云南大学大气科学专业本科毕业论文质量分析

文章根据云南大学大气科学专业2004-2007届本科毕业论文的原始材料。利用统计分析法和访谈法等研究手段，分析了云南大学大气科学专业本科毕业论文质量。结果表明，云南大学大气科学专业本科毕业论文能达到学士学位论文的要求，并具有一定的研究深度、广度和较高的社会认可度。对所存在的问题给出了相应的解决对策。

云南省大气中水资源分布特征初探

利用1961—2004年云南124个气象站逐月降水(P)和气温(t)观测资料,依据高桥浩一郎的陆面实际蒸散发经验公式(以下简称高桥公式),计算了云南地面蒸发(E)和可利用降水(P-E)等与水资源有关的主要物理量,从大气可提供的水资源部分,分析了云南水资源各分量的时空演变特征及其显著周期,并对云南水资源进行了初步的区划。结果表明:云南大气中水资源各分量区域分布差异显著,南多北少,南部梯度大,北部梯度小;云南水资源各分量P,E及P-E季节变化明显,夏季各量最大,多年平均分别为548 mm,236 mm,313 mm,各占全年的55%,45%及67%,冬季各量最小,所占全年的比例也最小,分别为5%,7%,2%;云南P,E及P-E存在明显的月际、年际及年代际变化特征,各分量最大值出现在7月,最小值出现在1月或12月,通过功率谱周期分析发现,年降水量和可利用降水量存在显著的2.6年周期,年蒸发量存在显著的2.9年周期;云南省初步可划分为水资源丰富区、缺少区及一般区3个区,它们的区域平均P-E,E及P都存在明显差异。

云南5月雨量的多尺度变化及与其相联系的大气环流异常

本文运用小波分析和功率谱分析方法对云南5月雨量的多尺度时间演变特征进行了分析,结果表明,云南5月雨量具有明显的年际和年代际变化特征。对与这两种时间尺度相关联的大气环流异常进行了分析,发现两者具有显著的差异。云南5月雨量的年际变化与冰岛低压、欧洲槽、南亚高压、中西太平洋ITCZ以及孟湾附近的低压系统的变化有着密切的关系,云南5月雨量的年代际-气候态变化与热带各系统的强度、乌山脊、阿留申低压关系密切。

云南及其周边地区中尺度对流系统时空分布特征

依据卫星云图红外辐射亮温资料 (TBB) ,对云南及周边地区中尺度对流系统 (MCS)进行了统计分析 ,获得了该地区MβCS ,MαCS和MCC的时空分布特征。结果表明 :MCS多发生在低纬度高原东部的滇黔和中越之间 ;平均每年 6～ 8月为MCS主要发生时段 (占总发生次数的 6 7.1% ) ,MCS特别是MαCS和MCC发生频率最高的是 6月 ,其与季节性变化 (东亚季风和印度季风爆发 )和下垫面加热易形成空气热对流有关 ;低纬高原地区MCS除了 18～ 2 3时有 1个高峰发生时段外 ,0～ 7时还有 1个次高峰发生时段 ,这与中国其他地区有明显的不同 ,说明高原地区的MCS还具有地域特点。另外还对MCS的移动路径进行了分析。

前期中高纬大气环流异常与我国汛期雨带类型关系的研究

使用国家气候中心提供的1951~2002年北半球500 hPa高度上的月平均格点资料,对前期(1~5月)中高纬大气环流的异常与中国汛期雨带类型分布的关系进行了研究。结果表明,冬季(1~2月)500 hPa环流的时空演变与中国汛期雨带类型分布有明显的相关,春季(3~5月)是转换季节,与雨带类型分布的关系不如冬季密切。尽管不同的雨带类型对应不同的高度距平合成场,但各雨型的高度距平之间只存在三个显著性差异区,且各雨带类型的西风指数显著性差异区与同期高度距平合成场的显著性差异区的经度范围一致。1、2月第一与第二显著性关键区分别位于150°E^170°E和100°W^80°W,第三个显著性关键区出现在80°W^45°W的大西洋上。关键区内西风指数相对平均西风指数较高(低)时,高度场上对应负(正)距平,说明西风指数与中国汛期雨带类型的分布也存在密切关系。因此,前期中高纬西风带大气环流的异常变化与中国汛期降水的关系可为预报我国夏季大范围旱涝的分布提供一些新的线索和信号。

前期大气环流和海温变化对云南汛期雨量的影响

分析了云南汛期6～8月雨量与前期1～5月北半球200、500、850 hPa高度场和海温场(40°S～40°N,30°E～70°W)的相关关系,得到两个相关场中显著相关区的时空分布特征、尺度范围和相关场的波列结构.并进一步分析了与云南汛期雨量相关的环流系统的天气气候学意义,得到云南汛期雨量与前期高度场和海温场的遥相关关键区.分析结果表明:通过综合考虑高度场和海温场作为云南汛期雨量预报因子,使预报更具可靠的物理基础,并初步归纳出影响云南汛期雨量的物理概念模型.

东亚低纬地区局地Hadley环流特征及其与大气臭氧的关系

利用1975—2008年NCEP/NCAR的逐月平均风场资料及1975—2001年ECMWF的逐月多层臭氧质量混合比资料,用大气环流三维分解方法研究了东亚低纬度地区之局地Hadley环流的结构及年代际演变特征,分析了该区域局地Hadley环流异常时对应大气臭氧的空间距平分布。研究结果表明:(1)东亚低纬度地区局地Hadley环流既与纬圈平均Hadley环流具有明显的季节变化,但又具有明显区别于纬圈平均Hadley环流的自身结构特征:除冬季存在明显向南、向北输送的两闭合环流圈外,局地Hadley环流在其余季节均以向南输送为主;(2)该局地Hadley环流具有不同于纬圈平均Hadley环流的年代际演变特征,在整个研究时段上以振荡变化为主,并没有表现出象纬圈平均值那样明显的增强趋势;(3)区域赤道上空平流层20～50 hPa大气臭氧的正负距平异常中包含有局地Hadley环流的异常信息:当局地Hadley环流异常强时,区域赤道上空20～50 hPa大气臭氧有一显著负距平异常中心,反之亦然。

秋季水汽输送特征及其与云南降水的关系

利用云南122个测站1961-2008年秋季(9-11月)降水量和同期NOAA提供的月平均再分析资料,分析了秋季各月降水与水汽通量、水汽通量散度的分布,以及环流异常对降水的影响。结果表明:11月降水场与水汽通量场和水汽通量散度场耦合程度最高,10月次之,9月最小。在降水的空间分布型上,云南秋季降水与水汽通量输送、水汽通量散度的相关基本为一致的正相关;秋季降水量场与水汽通量场的时间变化趋势一致,水汽输送通量、水汽通量散度的变化直接影响降水的变化。云南秋季降水的多少主要是环流异常引起,当云南9月降水正异常时孟加拉湾季风偏强,副热带高压偏弱偏东,冷空气活跃,反之则出现负异常;当10月降水正异常时南支槽和西南季风活跃,影响云南的偏南暖湿气流强盛,反之则降水偏少;当11月南支槽和影响云南的冷空气活跃,云南降水偏多,反之则出现负异常。在水汽净收支方面,9月纬向的净收入最大,而10月纬向的净收入减弱,11月在西风带的控制之下,纬向净收支非常小。而经向上的水汽收支在9-11月有从支出到流入的转换。从云南正负异常年整层和低层水汽净收支看,除11月负异常年为水汽源外,其他都为水汽汇。用ERA-Interim再分析资料与20CR再分析资料计算的水汽误差较小,并且正负异常年水汽净收支变化一致。

有关南半球大气环流与东亚气候的关系研究的若干新进展

南半球大气环流是全球大气环流的重要组成部分,也是影响气候变化和亚洲季风系统的一个重要因素。中国气象学家很早就注意到南半球大气环流对东亚夏季风降水的影响。近年来,有关南半球气候变率的研究目前正受到世界气象学家越来越多的关注。南半球中高纬大气资料的丰富及南极涛动的确定,使得认识南半球高中纬环流的年际变动规律及其与东亚气候关系成为可能。本文主要介绍近年来有关南极涛动的年际变化与沙尘天气发生频次及东亚冬春季气候的关系,古气候资料揭示的南极涛动与华北降水的关系,以及南半球大气环流与长江中下游夏季降水的关系和南极涛动变率的可预测性等方面的研究进展。并对未来研究方向作了初步的展望。

北半球中高纬地区冬季大气臭氧与极涡强度关系

为全面了解冬季北半球中高纬度地区臭氧与同期北极极涡强度变化的相关关系,利用1979年1月至2011年12月欧洲中心再分析资料,选取了4个关键区(北极、东亚、北美和西欧),采用相关分析和E-P通量计算方法,分析了两者之间的相关关系并进行了机制研究。结果表明:(1)冬季北极平流层臭氧总量与极涡强度的负相关关系较好;(2)当极涡强(弱)年,极圈内和外围的北美部分地区臭氧总量显著减少(增加);(3)极涡强度弱时,上传到平流层的涡动热通量强,北半球中高纬地区E-P通量散度辐合增强,剩余环流加强,将导致该地区得到低纬高浓度臭氧的补充而使得臭氧含量增多;(4)1979-2011年上传到中高纬平流层的波动通量增加,造成极区温度增加,进而抑制非均相反应发生而使得极区臭氧含量增加。

大气臭氧层动力学系统中化学与动力扩散耦合过程的研究

对平流层复杂过程控制的臭氧层系统,从支配耦合的动力学方程中解出臭氧宏观数密度行为定态解析解,并判别其稳定性.结果表明臭氧层动力学系统出现m=±Jo3/H的耦合时存在临界结构不稳定.通过对控制参数功能结构和时空结构的关系分析,发现了一些非常[O2]=6.75rk3,且对应重要的动态平衡耦合形式.主要包含有:(1)光化与催化的互耦平衡JO2的转折为Jo3/2;(2)化学排斥子和动力排斥子的分界分歧点(Jo3/2,±Jo3);(3)动力扩散与光化学作用控制的动态平衡射线m=±Jo3等.它们不同的组合结构提供了支配臭氧层系统演化过程的重要控制信息,从而揭示了臭氧层宏观行为的动力学特征.与此同时,还结合南极地区上空特征的大气环境条件,讨论了那里冬春季臭氧层演变的可能解释.

云南雨季开始期时空变化特征及其与ENSO的关系

利用1971—2015年云南省124个气象台站雨季开始日期、美国NCEP/NCAR再分析资料和CPC热带太平洋海温指数等数据,运用数理统计方法分析了云南雨季开始期的时空变化特征及其与前期热带太平洋海温的关系。结果表明:(1)云南雨季主要从东、南、西3个方向呈半包围态势向西北腹地推进,具有明显的季风交汇区特征;(2)前期热带太平洋海温对云南雨季开始期的第一空间分布模态(全区一致型)影响显著,即除了雨季开始最早的滇西北、滇西、滇东北和滇东南等少数边缘地区,云南大部分区域的雨季开始期与热带太平洋海温存在显著的正相关关系,其中与前期3—4月Ni1o3.4指数相关性最好;(3)云南雨季开始期对前期3—4月Ni1o3.4指数的响应具有非对称性,对暖事件的响应大于对冷事件的响应;(4)前期热带太平洋海温主要通过影响低纬Walker环流和季风系统进而影响云南雨季的开始。

宁夏夏季各月降水的时空分布及与74类大气环流指数的关系初探

使用EOF方法,对宁夏全境具有代表性的19个气象观测站的1961～2008年夏季各月降水资料进行了时空分解,得到了夏季各月降水的EOF空间分布特征和时间系数变化趋势。利用国家气候中心资料室提供的1961～2008年共48年的74类月大气环流指数资料,对大气环流指数与宁夏夏季各月降水量之间的相关性进行了分析,得出了相关指数因子。利用最优子集回归方法(OSR)从相关因子中筛选出了最能拟合各月降水的4个关键因子,建立了最优子集回归预报方程,对1962～2008年共47年的夏季各月降水距平进行了回报,得出了各观测站夏季各月的历史拟合率。

亚洲热带近海海温与云南夏季降水的关系

分析了1961-1999年亚洲热带近海海温与云南降水的关系。通过研究云南夏季降水对近海海温异常的响应,发现云南初夏的降水与亚洲热带近海海温有明显的负相关关系,这种降水减少海温正距平的情况在北印度洋西部和阿拉伯海表现比孟加拉湾和南海更显著,但是在盛夏相关关系不显著。同时发现云南西南部的夏季降水与前期孟加拉湾海温有显著的正相关,而与其它海域的海温相关不显著。滇东南的夏季降水只与前期南海的海温有显著的正相关。

前期南半球大气环流异常对云南5月降水的影响

利用1961～2006年NCEP/NCAR全球月平均再分析资料以及云南省124站5月降水资料,研究前期1～4月南半球大气环流对云南5月降水的影响。结果表明:前期1～2月影响的关键区主要位于南半球中纬西风带,当南半球中纬西风带位势高度偏高(低)时,5月降水易偏多(少),前期1月,南极绕极波北线与5月降水显著正相关。前期3月,南极地区影响显著,到前期4月时,南半球中高纬环流的影响减弱,热带太平洋的影响加强,当南方涛动处于正(负)位相时,5月降水易偏多(少)。前期1～4月,太平洋上空出现经向分布的波列结构,该波列结构在对流层低层到高层都存在且随时间不断变化,太平洋地区有可能是影响5月降水旱涝异常的另一个的关键区。

大气环流异常对云南8月低温的影响

应用1951-2005年NCEP/NCAR月平均再分析资料与云南8月气温资料进行相关分析,发现在云南8月低温年,位势高度场的显著相关区在欧亚大陆地区具有"-+-"的波列结构,显著相关区在副热带地区表现也较好;据此讨论了云南8月低温发生时的大气环流特征,得出200hPa南亚高压偏弱,500hPa欧亚大陆西风槽脊异常发展,副高偏弱是导致云南8月低温的主要原因。

云南大理暴雨天气过程GPS大气可降水量特征分析

应用云南大理地基GPS观测站的数据反演得到的1h间隔GPS大气可降水量资料和自动气象站逐时降水资料,分析了云南大理地区4次暴雨过程的GPS大气可降水量的演变特征.结果表明,云南大理地区的暴雨天气过程中GPS大气可降水量呈现明显的1～2天的增湿过程和1～2次跃变过程,跃变过程与降水发生和结束有较好的关系,可为短期预报提供一个明确的水汽演变指标.

青藏高原积雪异常与大气环流异常间关系分析

在参考前人对青藏高原积雪异常年的划分成果的基础上,初步确定出1957—2003年的典型积雪异常年。采用NCEP提供的全球144×73个格点1957—2003年前一年12月至当年5月100 hPa和500 hPa的月平均高度场资料,分析了青藏高原积雪异常与大气环流异常的相互关系,提出了大气环流异常影响青藏高原积雪异常可能的天气气候成因机制;应用三因子最优子集二级判别,建立了判别青藏高原积雪多雪年/少雪年的判别方程,作为客观、定量判断高原积雪异常的指标;结合初步确定的典型青藏高原积雪异常年,用得到的最优判别方程进行划分,并经反复论证后,确定出1957—2003年青藏高原积雪正常略多年和正常略少年。

Hadley环流上升支演变特征及其与低纬大气臭氧变化的关系

利用最新的NCEP/NCAR的逐月平均风场资料及ECMWF的逐月多层臭氧质量混合资料,通过定义Hadley环流上升支强度指数(HAI),用质量流函数的方法研究了纬圈平均Hadley环流上升支的演变特征及其与低纬地区不同层次大气臭氧变化的关系。结果表明,(1)冬季和夏季HAI较大,最大值出现在2月和8月,春、秋季HAI较小,最小值出现在5月和11月;Hadley环流上升支的位置随季节和强度变化;冬季Hadley环流上升支所跨纬度最宽,夏季最窄。(2)各季节代表月份的HAI具有一定的年代际特征,即1月、4月具有负距平-相持-正距平的年代际特征,线性增强趋势明显;7月、10月则表现为距平的正-负-正变化,但7月HAI在2012年以后有明显减弱趋势。总体上各季节HAI从1990年代中后期开始逐渐增强。(3)除春季外,Hadley环流上升支对低纬对流层臭氧的动力输送作用显著,Hadley环流上升运动越强,上升支所对应纬度带对流层臭氧浓度越低,南北两个下沉区对流层臭氧浓度越高。(4)HAI表现为强指数年时,低纬对流层臭氧整体表现为增加,平流层中下部臭氧减少,体现出彼此的长期综合影响。

云南雨季开始期的特征以及与南海季风和印度季风开始期的可能关系

应用EOF、Morlet小波分析方法对云南雨季开始期的时空特征及多尺度周期变化特征进行分析,使用相关分析初步分析印度季风和南海季风开始期与其关系.结果表明：（1）云南雨季开始期的EOF第一模态表明全省雨季开始期一致偏早（晚）,EOF第二模态表明滇中及以东、滇东北、滇东南、滇西南部分地区与滇西、滇西北、滇南大部分地区雨季开始期反相变化的空间分布特征.（2）云南雨季开始期存在着明显的周期性波动,连续小波变换分析表明云南雨季开始期存在2～4年和5～7年的振荡周期.（3）南海季风开始期与云南雨季开始期相关不好,印度季风开始期与云南雨季开始期存在很好的相关性.