CMA-MESO 3 km系统2 m温度预报诊断

诊断分析CMA-MESO(China Meteorological Administration Mesoscale Model,原GRAPES-MESO)3 km系统冬季2 m温度预报效果,为冬奥气象保障服务以及CMA-MESO模式系统开发优化改进提供参考,选取2020年12月至2021年2月2 m温度预报。诊断发现,每日低温预报较好,高温预报较差,00—06时(世界时,下同)升温过程预报效果好于06—21时降温过程。滑动双权重平均法订正显示,2 m温度预报偏差以系统性偏差为主,订正前均方根误差和标准差较大地区改善效果更为明显。依据温度订正前后标准差差异选择华北、华东、西南三个区域的个例和华北地区连续试验进行波谱分析发现,功率谱随着尺度增大逐渐增多,2 m温度预报偏差和2 m温度不同尺度功率谱信息存在一定的对应关系,当不同尺度上的功率谱存在缺失或异常大值时,2 m温度预报与实况存在明显差异。

基于通道差异及云指数法的西藏雷暴卫星云图特征分析

利用2006-2008年间我国风云-2C(FY-2C)卫星资料和西藏39个测站的雷暴观测资料,采用通道差异及云指数法对西藏地区雷暴在FY-2C云图上的特征进行了分析。结果表明,西藏不同地区雷暴在FY-2C卫星不同通道云图上存在差异。总体而言,雷暴发生时,雷暴云的红外云顶亮温值一般介于-63～-13℃之间,较东南沿海地区雷暴云顶亮温偏高。水汽亮温值大多数在-32℃左右,次中心在-48℃以下。红外分裂窗通道亮温差主要在-5～5℃之间。总雷暴与拉萨、日喀则和那曲站雷暴的红外水汽通道亮温差分布特征一致,峰值位于0℃附近且呈准正态分布,而隆子、当雄、安多和索县站的亮温差峰值主要位于亮温差较小的正值区。雷暴FYCDI云指数和FYC_TS云指数高值区间均在零值附近,与前者比较,后者具有反映夜间雷暴云团特征的优势。

西藏地区雷暴与大气热源关系研究

利用1979～2008年NCEP/NCAR全球再分析月平均资料和雷暴记录资料,运用相关分析和合成分析等方法分别对西藏地区大气热源和雷暴日数的关系以及热源强弱不同时期雷暴日数变化特征进行了分析。结果表明,大气热源与雷暴日数存在着明显的正相关关系,月相关系数高达0.86。在雷暴高发区的那曲东部、拉萨、日喀则中部、山南地区东北部和林芝地区西北部,相关系数均超过了0.4。进一步分析表明,当大气热源强值年时,整个日喀则地区、拉萨地区、山南地区、那曲中西部和东部地区以及昌都地区中西部,雷暴日数是偏多的。当大气热源偏弱时,雷暴日数在日喀则中部地区减少最为明显,其次在日喀则南木林县东北部和林芝西北部地区。

青藏高原气象要素的周期分析

应用谱分析方法，分析了中日亚洲季风观测实验期间所使用的高原自动站冬夏两季气象资料在频域上的特征。结果表明，夏季有６～８ｄ、候、准４ｄ和２～２．４ｄ的振荡周期，冬季还存在１２ｄ即准两周的周期，还发现高原上的系统对四川盆地有影响。又用常系数物理系统的分析方法，研究了５００ｈＰａ高度场对热源分量的响应，发现对于短周期的温度波动，高度场几乎及时加以响应；对于中周期的温度波动。

中尺度MM4模式及其伴随模式

伴随方法是以数值天气预报的动力模式作为约束条件的变分方法 ,相对传统的资料同化方法有很大的进步。介绍美国NCAR的中尺度MM4模式及其它的伴随模式MAMS1,它以一个有限区域的中尺度非线性预报模式为基础 。

脑卒中病人早期肢体功能康复护理

目的 观察脑卒中病人早期肢体功能康复的临床效果。方法 将 80例初发脑卒中病人随机分为康复护理组和对照组 ,康复护理组包括肢体运动功能和生理自理能力训练 ,康复护理前后用 Fugl- Meger(FMA)评定运动功能 ,用 Barthel(BI)指数评定生活自理能力。结果 康复护理前后两组病人运动功能及生活能力均有所改善 ,但康复护理组 FMA和 BI改善程度与对照组比较有统计学意义 P<0 .0 1。结论 早期康复护理可明显改善初发脑卒中病人偏瘫肢体运动功能 。

一阶有限元浅水模式的变分资料同化

一阶有限元浅水方程的伴随模式应用于气象资料同化场，并利用最优化方法对具有随机扰动的初始场进行优化处理。通过极小化算法，使所定义的目标函数达到最小，从而得到最优的气象要素初始场。

哀牢山东西坡逆温及其高度预报

本文通过哀劳山东西坡剖面观测资料的分析,用数理统计方法建立了山区逆温的判别方程和逆温层顶高度的线性及非线性回归方程,并对影响逆温及其顶高的气象因子进行了分析。

生信筛选肝癌患者TACE治疗效果相关基因

目的筛选与肝癌经肝动脉化疗栓塞治疗效果相关的基因及信号通路,预测肝癌经肝动脉化疗栓塞(transcatheter arterial chemoembolization,TACE)疗效的预后基因。方法选取GEO数据库中的基因表达数据集“GSE104580”,使用R软件筛选差异基因;Metascape在线工具对差异基因进行GO和KEGG富集分析;使用STRING在线数据库构建差异基因的PPI网络,用Cytoscape软件进行可视化处理并筛选关键基因;使用Kaplan-Meier Plotter在线平台和GEPIA在线工具评估关键基因表达和生存分析,应用HCCDB数据库分析关键基因在肝癌患者中的预后价值。结果筛选出261个差异基因,其中有118个上调基因,143个下调基因;这些基因主要参与了氧化还原酶活性、单羧酸代谢过程、小分子分解代谢过程等GO基因功能,主要调控化学致癌作用、胆汁分泌、甾类激素生物合成等;构建出PPI网络模型筛选出10个关键基因,这10个关键基因在肝癌中均存在差异表达并且与患者总体生存密切相关,CDC20、UBE2C、CYP3A4可作为肝细胞癌预后基因。结论TACE有反应组和无反应组存在差异基因,这些基因富集分析的结果有助研究治疗效果产生差异的原因和分子机制,关键基因对判断肝癌TACE预后具有重要意义。

三次雷暴导致的阵风锋过程分析

利用多普勒天气雷达资料和自动站资料对2012年5月16日江苏、6月9日京津冀地区以及7月10日河北的三次阵风锋过程进行综合分析。结果表明:持续下沉的冷空气形成雷暴高压是阵风锋产生的直接原因。雷暴高压形成过程中,一方面,下沉气流在较小区域内迅速堆积形成雷暴高压,另一方面,新旧单体不断更替,风暴内稳定的下沉气流使雷暴高压发展。雷暴高压内强辐散气流与环境空气形成阵风锋。随着雷暴高压的移动和增强,阵风锋向前移动和增强,当雷暴高压减弱,阵风锋也逐渐消亡。温度梯度与气压梯度越大,瞬时大风越强,阵风锋也越强。阵风锋产生的瞬时大风与窄带回波的强度值不一定成正比。中层径向辐合对阵风锋产生有提前预示作用,提前量为半小时左右,辐合持续时间越长,阵风锋生命史越长。

阵风锋自动识别与预警

根据阵风锋的回波特征,该文设计了阵风锋自动识别算法。在速度场中,考虑辐合线识别;在强度场中,考虑窄带回波识别;根据窄带与辐合线的空间一致性,综合二者识别出阵风锋。基于该算法,以锋线闪烁和物理量输出两种方式实现了预警功能。最后利用地面自动气象站资料和2009年6月3日河南商丘、郑州及2009年6月5日安徽阜阳3个雷达站探测的阵风锋98个体扫样本资料检验了识别效果,并采用临界成功指数进行评估。结果表明:双向梯度法能有效滤除大范围降水回波而保留窄带回波;该算法只需考虑较低仰角层,大大提高识别效率。在速度场中采用的算法能有效识别出径向辐合线,同时也适用于低空径向风切变和辐合线的识别;利用临界成功指数对98个体扫样本进行识别率评估,识别率达到68.4%。

春季南支槽的年代际变化及其与降水、大气环流的关系

由于春季青藏高原动力作用在其南侧形成南支槽,南支槽年代际变化的异常,可能与中国降水异常有密切的关系。利用NCEP/NCAR月平均再分析资料和中国596个测站月降水资料,采用突变检验、合成分析等方法,分析了1950 2014年春季南支槽的强度和东、西位置的年代际变化特征,探讨了两者与同期中国降水年代际异常及环流背景场的关系。结果表明:春季南支槽的强度和位置都具有显著的年代际变化特征,南支槽强度在20世纪70年代末期有一次强弱突变过程,位置在90年代初期发生了明显的由东向西移动的转折,分别选取强度和位置突变前后的时间段进行分析,得到春季南支槽强度突变前(后),南支槽越强(弱),位置突变前(后),南支槽越偏东(西),会出现黄河流域、长江中下游及其以北和以南的大部分地区降水偏多(少),而青藏高原及其周围地区降水偏少(多)的现象,从两者突变前后与大气环流、垂直运动和水汽条件的显著关系能够合理地解释突变前后降水差异的原因。在此基础上,总结了春季南支槽年代际尺度与中国降水、大气环流的概念模型,可为中国春季的气候变化和气候预测提供更多的科学依据。

平流层极涡变化与我国冬季气温、降水的关系

利用国家气候中心提供的1951-2010年逐月环流指数资料,分析了北半球极涡强度指数、面积指数和中心强度指数的相关关系,并通过极涡强度指数的变化讨论了冬季北半球极涡强度的时间变化特征。结果表明,冬季极涡强度指数与面积指数和中心强度指数有较好的相关性,能够更好地反映冬季极涡强度的变化特征;冬季极涡存在准13年的年代际振荡周期,准5年的年际振荡周期在20世纪90年代后期较为明显。结合气温、降水观测资料和NCEP/NCAR月平均再分析资料,探讨了极涡强、弱不同年份我国冬季气温、降水和大气环流形势的变化。相对极涡弱值年而言,极涡强值年我国北方地区、东部地区特别是东北地区的气温偏高,西南大部分地区的气温偏低,长江流域和华南地区的气温变化不明显;我国南方地区降水偏多,长江中下游和华南地区的降水偏多最为明显,北方地区的降水略有减少;500hPa高度场上高纬度地区的位势高度降低,中高纬度的位势高度升高,冷空气向极地聚集,东亚大槽减弱,我国东北和东部地区的气温偏高;同时东亚冬季风减弱,湿空气向我国内陆输送,长江流域和我国南方地区的降水偏多。

太阳活动变化对东亚冬季气候的非对称影响及可能机制

基于1959～2013年的观测和再分析资料以及10.7 cm （2800MHz）太阳射电通量资料,本文分析了太阳活动变化与东亚冬季气候的相关关系,分析结果表明：太阳活动变化与东亚冬季大气环流有较好的相关性,且在太阳活动的强、弱时期该相关关系存在很大差异,在强太阳活动时期太阳活动变化与东亚冬季气候的联系更为显著,而在弱太阳活动时期二者之间的直接联系微弱,这表明太阳活动变化对东亚冬季气候的影响具有非对称性特征.在太阳活动较强的时期,随着太阳活动的增强,东亚中高纬对流层中层的大气环流倾向纬向型,东亚大槽减弱,850 hPa出现异常偏南风,地面上西伯利亚高压以及冬季风减弱,东亚大部分地区气温显著偏高;而在太阳活动较弱的时期,太阳活动的年际差异与东亚冬季大气环流之间几乎不存在显著联系.分析太阳活动较强和较弱时期纬向平均纬向风的差异发现,其间平流层行星波活动、热带西北太平洋海表温度的差异可能是造成这种非对称影响的重要原因.在强太阳活动时期,平流层行星波在太阳活动的异常增强年有异常的从极地向赤道的水平传播,高纬地区E-P通量（Eliassen-Palm flux）异常辐散,导致中高纬西风及北极涛动（AO）增强,同时热带西北太平洋海温异常偏冷,海陆热力差异缩小,大气环流经向度减弱,东亚冬季风偏弱.

江淮梅雨丰、枯梅年水汽输送差异特征

利用江淮流域1954—2001年梅雨量资料和美国NCEP/NCAR 1954—2001年逐日高度场、风场、比湿场和地面气压场资料,网格距2.5°×2.5°,采用模糊聚类、合成分析等方法,详细讨论了江淮梅雨丰、枯梅年垂直积分的整层纬向、经向和水汽通量输送差异特征。结果表明:区域梅雨量指数能很好地揭示出江淮流域梅雨量的丰枯;丰梅年西太平洋副高南侧的偏南气流和其北侧的偏北气流水汽输送显著增强,越赤道气流抵达北半球后,集中在10°N附近,40～130°E范围内的阿拉伯海和孟加拉湾向北偏东方向伸展,与来自南海和西太平洋的水汽输送相汇合,在我国的江淮流域-日本列岛南部形成一条水汽通量距平≥55 kg/(m.s)的强水汽输送带;丰梅年水汽通量散度距平表明:整层水汽通量辐合比枯梅年明显加强,为江淮梅雨提供了充沛的水汽来源,有利于江淮梅雨的异常偏多;枯梅年则反之。

下击暴流的雷达预警量化指标研究

下击暴流是一种局地灾害性天气现象,对航空飞行安全有极大危害,也会对地面物体造成严重损害。依据下击暴流发生前母体雷暴(下文简称雷暴)反射率因子核迅速下降的特征,基于雷达体扫数据,定义了判断下击暴流发生、发展的"单位面积等效势能"概念,并结合下击暴流期间雷暴速度场中层辐合的事实,设计得到了下击暴流出流强度公式。结果表明:(1)单位面积等效势能值的变化准确反映了雷暴强中心高度变化。(2)相邻体扫的单位面积等效势能差,反映了雷暴能量的释放量,下击暴流发生前1—2个体扫的单位面积等效势能差达到最大,这反映了下击暴流的爆发;可通过设置单位面积等效势能的释放量为30%,预警下击暴流的发生。(3)单位面积等效势能的释放能够提前6—12 min预警出下击暴流的发生,并通过出流强度公式量化由下击暴流产生的地面大风值。预警风速的误差由雷暴距雷达的距离决定,距离越近风速误差越小,反之亦然。(4)对6次下击暴流预警结果表明,该指标能够准确预警下击暴流的发生,而出流强度受雷暴识别参数的影响较大,远距离误差较大。

GRAPES混合同化方法在青藏高原区域的初步试验

针对青藏高原地区气象观测站点稀少和模式同化分析质量较低的问题,将GRAPES区域集合变分(En-3DVAR)混合同化系统应用于青藏高原地区,进行了单点理想试验和真实观测资料同化分析预报试验,分析评估青藏高原混合同化分析增量及预报误差的水平垂直结构特征及其合理性,并与中国东部平原地区进行比对。单点理想试验表明,En-3DVAR混合同化系统中背景误差协方差具备流依赖属性。真实资料混合同化试验结果表明,基于集合预报估计的分析增量具有流依赖的特征,特别是在高原地区和槽脊系统附近;青藏高原地区分析场的绝对误差总体低于3DVAR系统,其平均绝对误差在中层和高层低于平原地区,说明在青藏高原地区的改进效果略优于平原地区。需要关注的是,青藏高原地区En-3DVAR混合同化分析增量总体大于3DVAR,特别是近地面层u风分量分析增量明显偏大,这可能与青藏高原复杂地形有关。

贵州地区冰雹云微物理过程及发展机制数值模拟研究

为了进一步探究贵州地区冰雹云的形成、发展机制和冰雹增长的微物理转化条件,运用三维冰雹云模式对该地区2012—2015年12个冰雹个例进行数值模拟研究,结果发现:各种水成物有利的空间分布是雹粒增长的物质基础,且上升气流与水汽相变之间存在一个正反馈效应,冰雹粒子主要以霰粒子为胚胎进行增长,增长方式以霰自动转化成雹为主。在再生冰雹云发展过程中,雹云首次发展过程结束时,高空仍维持4 km及以下很低的0℃层高度,是再生冰雹云发展的热力环境条件。降雹区地面气流辐散,导致两侧区域形成较强的气流辐合上升,是再生冰雹云发展的动力条件。气流在辐合的同时,又使原降雹区的水汽源源不断地向两侧气流辐合区汇合,是再生冰雹云发展的水汽来源。冰雹云中冰晶和霰粒子含量的迅速增加,为冰雹的再次增长提供了有利的微物理物质转化条件。