论文

• 青藏高原及周围地区大气可降水量的分布、变化与各地多变的降水气候
• 蔡英;钱正安;吴统文;梁潇云;宋敏红
• 2004 Vol. 23 (1): 1-10. 
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• 为了更深入地分析青藏高原及邻近各地多变的降水气候,利用NCEP1958-1997年月平均比湿、风及高度等再分析资料及我国实测雨量资料等,整体地分析了高原及周围地区气柱可降水量的多年平均特征及其季节变化,也分析了我国南北方大气可降水量的年代际变化和华北及西北区东部干湿年夏季可降水量的差异等。结果表明,高原及周围地区的气柱可降水量有明显的地区及季节变化。本区域内以南亚和东亚夏季风区的可降水量最高,夏季可达60mm或以上;青藏高原上的可降水量最低,冬季为3mm左右。东亚和南亚季风区可降水量的冬夏季节变化最大,夏季的可降水量达冬季值的4倍。华北区干湿夏季的可降水量差异明显,湿年的可降水量可增加20%以上。近40年来华北和西北区东部夏季的气柱可降水量明显减少,而长江流域及江南地区20世纪80年代以来可降水量却部分增加了,呈北干南湿之势,遂形成我国降水北旱南涝的分布格局。这可能与东亚夏季风逐渐趋弱,特别是撤退期逐渐提前有关。另外,我国各地夏季可降水量的平均降水转化率也明显不同,青藏高原上最高,东亚季风区次之,而南疆盆地最低,这也影响了我国多变的降水气候。

• 卫星雷达联合重构大尺度流域降水场
• 阿迈德·迪狄安·迪阿罗;刘晓阳;毛节泰;朱元竞
• 2004 Vol. 23 (1): 11-17. 
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• 给出了一种用GMS-5卫星估计3h降水的方法,并利用地面测雨雷达和卡尔曼滤波器提取误差因子,用于在雷达探测范围以外校准卫星估计的降水,从而获得大尺度流域的(淮河流域)降水分布。在史灌河子流域的比较试验表明:卫星雷达联合重构的降水场具有比卫星估计降水更高的精度,3h降水估计的相对误差从31%下降到13%,和地面降水场的相关系数也有明显提高。

• 孟加拉湾季风爆发可预测性的分析和初步应用
• 段安民;毛江玉;吴国雄
• 2004 Vol. 23 (1): 18-25. 
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• 基于季风区对流层中高层副高脊附近的经向温度梯度能表征季节转换和季风爆发的物理本质这一事实,使用1980-1999年过渡季节期间(3~5月)逐日和月平均的NCEP/NCAR高空温度场再分析资料,对该温度梯度潜在的预报季风爆发进行了分析。结果表明:在已知初始时刻孟加拉湾季风区对流层中高层经向温度梯度的前提下,依据初始时刻的经向温度梯度和气候平均的经向增温率梯度,可以对孟加拉湾季风爆发的迟早做出定性预测。另外,由于孟加拉湾地区季风爆发日期与3月份青藏高原上空对流层中高层气温有显著相关,故前期高原上空对流层中高层的气温高低也是判断孟加拉湾季风爆发迟早的重要因子。对2000年和2001年孟加拉湾季风爆发迟早定性预测的结果表明,这两种预报方法具有潜在的应用价值。

• 雷暴电过程对动力发展的影响研究
• 孙安平;张义军;言穆弘
• 2004 Vol. 23 (1): 26-32. 
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• 利用三维时变积云动力-电过程耦合模式对雷暴中的电过程对动力发展的影响进行了模拟计算。结果表明,随着雷暴云体发展,云内形成三极性电荷结构。电场力对雷暴发展的直接作用与动力场相比很小,电涡度10 ^-6·s ^-1比动力涡度小两个量级。但电场力影响了雷暴中的微物理过程,特别是水成物粒子的降落速度,并通过对三相水成物之间转换过程的调制,改变了三相水成物的时空结构,使云中水汽总量增加41%,释放潜热增加19.4%,从而改变了流场结构,电涡度达到10 ^-4·s ^-1量级,和动力涡度相当。模拟结果指出,雷暴内电过程在云体成熟阶段对雷暴发展有较大影响。

• 机载微波辐射计测云中液态水含量(Ⅱ):反演方法
• 江芳;魏重;雷恒池;金德镇;张景红;谷淑芳
• 2004 Vol. 23 (1): 33-39. 
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• 介绍了机载对空微波辐射计探测云中路径积分液态水含量(L)的辐射传输原理和反演方法;根据吉林省长春市的历史探空资料和典型的层状云液水垂直分布模式,得到该地区4~7月各月随高度而变化的反演公式系数的表达式,并给出了反演误差的数值模拟检验结果:在地面反演值对"真值"的统计相对偏差是15%~25%,在6km高度处为5%~10%,表明该方法已具有实用可接受的精度。此外,为减少由于回归样本中云液水廓线的"失真"给反演造成的误差,本文在对探空廓线作诊断建立云液水廓线时,引入了实际目测最低云底高的信息。数值模拟比较表明,该措施行之有效,使对流层中下层几乎所有高度上L反演值的精度提高了5%~20%,观测高度越低,精度提高的越多。

• 一例长生命史雷暴云分裂过程的回波特征
• 张鸿发;左洪超;陈成品;郭三刚
• 2004 Vol. 23 (1): 40-47. 
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• 在对平凉冰雹云演变规律研究中,发现一例长生命史强雷暴云分裂成两个不同移动方向的单体雹云。结合探空资料和环境风场,分析了此个例强雷暴云分裂过程的回波特征。结果表明,在强风切变环境中, u与 v分量呈反相关,且随高度增强,低层1~3km为弱气旋旋转,中层3~8km为强反气旋旋转,上层8km以上是强气旋旋转。这对右移雷暴云发展中有优势引导作用,导致强雷暴云上层偏向分离发展,分裂发生在强雹暴云有强下沉气流阶段。分裂后,左、右移单体各自维持发展,并产生降雹。整个雷暴发展演变过程维持长生命期,回波特征有四个不同阶段。

• 区域气候模式中侧边界地形缓冲区作用的数值试验
• 钟中;苏炳凯;赵鸣;汤剑平
• 2004 Vol. 23 (1): 48-54. 
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• 利用区域环境系统集成模式以1998年夏季为例,通过数值试验研究了侧边界地形缓冲区对区域气候模拟结果的影响。结果表明,设置侧边界地形缓冲区使模拟场和观测的均方根误差都有所减小,区域平均中尺度动能也减小,从而有利于维持区域模式长期积分的稳定性。设置地形缓冲区并不改变模拟降水分布格局,但对主要降水区各降水时段降水强度的模拟有不同程度的改进。

• 2000年7月西南涡暴雨过程的分析和数值模拟
• 姜勇强;张维桓;周祖刚;张志华
• 2004 Vol. 23 (1): 55-61. 
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• 对2000年7月1~8日西南涡暴雨过程进行了大尺度分析,并利用中尺度暴雨模式MRM1对这次过程进行了数值模拟,结果表明,这次西南涡暴雨过程分为两个阶段,分别对应着两次冷空气南下。暖切变线的南北摆动是发生大暴雨的一个重要原因,而西南急流核的向北传播导致雨区向北传播。模式成功地模拟出了中- α尺度的低涡、切变线,沿暖切变线的强烈倾斜上升气流、中尺度正涡度以及水汽通量散度辐合柱状结构,这些对暴雨的发生提供了动力和水汽条件;而沿低空急流轴的狭长暖湿舌,其北部的干冷区构成的南北向能量锋区,以及较强的中低空不稳定层结是这次暴雨持续发生的重要条件。

• 应用非线性振荡理论研究云南局地气温的演变规律
• 曹杰;陶云
• 2004 Vol. 23 (1): 62-67. 
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• 将描述局地气温变化的非线性振荡方程应用到云南省17个测站局地气温演变研究中,根据各测站1958年1月-2000年12月逐旬气温距平资料和反演理论获得具体描述各测站局地气温变化的非线性振荡方程。以经典非线性振荡理论为依据,研究了云南省17个测站的局地气温演变规律。结果表明,云南局地气温系统是弱的非线性系统;其演变的固有周期大致在6~10旬之间;在无外源强迫的条件下,云南局地气温振幅随时间增加总是衰减;考虑外源强迫的作用后,云南局地气温系统在其演变过程中只随外源强迫的振荡而振荡。应用反演获得的描述各测站局地气温变化的有外源强迫非线性振荡方程做出未来云南局地气温演变趋势预报,其平均预报准确率约为78.9%。说明该模型具有良好的预报能力和预报稳定性。

• 长江流域、华北降水特征与南亚高压的关系分析
• 黄燕燕;钱永甫
• 2004 Vol. 23 (1): 68-74. 
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• 利用多年月平均气象场再分析资料和中国月平均降水资料,研究了长江流域和华北地区的典型旱涝年降水与南亚高压的关系,发现两地区的典型旱涝现象与南亚高压的异常增强或减弱、中心位置的经纬度偏差均有关。南亚高压异常增强,易造成长江流域涝、华北地区旱;南亚高压异常减弱,易造成长江流域旱、华北地区涝。同时发现,长江流域、华北地区的典型旱涝现象具有明显的反位相特征。

• 高原涡与西南涡耦合作用的个例诊断
• 陈忠明;闵文彬;缪强;何光碧
• 2004 Vol. 23 (1): 75-80. 
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• 对1982年7月26~28日由500hPa高原低涡与850hPa四川盆地浅薄低涡耦合作用引发盆地低涡强烈发展与大面积特大暴雨天气发生的机理进行了诊断研究。结果表明,高原低涡东移到100°E附近时,其低涡东部的正涡度平流与负值非平衡强迫与850hPa四川盆地浅薄低涡发生垂直叠加时,两者之间发生耦合作用。导致盆地浅薄低涡与500hPa高原涡同时发展,四川盆地发生大面积暴雨。

• 祁连山及黑河流域降雨量的分布特征分析
• 张杰;李栋梁
• 2004 Vol. 23 (1): 81-88. 
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• 利用祁连山及其周围42个气象站的降水资料,采用EOF,REOF等方法,分析了祁连山区年降雨量的空间变化趋势,并将其分为3个部分。进而采用网格分析法和GIS技术结合的方法,针对黑河流域所在的祁连山中东部的降水分布,进行年降雨量分布的拟合研究,着重分析了模拟雨量场在空间上的复杂变化。结果表明,应用该方法对黑河流域的祁连山区局地降水分布能够很好地模拟,局地降雨量和气象站观测资料基本吻合,同时网格场的降水分布更能反映出山区的复杂地形,其雨量分布为黑河流域的用水分配提供了一定的科学依据。

• "4.12"沙尘暴天气的数值模拟及诊断分析
• 王劲松;李耀辉;康凤琴;张华
• 2004 Vol. 23 (1): 89-96. 
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• 利用MM5中尺度数值模式,以T106实况资料作为初值场和侧边界值,对甘肃省河西走廊2000年4月12日强沙尘暴的强风天气形势和地面风场进行了数值模拟,并利用模式输出结果对这次过程作了诊断分析。模拟和诊断分析结果表明:MM5中尺度模式能模拟出产生这次强沙尘暴的强风天气形势和上升运动;沙尘暴爆发前3h河西走廊出现西北大风,并有大风向这一地区的明显辐合;沙尘暴发生在地面处于干暖状态的地区;位涡的水平分布特征对沙尘暴的出现时间和落区有一定的指示意义。沙尘暴区上空螺旋度垂直分布为高层负值,低层正值。螺旋度正值的演变与沙尘暴的出现有一定的对应关系。

• 城市街道峡谷汽车尾气污染的数值模拟
• 李磊;张镭;胡非
• 2004 Vol. 23 (1): 97-102. 
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• 建立了一个简单的三维街道峡谷空气污染模式,并用实测资料进行了验证。利用建立的模式设计了7种试验方案,对街道峡谷内的污染状况进行了模拟。以CO为模拟对象的数值试验结果表明,街道峡谷上空的风速风向条件是决定街道峡谷内的污染状况的重要因素。峡谷上空风向与街道轴线的夹角越大、风速越小,则街道地面CO浓度越高。以现有的兰州典型车流量和排放因子,兰州街道地面CO浓度容易超标;若不控制车流量,到2008年,即使兰州上路汽车排放达标,但街道地面CO浓度仍然容易超标。

• 兰州城区冬季大气气溶胶粒子谱的反演研究
• 刘吉;陈长和
• 2004 Vol. 23 (1): 103-109. 
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• 从实测的兰州城市冬季大气气溶胶多波段光学厚度资料出发,应用消光法反演了大气柱气溶胶粒子谱,并对反演程序的可行性、反演结果的可靠性进行了分析讨论。结果表明,反演出的大气柱气溶胶粒子谱分布都为三峰型分布。通过正算方法计算出的光学厚度值检验反演方法,检验结果说明,反演程序是可行的,结果是可靠的。

• 兰州市冬季SO ₂大气环境容量研究
• 安兴琴;陈玉春;吕世华
• 2004 Vol. 23 (1): 110-115. 
• 摘要 ( ) PDF (257KB) ( )
• 通过数值模拟方法,研究了兰州市冬季SO ₂的大气环境容量,为大气污染的总量控制方法提供了前提和依据。本文利用RAMS三维非流体静力大气动力模式模拟的气象场驱动中尺度大气扩散模式(HYPACT),模拟出SO ₂的浓度分布及每个污染单元对于地面浓度的分担率。根据SO ₂的国家环境空气质量标准(下称质量标准),用线性规划的原理和方法计算了兰州市冬季典型日条件下SO ₂的大气环境容量。

• 敦煌地区晴空散射辐射影响因子的统计特征
• 李韧;季国良;杨文;吕兰芝;周晓平
• 2004 Vol. 23 (1): 116-122. 
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• 利用敦煌地区1981-1983年全年及1984年与1985年1~2月的日射观测资料,统计分析了敦煌地区晴空下散射辐射与太阳高度角、大气柱气溶胶垂直光学厚度等影响因子的关系,用最小二乘法拟合得到了相应的函数关系式。拟合结果表明:晴空下散射辐射与太阳高度角符合幂函数关系;晴空下散射辐射随大气柱气溶胶光学厚度线性增长。

• 辽东湾地区大气边界层扩散特征探讨
• 杨洪斌;马雁军
• 2004 Vol. 23 (1): 123-126. 
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• 利用辽东湾地区近地层三轴风速仪资料,分别计算了不同稳定度下的大气扩散参数及湍流强度。并对不同情况下的大气扩散参数及湍流强度进行了比较。结果表明,在地形相对平坦的辽东湾地区,在不同的稳定度下, σ _y和 σ _z值均略大于同级Briggs公式的计算值,但小于地形相对复杂的本溪地区。在不稳定条件(C、B类)下,湍强值最大。