受城市输送影响。利用HYSPLIT模式研究发现12月4—8日和16—20日的污染气团分别来自西部和北方地区，聚类分析发现12月影响南京市的污染气团45%来自西部地区且移动速度较快，55%来自北方地区且移动速度较慢。由此可见，南京市冬季出现的大气污染，其形成不仅与本地排放和局地气象条件有关，而且西部和北方地区的远距离输送也会造成影响。

摘要:利用海气耦合的全球气候模式CSIRO-Mk3.6分析比较了全球和亚洲人为气溶胶对东亚各季节气候的不同影响。结果表明，全球和亚洲外人为气溶胶使得东亚地区年平均地表温度分别下降0.9℃和0.55℃。亚洲区域气溶胶强迫决定了东亚近地面降温的时空分布特征，而亚洲区域外气溶胶进一步增强了我国北方夏季的近地面降温。各个季节对流层中上层的降温主要受区域外气溶胶的影响，并引起东亚高空急流强度和位置的变化，造成夏季和秋季明显的经向环流异常。同时，亚洲气溶胶影响各季节东亚低层环流场的响应，使得东亚陆地降水减少，而区域外气溶胶则主要影响冬季中高纬度和夏、秋季南海地区的低层风场。总体上，亚洲区域内、外人为气溶胶会增强我国冬、夏季风低层环流，并共同决定南海地区的降水变化。

摘要:利用WRF-Chem大气化学模式，选择2015年12月中旬发生在我国的大范围空气污染过程，在采用同样化学方案条件下，针对模式中不同物理过程及其参数化方案开展了地面PM_2.5预报的敏感性试验。结果表明：该模式能较好展示此次PM_2.5污染的演变过程，与实况也较接近，但对青海经宁夏至内蒙的PM_2.5高值区出现了漏报现象，这可能是模式外边界未对污染物做更新所致。对地面PM_2.5的预报，各物理过程的敏感度不同，边界层（含近地面层）过程的影响要明显大于积云对流及微物理过程的影响，不同的参数化方案会造成不同的预报误差。边界层过程QNSE和与其配套的近地面层方案的组合是预报的较佳组合；而TEMF和与其配套的组合以及ACM2和Pleim-X的组合则不佳。合理的物理过程参数化方案有助于提高PM_2.5预报质量。模式预报对排放源也有适应过程，其Spin-up时间较气象要素长。

摘要:利用ERA-interim再分析资料和中国降水观测数据，分析了夏季东亚副热带西风急流的季节内变化以及对我国降水的可能影响，结果表明：亚洲地区夏季200 hPa纬向风在空间上主要表现为南北振荡和东西振荡特征，在时间上具有10~40 d的周期；在低频尺度（10~40 d）上，纬向风异常由西北先向东传播，到达东亚地区后再向南传播；伴随低频纬向风季节内演变，高原以北的急流中心向东和东南移动，急流轴也呈现南北振荡的特征；降水异常对200 hPa风场低频振荡有显著响应，在东亚地区，低频纬向风与低频降水南移，降水在黄淮地区出现，并逐渐移至长江及其以南地区；急流附近的低频西（东）风异常在其南侧形成负（正）切变涡度，对应我国东部地区位势高度的升高（降低），使得南亚高压东伸（西退），从而使我国东部雨带的位置发生显著变化。

摘要:基于中国气象局公共气象服务中心提供的降水预报资料，利用频率匹配法和阈值法对2015年全年的降水预报进行偏差订正并对订正后的结果进行检验。结果表明：（1）偏差订正可显著减少集成系统降水预报的小雨空报现象，改善"有雨或无雨"的定性预报性能，提高集成系统的晴雨预报准确率。（2）订正后降水量级大小更接近实况降水，并且集成系统预报的平均绝对误差和面积偏差（干偏差或湿偏差）均有所降低。（3）偏差订正对降水预报的改善程度与系统本身预报性能有关，系统本身预报误差越大，订正效果越好。

摘要:利用高时间分辨率热带海洋浮标站点观测资料，分析热带区域海水温度多时间尺度变化特征，研究海水温度的日变化、季节变化和季节内变化。结果表明：热带海表面温度（Sea Surface Temperature，SST）具有不对称性的日变化特征。SST日较差与天气状况关系密切。有降水日的SST日平均值和幅度均低于无降水日，其不对称性具有区域性差异。在不同ENSO位相年份下的SST日平均值和振幅变化具有区域性，太平洋西部（Western Pacific，WP）的平均值和振幅差距较小，太平洋东部（Eastern Pacific，EP）和印度洋（Indian Ocean，IO）区域在El Niño年的日平均值和振幅均大于La Niña年。SST随季节变化具有区域性特征，WP区域SST的日平均温度和振幅在秋季最大，冬季最小；而EP和IO区域的日平均温度和振幅在春季最大，夏季最小。且SST日变化幅度随季节变化显著，主要受太阳短波辐射、降水和风速随季节变化的调制。此外，在季节内振荡时间尺度上，海水温度在200 m深度内随时间呈周期性变化，海水温度出现最大变率的中心位于100~150 m的深度范围内。不同区域由于温跃层深度不同，最大变率位置也有所差别。对海水温度变化特征分析可以为海—气耦合模式提供观测依据，以便准确地评估模式对海水温度的模拟效果。

摘要:采用天气雷达径向风场基数据，提取其所含数值特征定量信息，并构建几种强对流指标。采用对区域流场特征表达能力良好的流函数与势函数计算，并运用合适的边界条件及计算处理方案，由泊松方程迭代求出满足区域无辐散条件的特解，进一步通过逆运算重建径向风场及运用交叉相关统计方法，检验重建效果，显示由所用边界处理方案解出的区域流函数与势函数是收敛的，能够清晰表达径向风场特征。并运用径向风数值信息以及它们与局地强对流的密切关系，构建区域强对流时空预警指标方程，依托预警指标，提供径向风场分区精细化预警区位和时间演变状态。根据局地暴雨的径向风特征，运用矩阵转换技术开发了径向风辐合线客观自动识别方法，可提供径向风辐合线的具体地理位置，尺度大小，走向分布，覆盖范围以及动态追踪等定量信息。进一步地将径向风辐合线与径向风定量信息背景场叠加，获得直观的精细化局地强对流中小尺度系统时空预报预警方法。

摘要:本文对基于径向速度的光流法在实际应用中存在的误差进行了分析，并提出了有效的改进方案。合成数据试验结果表明：基于径向速度的光流法在反演低仰角（小于2.5°）数据和包含非线性变化的实际风场时存在较大的误差。在低仰角情况下，由于径向速度在垂直方向的分量非常小，导致垂直速度的反演包含较大的计算误差并影响水平速度的反演精度。而当实际风场存在较大非线性变化时（如锋面、切变线等），算法中的局部约束条件被破坏，导致切变区域反演精度降低或出现奇异值。针对这两种情况，本文提出了有效的改进算法。在低仰角情况下引入了简化的约束方程，并加入了径向速度一致性的约束条件来克服实际风场非线性带来的误差。通过理想数据试验和实际个例的检验发现，改进后的算法可以有效地提高风场反演的精度和应用范围。

摘要:与深水湖泊相比，太湖等浅水湖泊更容易发生富营养化和水资源危机，且对气候变化的响应更为敏锐。本文利用气候模式产品数据驱动CLM4-LISSS湖泊陆面过程模型，模拟分析未来（2010—2100年） RCP2.6、RCP4.5、以及RCP8.5不同温室气体排放情景下太湖蒸发量的变化特征及其影响因子。结果表明：（1） CLM4-LISSS模型湖表温度的观测值与模拟值的相关系数为0.94，均方根误差为0.85℃，准确的湖表气温模拟使得通量的结果也比较准确，潜热模拟与观测的相关系数在0.78，均方根误差为55.32 W·m^-2；（2）2010—2100年，三种不同温室气体排放情景下太湖蒸发都呈现增加的趋势，但增量比例不同，RCP2.6，RCP4.5和RCP8.5情景下，蒸发量每10 a增加量分别为23.7 mm，29.2 mm和34.5 mm。蒸发量的增加速率随着辐射强迫的增加而增大，其变化主要受风速与水汽压差的乘积的影响。

摘要:准确获取测站气压和温度对GPS水汽反演至关重要。由于我国地域辽阔、经济和社会发展的差异较大，我国GPS气象站网有部分站点未布设气象传感器，无法准确获取测站的气压和温度，其对测站上方水汽造成了较大影响。本文提出一种增加高度订正的反距离加权法，并利用全国113个GNSS气象站（包括25个实验站点，88个插值站点）的连续3个月的气象数据对该方法进行验证。结果表明，内插得到的气压和温度的均方差为1.53 hPa和1.18 K，平均偏差为0.94 hPa和0.82 K。精度随着内插站点与实验站点之间高差的增大，偏差随之增大。最后将内插得到的气压和温度应用于GPS水汽解算，并与GPT-2模型的精度对比。内插气象数据得到的PWV （Precipitale Water Vapor）的均方差和平均偏差为0.59 mm和0.38 mm，精度明显优于GPT-2模型。

摘要:传感器大气顶层波段平均太阳辐照度（Band-Averaged Extraterrestrial Solar Irradiance，BAESI）是表观反射率和星上辐亮度之间转换的重要因子，为了针对FY-4A/AGRI有关通道较为准确地计算这一数值，分别以韩国COMS/GOCI、美国GEOS-16/ABI、日本Himawari-8/9/AHI传感器为例，利用国际上常用的6条太阳光谱曲线与传感器光谱响应函数参与计算BAESI，并与各传感器BAESI标准值进行比较。结果表明，Kurucz计算结果平均绝对误差与均方根误差均最小，是最理想的太阳光谱曲线，此外，Kurucz计算值与各传感器各波段BAESI标准值的最大偏差均小于4.5%，最大偏差百分比及对应波段分别为-2.39%（GOCI-band3）、1.49%（ABI-band6）、4.28%（AHI-08-band6）、4.42%（AHI-09-band6）。因此选择Kurucz太阳光谱曲线参与计算FY-4A/AGRI传感器各波段BAESI值，给出相应结果，并分析了计算值的不确定性，解决了将表观反射率转换为辐射亮度的困难。

摘要:随着风廓线雷达技术的发展，高空风探测参量越来越多，数据精度不断提高，探测能力得到了极大提升。评估风廓线雷达数据置信度是风廓线雷达应用中需要解决的重要问题。本文基于径向数据和风场合成两个阶段，在风廓线雷达数据反演过程中形成数据置信度算法，并引入噪声电平。同时，利用南京同站址风廓线雷达和探空1 a的资料进行匹配比对，对置信度算法性能进行评估，结果表明该置信度算法可行。将置信度算法植入风廓线雷达数据处理软件中，能实时输出含置信度的风廓线雷达产品数据，有利于预报人员合理使用置信度较高的风廓线雷达产品数据。对于置信度较差的产品数据进行分析，可有助于及时发现雷达的潜在故障。

摘要:毫米波测云雷达是一种重要的云遥感探测手段。为了获得大功率探测能力，本文所用云雷达使用了脉冲压缩技术和双脉冲技术，但也因此会出现二次假回波和距离旁瓣假回波。本文研究了假回波对云雨探测的负面影响，分析了产生二次回波的原理，设计了区域回扩法结合余弦相似度计算的二次回波定量识别算法。个例分析表明算法有较好的识别能力。本文还为定性判断距离旁瓣影响提供了一种简便可行的途径。研究结果可用于改善毫米波雷达的资料质量。

摘要:本文利用计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）方法对基于076B型强制通风防辐射罩的温度传感器进行流固耦合传热分析，计算不同太阳辐射强度、下垫面反射率、强制通风速度、气象站海拔高度和下垫面长波辐射强度等影响因子条件下温度传感器的辐射误差。为实现影响因子连续变化时能提供准确修正数据的目标，采用神经网络算法仿真值计算结果进行拟合，获得辐射误差订正方程。结果表明，辐射误差订正方程的修正误差在0.005℃以内。订正后的气温观测数据有望用于气候变化研究和高精度天气预报。

摘要:利用现场调查资料，结合多普勒天气雷达、自动气象站、闪电定位资料，对2019年6月29日发生在宝应县的一次风灾过程的强风类型和风灾强度进行评估。结果表明：（1）本次被大风损坏的物体倒伏方向比较一致，没有辐合状特征，碎片散落范围较小，符合直线型雷暴大风特征物的分布特征。从瓦片碎片分布和树木折断后倒伏的方向判断，地面大风的风向主要为西南或偏南。对照EF等级标准估计产生风灾时短时阵风最大风力为11级左右。（2）6月29日02时，地面气旋从金湖进入宝应后向东偏北方向移动，在低压中心附近由于气压梯度力产生了极大风速4~6级的旋转风，风速较大的区域位于低压中心南侧，风向为西南风。闪电监测资料显示当时宝应境内雷电活动较弱，表明与之对应的对流风暴强度较弱，达不到形成龙卷风所需要的对流强度。（3）雷达资料分析表明该对流单体不具备超级单体回波结构特征，径向速度也没有识别出中气旋和TVS。中层的径向速度大值区下传，在近地面产生强辐散气流叠加在气旋中心南侧西南风上，增大了地面风速，因此，此次风灾是由气旋中心南侧西南风与小尺度对流风暴导致的下沉出流叠加所形成的强风造成的。

摘要:降水对飞行的影响一直是航空气象关注的重点。本文选取2017年6月10日02：30—18：00的一次强降水过程的雨滴谱观测数据，分析了强降水时段雨强与能见度之间的相关关系发现，雨强与能见度呈明显的负相关关系。通过计算平均雨滴谱的各种特征参量，各种粒子对雨强的贡献情况，在雨强较小的区间主要为小粒子，而雨强越大，大粒子的贡献逐渐显现，在最大雨强的区间，出现了三峰形态，3种直径粒子的高浓度对强降水不同阶段的贡献各不相同，对航班飞行的影响也存在差异。使用雨滴参数计算了雨滴对飞机撞击力，分析各类飞机在强降水环境下的飞行受力均达到了10%的动力状况；受力方面各机型在低值区接近一致，有大型机在高值区迅速增加的情况；同样的雨强，小型机受到的力要远小于大型机；各机性在水平方向上的受力情况均较垂直方向大一个量级。

摘要:基于重庆34个国家气象站1981—2016年5 min，24 h至3 d的过程最大雨量共18个年极值降水序列，利用线性矩法计算6种常用概率分布函数的模型参数，通过备选最优模型筛选法客观选取各站各历时极值降水的最优概率模型，并将优选结果应用于重庆不同历时百年重现期降水的计算。结果表明：模型优选方法得到的重庆各站不同历时极值降水的最优线型略有差异，广义极值分布占比最大，三参数Weibull分布次之，三参数对数正态分布第三，皮尔逊Ⅲ型和Gumbel分布相当，指数分布最差。最优线型计算的重庆不同历时百年重现期降水的空间分布大值区由短历时的点状分布向长历时的片状分布转变，渝东北的大值中心受地形影响不断向北移动。基于线性矩法的概率模型参数估计及客观的线型优选过程具有较强的可操作性和适应性，可应用于其他工程气象参数的推算中。