MCC和一般暴雨云团发生发展的物理条件差异

利用NCEP/NCAR 1°× 1°再分析资料和GMS红外辐射亮温 (TBB)资料 ,研究了 2 0 0 2年 6月 2 2日的中尺度对流复合体 (MCC)和 7月 2 3日的一般暴雨云团两者之间发生发展的环境场差异。结果表明 ,MCC发生在较弱的斜压环境里 ,对流层低层有明显的天气系统如切变线、中尺度低涡 ,中层可以没有低压槽参与 ,高层则出现在反气旋环流里。普通暴雨云团低层的影响天气系统和MCC类似 ,但中层往往和槽线相联系 ,高层则出现在急流入口区右侧。MCC对高温高湿能量的需求比一般暴雨云团更高 ,如要求高能舌范围更广、更深厚 ,对流不稳定区范围更大。MCC的动力强迫主要在低层 ,和较大的θse梯度联系密切 。

“0811”暴雨过程中MCC与一般暴雨云团的对比分析

利用T639 1°×1°分析场、FY-2红外云图、红外辐射亮温(TBB)、闪电定位和气柱水汽总量等资料,对2010年8月11日发生在山西南部暴雨过程(即"0811"暴雨过程)中的中尺度对流复合体(MCC)和其北部的一般暴雨云团进行了对比分析,结果表明,(1)山西北部暴雨带主要由6个β中尺度对流云团生成、发展及合并造成;山西南部区域性暴雨则由MCC的生成、发展、东移所引发。(2)山西北部的暴雨云团在850hPa暖切变线南部生成和发展,并在地面切变线附近合并;山西南部的MCC由3个β中尺度对流云团发生、发展及合并形成,该对流云团在700hPa次天气尺度切变线上触发生成;MCC发展、成熟阶段,α中尺度云团沿925hPa暖切变线东移;减弱阶段,随西太平洋副热带高压的南退而南压。(3)在西太平洋副热带高压西进北抬的背景下,同一次暴雨过程中,MCC发生在5 880gpm边缘弱的斜压环境中,高层则出现在高压北侧的反气旋环流中;一般暴雨云团发生在5 840gpm边缘较强的斜压环境中,高层则出现在急流入口区的右侧。(4)MCC作为大型的中尺度对流系统,不但对低层高温高湿能量的需求比一般暴雨云团更多,而且在垂直方向上,要求湿层、高能舌及暖温结构更深厚。(5)山西南部MCC影响区和5 880gpm线边缘为负地闪覆盖区,正地闪主要出现在其北部一般暴雨云团影响区和5 840gpm线附近。与MCC相比,一般暴雨云团影响下,局地闪电开始及闪电峰值的出现较降水的开始及降水峰值的出现有更多的提前量。(6)山西北部暴雨云团出现在气柱水汽总量梯度的大值区及水汽锋上;山西南部MCC则出现在水汽锋南侧气柱水汽总量的大值区。气柱水汽总量对"0811"暴雨过程有36h的提前量,对暴雨的落区有很好的指示意义。

黄河中下游一次MCC和中-β尺度强对流云团相互作用暴雨过程综合分析

利用卫星云图、多普勒雷达资料、地面加密观测资料和NCEP再分析资料等,对2007年7月29日山西和河南交界地带发生的一次暴雨过程进行了大尺度环境场和中尺度影响系统的综合分析。结果表明:暴雨是由MCC、中-β尺度强对流云团、以及MCC和中-β尺度强对流云团合并造成的;低空急流和边界层东北风是MCC生成和发展的触发机制之一;气流呈顺时旋转的次级环流圈生成,为MCC的生成和发展提供了动力条件;黄河下游范围更大、气流呈逆时针旋转的环流圈生成,对上游次级环流圈具有阻挡和稳定作用;伴随MCC云顶红外亮温TBB≤-62℃面积的减小,位于MCC上游的切变线上同时激发了中-β尺度强对流云团的发展;地面风场切变线、配合地面小高压舌的动向,以及地面中尺度低压的生成和能量比低值舌的活动,对MCC和中-β尺度强对流云团的生成和发展具有指示作用。

一次暴雨过程中MCC与一般暴雨云团的对比分析

分析结果表明：①山西北部的暴雨云团在850hPa暖切变线南部生成、发展，并在地面切变线附近合并；山西南部的MCC由3个B中尺度对流云团发生、发展、合并形成，β中尺度对流云团在700hPa次天气尺度切变线上触发生成；MCC发展、成熟阶段，α中尺度云团沿925hPa暖切变线东移；减弱阶段，随副高的南压而南压。②副高西进北抬背景下，同一次暴雨过程中，MCC发生在5880gpm边缘弱的斜压环境里，高层则出现在高压北侧的反气旋环流中；一般暴雨云团发生在5840gpm边缘较强的斜压环境里，高层则出现在急流人口区的右侧。③MCC作为大型的中尺度对流系统，不但对低层高温高湿能量的需求比一般暴雨云团更多，而且在垂直方向上，要求湿层、高能舌、暖温结构更深厚。④南部MCC影响区及5880gpm线边缘为负地闪覆盖区，正地闪主要出现在北部一般暴雨云团影响区及5840gpm线附近。一般暴雨云团影响下比MCC影响下，局地闪电开始及闪电峰值的出现较降水的开始及降水峰值的出现有更多的提前量。⑤山西北部暴雨云团出现在气柱水汽总量梯度的大值区及水汽锋上；山西南部MCC则出现在水汽锋的南侧气柱水汽总量的大值区。气柱水汽总量对0811暴雨过程有36h的提前量，对暴雨的落区有很好的指示意义。

基于最大相关熵的张量多视图子空间聚类

由于多个视图能够更加全面、恰当地描述数据信息,对多视图子空间聚类(MVSC)算法研究的热度愈加高涨。将最大相关熵准则引入到张量多视图聚类,并在块坐标下降求解框架下提出一个新的多视图子空间聚类算法,称为基于最大相关熵准则的张量多视图子空间聚类(TMVSC-MCC)算法。提出的优化模型将所有视图的子空间表示矩阵视作一个三阶张量。通过对张量施加低秩约束与引入最大相关熵准则的度量使所提出的模型不仅能够通过张量低秩约束充分挖掘视图间的高阶相关信息,并通过最大相关熵准则的度量消除多视图数据中噪声的影响。由于提出模型的非凸性,利用加速块坐标下降算法对模型进行有效求解。为验证TMVSC-MCC算法的性能,在4个图像数据集上进行对比实验,结果证实所提出的算法优于其他9种聚类算法。

“07．6”广西柳州极端暴雨过程的多尺度特征分析

利用NCEP1°×1°再分析资料、常规观测资料、自动站、雷达及FY-2C卫星资料,分析了2007年6月12—13日广西柳州极端暴雨过程的多尺度特征,并探讨了此次暴雨过程的成因。结果显示:500hPa高原东侧的低槽引导冷空气南下,地面准静止锋南移进入广西境内,在地面形成锋面低槽的形势。暴雨发生在850hPa低涡切变线上,暴雨中心与β中尺度低涡扰动有很好的对应关系。这次过程的主要降水系统是南部的对流云团和锋面附近的中尺度对流复合体(MCC)。柳州极端暴雨由两个雨团造成,其中一个雨团强度大,持续时间长,这与强降水回波的列车效应和地面中尺度辐合线有关,是柳州高强度降水得以长时间维持的主要原因。

我国西南地区一次暴雨过程特征及成因

利用卫星云图、多普勒天气雷达资料和高空风等各种天气学资料,对2009年6月8—9日广西、贵州、以及和湖南交界地带的一次暴雨过程进行了综合分析。结果表明,暴雨是由中尺度对流复合体东移、β中尺度强对流云团发展、以及二者合并造成的;地面α中尺度低压带配合α中尺度纬向切变线的生成,为中尺度对流复合体(mesoscale convective complex,MCC)的东移发展、β中尺度强对流云团的发展、以及二者的合并创造了有利条件;地面能量比低值舌的活动是MCC和β中尺度强对流云团生成和发展的触发机制之一;在多普勒雷达径向速度图上,MCC的生成和发展,伴随西南低空急流的建立和维持,大范围的逆风区的生成;MCC的消亡,伴随西南低空急流的减弱和消失,对应西北气流建立和东扩。MCC发展期和β中尺度强对流云团发展期、MCC消散期和β中尺度强对流云团消散期的涡度收支以及视热源和视水汽汇有很大的不同。

特大城市群协同:进展与路径

自20世纪以来,特大城市群如伦敦、东京、纽约、旧金山、粤港澳大湾区等迅速发展。特大城市群的孕育与增长得益于空间融合、人口迁移、经济合作和科技创新的共同作用,也奠定了政府、企业、组织和个人网络空间协同发展的基础。但城市群演进与发展中也出现了资源错配、同质竞争、发展不均、环境污染等问题,传统的分析工具和治理范式面临挑战,呼唤更有效的空间模型和决策方法。新的技术方法如何促进特大城市群的可持续发展?在2020年国际中国规划年会的特别论坛上,5位专家围绕城市群协同主题,解读特大城市群的发展历程,解析形成机理与协同治理需求,展望融合大数据、地理信息、物联网和人工智能等技术的智慧湾区建设路径。

北京721特大暴雨极端性分析及思考(一)观测分析及思考

本文利用多种常规和非常规观测资料对北京2012年7月21日大暴雨过程的降水特点,引发特大暴雨的中尺度对流系统的环境场条件及其发生发展过程进行了全面的分析。观测分析发现:这次特大暴雨是一次极端性降水过程,具有持续时间长、雨量大、范围广的特点。降水过程由暖区降水和锋面降水组成。暖区降水开始时间早,强降水中心较为分散,持续时间长。锋面降水阶段,多个强降水中心相连,形成雨带,雨强大,降水效率高,持续时间较短。引发此次特大暴雨的中尺度对流系统的环境场条件分析发现:极端降水过程发生在高层辐散、中低层低涡切变和地面辐合线等高低空系统耦合的背景下。来源于热带和副热带的暖湿空气在暴雨区辐合,持续输送充沛的水汽,具有极高的整层可降水量、强低层水汽辐合等极端水汽条件。在充沛的水汽条件下,低涡切变、低空急流上的风速脉动、地面辐合线、地形作用等触发了强降水。随着锋面系统东移,在冷空气和适度的垂直风切变作用下对流系统组织化发展,产生较强的锋面降水。中尺度对流系统发生发展过程分析发现:降水过程首先以层状云降水和分散的对流性降水为主。随着干冷空气的侵入逐渐转化为高度组织化的对流性降水,多个中小尺度对流云团组织化发展并形成MCC,产生极端强降水。由于回波长轴方向、地形以及回波移动方向三者平行,此次过程的雷达回波具有明显的"列车效应";并具有明显的后向传播特征和低质心的热带降水回波特点。通过此次罕见暴雨事件观测资料的综合分析,提出了需要进一步研究的问题:此次特大暴雨过程极端性降水特点及极端水汽条件的成因;北方地区暖区暴雨的形成机制;列车效应和后向传播的形成机制;对流单体的组织维持机制以及数值预报对暖区降水的模拟诊断能力等。

“2004．7”沙澧河流域特大暴雨成因分析

应用常规、加密气象资料及卫星云图,分析了2004年7月16-17日沙澧河流域特大暴雨成因。结果表明:高、低空急流耦合区中西南低涡及MCC特征云团的形成和维持是造成此次特大暴雨的直接影响系统。提出利用逐时的中尺度辐合中心、卫星红外云图云顶亮温及雷达回波降水率做中尺度雨团量级预测思路。

主成分分析和聚类分析法用于微晶纤维素分类

目的:研究主成分分析法及聚类分析法在微晶纤维素分类中的应用。方法:测定了来源于5个不同厂家的12种PH101和PH102型微晶纤维素的粉体学等物理性质,采用主成分分析法及聚类分析法对微晶纤维素的分类进行研究。结果:主成分分析和聚类分析的分析结果一致,主成分分析揭示了PH101和PH102型微晶纤维素分类的依据。结论:主成分分析法和聚类分析法可以用于微晶纤维素的分类研究,其结果与传统生产应用中微晶纤维素分类一致。