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摘要:應(yīng)用多種化學(xué)組分氣溶膠的絕熱氣塊分檔模式,對2008年春季黃山地區(qū)氣溶膠吸濕增長特性進(jìn)行了模擬分析。結(jié)果表明:黃山地區(qū)氣溶膠吸濕增長因子f的大小與粒子半徑、相對濕度、粒子化學(xué)組分、上升速度及上升高度密切相關(guān),且小粒子吸濕增長比大粒子顯著。吸濕增長因子與相對濕度呈正相關(guān),相對濕度越接近粒子的臨界飽和比,吸濕增長因子變化越顯著?？扇苄杂袡C(jī)氣溶膠,通過增加溶液中溶質(zhì)的百分比來影響臨界飽和比,使吸濕增長因子增大。若不考慮不可溶粒子的成核作用,會(huì)高估粒子的吸濕性。隨著上升速度增大,吸濕增長因子降低,降低程度與粒子初始高度的相對濕度有關(guān)。上升高度通過改變氣塊相對濕度的變化來影響氣溶膠吸濕增長因子。

摘要:利用ERA-Interim再分析數(shù)據(jù)提供側(cè)邊界條件,驅(qū)動(dòng)Hadley氣候預(yù)測與研究中心研發(fā)的PRECIS區(qū)域氣候模擬系統(tǒng),檢驗(yàn)PRECIS對1996-2005年西北太平洋熱帶氣旋活動(dòng)的模擬能力。經(jīng)與實(shí)況資料的對比結(jié)果表明:PRECIS能夠有效模擬影響熱帶氣旋活動(dòng)的熱力與動(dòng)力環(huán)境場以及西北太平洋熱帶氣旋生成與路徑的分布特征;模擬的熱帶氣旋逐年生成頻數(shù)與實(shí)況相比,相關(guān)性顯著,生成頻數(shù)空間分布的高值區(qū)與實(shí)況對應(yīng)一致;模擬的路徑頻數(shù)分布與實(shí)況相比總體一致。但模擬的中國南海海域生成的熱帶氣旋與實(shí)況相比偏多,路徑頻數(shù)集中在南海東北部;模擬熱帶氣旋的北移路徑偏少,強(qiáng)度偏弱。

摘要:高分辨率的中尺度預(yù)報(bào)模式ARPS及其3DVAR/云分析系統(tǒng),針對2010年登陸福建的超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)"鲇魚",研究對流可分辨尺度下,每1 h循環(huán)同化沿海新一代多普勒雷達(dá)網(wǎng)資料分析、研究對臺(tái)風(fēng)初始場和預(yù)報(bào)場的改進(jìn)作用。結(jié)果表明:單獨(dú)同化雷達(dá)資料可顯著改善初始場中的臺(tái)風(fēng)內(nèi)核區(qū)動(dòng)力和熱力結(jié)構(gòu),以及臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度和位置,進(jìn)而提高18 h臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度、路徑和降水預(yù)報(bào),但預(yù)報(bào)路徑和降水分布與實(shí)況仍存在差異。在雷達(dá)資料同化基礎(chǔ)上加入常規(guī)觀測資料,對初始場中臺(tái)風(fēng)內(nèi)核區(qū)結(jié)構(gòu)改進(jìn)不大。但在顯著調(diào)整大尺度背景場,從而進(jìn)一步減少臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)誤差,能準(zhǔn)確預(yù)報(bào)出福建沿海兩個(gè)強(qiáng)降水區(qū)域的位置和強(qiáng)度?？傮w而言,雷達(dá)資料同化主要提高臺(tái)風(fēng)結(jié)構(gòu)分析,而常規(guī)觀測資料同化主要改善環(huán)境場分析,兩者有效結(jié)合使得預(yù)報(bào)結(jié)果和實(shí)況最為接近。

摘要:利用常規(guī)觀測資料、NCEP再分析資料及加密自動(dòng)站資料對2011年梅汛期江蘇省6月17-18日和7月11-13日2次典型的大暴雨天氣過程進(jìn)行對比分析。結(jié)果表明:2種不同類型大暴雨的影響系統(tǒng)不同、動(dòng)力熱力機(jī)制不同:"617"過程為江淮切變線大暴雨,切變線南側(cè)的強(qiáng)勁西南低空急流輸送了充足的水汽和能量,低層強(qiáng)冷空氣活動(dòng)觸發(fā)了強(qiáng)暴雨;"711"過程為熱帶低壓倒槽大暴雨,中低層弱冷空氣垂直疊加在倒槽東側(cè)偏南低空急流攜帶的海上暖濕空氣上,構(gòu)成了產(chǎn)生暴雨并持續(xù)的不穩(wěn)定條件。垂直螺旋度上負(fù)下正的配置及非地轉(zhuǎn)垂直環(huán)流上升支為兩次暴雨提供了良好的動(dòng)力抬升機(jī)制。暴雨發(fā)生在能量鋒區(qū)南側(cè)、濕位渦正壓項(xiàng)零等值線靠近負(fù)值區(qū)一側(cè)。位勢不穩(wěn)定度由強(qiáng)變?nèi)?能量開始釋放,預(yù)示暴雨即將開始。

摘要:用60 a Hadley氣候中心的月平均海溫資料,用EOF分析重構(gòu)了4月份印度洋海溫的一致變化型異常,并以此驅(qū)動(dòng)IAP9層大氣環(huán)流模式,分別研究了海溫異常初期適應(yīng)階段、異常當(dāng)月和氣候平均夏季3種時(shí)間尺度下大氣高度場響應(yīng)的傳播和分布特征。研究發(fā)現(xiàn),初期適應(yīng)階段,高度場響應(yīng)的垂直傳播約需4 d,且受控于整層無輻散約束;冷暖位相高度響應(yīng)的水平傳播路徑差異較大,表現(xiàn)出明顯的非對稱性。海溫異常當(dāng)月,冷位相會(huì)激發(fā)出全球緯向Rossby波;而暖位相則激發(fā)出兩半球洋面上2個(gè)大圓波列,且均有顯著正壓性。對氣候平均夏季的北半球冷相位,高度響應(yīng)表現(xiàn)為太平洋上空的3條異常緯帶;對暖相位則表現(xiàn)為太平洋和大西洋上空的2個(gè)大圓波列。而南半球的高度場對冷位相響應(yīng)主要表現(xiàn)為2波結(jié)構(gòu)的繞極駐波,暖相位激發(fā)出環(huán)球的同心異常緯帶。

摘要:為了研究雨滴在水平風(fēng)作用下的水平移動(dòng)情況,在分析水平風(fēng)作用下雨滴受力情況的基礎(chǔ)上,通過對曳力系數(shù)與雷諾數(shù)對應(yīng)關(guān)系的研究,采用數(shù)值仿真的方法分別對海平面大氣條件和不同大氣條件下雨滴水平運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行仿真。結(jié)果表明:當(dāng)有水平風(fēng)作用時(shí),雨滴的水平運(yùn)動(dòng)速度不等于風(fēng)的速度,而是隨雨滴直徑和水平風(fēng)速的變化而變化;在水平風(fēng)作用下,雨滴的水平移動(dòng)速度可以在較短的時(shí)間內(nèi)(一般小于15 s)達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的值;在水平風(fēng)速相同的情況下,氣壓越高、溫度越低,雨滴達(dá)到平衡時(shí)的水平移動(dòng)末速度相對越大,反之則越小。這些結(jié)論對基于圖像采集原理的光學(xué)降水自動(dòng)觀測儀器進(jìn)行雨滴圖像拼合有重要的應(yīng)用價(jià)值。

摘要:應(yīng)用開都河下游大山口水文站徑流和博斯騰湖1956-2009年的逐月水位數(shù)據(jù)和流域內(nèi)各氣象站的氣象數(shù)據(jù),通過模糊聚類等統(tǒng)計(jì)方法,分析了博斯騰湖水位變化趨勢及其可能影響因子。結(jié)果表明:博斯騰湖的水位年際變化受開都河流域徑流的影響很大,當(dāng)開都河流域徑流量大時(shí)博湖水位較高,且開都河徑流與其上、下游氣溫和降水關(guān)系密切。博斯騰湖水位逐年的月變化基本上可以分為5類,其中最主要的為第一類型和第二類型:第一類為遞減型,特征為季節(jié)變化不明顯,水位在春季較高,以后逐漸降低;第二類為遞增型,特點(diǎn)是季節(jié)變化較第一大類明顯,水位在夏末秋初的時(shí)候較高,整體呈現(xiàn)上升趨勢。遞增、遞減型出現(xiàn)的主要原因是受上下游降水和大山口徑流的影響,當(dāng)上下游降水和徑流偏多時(shí)水位月際變化出現(xiàn)遞增型,反之易出現(xiàn)遞減型。

摘要:利用1961-2005年廣東省站逐日降水資料,采用奇異譜分析結(jié)合自回歸模型對廣東候平均降水進(jìn)行未來1~5候的延伸期預(yù)報(bào)試驗(yàn)。結(jié)果表明,廣東省降水侯平均存在一個(gè)準(zhǔn)40~60 d的振蕩周期,對1961-2000年候降水重構(gòu)相關(guān)系數(shù)在0.96以上。對2001-2005年候降水進(jìn)行未來1~5候的預(yù)報(bào)試驗(yàn),預(yù)報(bào)效果除2003年后延第5候較差外,其它4 a的預(yù)報(bào)結(jié)果都較好。后延第1候預(yù)報(bào)相關(guān)系數(shù)最高達(dá)到0.86,后延預(yù)報(bào)到第5候時(shí)相關(guān)系數(shù)也在0.3以上。從預(yù)報(bào)平均相對均方根誤差來看,5 a均在30%以內(nèi),預(yù)報(bào)的穩(wěn)定性和效果較理想?？傮w說明奇異譜分析結(jié)合自回歸模型是一種較為有效的預(yù)報(bào)方法,在未來10~30 d延伸期天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)中有一定的參考價(jià)值。

摘要:利用2010年江蘇省20個(gè)土壤水分站的自動(dòng)站與人工觀測資料,分析了自動(dòng)站與人工觀測的對比差值、相關(guān)系數(shù)和各自的方差等。結(jié)果表明:人工觀測值平均高于自動(dòng)站觀測值,兩者在淺層的平均差值最小,相關(guān)性最好。隨著土壤深度的加深,人工與自動(dòng)觀測對比差值增大,相關(guān)性減小,在出現(xiàn)強(qiáng)降水時(shí)尤為明顯。在有效降水較少時(shí),各層人工觀測方差均明顯大于自動(dòng)站觀測。自動(dòng)站觀測方差在淺層為最大,隨深度的加深而明顯降低,因?yàn)槭芙邓绊懞苄?而表現(xiàn)比較穩(wěn)定。人工觀測卻受降水影響相對較大,方差平均值在各層表現(xiàn)波動(dòng)均較大,在較深層波動(dòng)更明顯。最后通過多元線性回歸方法,以六合站為例初步建立了土壤干旱預(yù)報(bào)模型并檢驗(yàn)其預(yù)報(bào)能力。

摘要:利用多種觀測資料和中尺度數(shù)值模擬資料,對2011年2月14日發(fā)生在江淮地區(qū)的一次預(yù)報(bào)失誤的持續(xù)性降雪過程進(jìn)行較為全面的分析。結(jié)果表明:前期的降水導(dǎo)致近地面維持較大濕度,補(bǔ)充南下的冷平流促使低層大氣接近飽和,降雪持續(xù)期間,水汽集中在對流層低層淺薄的層次中;對流層中層發(fā)展和維持的強(qiáng)冷平流導(dǎo)致降水區(qū)上空迅速降溫減濕,從而在對流層中低層,逐漸建立起弱對流不穩(wěn)定層結(jié)。而疊置其上的穩(wěn)定層則將對流活動(dòng)和水汽的向上輸送限制在對流層低層內(nèi),使得水汽和能量得以在一定范圍內(nèi)集中;不斷補(bǔ)充南下的冷空氣強(qiáng)迫近地層風(fēng)場發(fā)生擾動(dòng),形成的中尺度切變線,為這種淺薄層次下的弱對流活動(dòng)提供了觸發(fā)條件。盡管輻合抬升較弱,但與其它季節(jié)相比,氣溫較低的冬季,在抬升凝結(jié)高度較低的大氣中,水汽易凝結(jié)成云致降水。造成這次預(yù)報(bào)失誤的原因,是忽略了近地層系統(tǒng)的變化。另外,對補(bǔ)充冷空氣的影響作用考慮不充分。

摘要:利用1961-2007年四川省38個(gè)站9-11月的日降水資料,從發(fā)生次數(shù)、降水量和持續(xù)天數(shù)三方面資料,應(yīng)用現(xiàn)代氣候統(tǒng)計(jì)診斷方法,對四川秋季連陰雨的變化特征和時(shí)空分布進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:四川秋雨量約占四川全年降水量的四分之一,其中秋季連陰雨量約占全年降水的五分之一、約占秋雨量的80%;四川秋季連陰雨的發(fā)生次數(shù)、降水量和持續(xù)天數(shù)總體上均呈減少趨勢,這種減少是一種突變現(xiàn)象,發(fā)生在1980s中后期;從地域上來看,四川秋季連陰雨總體上呈西部增多、東部減少的趨勢;EOF分析結(jié)果表明四川秋季連陰雨最主要的特征為東西反相型分布。

摘要:利用1981-2010年南京、徐州、射陽逐日探空資料和地面觀測資料,在分析冬季雨日、雪日、雨夾雪日氣候特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用厚度分析的方法進(jìn)一步研究江蘇冬季不同降水相態(tài)的預(yù)報(bào)指標(biāo)。結(jié)果表明:厚度分析能被用來識(shí)別降水相態(tài)(雨、雪),1 000~850 hPa厚度閾值1 292 gpm可以作為江蘇冬季區(qū)分雨、雪的一個(gè)重要參考指標(biāo)。同時(shí)結(jié)合地面溫度和850 hPa溫度可以較準(zhǔn)確的判定降水的相態(tài),即1 000~850 hPa厚度≤1 292 gpm,且T₈₅₀≤-3℃,T≤2℃時(shí),判定為雪;反之,則為雨。另外,地面濕球溫度在雨雪區(qū)分上也是一個(gè)很有參考價(jià)值的指標(biāo)。

摘要:利用逐日NCEP再分析、常規(guī)觀測、加密自動(dòng)站、衛(wèi)星云圖及多普勒雷達(dá)等資料,分析了1109號(hào)臺(tái)風(fēng)"梅花"路徑、結(jié)構(gòu)和降水變化的原因,并對"梅花"的物理量特征進(jìn)行了診斷分析。結(jié)果表明:副熱帶高壓外圍引導(dǎo)氣流較強(qiáng)時(shí),臺(tái)風(fēng)沿引導(dǎo)氣流方向行進(jìn),引導(dǎo)氣流較弱時(shí),臺(tái)風(fēng)受高空槽的吸引,移動(dòng)路徑產(chǎn)生向西的分量;中低層冷空氣的侵入,破壞了臺(tái)風(fēng)自上而下的暖心、不對稱結(jié)構(gòu),呈現(xiàn)上暖下冷的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),趨于向溫帶氣旋變性。"梅花"影響遼寧前期,主要受臺(tái)風(fēng)外圍氣流影響,水汽厚度淺薄,但維持時(shí)間長,產(chǎn)生的累計(jì)雨量較大。后期臺(tái)風(fēng)殘余云系,在冷空氣的作用下,冷暖空氣交界處激發(fā)出整層上升運(yùn)動(dòng),同時(shí)在臺(tái)風(fēng)外圍水汽、偏南季風(fēng)水汽共同作用下水汽厚度增加,更充沛的水汽來源為更強(qiáng)降水提供了有利的水汽條件,在遼寧中南部產(chǎn)生暴雨大暴雨天氣。此外,雷達(dá)、自動(dòng)站反映的中尺度切變、渦旋,為對流系統(tǒng)發(fā)展起到了觸發(fā)作用。

摘要:為客觀評(píng)價(jià)不同的數(shù)值模式對山東沿海風(fēng)的預(yù)報(bào)性能,結(jié)合中國氣象局降水分級(jí)預(yù)報(bào)評(píng)分辦法,定義了一種風(fēng)力預(yù)報(bào)分級(jí)檢驗(yàn)辦法。對MM5、WRF-RUC和T639模式在山東沿海9個(gè)精細(xì)化海區(qū)代表站的日最大風(fēng)速預(yù)報(bào)進(jìn)行了檢驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn):各模式普遍存在對于小風(fēng)天氣預(yù)報(bào)偏大、大風(fēng)天氣預(yù)報(bào)偏小的特點(diǎn)。T639模式風(fēng)力預(yù)報(bào)偏弱,因此,對于4級(jí)以下的風(fēng)預(yù)報(bào)評(píng)分較高,而對于8級(jí)以上大風(fēng)幾乎沒有預(yù)報(bào)能力。MM5和WRF-RUC模式對于4級(jí)以上的較強(qiáng)風(fēng)力的預(yù)報(bào)結(jié)果明顯好于T639模式,其中WRF-RUC模式預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率稍高于MM5模式,但風(fēng)力越大,各模式均漏報(bào)越多。各模式分析場以及24 h風(fēng)力預(yù)報(bào)與實(shí)況的一致性檢驗(yàn)表明:5級(jí)以下的風(fēng)力,MM5和WRF模式預(yù)報(bào)風(fēng)力與實(shí)況基本為一致,但對于6級(jí)以上的大風(fēng),MM5模式預(yù)報(bào)較分散,WRF模式預(yù)報(bào)更接近實(shí)況風(fēng)力。綜合各模式對于風(fēng)力預(yù)報(bào)的平均絕對誤差,WRF-RUC模式預(yù)報(bào)誤差最小,具有較高的參考價(jià)值。MM5模式預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率稍低于WRF-RUC模式,且存在一定的不穩(wěn)定性。

摘要:用加密氣象站降水資料、NCEP再分析資料以及WRF 模式的精細(xì)化模擬產(chǎn)品資料,對2011年6月24日20時(shí)-25日20時(shí),由強(qiáng)熱帶風(fēng)暴"米雷"與西風(fēng)槽結(jié)合造成的江淮區(qū)域暴雨過程進(jìn)行分析和診斷。結(jié)果表明:西風(fēng)槽溫壓場斜壓性顯著,強(qiáng)熱帶風(fēng)暴溫壓場正壓性顯著, 構(gòu)成了有利于中小尺度系統(tǒng)和暴雨發(fā)生發(fā)展的環(huán)流背景。 由強(qiáng)熱帶風(fēng)暴攜帶而來的水汽,路程近、速度快,在暴雨區(qū)形成深厚的水汽層。暴雨區(qū)具有兩個(gè)上下疊置的垂直上升運(yùn)動(dòng)中心,保持對水汽的深厚強(qiáng)抬升,維持暴雨環(huán)流系統(tǒng)的強(qiáng)度。暴雨區(qū)環(huán)境大氣流場動(dòng)力正、斜壓分解顯示,此次暴雨過程大氣流場的斜壓成分占顯著的主導(dǎo)地位;暴雨開始階段, 正壓動(dòng)能向斜壓動(dòng)能的轉(zhuǎn)換迅速增強(qiáng), 各分項(xiàng)和總項(xiàng)都達(dá)到最大值;其后的暴雨階段, 轉(zhuǎn)換強(qiáng)度逐漸減弱, 暴雨結(jié)束時(shí)各項(xiàng)都接近0值,甚至出現(xiàn)弱的斜壓動(dòng)能向正壓動(dòng)能的轉(zhuǎn)換。