论文

• 青藏高原隆升对春、夏季亚洲大气环流的影响
• 梁潇云;刘屹岷;吴国雄
• 2005 Vol. 24 (6): 837-845. 
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• 利用全球大气环流谱模式R42L9,进行了有、无青藏高原大地形两种情况的10年积分,通过两个试验结果的比较,研究了青藏高原大地形对春、夏亚洲大气环流的影响。模拟结果表明:春季,青藏高原大地形对低层西风的阻挡引起了绕流,其北支气流加强了北方冷空气在高原东侧的南下;同时,作为一个弱热源,它的热力作用加强了高原南侧的南支西风气流,为华南地区输送了大量的暖湿空气。冷暖空气的交汇,加强了华南地区春季的降水。夏季,青藏高原强热源的存在,引起的低层气旋性环流,加强了青藏高原东侧的东亚夏季风,使其向北发展。盛夏,青藏高原"感热气泵(SHAP)"在南亚地区上空低层造成了负涡度和辐散异常,使南亚地区的夏季降水减少,南亚夏季风减弱;在对流层上层高原上空形成负涡源,并通过遥相关加强了伊朗高压。

• 夏季金塔边界层风、温度和湿度结构特征的初步分析
• 韦志刚;吕世华;胡泽勇;张宇;陈世强;李振朝;奥银焕;李锁锁;张拥军;谷良雷
• 2005 Vol. 24 (6): 846-856. 
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• 利用2004年6~7月在河西走廊金塔陆-气相互作用试验的观测资料,分析了该地区夏季夜间和中午风、温、湿的垂直结构特征,结果表明:夏季夜间,当地面风较小时,金塔绿洲高空可能为偏西风气流,夜间稳定层高度大致在100~190 m。夏季中午,当低空为偏东风时,风速随高度的变化比较复杂。总的来说,存在着东风急流,急流高度在1000~4000 m之间,大气边界层顶盖(即逆温层底)约在3000~3600 m高度,在500~800 m高度以下存在绿洲内边界层;当低空为偏北风或西北风时,高空都为偏西风或西北风气流,低空风速随高度的变化比较平缓,风速有时存在极大值,大气边界层顶盖(即逆温层底)在3500 m左右,在1200 m以下可能存在绿洲内边界层,绿洲内边界层高度有时会很低。

• 黑河绿洲区不均匀下垫面大气边界层结构的大涡模拟研究
• 姜金华;胡非;角媛梅
• 2005 Vol. 24 (6): 857-864. 
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• 采用RAMS模式中大涡模拟的方法,加入高分辨率的植被和土壤资料,模拟了黑河绿洲区(张掖地区)不均匀下垫面条件下大气边界层演变过程。分析了模拟的地表通量、边界层的平均结构和湍流二阶量,并用黑河试验的观测资料检验了模式的模拟性能。结果表明,模拟的平均结构较好地展现了不均匀下垫面条件下边界层内从稳定层结到混合层发展,夹卷层形成,底层逆温层出现,混合层过渡到残留层等的演变过程,呈现出了从初始的稳定边界层发展到对流边界层,最后又形成夜间稳定边界层的日变化规律。湍流二阶量的分析显示,在非均匀下垫面条件下边界层内湍流二阶量的垂直分布与边界层的发展相对应,白天湍流二阶量出现两个峰值,分别位于近地层和混合层顶。与观测资料和现有研究的对比表明,RAMS中陆面模块(LEAF)地表参数不能较好地反映黑河地区的植被特征,模拟的白天地表感热和潜热通量偏小,气温白天偏低、夜间偏高,相对湿度也有偏差。

• 夏季金塔绿洲冷岛效应的数值模拟
• 文莉娟;吕世华;陈世强;孟宪红;鲍艳
• 2005 Vol. 24 (6): 865-871. 
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• 利用中尺度数值模式MM5对金塔绿洲2003年7月31日~8月2日的观测资料进行了模拟研究,分析了金塔绿洲的温、湿、气压、风场演变。结果表明,绿洲上白天为湿冷中心,气压场表现为低层(850 hPa)高压,高层(700 hPa)低压。受背景场影响,温、湿、气压中心偏离绿洲中心,风场向背景风的垂直向辐散。但绿洲上的感热和潜热场形状不受背景风场影响,不产生变形、偏离,同绿洲形状重合。

• 陆面过程模式SSiB在中国西北典型干旱区使用性能的检验
• 朱德琴;高晓清
• 2005 Vol. 24 (6): 872-879. 
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• 利用2000年5月25日~6月15日敦煌试验加强期的观测资料,检验了SSiB模式在我国西北典型干旱区的使用性能。结果表明,在无降水强迫的情况下,模式对净辐射、感热、潜热和地表温度有较好的再现能力;但当加入降水强迫时,模式输出的模拟值与实测值有较大的差别,究其原因这可能与该模式对干旱区土壤水运动过程描述不准确有关。因此,要将此模式应用于典型干旱区,需要做进一步的改进工作。

• 青藏高原东部及邻近地区水汽输送的气候特征
• 周长艳;李跃清;李薇;陈隆勋
• 2005 Vol. 24 (6): 880-888. 
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• 利用1980-1997年垂直积分的整层水汽输送通量资料,分析了青藏高原东部及其邻近地区水汽输送的气候特征。结果表明,该区的水汽输送具有明显的季节变化特征:冬、春季的水汽主要来源于中纬度的偏西风水汽输送,夏季(7月)主要来源于孟加拉湾和南海,秋季(10月)主要来源于西太平洋地区。季风携带的南来水汽在高原东侧地区的进退比较缓慢,8月初北扩到40°N附近,10月中旬南退出30°N,其强弱和进退异常能影响极端旱涝事件的发生。来自南海、西太平洋地区的水汽输送对高原东部及其邻近地区的影响值得关注。

• 中蒙干旱半干旱区冬、夏季地面气温时空变化特征分析(Ⅰ):1月
• 李万源;钱正安
• 2005 Vol. 24 (6): 889-897. 
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• 为了整体地分析中蒙干旱半干旱区冬季气温的时空变化特征,首先利用1961-1997年1月的实测气温资料,分析了平均场和标准差场,然后再选取区内104个分布相对均匀的站点,对1月气温作了经验正交函数(EOF)和旋转经验正交函数(REOF)分析。结果表明:纬度、地形及西伯利亚高压是影响冬季气温的3个主要因子;区内绝大部分地区冬季气温的年际变化>2℃以上。根据EOF分析,区内冬季气温异常有"全区一致型"、"东西差异型"和"南北差异型"三种模态;根据REOF分析,区内的冬季气温可划分为高原东北侧、南疆、北疆、青海高原、蒙古中东部及西部6个分区。区内冬季增暖明显,增暖中心在中蒙南边界的临河-富蕴及拐子湖一带,近20年平均增温达2.5℃以上,1977年是由冷转暖的突变年;区内大部分地区冬季气温变化有3~4年周期,部分地区还有8年的变化周期。

• 中国黄土高原地区春季气温时空特征分析
• 张定全;王毅荣
• 2005 Vol. 24 (6): 898-904. 
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• 利用黄土高原40年的气温资料,采用小波分析方法,分析了该区域的春季气温变化特征。结果表明:黄土高原春季气温变化存在3个特征区域;在1991/1992年发生突变,突变后气温突然转暖,突变之前气温以负距平为主,突变后以正距平为主;1980年代中期最冷,1990年代后期最暖;且存在2年、3年和5~6年周期振荡,3年周期振荡最显著。春季逐月气温空间变化的主要特征是全区一致,各月气温以升温为主,1990年代最为明显,升温速度最大区和年际变化幅度最大区主要在黄土高原中部,准5年为主的年际振荡和10~12年年代际振荡在月气温变化中显著。

• 西北地区空中云水资源的时空分布特征
• 陈勇航;黄建平;陈长和;张强;冯建东;金宏春;王天河
• 2005 Vol. 24 (6): 905-912. 
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• 利用1983年7月至1998年12月国际卫星云气候计划ISCCP D2的月平均云资料,对西北地区空中云水资源的时空分布特征进行了系统的研究。结果表明:三个不同区域的月平均总云量、光学厚度和云水路径的区域平均值分别在52.5%~58.3%,2.6~6.6和44.9~77.6 g·m^-2之间;西北地区空中云水资源多年平均分布有其沿地形分布的特点,总云量、中云量、总光学厚度和总云水路径的高值区均在天山、昆仑山、祁连山一带,而低值中心一般分布在塔里木盆地-内蒙古西部戈壁沙漠-黄土高原西北部一带。此外,祁连山、青海所在的高原气候区云水资源近年呈上升趋势,特别是总光学厚度和总云水路径15年来呈明显上升趋势,分别约上升了0.8和16.4 g·m^-2。

• 晴空卫星红外模拟资料反演大气温度廓线的研究
• 黄静;邱崇践;张艳武
• 2005 Vol. 24 (6): 913-919. 
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• HIRS/3资料的反演是一个典型的非适定问题,而奇异值分解法(SVD)是一种解病态线性代数方程组的有效方法,它在遇到矩阵的不适定问题时依然可以保持其数值稳定性并能尽量多地利用各探测通道的有效信息。将SVD方法应用于卫星资料的温度反演问题中可以将资料空间和参数空间分型,从中提取有效信息来反演大气温度廓线。通过理想资料试验,分析了温度廓线初猜值、水汽廓线误差等因素对温度反演结果的影响。结果表明:对HIRS/3资料来说,用SVD法反演大气温度廓线时只能截取一定的阶数,以取4~7为宜;温度廓线初猜值的选取对反演结果的影响较大,当模式层的中层误差较大时得到的反演结果最稳定;水汽廓线的扰动对中低层的温度反演结果和第5,8,10,11和16通道的亮温值有较大影响。

• 浑善达克沙地沙尘气溶胶的辐射强迫
• 成天涛;吕达仁;徐永福
• 2005 Vol. 24 (6): 920-926. 
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• 利用2001年春季浑善达克沙地外场观测的辐射资料及大气辐射模式,对沙尘气溶胶的局地辐射强迫进行了分析和模拟估算。计算结果表明,浑善达克沙地大气透过率日变化显著,晴天可达0.80以上,沙尘天气最低在0.01以下;白天沙尘的辐射强迫对地表有冷却作用,夜间起保温作用。观测期间,平均大气透过率为0.6,白天沙尘对地面向下长波辐射的平均强迫增加量为16.76 W·m^-2,对地面净辐射能收支的平均强迫减少量为62.76 W·m^-2;夜间地表长波辐射净损失量因沙尘作用减少,平均为67.84 W·m^-2。

• 北极涛动与东北冬季温度的联系
• 李春;方之芳
• 2005 Vol. 24 (6): 927-934. 
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• 利用1950-1999年NCEP/NCAR再分析资料和东北地区冬季温度资料,借助经验正交函数(EOF)分解、相关分析、合成分析以及关联表方法,研究了北极涛动指数(Arctic Oscillation Indices,AOI)与我国东北地区冬季温度的联系。结果表明,AOI具有明显的上升趋势(趋势系数R=0.35),其振幅在1968/1969年之前较小,而在1968/1969年之后明显增大,具有明显的年代际变化;并且AOI与东北地区冬季温度具有一致的上升趋势(相关系数R=0.59)。研究表明,AO的异常变化通过西伯利亚高压、阿留申低压、东亚地区极地东风以及东亚冬季风异常,进而影响我国东北地区冬季温度异常,它们之间存在着密切的相关关系。

• 青藏高原上空氮氧化物的分布特征及其与臭氧的关系
• 李庆;陈月娟;施春华;周任君
• 2005 Vol. 24 (6): 935-940. 
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• 利用1992-2002年的HALOE资料,选取青藏高原地区(28°~40°N,75°~105°E)的数据,分析了青藏高原地区NO_X混合比的垂直分布特征,并对高原地区不同高度上NO_X混合比与同纬度及同经度地区进行了比较,分析了NO_X混合比与臭氧混合比纬向分布的关系,以及NO_X混合比随时间的变化和O₃混合比变化的关系。结果表明:青藏高原地区在300~30 hPa上夏季NO_X的混合比高于冬季的混合比;夏季青藏高原地区200~30 hPa气层上NO_X的混合比比同纬度其它地区高得多,100~60 hPa气层上NO2混合比比同经度其它地区也高得多;在100~30 hPa上,O₃的纬向分布与NO_X的纬向分布之间存在较明显的反相关关系;高原地区100 hPa附近和70~35 hPa之间夏季NO_X混合比的变化与O₃混合比的变化的反相关关系非常好。

• 低纬高原西南涡暴雨分析
• 张秀年;段旭
• 2005 Vol. 24 (6): 941-947. 
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• 选取了由西南涡造成的低纬高原暴雨的8个个例,利用中尺度滤波和物理量诊断方法,对低纬高原西南涡暴雨进行了分析研究。研究表明,向东南方向移出的西南涡是造成低纬高原暴雨的重要天气系统,暴雨主要出现在西南涡的西南象限的中尺度辐合线、变形场和气旋之中。造成低纬高原暴雨的西南涡是比较深厚的,其正涡度区在垂直方向通常可达300~400 hPa。这种西南涡不仅具有动力性的作用,而且其后部常伴有较强的冷空气活动。正是由于西南涡的动力扰动、冷空气活动和偏南暖湿气流的爬坡抬升共同导致了暴雨的发生。

• 小旋转椭球粒子群轴向呈正态分布时的散射特性
• 胡方超;王振会;陈钟荣
• 2005 Vol. 24 (6): 948-955. 
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• 研究了小旋转椭球粒子群旋转轴的空间取向在正态分布情况下,几种基本取向的散射截面随分布方差、期望及波长的变化。并对结果做了讨论分析,以便为微波大气传输研究、大气微波遥感,尤其是为改进天气雷达定量测量的精确度提供依据。

• 在雷达测雨和洪水预报中自适应卡尔曼滤波法的应用
• 赵坤;葛文忠;刘国庆;李致家
• 2005 Vol. 24 (6): 956-965. 
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• 采用自适应的卡尔曼滤波方法,运用少量雨量计对雷达估测降水进行了校正,结合新安江水文模型和GAME/HUBEX项目1998年在史灌河流域观测的水文资料,对6月28日08:00~7月5日20:00史灌河流域的一次洪水过程进行预报,并与雨量计网测量的面雨量预报结果进行对比。比较结果表明,经过校正后的雷达估测雨量和雨量计测量的面雨量都能较好地预报出流域出口蒋家集的洪水变化趋势、洪峰时刻以及洪水总量,雷达预报的结果同实际观测更加接近,而雨量计预报结果明显偏高。

• 一种用于中国年最高(低)气温区划的新的聚类方法
• 刘吉峰;李世杰;丁裕国;陆其峰
• 2005 Vol. 24 (6): 966-973. 
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• 采用聚类分析和旋转主分量分析相结合的方案,对我国年最高(低)气温的年际变化型态进行地理区划。这种两者相结合的分区方案可以互相补充,使区划更具客观性。结果表明,中国年最高气温和最低气温年际变化分别可划为12和11个不同类型的区域。对前者(高温)来说,各区域的年际差异比较大,气温变化的阶段性特征有所不同;对后者(低温)来说,各区域具有较强的增温一致性,但增温的特点和幅度存在明显区域差异。最高(低)气温和平均温度的关系在各区域是不同的。总体来说,年代际变化的一致性要好于年际变化的一致性。

• 基于地统计方法的气候要素空间插值研究
• 岳文泽;徐建华;徐丽华
• 2005 Vol. 24 (6): 974-980. 
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• 在回顾了地统计学的产生、发展及其基本原理的基础上,对于目前众多可以提供计算网格的气候要素的空间插值方法中,具体探讨了普通克里格法和协同克里格法。将甘肃省1961-1990年30年平均降水量和蒸发量作为区域化变量,根据不同的半变异函数理论模型,采用普通克里格法和双变量协同克里格法,通过对比分析得到:(1)不论是多年均降水量还是多年平均蒸发量在空间上都呈现明显的梯度变化,二者的空间变程都很大,而降水量变化幅度更大。降水量从东南部向西北部逐渐减少,蒸发量则相反,从东南向西北逐渐增加。(2)基于地统计的插值方法,根据半变异函数云图和试验方差最小的原理,选择合适的半变异函数理论模型进行变量的空间插值,能够较好地模拟区域化变量的空间连续分布格局,并取得较好的效果。对比普通克里格法和协同克里格法,后者增加了高度对降水量和蒸发量的影响,在空间分布上更为合理,插值的精度也要明显好于普通克里格法。(3)采用地统计方法虽然在总体上能够较好地反映气候要素的空间分布格局,但检验显示,两种方法空间插值的精度都还不是很高,插值的精度还有待进一步提高。

• 基于遗传算法的神经网络短期气候预测模型
• 金龙;吴建生;林开平;陈冰廉
• 2005 Vol. 24 (6): 981-986. 
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• 用遗传算法优化神经网络的连接权和网络结构,并在遗传进化过程中采取保留最佳个体的方法,进行短期气候预测建模研究。该方法克服了由于神经网络初始权值的随机性和网络结构确定过程中所带来的网络振荡,以及网络极易陷入局部解问题。作为应用实例,以广西全区4月份平均降水作为预报量及前期500 hPa月平均高度场,海温场高相关区作为预报因子,建立基于遗传算法的神经网络短期气候预测模型。将这种方法与传统的逐步回归方法作对比分析,结果表明,该方法具有预报精度高,稳定性好的特点。

• 宁南退耕还草区近地面的湍流通量特征研究
• 张晓煜;王连喜;刘静;苏占胜;李凤霞;袁海燕
• 2005 Vol. 24 (6): 987-993. 
• 摘要 ( ) PDF (275KB) ( )
• 根据Monin-Obukhov相似性理论,运用空气动力学方法和能量平衡法,结合2002-2003年小气候资料,分别分析了宁夏南部山区(下称宁南)退耕还草区湍流通量和地表通量(净辐射、感热、潜热和土壤热通量)的分布和季节变化特征,为宁南退耕还草区陆面过程的认识、数值模拟和气候分析提供理论参考依据。

• 陕北生态治理对当地降水影响的数值模拟
• 郭建侠;杜继稳;郑有飞
• 2005 Vol. 24 (6): 994-1001. 
• 摘要 ( ) PDF (1865KB) ( )
• 利用中尺度模式MM5V3.5模拟了陕北地区两种植被改进方案对一次降雨过程的敏感性试验,结果表明,陕北植被改善后,能够使区域性降雨的雨带北移,平均降水量增加,降雨时间延长。另外,还分别从环流、大气稳定性、水汽条件、垂直运动等四个方面对上述变化的机理进行了分析,认为植被治理使背景环流的气旋性增强,低层大气不稳定范围向北增强扩展,高空风场辐合汇集的水汽增多,同时垂直上升运动有所增强,导致局地雨带北移、降雨量增加、降雨时间延长。模拟结果同时表明,下垫面生态治理的范围和规模越大,上述影响也越显著。

• 梅雨锋云系的结构特征及其成因分析
• 姚秀萍;于玉斌;赵兵科
• 2005 Vol. 24 (6): 1002-1011. 
• 摘要 ( ) PDF (1966KB) ( )
• 利用逐时卫星遥感观测资料和地面测站的降水资料,分析了江淮流域2003年6月22~26日暴雨过程中梅雨锋云系的演变、结构特征和形成原因。结果表明,梅雨锋云系为一条T_BB的低值带,稳定少动,其上分布着中尺度对流系统(MCS),而中尺度对流系统是由不同尺度、不同强度的对流单体(包括中β和中γ尺度对流单体)组成的,从而使得梅雨锋云系产生不均匀的降水分布(包括时间上和空间上)。在该暴雨过程中,梅雨锋云系充分体现了中尺度对流系统中所包括的3类组织结构形式。梅雨锋云系与中高纬度云系或热带辐合带云系之间的相互作用与暴雨过程关系密切,梅雨锋云系的维持和发展与强大的黄淮气旋云系直接相关,它是江淮流域上空冷暖气流交汇的结果。

• 低涡与急流对"04.9"川东暴雨影响的分析与数值模拟
• 何光碧;陈静;李川;冯汉中
• 2005 Vol. 24 (6): 1012-1023. 
• 摘要 ( ) PDF (3167KB) ( )
• 2004年9月3日~5日川东出现了大范围的强暴雨过程,本文分析了这次暴雨过程的云图特征和环流形势,并利用MM5中尺度数值模式对本次暴雨进行了二重嵌套模拟,分析及模拟结果表明,本次降水过程与中尺度云团、高低空急流和对流层中低层涡旋活动密切相关,同时还与副热带高压活动和"桑达"台风活动相关。盆地涡出现在低空急流的左侧,而川东强降水发生在高空急流的南面、低涡东南侧与西南低空急流大风出口区之间。盆地正涡度维持有利于盆地上空垂直上升运动的发展和维持,对暴雨的发生提供了动力条件。垂直上升运动是高低空急流和盆地涡联系的纽带,也是盆地涡动力驱动的结果。分析结果还表明,西南低空急流在暴雨出现前建立,暴雨和盆地涡同时出现,而暴雨、低空急流和盆地涡几乎同时减弱。高空急流在过程前和过程中是逐步加大,当高空急流出现剧减时,预示暴雨即将结束。

• 东北和华北东部气温异常特征及其成因的初步分析
• 汪宏宇;龚强;孙凤华;杨素英
• 2005 Vol. 24 (6): 1024-1033. 
• 摘要 ( ) PDF (887KB) ( )
• 采用REOF,SVD分析方法,首先指出东北和华北东部气温异常是全国气温异常的第一主分量,进而分析其异常特征及成因。结果表明:全区年、季气温均呈上升趋势,其中冬季增温最大,极端低温较极端高温升高明显。近百年来,全区增温幅度明显高于20世纪全球平均增暖水平。冬季,对流层中、低层上,当纬向西风偏强时,东北和华北东部易高温;而当经向风强盛时,易低温。夏季,气温异常与东北冷涡活动有关;1980年代以来气温显著变暖与对流层中、低层气压场的年代际突变有关。冬夏季气温与东亚冬夏季风、Nino3区海温的关系并不显著,但在1990年代以前,东北夏季低温与ElNi~no的对应关系较好。

• 大连地区冷暖冬年冬季大气环流特征分析
• 张黎红;王谦谦
• 2005 Vol. 24 (6): 1034-1039. 
• 摘要 ( ) PDF (1108KB) ( )
• 利用合成分析方法,对大连地区1960-2000年冷暖冬年冬季的环流形势进行了对比分析。结果表明:在冷暖冬年冬季,海平面气压距平场、500 hPa高度距平场、300 hPa纬向风距平场都存在着显著的差异,其中蒙古高压、极涡的位置、面积、强度及东亚西风环流指数、极锋急流差异都显著,说明极锋急流、极涡、乌山脊、东亚大槽及蒙古高压等都是影响大连冬季气温异常的关键系统。