高原气象

高原气象

第29卷 第6期 2010-12-28   

论文

  • 1998年夏季两例青藏高原低涡结构特征的比较
  • 郁淑华;高文良
  • 2010 Vol. 29 (6): 1357-1368. 
  • 摘要 ( ) PDF (1254KB) ( )
  • 利用1998年Micaps历史天气图、 1998年第二次青藏高原科学试验资料和NCEP/NCAR 1°×1°分辨率的再分析资料， 对该年夏季两例移出与未移出高原的低涡活动过程及特征进行了对比分析, 结果表明, 移出与未移出高原低涡的低涡结构特征差异显著： (1) 移出高原低涡， 低涡环流呈圆形， 厚度有3000 m左右， 降水区呈环状分布; 未移出高原低涡， 低涡环流呈椭圆形， 厚度为1500 m左右， 降水区在低涡的南、 西南方。(2) 移出高原低涡， 低涡区内绝大部分为上升运动区， 并且强度在加强、 区域扩大; 未移出低涡， 涡区内上升运动在减弱， 上升运动区在缩小。(3) 移出高原低涡， 涡区内斜压性强， 比未移出的大近一倍。(4) 移出高原低涡， 涡区内500 hPa有高位涡沿东北方向向上输送位涡平流， 未移出高原低涡的有次高位涡沿东南方向向下输送位涡平流。(5) 移出高原低涡是下层‘正涡度、 暖区’、 上层‘负涡度、 冷区’; 未移出高原低涡是下层‘正涡度、 冷区’、 中层‘负涡度、 弱暖区’、 上层‘正涡度、 冷区’。
  • SHAW模式对青藏高原中部季节冻土区土壤温、 湿度的模拟
  • 郭东林-;杨梅学
  • 2010 Vol. 29 (6): 1369-1377. 
  • 摘要 ( ) PDF (1038KB) ( )
  • 利用水热耦合模式(Simultaneous Heat and Water, SHAW)及“全球协调加强观测计划之亚澳季风青藏高原试验(CAMP/Tibet)”中那曲地区BJ站2002年8月1日\_2003年8月31日的观测资料, 对青藏高原中部季节冻土区的土壤温湿特征进行了单点模拟研究。SHAW模式能较好地模拟BJ站不同深度土壤温度, 模拟值与观测值的相关系数在0.97以上, 平均偏差在1℃以内。随着土壤深度增加, 土壤温度的模拟效果变好, 100 cm以下土壤温度的观测值和模拟值基本吻合。由于净辐射和土壤热通量在冬\, 春季的模拟值较观测值略偏大, 使得模拟的土壤温度在冬\, 春季也略微偏大。就模拟结果而言, 60 cm以上土壤温度对降雪是比较敏感的。模拟的土壤湿度基本上能够再现土壤未冻水含量随时间的实际变化趋势, 除4 cm土壤层外, 其他层的模拟值与观测值差异较大。由于影响土壤湿度的因素较多及其本身具有较复杂的相态变化, 陆面模式中对其进行合理的参数化仍是难点之一。
  • 河西走廊中部干旱区陆面水分和辐射特征研究
  • 孙昭萱;-;张强-
  • 2010 Vol. 29 (6): 1423-1430. 
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  • 利用河西张掖试验站2005年11月\_2006年10月的陆面过程观测资料， 研究了河西中部干旱区土壤温度、 土壤湿度、 降水量、 地表反照率、 地表辐射分量和土壤热通量等物理量的年变化和日变化特征及其影响机制， 分析了土壤湿度与降水量的相关关系\, 地表反照率与降水量及土壤湿度的相关关系。结果表明： 干旱荒漠地区土壤温度对太阳加热的响应比较迅速， 而且年较差和日较差也比较大。地表层土壤主要受蒸发和降水的影响, 土壤湿度变化响应得较快， 而深层土壤湿度基本不受地表影响， 在冬季土壤湿度变化对降水的响应要滞后1~2个月。降水量与5 cm土壤湿度的相关最好， 与深层50 cm的土壤湿度相关最差。地表反照率的起伏变化与降水过程对应的比较好， 反照率的谷值正好对应降水过程比较集中的时段。地表反照率随土壤湿度的增大是减小的， 两者的相关系数达到了0.7346。 干旱荒漠区辐射分量年变化幅度普遍比较大， 年平均日变化特征表现为非常典型而平滑的日循环形态。土壤冬季向大气输出热量而夏季转变为大气向土壤输入热量， 且输入的热量要大于输出。随着季节变化, 土壤热通量的日最大值冬季出现最晚\, 夏季最早， 与20 cm土壤温度的变化趋势基本一致。
  • 三个模式对2008年夏半年西南区降水预报效果的检验
  • 公颖-;王叶红;赖安伟
  • 2010 Vol. 29 (6): 1441-1451. 
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  • 利用AREM(-YW and SY)、 T213L31\, JAPAN 三个模式对2008年夏半年(5~11月)西南地区（25°~34.5°N, 97°~110.5°E）降水预报进行了统计检验， 并对其中两次强降水过程的预报效果进行对比分析， 以期了解各模式在西南地区的预报效果及特点， 结果表明： （1）小雨－大雨量级JAPAN模式预报情况较好， 暴雨量级T213L31、 JAPAN、 AREM均预报较好， 大暴雨量级AREM-SY模式预报较好。（2）对西南地区的降水预报， T213L31预报偏强情况较多， AREM预报偏弱情况多， JAPAN预报相对适中。（3）在西南地区， 当降水陡增（即实况降水量较前一天大一个量级以上, 且雨量比前一天多5 mm以上）和其后强降水持续阶段， 是各模式预报偏弱情况最可能发生的时期， 同时也是各模式预报效果较差的时段。（4）三个模式在青藏高原东南缘地区均有降水空报现象， AREM模式的降水空报与其在此处存在低涡空报有关。（5）对于西南低涡这一尺度小、 结构复杂的特殊天气系统， 当前模式对其强度、 位置和诱发的强降水预报效果仍有待提高。
  • 印度半岛热力变化对亚洲季风环流异常的影响
  • 晏红明;杨辉;王灵;梁红丽
  • 2010 Vol. 29 (6): 1452-1463. 
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  • 海陆热力差异的季节性变化是季风产生的原始驱动力， 因此海洋和大陆任何一方的变化必然会影响季风环流出现异常。本文探讨了欧亚大陆高\, 低层气温\, 南亚大陆和印度洋之间海陆热力差异的变化特征， 发现南亚大陆的印度半岛区域下垫面的季节性增暖出现最早， 其增暖从春季就开始出现， 比对流层上层增暖偏早约两个月， 相应的低层经向海陆温度梯度由冬季型转为夏季型最早的区域出现在80°E附近。进一步分析了印度半岛下垫面热力异常的变化特征及其与季风环流异常的关系， 初步揭示了南亚区域高\, 低层气温变化的相互联系， 发现印度半岛下垫面的迅速增温引起了大气的强感热加热， 进而影响高\, 低层季风环流的异常变化。结果表明, 春末夏初印度半岛暖下垫面的加热作用有利于亚洲夏季型季风环流建立偏早， 同时也有利于亚洲夏季季风环流的加强， 而冷下垫面的作用则相反。
  • 新疆春季降水异常的环流和水汽特征
  • 杨莲梅;史玉光;汤浩
  • 2010 Vol. 29 (6): 1464-1473. 
  • 摘要 ( ) PDF (1391KB) ( )
  • 利用1961\_2007年新疆75个气象站月降水量资料和NECP/NCAR逐日4次再分析资料（2.5°×2.5°）, 分析了新疆3~5月降水异常环流、 水汽输送和收支特征, 以及环流和水汽异常对整个水汽输送异常的贡献。结果表明, 斯堪的纳维亚环流型（SCA环流型）是造成新疆春季各月降水异常的主要环流型。3月水汽输送量最小, 4~5月相当, 各层西边界为主要流入界, 东边界为主要流出界, 西风气流输送水汽多少决定降水异常。各月降水偏多的水汽输送异常表现为3月出现巴伦支海—新地岛以东向南到里海、 咸海—巴尔喀什湖水汽输送异常, 然后其随西风气流进入新疆； 4月出现西伯利亚向里海、 咸海地区和阿拉伯半岛向里海、 咸海水汽输送异常, 而后其随西风气流进入新疆； 5月出现西伯利亚向咸海—巴尔喀什湖、 巴伦支海向南到地中海东部的水汽输送异常, 同时还出现红海向地中海东部和阿拉伯海向北到中亚的水汽输送异常, 高、 低纬向中纬水汽输送异常并汇合于中纬后沿西风气流进入新疆。各月环流异常对整个水汽输送异常起主要作用。
  • β效应和垂直切变对台风非对称结构及眼墙替换的影响
  • 陈国民-;沈新勇;杨宇红
  • 2010 Vol. 29 (6): 1474-1484. 
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  • 利用一个完全可压、 非静力及原始方程热带气旋模式（TCM4）， 通过对f平面和β平面中不同强度的垂直风切变下理想热带气旋的模拟， 研究了β效应和垂直风切变对热带气旋强度和结构的影响。结果表明： (1)理想气旋植入相对较弱的垂直风切变之后其强度最终将会进入一种近似常定状态， 通过研究这种准常定状态对切变强度的敏感性发现， 研究垂直风切变对理想气旋影响， 应该讨论理想气旋能否维持在一个特定强度（台风\, 热带风暴及热带低压等）的极限垂直切变， 而不是去讨论决定理想气旋将减弱还是增强的极限垂直风切变值； (2)在f平面下， 由于垂直风切变造成涡度平流随高度变化， 使得在顺切变前部以及左侧边界层附近产生辐合， 伴随着空气的气旋式螺旋上升， 外流层对应区域产生辐散， 从而使得强对流和强降水发生在顺切变左侧。 (3)行星涡度梯度（β效应）也能使涡旋产生一定的非对称性。当考虑β效应和垂直风切变的双重叠加效应时， 所产生的非对称性比单纯由β效应或垂直风切变产生的非对称性更大， 并且强对流区主要集中在顺切变左前部。(4)热带气旋眼墙替换过程或许可以被预测， 因为它们似乎与β效应和环境流(VWS)存在联系。
  • 东中国海夏季潜热通量的时空特征及其与中国东部降水的联系
  • 李翠华;蔡榕硕-*;陈际龙
  • 2010 Vol. 29 (6): 1485-1492. 
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  • 利用1985\_2006年OAflux、 NCEP/NCAR再分析资料和中国大陆东部的120个测站降水资料， 应用EOF分解和线性回归等方法分析了东中国海夏季海气热通量时空特征及其与中国东部夏季降水的关系。结果表明， 东中国海夏季潜热通量EOF1模态空间场的强信号区为黄海、 东海至台湾海峡和南海北部局部海域， 时间系数（PC1）表现出显著的年际变化和1997年前后的突变。降水和经向环流的PC1回归分析还表明， 夏季潜热通量的异常变化与中国东部降水和经向环流的变化密切相关， 潜热通量正异常对应黄淮地区和华南地区的上升气流正异常， 降水偏多， 而东北与华北地区为下沉气流正异常， 降水偏少。1997年前后东中国海潜热通量发生突变之后呈明显的上升增强趋势， 使得上述现象更为显著， 即: 对应东中国海夏季潜热通量的正异常， 黄淮地区和华南地区为上升气流正异常， 降水偏多; 东北地区和华北地区为下沉气流正异常， 降水偏少。这表明夏季东中国海及邻近海域潜热通量的异常变化是导致中国东部汛期降水年际和年代际异常的重要原因之一。
  • 华南南部前汛期气温与阿拉伯海和孟加拉湾北部海温的关系
  • 马慧;陈桢华;徐宁军;王谦谦
  • 2010 Vol. 29 (6): 1507-1513. 
  • 摘要 ( ) PDF (789KB) ( )
  • 利用国家气候中心整编的1951\_2008年中国160站的月平均气温资料， 选出华南地区10个代表站, 分析了华南南部前汛期气温异常的季节、 年际和年代际变化的时空特征。结果表明, 58年的温度变化总趋势是增加的， 1950\_1990年代初为相对低温期， 1990年代中期开始温度明显升高。华南南部前汛期气温异常存在2, 4和5年的年际周期和12年和19年的年代际周期。在研究华南南部前汛期气温异常的基础上， 还分析了华南南部前汛期气温与阿拉伯海和孟加拉湾北部海温的关系， 发现前一年10~11月阿拉伯海和孟加拉湾北部海域存在一个与次年华南南部前汛期气温有较好正相关的关键区（85°～97°E， 5°～16°N）(简称关键区)， 当前一年10~11月关键区海温异常偏高（偏低）， 次年华南南部前汛期气温偏高（偏低）， 关键区海温异常和华南南部前汛期气温异常都具有准2年、 准5年和准12年的振荡周期， 冷、 暖水年次年的华南南部前汛期环流形势存在很大的差异。
  • 基于多雷达三维插值格点强冰雹诊断因子的强冰雹识别方法
  • 王瑾-;李明元;汪华
  • 2010 Vol. 29 (6): 1533-1545. 
  • 摘要 ( ) PDF (1600KB) ( )
  • 为解决单部雷达强冰雹识别产品在雷达的探测范围、 雷达的静锥区以及与基于格点的近风暴环境因子的融合上存在局限性的问题， 本文建立了雷达反射率因子的三维局部空间插值及多部雷达拼图方法； 类似于SCIT算法的风暴单体的VIL及SHI等冰雹识别参数的计算， 基于多部雷达三维插值拼图数据集， 实现了格点VIL、 SHI、 POH和POSH等算法， 建立了基于三维格点的多部雷达强冰雹识别参数因子、 风暴数值模拟的近风暴环境因子（0°层及-20°层高度）为识别参数的冰雹识别算法。为确定适合于贵州地区的冰雹识别阈值， 使用贵州504个防雹炮点的冰雹观测资料及贵州2005年和2006年8次贵阳、 遵义雷达站冰雹个例观测资料， 建立了冰雹算法校验数据库; 通过对降雹校验数据库的统计分析， 建立了适于贵州地区VOD与冻结层高度统计关系式， 确立了VIL密度产品的强冰雹判别阈值， 并通过对WTSM的调整， 改进了原来的POSH算法， 在贵州西北部到中部一线的一次强冰雹过程中对强降雹区的识别效果较好。
  • 基于雷达回波拼图资料的风暴识别、 跟踪及临近预报技术
  • 王改利;刘黎平;阮征;王红艳;陈秋萍
  • 2010 Vol. 29 (6): 1546-1555. 
  • 摘要 ( ) PDF (1198KB) ( )
  • 以中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室的区域雷达组网三维数字产品为基础， 采用区域增长法实现二维风暴的识别， 进而在垂直方向上进行关联以实现三维风暴的识别， 并提取三维风暴的特征参数对相邻时刻的风暴进行跟踪， 在此基础上对风暴未来时刻的位置及大小进行预报\.个例分析结果表明： （1）用区域增长法及垂直方向的投影关联法能够实现三维风暴的自动识别， 从风暴特征参数随时间的变化可以看出， 体积的变化是风暴不同发展阶段的主要特征， 而风暴的平均反射率因子及最大反射率因子随时间的变化特征不明显； （2）采用最优法对相邻时刻的风暴进行匹配， 并考虑了合并与分裂的情况， 与观测资料的对比可以看出， 跟踪还是比较合理， 在风暴发生合并或分裂的情况下也能够正确跟踪。对风暴历史时刻的位置通过最小二乘拟合法得到的风暴移向、 移速随时间的变化曲线比较光滑， 没有出现跳变的现象。（3）风暴位置的预报要好于风暴大小及VIL的预报， 其主要原因是由于风暴在不断地发展变化， 其合并、 分裂也是经常发生的， 对于未来发展趋势的预报， 仅根据风暴历史时刻的发展趋势还是很难预报的。总体来说， 预报误差随预报时效的增大而增加。
  • 环北京地区八月风暴云的气候分布特征
  • 潘留杰-;朱伟军;周毓荃;张宏芳;欧建军
  • 2010 Vol. 29 (6): 1579-1586. 
  • 摘要 ( ) PDF (1213KB) ( )
  • 基于2006—2008年8月北京新一代天气多普勒雷达资料， 在TITAN(Thunderstorm Identification Tracking Analysis and Nowcasting）三维风暴识别、 跟踪、 分析算法的基础上， 客观分析了北京地区8月的风暴气候特征。结果表明： （1）风暴初生的日变化特征表现为典型的双峰型, 峰值分别在凌晨06~08时和傍晚18~20时； 西南—东北走向的山脉附近风暴云初生频次明显高于其它地区， 且迎风坡大于背风坡， 表明地形对风暴触发的重要作用， 同时地形对风暴移速、 降水的分布等产生重要影响； （2）环北京地区8月50％的对流风暴云持续时间<30 min， 绝大部分风暴云体积<400 km3,平均风暴云顶高度为6.9 km； （3）反射率因子阈值为35 dBz的风暴体积、 面积、 高度的频率近似呈对数正态分布； （4）通过尺度分析发现8月主要为D尺度风暴云， 其平均组合面积较低纬度偏大， 平均回波顶高比低纬偏高。
  • 长江中下游地区干旱变化特征分析
  • 王文;蔡晓军
  • 2010 Vol. 29 (6): 1587-1593. 
  • 摘要 ( ) PDF (873KB) ( )
  • 利用1961\_2007年新疆75个气象站月降水量资料和NECP/NCAR逐日4次再分析资料利用24°~35°N， 104°~124°E范围内180个测站的日降水量和气温资料， 计算了各季1969-2008年的综合气象干旱指数， 以及3个代表站1953-2008年的Z指数， 分析了近40年长江中下游地区的干旱发生频率、 覆盖范围及年际变化和不同干旱强度的空间分布\.结果表明, 干旱覆盖范围达90%以上的事件在1980年以前主要出现在冬季， 1990年代主要出现在春季， 到21世纪则主要出现在夏季。春、 秋季干旱有下降的趋势， 而冬、 夏季为增加趋势。虽然长江中下游地区冬季干旱覆盖范围在减小， 但出现干旱的频率较大， 说明冬季出现局部干旱的程度在增大。而夏季干旱发生频率较小， 但覆盖范围正在高值期， 说明夏季的旱涝程度还在加大。虽然春季发生干旱的频率较高， 但多以轻旱为主， 并且覆盖范围也处在下降期， 因此， 春季干旱应比过去有所减缓。从各方面来看， 秋季出现干旱的几率最低。
  • 近46年来我国降雪变化特征分析
  • 孙秀忠;罗勇;张霞;高迎新
  • 2010 Vol. 29 (6): 1594-1601. 
  • 摘要 ( ) PDF (930KB) ( )
  • 利用国家气象信息中心提供的各测站多年逐日降水和逐日天气现象资料， 在运用旋转经验正交函数（Rotated Empirical Orthogonal Function, REOF）和相关分析进行降雪分区的基础上， 重点分析了近46年来我国降雪的时空分布、 演变特征和长期气候趋势。结果表明， 降雪分布清楚地反映了我国的地理特征和气候特点， 即高纬度、 高海拔地区降雪多， 南方降雪地区集中。在空间上， 降雪增加的区域主要分布在新疆北部、 东北区北部、 西藏高原东部和淮河流域部分地区。在时间上， 我国平均年降雪量总体呈弱的减少趋势。在气候变暖的背景下， 除东北区北部和西北区西部降雪趋势为正值外， 其它分区都为负值， 其中长江中下游地区降雪减少最明显。Mann-Kendall检验表明， 在20世纪90年代新疆北部、 东北区北部的降雪发生了由少到多的突变， 且增加趋势显著, 其它分区没有突变发生。
  • 乌鲁木齐-昌吉地区城市化对温度的影响及热岛效应分析
  • 李景林;郑玉萍;李悦;李霞;张山清;陈洁;许嘉钰;陈义珍
  • 2010 Vol. 29 (6): 1609-1618. 
  • 摘要 ( ) PDF (1220KB) ( )
  • 利用乌鲁木齐-昌吉地区3个城市气象站和3个郊区气象站1976-2008年的气温观测资料, 分析了乌鲁木齐及周边城市发展的热岛效应\.结果表明, 33年来乌鲁木齐-昌吉地区城市化对城市地面平均气温具有显著影响， 气温随年代递增率城市大于农村， 城市和郊区年平均气温递增率分别为0\^79和0.38℃·(10a)-1； 城市气温的极端性趋于弱化， 近33年地面气温递增的最主要表现是城市平均最低气温明显上升， 城市和郊区年平均最低气温的递增率分别为1.12和0.41℃·(10a)-1； 城市气温日较差呈明显的下降趋势， 郊区却略呈上升趋势； 城市寒冷日数减少的趋势大于农村， 城市采暖季最低气温随年代的递增趋势最为显著， 采暖季城市和农村平均最低气温的递增率分别是1.46和0\^57℃·(10a)-1; 年平均热岛强度递增率为0.71℃·(10a)-1， 冬季为1.06℃·(10a)-1， 秋、 春和夏季分别为0.63， 0.57和0.46℃·(10a)-1。热岛强度夜间强、 白天弱， 02:00, 08:00, 14:00和20:00的平均热岛强度分别为2.9， 2.9， 0.0和3.0℃， 其中02:00和08:00热岛强度递增率分别是1.17和1\^13℃·(10a)-1， 20:00为0.70℃·(10a)-1， 冬季没有逆温的状况下， 市区高温区与繁华区相吻合， 城区中心的温度比郊区高3～4℃。
  • 2001—2007年兰州市主要大气污染物污染特征分析
  • 陈雷华;余晔*;陈晋北;李万源;李江林
  • 2010 Vol. 29 (6): 1627-1633. 
  • 摘要 ( ) PDF (696KB) ( )
  • 以兰州市2001-2007年空气污染指数资料为基础， 对每日空气污染指数(Air Pollution Index, API)、 空气质量级别和PM10浓度等的年、 季、 月变化特征以及采暖期和非采暖期污染变化差异进行了分析。结合甘肃省地面气候资料集兰州市日观测资料， 通过单因素方差分析和线性相关分析， 找出不同季节对PM10浓度有显著影响的气象要素， 得到不同季节与PM10浓度呈显著线性相关的气象因子。结果表明： (1）兰州市的首要污染物仍以PM10为主， 其中冬季和春季污染最严重， PM10浓度在冬季12月有一主峰值， 在春季3, 4月份有一次峰值； (2）近年来， 兰州市污染天数有减少趋势， 并与兰州市烟、 粉尘年排放量减小趋势一致； (3）采暖期PM10浓度有明显减小趋势， 而非采暖期PM10浓度减小趋势不明显， 污染日越来越集中在采暖期； (4）与PM10浓度呈显著线性相关的气象要素存在季节差异， 但总体上风速、 气温和湿度（或降水）是影响兰州市PM10浓度的主要气象因子， 因此湿度\, 温度和风场条件的改变将对兰州市的大气环境产生影响。
  • 酒泉地区风能资源开发优势度分析
  • 邓国卫-;高晓清*;惠小英;桂俊祥;汪宁渤;刘建彪
  • 2010 Vol. 29 (6): 1634-1640. 
  • 摘要 ( ) PDF (804KB) ( )
  • 运用新一代中尺度模式WRF对酒泉部分地区进行了风场的数值模拟\.结果表明, WRF模式对复杂地形条件下的风场具有较好的模拟能力， 也能较好地模拟出地形对风速的影响。在此基础上， 结合GIS技术在空间信息处理方面的优势， 综合考虑各种地理要素的影响， 对酒泉地区风能资源进行精细化研究， 分析风能资源开发的优势度, 发现(1)研究区域具有非常丰富的风能资源， 较丰富区以上地区的面积将近达到研究区域的一半; （2）丰富风能资源区与该地区的地形有很好的对应关系， 主要处于有地形狭口效应的区域； （3）最有利于风能资源开发的区域在玉门镇以南至昌马， 这一片区域的地形平坦， 风能资源丰富， 又是戈壁, 非常适合建设大型风力发电场。这些显示了酒泉地区风能资源开发的优势度分布， 能为风电场的选址提供参考。

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