基于ERA5再分析数据的中国邻近海域极端波高特征分析

极端波浪对沿海地区基础设施有着深远的影响,了解它们的变化规律是进行海岸带风险分析和灾害预防的基础。文章基于欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasting,ECMWF)第五代再分析数据集(ECMWFreanalysisv5,ERA5),对中国邻近海域1979~2018年间极端波高展开时空特征分析,并统计了40a厄尔尼诺系数,利用广义极值分布(generalized extreme value,GEV)函数探究了近40 a厄尔尼诺现象对我国海域极端波高的影响,结果显示:统计1979~2018年整个研究区域前2%极端波浪年均值在6~10 m间浮动,且整体趋势递增,在四季趋势变化中,春夏极端波高增长趋势较秋冬高,且波动明显,在年际极端波高变化趋势中有较大波动时大多伴随着厄尔尼诺或是拉尼娜现象的发生,结合厄尔尼诺现象对GEV分布中位置参数的影响分布图和极端波高年、季节际趋势变化分布图,厄尔尼诺现象影响大的地区极端波高大多呈现增长趋势,表明厄尔尼诺现象对极端波高有较高影响。

四种全球大洋水汽数据产品的比较分析

文章比较了卫星专用传感器微波成像仪/探测仪(SSM/I&SSMIS)、遥感系统数据集(RSS V7R01)、欧洲中期天气预报中心第5代再分析数据(ERA5)和现代回顾分析的研究与应用第2版数据(MERRA-2)4种观测和再分析资料在刻画全球大洋水汽气候态中的异同点,初步探究了不同尺度的大气柱水汽总量(TCWV)的变化特征和长期趋势。研究结果表明,4种数据TCWV的空间分布、季节和年际变化较为一致。从1988至2018年,TCWV总体呈增加趋势,其中热带海洋的年际变化显著,增加趋势较强,且和厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)高度相关。利用再分析数据做短时间(如1991—1997年)的TCWV趋势分析时要慎重使用ERA5和MERRA-2的数据。在研究热带区域长期水汽变化趋势时,需谨慎使用MERRA-2的数据。

苏皖地区强降水过程双雨带漏报原因分析

基于降水量观测数据、ECMWF模式降水预报数据和ERA5再分析数据,研究了2022年3月19—20日苏皖地区一次降水过程中双雨带漏报个例,并对比分析了一次双雨带成功预报个例.结果表明:①漏报个例的北雨带中,16个站降水量进入近30年3月日降水量前10名,两个站降雨量刷新3月份的历史极值,是一次极端性较强的降水过程.②ECMWF模式未能准确预报北雨带冷平流,未反映实况中出现的对流活动,且预报的对流层低层相对湿度始终偏小,两个原因直接导致北雨带降水量预报值显著偏少.③成功预报个例中,过程开始阶段,ECMWF模式有700hPa高湿区预报范围偏大、850hPa高湿区预报位置偏南的情况,以后逐渐调整为与实况一致,较好地预报了苏皖地区对流层低层湿度条件,佐证了湿度预报偏差是造成雨带预报偏差的重要原因.

GNSS和非实测气象参数的PWV反演方法及其精度评估

水汽是大气的重要组成成分之一,其时空变化受气温、气压等多种气象因素的影响。因此,研究水汽反演影响因素对获取高精度水汽信息具有重要意义。以中国区域为例,研究利用全球导航卫星系统(global navigation satellite sys‐tem,GNSS)和非实测气象数据(气温和气压)探测大气可降水量(precipitable water vapor,PWV)的方法。首先,对欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasting,ECMWF)第5代气候再分析数据集(ECMWF reanalysis v5,ERA5)提供的气温、气压和GNSS反演的天顶对流层延迟进行评估;其次,大气加权平均温度T_(m)是PWV反演的关键参数,对不同的T_(m)计算模型进行分析,确定中国区域最优T_(m)计算模型;最后,根据误差传播理论推导PWV的理论误差,利用非实测数据计算小时分辨率的PWV并进行精度评估。结果表明,利用GNSS获取的中国区域PWV与无线电探空/ERA5 PWV均有较好的时空一致性,降雨期间PWV的误差较非降雨期间稍大。所提方法获取的PWV理论误差为2.0 mm,实际误差为2.1 mm。因此,基于GNSS和非实测气象参数反演的PWV具有较高精度,对于研究中国区域水汽时空变化与分布具有重要意义。