春季黑潮区海温异常与我国夏季降水的关系

利用海温资料、NCEP/NCAR 53 a(1951～2003年)再分析资料和全国160个站的月降水资料,采用小波、合成和相关分析等方法,分析了春季黑潮区域海表温度异常与我国夏季(6～8月)降水及其与夏季500 hPa高度场、水汽输送的关系。结果表明:春季黑潮区域海表温度具有明显的年际和年代际变化特征,海温的增加趋势非常显著,存在不同尺度的周期振荡,其中23 a左右的周期最显著。春季黑潮海温偏高时,中高纬地区的槽和脊加深,西北太平洋副热带高压加强、西伸,导致副热带高压西侧的暖湿气流输送到长江中下游及华南地区,从而使长江中下游及华南地区的夏季降水增多;水汽输送合成场表明来自南海、西太平洋的水汽输送较气候平均年偏强,向长江流域以北的水汽输送减少,使长江中下游及华南地区夏季降水增多;相反,海温偏低时,长江中下游及华南地区的夏季降水减少。

基于DEM的复杂地形下太阳散射辐射分布式模拟——以贵州高原为例

由于坡度、坡向和地形之间相互遮蔽等局地地形因子的影响,确定实际复杂地形下太阳散射辐射是比较困难的。本文在前人研究的基础上,对以前的模型进行了一些改进,考虑了坡度、坡向和地形相互遮蔽作用对复杂地形下天文辐射的影响,基于数字高程模型(DEM)数据,研制了以复杂地形下天文辐射为起始数据的复杂地形下太阳散射辐射的分布式模型,在模型中还考虑了散射辐射的各向异性。以地形复杂的贵州高原为例,应用100 m×100 m分辨率的DEM数据及气象站常规观测气象资料,计算了贵州高原复杂地形下各月及年的太阳散射辐射精细空间分布。结果表明:(1)局地地形因子(如坡度、坡向和地形遮蔽)对贵州高原复杂地形下太阳散射辐射的空间分布影响较大,随着地形的起伏变化,太阳散射辐射的空间分布明显不同,纬向分布特征不明显。(2)对于太阳散射辐射而言,地形对其的影响仍然很大,在太阳散射辐射计算时也是不容忽视的。

北半球夏季对流层顶气压与气温的年(代)际变率与趋势分析

利用NCEP/NCAR再分析月平均资料,研究了1979—2002年夏季全球对流层顶气压和气温的分布特征与变化趋势。选取了夏季北半球对流层顶年(代)际变率最大区域来定义气压指数和气温指数。分析结果表明:(1)全球对流层顶气压和气温在北半球随纬度的增加而增大,在南半球随纬度先增大再减小,而在整个热带地区对流层顶气压和气温的分布则较为均匀。(2)全球平均的对流层顶气压和气温在分析时段内呈减小趋势,但在中高纬度地区对流层顶气压和气温存在大范围增大现象,表明二者的趋势并不是全球一致的。(3)对流层顶年(代)际变率最大值出现在北半球的中纬度地区和南半球的副热带及高纬度地区,最小值则出现在热带地区。气压指数和气温指数显示出准10年和准3～5年周期。

1949—2007年登陆我国变性热带气旋的特征统计及合成分析

利用1949—2007年热带气旋年鉴等资料,统计分析登陆中国并在我国或附近变性的热带气旋的特征,着重分析不同区域及路径的变性气旋特征。分析结果得出,登陆我国的热带气旋很多,但在我国及附近沿海变性的却较少,大多数热带气旋变性后不发展或迅速衰减,只有约17%的变性热带气旋继续发展。热带气旋变性大多发生在114°E以东,移动方向为东北;其登陆地点与路径有一定关系,在台湾登陆后又在福建或浙江登陆的变性热带气旋往往会到达我国北方地区,在广东登陆的变性热带气旋移不过32°N。由合成分析得出,热带气旋变性前24小时,处在南亚高压脊线上,所有变性热带气旋均处在200 hPa的西南气流中,其北部有西南风高空急流,移向一般随南亚高压的中心移动。热带气旋变性后南亚高压一般迅速减弱。在广东登陆的陆地变性的热带气旋在变性前往往已经大大减弱。北方登陆的热带气旋的涡度场与其他类热带气旋的涡度场有较大差异,在热带气旋中心西北侧有一个正涡度中心,在500 hPa热带气旋中心并不与涡度中心对应,可见这类热带气旋变性前较弱。与正涡度中心对应的低涡的吸引作用可能是北方沿海热带气旋登陆的主要原因,热带气旋变性前24小时较弱可能也是大陆涡旋能吸引热带气旋登陆的主要原因。从垂直结构上看,一般情况下西部的θse比东部的密集,北部的θse比南部的密集。在热带气旋东侧受副高影响,东部风速大于西部,南部风速大大小于北部。

亚洲夏季风系统成员与西太平洋副高的相关特征分析

利用NCEP/NCAR逐候再分析资料,定义并计算了反映亚洲夏季风系统中各成员变化活动的指标参数,在此基础上用时滞相关分析方法,对亚洲夏季风系统诸成员与西太平洋副高面积指数的相关性进行了诊断分析,给出了夏季风系统成员之间相互影响、相互制约的基本作用过程。分析结果表明,亚洲夏季风系统成员与西太平洋副高指数之间存在着不同程度的显著时滞相关,各系统成员与西太平洋副高相互作用、互为反馈,构成了亚洲夏季风系统有机的活动整体。

沪宁高速公路一次冬季浓雾过程的数值模拟分析

利用由多个美国研究部门及大学的共同参与研发的新一代中尺度预报模式和同化系统——WRF(Weather Research Forecast)模式,对2006年12月24—27日沪宁高速公路及其周边地区出现的一次罕见的持续性大雾过程进行数值模拟研究。结果表明,此次大雾过程属于较典型的平流雾,其生成和维持的主要原因是大气层结稳定、系统的下沉运动、充足的水汽;同时也有辐射作用,地面的大气长波辐射冷却是雾维持的重要因素。大范围下沉运动使中低层大气增温与地面辐射降温配合,形成深厚的逆温层,对大雾长时间维持起决定性作用。所以这是一次以平流雾为主伴随辐射雾的过程。27日14时后干冷空气南下才使大雾消散。

ENVISAT ASAR数据与CBERS-02数据的融合及应用初探

首次利用ENVISAT ASAR交叉极化模式数据与中巴地球资源卫星02星(CBERS-02)CCD数据进行融合,对融合后的图像进行分析和讨论。通过比较IHS变换融合、主成分分析融合和小波变换融合方法发现,采用IHS变换融合产生的融合图具有更好的目视判读效果,但是由于ASAR数据受到相干斑噪声的影响,在滤波去噪后,融合图的空间分辨率变低。另外,该融合图包含了地物的VV极化和HH极化后向散射特征,使地物结构形态、复介电常数和地物的光谱信息等重要的地物参数信息都包含在融合图中,增强了区别地物的能力,就农作物的目视解译和分类而言,该融合图精度得到了较大提高。

遗传算法同化系统在修正模式地形中的应用研究

本文以2006年7月15日的天气过程为例,将遗传算法同化系统应用于修正模式地形即修正模式的问题当中,因为地形是模式的重要参数,提供了一种新的较为有效的修正模式误差的方法。该方法能够反演出一个与初始气象要素场相匹配协调的地形场,从而优化了预报模式,使得该模式有效改善对强降水中心及降水区域的预报。

WRF模式对沪宁高速公路浓雾的模拟与检验研究

统计表明,发生在沪宁高速公路的大雾以辐射雾最多,而以平流雾形成浓雾的可能性最大。利用WRF模式3.0版本优选微物理过程和陆面过程方案,对2006年6月—2009年5月发生在沪宁高速公路能见度低于500 m的大雾,按照成因分为辐射雾和平流雾进行数值模拟,并利用实测资料进行检验,验证WRF模式对大雾的模拟预报能力。结果表明,模式对平流浓雾天气的模拟效果较好,模拟预报准确率较高,但未能模拟出辐射浓雾天气。

热带气旋(TC)环流内对流核数、TBB特征与TC强度关系的统计合成分析

基于JTWC(the Joint Typhoon Warning Center)最大风速半径及热带气旋(TC)尺度资料、上海台风研究所台风最佳路径资料以及日本静止气象卫星M1TR红外IR1 TBB资料,针对2001—2010年期间经过台湾再次登陆大陆的13个TC个例,采用对流云-层云分类技术以及统计合成分析方法,探析TC环流内对流核数与TC强度之间可能存在的对应关系,结果表明:(1)整个TC环流内对流核总数、外雨带内对流核总数及内核区域内对流核密度基本上都随着TC强度的增加(减弱)而增加(减少),同时,外雨带内对流核总数大于内核区域内对流核总数,且后者与TC强度之间的对应关系相对不明显,而内核区域内对流密度大于外雨带内对流核密度,且前者较后者与TC强度对应关系更为明显。(2)外雨带内对流核总数、内核区域内对流核密度与TC强度之间的对应关系受TC结构影响很小,但对于TC登陆位置存在一定程度的敏感性。(3)TC内核区域内TBB平均值基本上随着TC强度的增加(减弱)而降低(升高),且这种对应关系对于TC登陆时间以及登陆位置存在一定程度的敏感性,同时,外雨带内TBB平均值与整个TC范围内TBB平均值接近,二者均明显高于同期内核区域内TBB平均值,且前二者与TC强度之间的对应关系相对不明显。(4)基于对流核与基于TBB的统计合成分析结果两者之间具有很好的互补性,二者结合使用可以更全面反映出TC雨带与TC强度之间可能存在的对应关系。