基于Landsat影像的南京地区热岛效应

以南京地区作为研究区域,利用Landsat TM的热红外波段作数据,通过单窗算法反演出地表温度,进而分析地表温度的空间分布差异情况以及由此引起的热岛效应。结果表明,在南京人口密集的城区存在明显的热岛效应,而水体和林地的温度比较低,两者地表温度差异达10℃以上。地表比辐射率与地表真实温度有密切关系,表明地表覆盖类型在地表热量分布中起重要作用。

2003年春季江淮一次暴雪过程的模拟研究

采用NCEP全球再分析资料和常规地面、高空观测资料,利用非静力中尺度数值模式MM5(V3.6)对2003年2月江淮地区暴雪过程进行了数值模拟。结果表明,MM5能够较好地模拟出地面及中低空大、中尺度环流系统,能够成功模拟出暴雪中尺度低涡的发生、发展及结构演变;低空西南急流与暴雪有着密切关系,对暴雪天气预报有很好的指导作用;对涡度场、散度场和垂直速度场的诊断表明,运动场和热力场的相互配置及耦合关系非常有利于暴雪切变线的发展及暴雪形成与维持。还利用模拟雷达反射率因子检验了模拟的正确性。对温度场的分析可知,降水性质与700 hPa、850 hPa温度平流有直接关系。

卫星观测的西南地区闪电的时空分布

利用TRMM卫星上携带的闪电探测仪(LIS)所获取的10 a闪电资料(1998—2007年)对西南地区闪电活动的时空分布特征进行了分析。结果表明:该地区闪电次数的年差异较大,最多年份是最少年份的2倍多,闪电活动季节性特征非常明显,闪电主要集中在春末仲夏发生,呈现单峰值特征,4—8月是闪电高发期(约占全年总闪电活动的84.83%)。闪电活动的日变化表明,闪电峰值区集中在傍晚、午夜前后两个时段,闪电谷值区出现在09:00—12:00,夜雷暴多,这是与其他地区闪电日变化显著不同的地方。在对闪电次数进行了探测效率订正后,根据LIS注视时间,计算了闪电密度。西南地区闪电密度分布大体呈现:东部高,西部低;南部高,北部低。闪电密度较高、面积较大的高值中心位于中越交界的老山一带,非常明显的大片低发区主要位于西南西部地区。研究表明:西南地区闪电时空分布与当地的地形地势、水汽和地理环境条件等诸多因素有关。

一次山东半岛强冷流暴雪过程的数值模拟和诊断分析

利用NCEP/NCAR再分析资料,应用WRF中尺度数值模式对山东半岛2008年12月4—6日的冷流暴雪天气过程进行了数值模拟,利用模式输出的时空分辨率较高的资料,对此次冷流暴雪的特征及其产生的物理机制进行了分析。结果表明,这次暴雪产生在西北气流、较大海气温差的背景条件下,一定的海气温差是冷流暴雪的重要指标;冷流暴雪产生在较强垂直上升运动区的相当位温高值区附近;水汽输送方向为西北—东南向,水汽辐合层比较浅薄且范围狭窄;降雪分布具有明显的南少北多的特征;850 hPa湿Q矢量散度场辐合区的存在、位置及强度与暴雪的产生、落区及强度具有较好的对应关系;湿Q矢量分量的垂直分布揭示了次级环流的方向和强弱,暴雪位于次级环流的上升支附近。

080125南方低温雨雪冰冻天气持续降水的数值模拟

利用WRF模式对2008年1月25—29日中国低温雨雪冰冻天气过程进行模拟。结果表明,雨雪期间长江中下游及以南地区长时间存在着高低空急流的耦合形态,且低空急流不断向雨雪区域输送暖湿水汽,使该地区低层的水汽辐合,促进大范围雨雪发生和维持。强高空辐散的抽吸作用,促进低空辐合、整层上升运动加强以及正涡度的维持。干冷空气从对流层高层倾斜南下加强了对流不稳定能量的积累。本次雨雪冰冻天气过程中存在明显的干侵入,降水区北侧对流层高层高位涡干冷空气沿等相对湿度(RH)线密集带侵入低层,促使雨区低层位涡中心迅速增大,促进强降水发生;本次过程表明位涡和降水有很好的对应关系,这对降水预报有很好的指示意义。由于极涡偏强促使冷空气南下,南方近地面浅薄冷空气使雨水结成冰导致灾害发生。

2007年夏季降水异常的成因及预测

采用NCEP/NCAR再分析资料、NOAA再分析全球海温和中国国家气候中心整理的160站降水量资料,在回顾2007年夏季中国降水分布及其趋势预测的基础上,探讨了2007年夏季降水异常的可能原因。2007年前期对热带太平洋海温、东亚季风、西太平洋副热带高压等主要物理因子冬夏演变的分析接近实况,但主要多雨带位置仍比预测的偏南。夏季亚洲中纬度大陆高压异常维持可能是造成2007年夏季主要多雨带比预期偏南的主要原因。

中国东部夏季水汽输送的年代际变化特征

基于1948—2012年NCEP/NCAR月平均再分析资料,采用9 a滑动平均、EOF分析及合成分析方法,研究了我国东部夏季水汽输送的年代际变化特征。结果表明:6—8月水汽输送由强转弱发生在1975年前后,水汽输送异常显著区域主要位于东部地区;6月南海到我国东部地区的水汽输送存在年代际变化,7月孟加拉湾、南海和西太平洋(8月印度洋、南海和西太平洋)到我国东部的水汽输送同样存在年代际变化;6—8月年代际变化前后水汽输送矢量分布与相应月份水汽输送通量年代际特征向量场的空间分布基本一致;显著的水汽通量散度辐合区位于华中以西经华北到东北地区,长江以北水汽辐合(辐散)异常显著区域由风场的辐合(辐散)异常和水汽平流异常共同造成,长江以南地区水汽辐合(辐散)异常显著区域主要由风场的辐合(辐散)异常造成。

基于GIS的马铃薯种植气候区划及风险区划的研究

利用地理信息技术及气候资源信息,对内蒙古乌盟地区的主要农作物马铃薯做了多项自然资源空间统计分析,并选定了该地区马铃薯种植的气候区划指标和风险指标。这些指标涉及到马铃薯的种植失败风险和减产风险。利用小网格资源推算法,实现了基本气候资源分布的细化。同时借助于CITYSTARGIS的二次开发功能,用VisualC++编制模型,进行马铃薯气候资源区划和种植风险程度区划的地理制作。研究结果可供农业种植规划部门及农业保险部门使用。

多普勒雷达资料同化对江苏一次飑线过程的数值模拟

应用新一代中尺度预报模式WRF模式及其3DVar同化系统,针对江苏地区2009年6月14日飑线过程进行了多普勒雷达资料的同化试验研究,在对雷达资料进行严格质量控制的基础上,设计一系列尺度化因子优化调整及同化频率的敏感性试验。试验结果表明:同化后初始场得到不同程度改善,适当的尺度化因子设定,能够有效改进对模式初始场中700 h Pa风场和850 h Pa温度场以及组合反射率因子等要素的分析,进而改善短时降水预报和风暴的垂直结构配置;并且同化频率越高,对初始场的组合反射率因子分布与观测更为接近,短时降水预报越准确。

应用湿Q矢量分解理论诊断分析“05．7”梅雨锋暴雨

利用Q矢量分解理论对发生于2005年7月的一次江淮梅雨锋暴雨过程进行诊断分析,并对比分析了原非地转湿Q矢量(Q*)和改进后的非地转湿Q矢量(QM)的诊断能力。结果显示:对流凝结潜热的释放对此次梅雨暴雨中尺度系统的形成和维持起到非常重要的作用;将QM分解为平行和垂直于等位温线两个方向后,发现在暴雨强盛阶段,低层大气是以大尺度辐合为主,中高层相反,且南北方向有次级环流出现,表明次天气尺度的持续性水汽汇集和正反馈机制是此次梅雨锋暴雨的关键因子。

1951—2007年华北地区夏季气温变化特征

利用1951—2007年月平均气温资料和NCEP/NCAR 1951年1月—2007年12月500 hPa高度场再分析资料,统计近57 a华北地区29个台站逐年夏季气温值,运用EOF、REOF、趋势分析、Morlet小波分析、M-K突变检验及相关分析等对华北夏季气温的时空分布及其成因进行分析。结果表明:近57 a华北地区29站平均气温的空间差异较大;一致性特征是华北地区夏季气温的最主要的空间模态,在此基础上,第2种空间模态还显示出了华北地区夏季气温的南北差异;华北地区夏季气温可分为环渤海型、南方型、东北型及西部型4个主要的空间分型;近57 a来华北地区夏季气温各分区的周期振荡不完全一致,但都存在着一个准18 a的周期;20世纪90年代前中期,华北地区除Ⅱ区外,其他三区均存在着一个突变点,在突变点之后,出现了5个气温大值年,即酷暑年。我国华北地区夏季酷暑成因:从500 hPa环流场来看,在欧亚中高纬地区,存在显著的正负距平相间的波列,其中最大正距平中心位于蒙古地区,说明东亚中纬度地区西风带位势高度场异常偏高,有利于引导西太平洋副热带高压北上,造成华北夏季气温升高;从我国华北地区汛期降水距平场来看,汛期降水偏少,也会导致华北夏季的酷暑天气。

2011／2012年冬季中国气温异常的成因及前兆信号

采用国家气候中心整理的全国160站月平均气温资料、NCEP/NCAR再分析资料及NOAA全球海温资料,在探讨1986年以来中国冬季气温异常机理基础上,对2011/2012年冬季气温异常特征及其前兆信号进行分析。结果表明:地面西伯利亚高压、东亚冬季风及500 hPa乌拉尔山与贝加尔湖南侧的异常环流等系统是影响中国冬季气温的主要中高纬环流系统,而中低纬环流系统主要包括西太平洋副高环流和印缅槽。前期热带印度洋和中东太平洋关键区海温异常与后期冬季气温关联的环流系统有密切的关系:前期夏季7、8月西印度洋海温偏高时,冬季西伯利亚高压将偏强,有利于冬季风偏强和中国冬季气温偏低;而当8—10月中东太平洋海温偏高时,西太平洋副高将偏强偏大偏西,北界位置偏北,印缅槽偏强,中国气温容易偏高,反之亦然。两者对后期环流的影响存在一定的独立性,中国冬季地面气温异常是它们共同作用的结果。

江西“6·19”特大暴雨天气过程诊断分析

利用NCEP逐6 h 1°×1°的grib再分析资料和常规气象观测等资料,对2010年6月19—20日江西地区特大暴雨天气过程的物理量演变及高低空急流配置进行了分析。结果表明,此次特大暴雨过程发生在副高与高空槽稳定维持的有利背景场环境下。暴雨落区上空强烈的垂直上升运动,持续的西南水汽输送和高低空急流配置,共同造成了此次大范围暴雨的发生和维持。在高空急流入口区右后侧、低空急流的前方造成正涡度辐合上升运动,暴雨出现在低空急流的左前方。气流的高层辐散与低层辐合的叠加,形成强烈的上升运动,为这次暴雨天气的产生提供了有利的环境条件,也是对流维持、持续的重要机制。湿位涡低层为负、高层为正,高、低值中心和密集带的演变显示了强对流系统暖湿气流与外界干冷空气的相互作用。

2009年深秋河北省特大暴雪天气成因分析

利用多种资料对2009年11月10—11日河北省特大暴雪天气过程进行了分析。结果表明:冷锋系统长时间影响河北,并产生正、逆双向次级环流,其强上升运动与中层强辐合及正涡度柱耦合,为暴雪提供了很好的动力条件;由于锋面附近强温度梯度及风的垂直切变作用,在暴雪区形成条件性对称不稳定和对流不稳定;另外西南暖湿气流为暴雪提供了充沛的水汽条件,强上升运动可将水汽输送到高空冷区凝华、冻结为雪及冰晶;向东开口的喇叭口地形使得干冷空气在低层堆积,增强了回流降雪的低层冷垫作用;在低层由于地形作用产生的弱上升运动与锋面次级环流上升运动叠加,有利于强对流天气发展和增强。

夏季贝加尔湖阻塞高压的年际变化及其与我国降水的关系

采用1952—2008年NCEP/NCAR逐日500 hPa高度场再分析资料及中国国家气象中心整编的全国160站降水资料,对夏季贝加尔湖地区阻塞高压活动的年际变化特征及其同期与我国降水的可能联系进行了分析。结果表明:夏季贝加尔湖阻塞区域的阻塞活动具有明显的年际变化;在年际尺度上,夏季贝加尔湖地区阻塞活动偏多(少)对我国内蒙古东北部,华北部分地区,四川盆地与云南地区附近及广东南部的涝(旱)有一定的影响;同时对我国内蒙古中部、秦岭东北部、华北东部及川西高原的旱(涝)也有一定的影响。

2009年6月河南一次飑线过程的成因分析

利用地面观测资料、NCEP1°×1°再分析资料和雷达探测资料,从能量、动力和触发机制等角度,对2009年6月3日发生在河南东部地区的一次飑线过程进行综合分析。结果表明:东北冷涡是此次飑线过程的主要影响系统,涡后冷空气南下与低层暖湿空气叠加造成对流不稳定,高层的干冷空气侵入增强了对流不稳定;低层辐合、高层辐散为飑线强对流天气的发生发展提供了强烈上升运动的动力条件,地面维持并加强的干线所激发的次级环流可能是这次飑线系统发生发展的重要机制之一;中低层的垂直风切变稳定维持、加强、迅速减小与飑线强对流天气发生发展前后对应较好,其演变特征对此次飑线过程有很好的指示意义。

2007-07-07江淮地区特大暴雨过程的地形敏感性试验分析

为了更好地探究暴雨强度和落区对农业防灾减灾工作的重要性,利用WRF模式对2007-07-07—08江淮地区的特大暴雨进行了地形人为变化的影响和模式地形分辨率影响的地形敏感性试验。由此得出,控制试验和3个对比试验的雨带均呈现西北—东南走向带状分布。在此次暴雨过程中,九华山、天目山、黄山一带的地形对江苏西部强降水中心位置的影响很大,使得其位置向东偏移了1个纬度左右,但是,对安徽境内的暴雨落区影响不大;幕阜山对此次暴雨过程的影响最小;大别山一带的地形对安徽西北部的降雨量影响较大。采用较低分辨率的地形时,安徽西北部的强降雨中心降雨量明显偏少,而对江苏北部的强降雨中心降雨量并无影响;采用较高分辨率的地形时,2个强降雨中心的降雨量均未发生变化。

论B/S网络教学环境下数学公式的整合

本文针对网络远程教育中数学公式处理的难点,提出了如何在现有B/S网络教学系统中无缝整合公式处理功能的问题并给出了一套简便、开源、高效的解决方案。

南信指数-空气(大气)自然净化能力指数(Nusit index-ASPI)

南信指数（Nuist index）-空气（大气）自然净化能力指数（Air Self-Purification index,ASPI）是由南京信息工程大学气候变化与公共政策研究院蔡银寅博士根据经济学原理和方法、融合气象观测数据和WRF-chem模式预报,与南京信息工程大学气象台周北平工程师合作研发的一套反映边界层大气自然净化污染物能力的指数模型,简称ASPI-Model.

“2007．07．07”江淮地区特大暴雨过程过程的地形敏感性试验分析

为了更好地探究暴雨强度和落区对农业防灾减灾的重要作用。本文利用WRF模式对2007年7月7—8日江淮地区的特大暴雨进行了地形人为变化的影响和模式地形分辨率的影响地形敏感性试验。得出控制试验和三个对比试验的雨带均呈现西北-东南走向带状分布；此次暴雨过程中,九华山、天目山、黄山一带的地形对江苏西部的强降水中心位置影响很大，使得其位置向东偏移了一个纬度左右，但对安徽境内的暴雨落区影响不大；幕阜山对此次暴雨过程影响最小；大别山一带的地形对安徽西北部的降雨量影响较大。采用较低分辨率的地形时，安徽西北部的强降雨中心降雨量明显偏小，而对江苏北部的强降雨中心降雨量并无影响；采用较高分辨率的地形时，两个强降雨中心的降雨量均未发生变化。