植被变化对中国区域气候的影响Ⅰ:初步模拟结果

利用区域气候模式（RegCM2）对中国植被变化的气候影响进行了模拟研究,结果表明:江淮流域洪涝灾害增多及华北干旱的加剧可能是北方草原沙漠化与南方长绿阔叶林退化共同影响的结果,而且南方植被退化对其的影响似乎更严重。严重的植被退化会导致降水与植被退化之间的正反馈,易使退化区不断向外扩展且退化难以恢复。而程度较轻的植被退化,退化与降水减少之间是一种负反馈,当人为压力减弱后,退化较易恢复,但由于地表径流的增加,易导致洪涝灾害的发生。植被退化使气候变得更加恶劣,而北方草原植被增加使气候变得温和。但植树区外围的降水减少,易使新栽树林由外向内退化,说明目前的北方草原区气候似乎不支持在该地区出现大面积的森林。

植被变化对中国区域气候的影响Ⅱ:机理分析

在利用区域气候模式（RegCM2）对中国植被变化的气候影响进行了数值模拟研究的基础上,该文着重对其中可能的机理进行了分析,结果表明:植被变化对地-气系统的能量平衡具有重要影响。植被变化使地表释放的有效通量（感热+潜热）发生变化,同时有效通量中的感热。潜热分配,即波恩比亦会发生改变,从而导致大气湿静力能分布的变化,使大气层结及垂直运动发生相应改变,这会进一步影响到大气水汽输送情况,井与相应的垂直运动变化结合最终导致降水的变化。另外,由于植被变化造成的地表蒸散及上壤持水能力的变化,会使土壤含水量、地表径流等也发生明显的变化。

三维地形的可视化研究

根据全球地形高程差资料 ,运用可视化技术对常用投影天气图底图上的地形信息进行重构 ,得到了有地形信息的地图投影天气底图 ;针对三维地形信息重构重 ,提出了一个三维地形投影算子 ,设计并实现了算子计算的递归算法 ,得到真实感三维地形可视化结果。

应用连续小波变换提取对流云团

准确地从卫星云图背景中划分出对流云团的边界十分困难。提出了一种应用连续小波变换从红外卫星云图中提取对流云团的处理方法。将正弦波经过Gauss函数调制后,得到一组满足允许条件的连续小波基函数,利用这组小波基实现了对流云团小波提取算法,得到了强对流云团边界的分割。与提取对流云团的常规处理手段相比,这种方法具有物理意义明确、分割结果准确的优点。

最优三角形剖分在常规气象观测网上的应用

在 Delaunay三角形剖分理论的基础上 ,分析了三角形剖分算法的经典优化原则存在的缺陷 ,研究了三角形形态比的特性 ,提出了最大三角形形态比优化原则 ,该原则克服了经典优化原则的不足 ,且计算方便。根据常规气象资料分析的需要 ,提出了一个基于最大形态比优化原则的最优三角形的剖分算法。

东南沿海地区中α尺度雷暴云团卫星云图特征分析

利用GMS5卫星IR、VIS、WV和分裂窗云图资料及常规天气图对1996～1999年3～9月发生在我国东南沿海地区的对流(雷暴)天气进行分析表明,对流(雷暴)天气主要发生在静止锋等六种不同的天气形势下,它们在卫星云图上的基本数字特征有相同之处,也存在明显的差异。通过对卫星云图中α尺度雷暴云团的灰度和局地标准差等基本数字特征的分析,发现局地标准差极大值或红外-分裂≤0极小值的出现,预示4h左右后雷暴云团将达最强。由此,可以较好的把握雷暴云团的发展阶段以及发展趋势,提高雷暴的预报水平。

基于静止锋的强对流过程个例诊断分析

本文利用常规天气图、中尺度暴雨 η模式输出的物理量场和红外卫星云图资料对 1999年 7月 18日 0 8时～ 7月 19日 0 8时东南沿海 2 1～ 30°N ,110～ 12 2°E范围内的强对流过程进行了分析 ,并仔细考察了对流云团强烈发展的前期条件。结果表明 :此次强对流过程与副高边缘的强暖湿不稳定及准静止锋的活动有关 ,静止锋活动是产生雷暴的直接原因 ,同时也与午后的热对流运动有关。对流不稳定和惯性不稳定是这次雷暴的触发机制 ,相对湿度和对流有效位能的大值中心附近未来可能将有雷暴出现。

RLS-BP人工神经网络算法在降水预报中的应用

RLS -BP是一种新发展起来、自动设置网络主要参数和具有快速收敛能力的人工神经网络模型 ,用预报对象动态消空处理加以改进 ,应用于大连地区短中期降水MOS预报 ,实施了其预报效果与普通BP网络对比的试验。结果表明 ,改进后的新模型既提高了降水的预报精度 ,又有良好的计算稳定性 ,并且适合推广应用于气温、能见度等诸多气象要素的预报和预测问题。

基于三角形网格的气象场等值线自动分析

针对矩形网格法的不足 ,提出了用三角形网格法实现气象场等值线自动分析方法。通过对站点资料的边界插值、三角形剖分等处理后 ,再在剖分出来的三角形网格中按照一定方式连接等值线即可实现等值线的自动分析。给出了等值线自动生成算法 ,并将实例的分析结果同Grads绘制图进行对比分析。结果表明 ,该方法不仅有效可行 ,而且分析的结果更为精确合理。

卫星云图资料在台风路径相似预报中的应用

本文应用相似预报的原理和方法,结合常规气象资料(NCEP分析资料),试验了用卫星探测的灰度场资料作台风移动路径的定量预报。结果表明,通过计算灰度场的相似离度,可以有效地定量描述台风非对称性结构的相似性,并能较准确地预测其未来的移动路径。

地球同步卫星资料的一种云地分离综合处理技术

利用多通道地球同步卫星资料,采用多通道阈值、基于晴空合成底图和云图时间序列的阈值和相似检测、有限区域动态阈值检测等方法,运用分步决策思路,对(60°S～60°N、45～165°E)区域内卫星云图分中高云和低云进行云地分离综合处理。经人工判断与自动云地分离结果对比分析表明,准确率达到90%以上。分析表明,考虑云和地(海)表在不同通道的亮温差异和随时间演变特点,建立并运用多种云地分离方法,有利于云地分离信息量的增加;提出的考虑云系分布时变特性的相似检测法,以及从有云和无云两个角度优先选择高可信度方法逐步检测,有利于云地分离准确率的提高。

数值天气预报中的反问题及其对策研究

通过分析数值天气预报的特点及其存在的问题 ,重申了两个反问题 :①由后续资料完善初始场 ,②建立数值模式时可能涉及的由后续资料选取与优化未知数的问题。通过仔细讨论两个反问题的共同特点 ,将其归结为同一个数学模型方程的求解问题。应用现有的数学理论 ,从数值天气预报的实际出发 ,通过推理与类比 。

GOES-9云图资料在热带气旋路径相似预报中的应用

利用1996～1999四年的GMS-5红外云图资料、NCEP资料和<台风年鉴>给出的热带气旋资料,以及GOES-9红外云图资料,使用逐步相似法对2004年热带气旋进行了路径预报试验.结果表明,GOES-9资料与GMS-5资料可以融合使用,用云图灰度场结合高度场作相似预报的方法可以实现热带气旋移动路径的定量预报,表现了较好的准确性,具有良好应用前景.

台风移动路径数值预报的影响因子初探

本文对一个区域中α尺度数值预报业务模式进行垂直分层增加和积 云对流参数化改进，并设计八种对比试验方案，对９４０６号台风进行模拟预报，通过 对比分析各方案模拟预报的台风移动路径，探寻数值模式对台风移动路径预报的 影响因子。