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摘要:熱帶氣旋潛在生成指數(shù)(GPI,Genesis Potential Index)是熱帶氣旋生成可能性大小的空間分布函數(shù),利用大尺度環(huán)境場可以應(yīng)用于熱帶氣旋活動的季節(jié)預(yù)報,并且可以評估全球氣候變化對熱帶氣旋活動的影響。但是目前的GPI基本都是針對全球熱帶氣旋活動構(gòu)建的,沒有考慮到熱帶氣旋不同活動地區(qū)及其內(nèi)部的差異。本研究考慮到南海和西北太平洋熱帶氣旋生成的不同特點,分別構(gòu)建了適用于南海(5~25 °N,100~120 °E)和西北太平洋(5~40 °N,120~180 °E)的熱帶氣旋GPI。改進(jìn)后的GPI對南海和西北太平洋區(qū)域熱帶氣旋生成具有較好的模擬能力,不僅能很好地模擬南海和西北太平洋熱帶氣旋生成頻數(shù)空間分布的氣候特征(相似系數(shù)為0.67),而且能夠較好地模擬熱帶氣旋生成在年際時間尺度上的空間分布特征。

摘要:基于1992—2010年梅河口站玉米長期觀測資料對目前常用的5類玉米低溫冷害指標(biāo)方法(生長季溫度距平指標(biāo)、生長季積溫指標(biāo)、作物生育期距平指標(biāo)、熱量指數(shù)指標(biāo)和玉米低溫冷害綜合指標(biāo))的準(zhǔn)確性評估表明,考慮不同發(fā)育期差異的低溫冷害綜合指標(biāo)方法的準(zhǔn)確率達(dá)67%,其他指標(biāo)方法的準(zhǔn)確性都偏低。究其原因在于這些指標(biāo)的建立都來自于特定的地域與時段,沒有從過程與機(jī)制出發(fā),限制了在其他地區(qū)與時段應(yīng)用的準(zhǔn)確性。因此,為提高玉米低溫冷害預(yù)報的準(zhǔn)確性,需要加強(qiáng)玉米低溫冷害過程的機(jī)制及其模擬研究。

摘要:利用常規(guī)觀測、NCEP/NCAR再分析、FY-2E衛(wèi)星、多普勒雷達(dá)以及自動站觀測資料,對2010年5月6日重慶強(qiáng)風(fēng)雹、暴雨天氣過程進(jìn)行了天氣學(xué)分析。詳細(xì)討論了各尺度天氣系統(tǒng)的發(fā)展演變及相互作用關(guān)系,并在此基礎(chǔ)上提出了此次強(qiáng)對流發(fā)生的天氣背景概念模型。研究結(jié)果表明:這次強(qiáng)對流過程發(fā)生在中緯度氣旋、反氣旋和高空槽增強(qiáng)發(fā)展的背景下,地面氣旋與反氣旋之間的冷鋒也在南移中逐漸增強(qiáng),而中緯度系統(tǒng)與西南地區(qū)低壓和副熱帶高壓間構(gòu)成的鞍形場在重慶北側(cè)造成鋒生,一方面使得冷鋒西段增強(qiáng),另一方面通過次級環(huán)流與中層急流正反饋相互作用,加劇重慶中低層輻合抬升運(yùn)動,既降低了大氣穩(wěn)定度,又為對流的觸發(fā)形成提供了有利條件。與此同時,重慶低層始終位于西南地區(qū)低壓東北部,偏南氣流不僅輸送了充足的水汽,其伴隨的暖平流還與太陽輻射共同造成了重慶低層的顯著升溫,形成了條件不穩(wěn)定層結(jié)。5月5日夜間冷鋒移至重慶地區(qū),鋒面附近的強(qiáng)輻合造成了對流的初始發(fā)展,這一過程很可能與冷鋒進(jìn)入四川盆地后的下坡地形有關(guān)。另外,此次天氣過程中副熱帶高空急流造成的強(qiáng)垂直風(fēng)切變和高空輻散也為對流的強(qiáng)烈發(fā)展提供了有利條件。

摘要:地表反照率是制約地表能量收支平衡的基本因子,其變化會影響氣溫和降水等氣象要素,進(jìn)而影響區(qū)域乃至全球的氣候。文中使用WRF模式,設(shè)計兩組反照率敏感試驗,探討地表反照率參數(shù)對近地面2處氣溫模擬精度的影響。結(jié)果表明:(1) 當(dāng)北京地區(qū)地表反照率增大(減小)0.05時,氣溫相應(yīng)降低(升高)0.1~0.5 K,氣溫變化從城區(qū)到郊區(qū)有一個明顯的降幅,感熱通量和潛熱通量也相應(yīng)減小(增大),且變幅主要為0~13 W/m²;(2) 將控制試驗和MODIS反照率敏感試驗?zāi)M結(jié)果與實況對比分析發(fā)現(xiàn),兩種試驗的模擬結(jié)果偏低,但應(yīng)用衛(wèi)星反照率產(chǎn)品后,氣溫升高約0.2~0.7 K,更接近實際,即應(yīng)用MODIS反照率產(chǎn)品替換WRF模式中原有反照率能進(jìn)一步提高氣溫的模擬精度。

摘要:利用1958—2007年全球海溫、位勢高度月平均資料和中國東北地區(qū)64個測站的夏季地面氣溫等資料,分析了中國東北地區(qū)夏季極端低溫的時空變化特征,及其與大氣環(huán)流和海溫異常之間的關(guān)系,研究結(jié)果如下:(1)近50a來中國東北夏季極端低溫事件頻數(shù)在年際變化的時間尺度上主要存在兩種模態(tài):全區(qū)一致變化型和南北反相變化型;(2)東北夏季極端低溫頻數(shù)與烏拉爾山高壓,東亞大槽,阿留申低壓,東北冷渦密切相關(guān);(3)東北夏季極端低溫與赤道東太平洋海溫存在遙相關(guān)關(guān)系。在1990s初期以前,在E1 Nino發(fā)生年或翌年基本都對應(yīng)東北夏季極端低溫年,但1990s初期開始,El Nino發(fā)生年與東北地區(qū)夏季極端低溫的對應(yīng)關(guān)系遭到破壞;(4)東北夏季極端低溫事件頻數(shù)的年際變化與西太平洋暖池海溫異常密切相關(guān)。進(jìn)一步研究表明西太平洋暖池海溫異常會影響東北地區(qū)上空的環(huán)流,致使東北夏季極端低溫異常。

摘要:通過分析2009年11月9—12日的一次大范圍暴雪天氣事件,探討其發(fā)生前期和過程中的大氣環(huán)境條件及形成機(jī)理。通過研究分析環(huán)流特征、星載雷達(dá)有關(guān)能數(shù)、物理量場診斷等表明:此次天氣過程中暴雪區(qū)域上空對流層中低層一直存在著一層具有增溫增濕特征的層狀云,暴雪前大氣低層高溫高濕的環(huán)境為暴雪的發(fā)生提供了一個有利的溫濕能量蓄積場;東北回流冷空氣的入侵是層狀云開始形成的觸發(fā)機(jī)制;大氣低層因水汽凝結(jié)產(chǎn)生的大量凝結(jié)潛熱促進(jìn)了垂直上升運(yùn)動,大氣中低層在水汽條件具備時,通過垂直上升運(yùn)動的作用使水汽大量凝結(jié)增長,形成層狀云。

摘要:利用南京6站近50 a(1960—2009年)的夏季逐日降水資料,應(yīng)用累積距平、趨勢系數(shù)、小波分析等方法,分析了南京地區(qū)夏季降水和旱、澇年的時空特征。結(jié)果表明,南京地區(qū)夏季降水量、雨日、暴雨日和暴雨日降水強(qiáng)度均有明顯的年代際變化特征,其中降水量和暴雨日數(shù)的年代際變化基本一致;各站夏季降水量、雨日和暴雨日均呈增加趨勢,總降水量的增加趨勢主要是大雨及以上量級降水的貢獻(xiàn);夏季降水量存在2~8 a的周期變化;南京地區(qū)旱、澇年的夏季降水量與長江中下游地區(qū)有較好的一致性,與華南地區(qū)呈相反關(guān)系。

摘要:用NOAA延長重構(gòu)的月平均海表溫度以及NCEP/NCAR提供的比濕、風(fēng)場、溫度場資料和中國160站的月平均氣溫、降水資料,利用相關(guān)分析及合成分析的方法,研究了秋季熱帶中太平洋SST異常型的變化特征及其與冬季中國降水和氣溫的關(guān)系。結(jié)果表明:(1)秋季熱帶中太平洋SST異常型具有準(zhǔn)10 a周期。(2)當(dāng)秋季熱帶中太平洋SST為正異常時,12月份東亞大槽加深,貝加爾湖及其西側(cè)的高壓脊加強(qiáng),有利于來自高緯度的冷空氣向中國北方及東部地區(qū)輸送,850 hPa水汽在江蘇及安徽北部、山東南部、河南中部等地存在輻合,使得上述地區(qū)降水偏多,反之亦然。(3)當(dāng)秋季熱帶中太平洋發(fā)生SST正異常時,12月份吉林、遼寧、內(nèi)蒙古東部及河北氣溫升高,反之亦然。

摘要:自動氣象站監(jiān)測資料中,降水資料的質(zhì)量控制方法較溫度、氣壓等資料更為復(fù)雜。本文分析自動氣象站每分鐘、逐小時及累計降水資料異常的成因,提出了質(zhì)量控制的具體方法和判別流程。流程對實時數(shù)據(jù)進(jìn)行界限值檢查,經(jīng)空間一致性、時間一致性和要素匹配一致性作精細(xì)化正誤判別,最后由人機(jī)結(jié)合綜合決策、判別和處理后錄入二級數(shù)據(jù)庫。通過統(tǒng)計分析,結(jié)合交通氣象能見度要素與降水量間的相關(guān)性,擬定了降水資料質(zhì)量控制的判別算法及相關(guān)閾值。上述質(zhì)量控制不僅使預(yù)報人員避免錯誤數(shù)據(jù)的應(yīng)用,而且為形成準(zhǔn)確、完整的降水歷史資料提供了切實可行的方法,也為裝備的維護(hù)和及時維修提供了依據(jù)。

摘要:利用1951—2010年江蘇省水稻產(chǎn)量及同期14個氣象站點的逐日平均氣溫、降水資料,采用因子膨化及相關(guān)分析,研究了水稻氣象產(chǎn)量的影響因子及影響時段。在此基礎(chǔ)上建立了逐步回歸、PCA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及PCA-GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)3種產(chǎn)量預(yù)報模型。結(jié)果表明:(1)7—9月份是水稻產(chǎn)量形成的關(guān)鍵時期,對氣溫、降水的變化最為敏感,氣溫對氣象產(chǎn)量的影響大于降水;(2)兩種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)報效果好于回歸模型;(3)遺傳優(yōu)化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型比未優(yōu)化模型的訓(xùn)練速度提高了70%左右,預(yù)報精度也提高了4.3%。

摘要:利用淮河流域170個地面氣象觀測站觀測數(shù)據(jù),統(tǒng)計分析了淮河流域1961—2008年間氣溫和降水的時空變化趨勢。結(jié)果表明:48 a間淮河流域年平均氣溫呈顯著上升趨勢,冬季平均氣溫的增溫幅度最大,春、秋次之;年極端最低氣溫亦呈顯著上升趨勢,年極端低溫日數(shù)(滿足該站極端低溫閾值)則呈明顯下降趨勢;流域西北部年極端最高氣溫呈顯著下降趨勢,流域西部年極端高溫日數(shù)(滿足該站極端高溫閾值)呈顯著下降趨勢;降水量總體變化趨勢未通過統(tǒng)計檢驗,但1990s開始,秋季降水量呈下降趨勢,2000年之后年降水量明顯增加,夏季降水量亦增加;春季和秋季降水日數(shù)呈顯著下降趨勢,夏季和冬季無明顯變化。

摘要:利用5月份澳大利亞海平面氣壓和中國107站的6—7月降水資料,使用SVD方法揭示了5月份澳大利亞高壓(簡稱澳高)與江蘇汛期(6—7月)降水(簡稱汛期降水)的聯(lián)系及可能原因,研究表明:當(dāng)5月澳高偏強(qiáng)時,汛期環(huán)流特征表現(xiàn)為:(1)低層風(fēng)場在30 °N附近存在明顯的風(fēng)向切變,上升氣流顯著,并且西太平洋副熱帶高壓較常年偏西,這樣有利于降水增多;(2)130 °E附近的越赤道氣流顯著加強(qiáng),為降水提供了很好的水汽條件。主要影響途徑:當(dāng)5月澳高偏強(qiáng)(偏弱)時,與澳高相聯(lián)系的印度尼西亞附近海溫持續(xù)性偏冷(偏暖),偏冷(偏暖)的海溫一方面使得其區(qū)域低層風(fēng)場的異常輻散(輻合),異常輻散(輻合)風(fēng)場作為渦度源通過Gill型響應(yīng)可引起西太平洋異常反氣旋(氣旋)環(huán)流,有利于副熱帶高壓較常年偏強(qiáng)偏西(偏弱偏東),也增強(qiáng)(減弱)了自南向北的暖濕氣流的輸送;另一方面引起其區(qū)域下沉(上升)氣流異常,進(jìn)而通過類似與EAP波列,激發(fā)江淮地區(qū)的異常上升(下沉)氣流,使得汛期降水偏多(偏少)。

摘要:利用雷達(dá)、加密自動站、NCEP再分析資料和常規(guī)觀測資料,對2011年11月4日發(fā)生在江蘇中北部由超級單體產(chǎn)生的短時強(qiáng)降水過程,經(jīng)分析表明:(1)本次過程中500 hPa為西南暖干氣流,上下層溫度平流差動不明顯,上下層濕度平流差動是前期位勢不穩(wěn)定建立的主要原因。(2)超級單體風(fēng)暴低層強(qiáng)烈的后側(cè)入流,不斷為其輸入暖濕氣流,其前側(cè)為強(qiáng)烈的上升氣流,而高空有較強(qiáng)的后向流出。在這種流場的作用下,超級單體風(fēng)暴的發(fā)展得到加強(qiáng)和維持。(3)對流首先在700 hPa相對濕度梯度大值區(qū)與地面中尺度輻合線相交處被觸發(fā),整個過程中強(qiáng)對流回波出現(xiàn)在地面中尺度輻合線附近,并伴隨其東移。東移的地面輻合線與鹽城東部局地生成的對流風(fēng)暴所造成的地面輻散出流相遇,演變?yōu)橐粭l新的地面輻合線,地面輻合顯著增強(qiáng),導(dǎo)致短時強(qiáng)降水的發(fā)生。中尺度地面輻合線的移動和增強(qiáng)在這次超級單體風(fēng)暴過程中起到了觸發(fā)和維持、加強(qiáng)的作用。(4)對流發(fā)展初期,地面輻合區(qū)對應(yīng)著未來對流回波生成區(qū)域,有很好的超前性;隨著對流發(fā)展,地面負(fù)散度大值區(qū)與對流回波區(qū)逐漸重合,當(dāng)散度場出現(xiàn)臨近正負(fù)散度中心對時,對流發(fā)展達(dá)到最強(qiáng)。

摘要:平流層爆發(fā)性增溫(stratospheric sudden warming,SSW)是冬季平流層大氣環(huán)流結(jié)構(gòu)的一種突變現(xiàn)象,在短時間內(nèi)平流層中高緯度的溫度、風(fēng)和極渦都會發(fā)生劇烈變化。因此,SSW也就成為平流層大氣環(huán)流及其變化研究的重要方面之一。在強(qiáng)SSW期間,高緯地區(qū)溫度急劇升高,西風(fēng)被東風(fēng)取代,極渦幾乎全部崩潰。SSW極大地影響著北半球?qū)α鲗哟髿?甚至整個中高層大氣,包括對平流層乃至中層大氣微量氣體分布的重要影響。隨著臨近空間飛行平臺的研究應(yīng)用,以及由此而提出的臨近空間環(huán)境條件的保障問題,作為臨近空間重要組成部分的平流層環(huán)流變化將更加引起人們的關(guān)注。本文就SSW的特征、發(fā)生機(jī)制、對上下層相互作用的重要影響,以及SSW與準(zhǔn)兩年振蕩、ENSO等的密切關(guān)系和SSW的數(shù)值模擬等方面的研究工作,進(jìn)行了回顧和總結(jié)。