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• 2015 Vol. 34 (1): 0-0. 
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论文

• 孟加拉湾风暴对高原地区降水的影响
• 段旭;段玮
• 2015 Vol. 34 (1): 1-10.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2014.00001
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• 利用卫星遥感数据TRMM(3B42)与地面观测数据变分订正后的降水量资料、TBB资料、NCEP/NCAR再分析资料, 对19982010年25个孟加拉湾风暴的登陆路径、强度、冷空气入侵及大气季节变化对高原地区降水的影响进行了分类统计分析, 结果表明: (1)孟加拉湾风暴是造成高原地区降水的重要天气系统, 最活跃的时段集中在5月和1011月, 对高原地区的影响主要以降水为主; (2)在孟加拉湾风暴登陆的3条路径中, 东北路径对云贵高原和青藏高原东南部地区影响最大, 西北路径登陆风暴主要影响青藏高原南部地区, 偏西路径登陆风暴对高原地区影响最小; (3)东北路径登陆风暴, 热带风暴强度比飓风强度给高原地区带来更强的降水, 而西北路径飓风强度风暴的影响较大; (4)当东北路径孟加拉湾风暴与云贵高原地区冷空气相遇时, 其降水量比无冷空气配合时大2个等级; (5)孟加拉湾风暴活动时段存在5月和1011月两个峰值, 因季节性的大气环流(引导气流)和水汽输送(强弱)以及热带气旋生成基本条件的不同, 导致了高原地区降水程度的差异.

• 青藏高原冬季风演变的新特征及其与中国西南气温的关系
• 王颖;李栋梁;王慧;郑然
• 2015 Vol. 34 (1): 11-20.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00196
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• 利用19512011年NCEP/NCAR再分析资料和19602010年西南地区77站月平均气温数据, 定义了冬季代表月(1月)青藏高原(下称高原)季风强度和位置的新指数, 并分析了该指数与中国西南地区地面气温的关系, 结果表明: (1)代表高原冬季风的冷高压强度和位置具有明显的年际、年代际变化, 20世纪70年代末发生了由弱到强的突变, 80年代中期则是由偏北到偏南的突变.在全球变暖的大背景下, 高原冬季风强度的振荡频率加快, 由较长的7年周期向4年周期转化; 位置指数的4年与10年周期存在明显的反相变化, 自2005年以来位置振荡周期由10年向4年转化, 南北摆动更为频繁.(2)当高原冬季风偏强时, 北方冷空气与西南暖湿空气在西南地区交汇减弱, 云量减少, 辐射增温作用使西南地区温度一致偏高, 西南地区东部低层出现异常下沉运动中心, 下沉增温作用使该地区温度偏高更明显; 当偏弱时, 则相反.(3)当高原冬季风偏北时, 北方较强冷空气南下, 南支槽加深, 西南暖湿空气与北方冷空气交汇于川滇地区, 产生异常上升运动, 云量增多, 接收的太阳辐射减少, 且冷空气活动频繁, 西南地区温度一致偏低, 上升冷却作用使西部气温偏低更明显; 当偏南时, 则相反.

• 黄土高原半干旱草地近地层湍流温湿特征及总体输送系数
• 岳平;张强;赵文;王胜;史晋森;王若安
• 2015 Vol. 34 (1): 21-29.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00170
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• 利用兰州大学半干旱气候与环境观测站(简称SACOL站)2008年夏季晴天近地层湍流观测资料, 分析了SACOL站近地层湍流温、湿统计特征, 确定了大气动力学和热力学粗糙度长度, 讨论了总体输送系数随大气稳定度的变化规律.结果表明, 大气层结不稳定条件下, 无量纲温度和比湿脉动方差与稳定度Z/L之间均满足-1/3次规律; 大气层结稳定条件下, 温湿脉动方差总体趋势是随大气稳定度增加而减小.水汽通量全天大于零, 最大值为0.063 g·m^-2·s^-1, 地表日平均蒸发量为1.9 mm.中性条件下, 黄土高原半干旱草地动力学粗糙度长度为6.6×10^-3 m, 热力学粗糙度为1.85×10^-5 m.大气层结不稳定条件下, C_D平均值为4.4×10^-3, C_H平均值为3.9×10^-3; 中性条件下, C_D和C_H平均值分别为4.2×10^-3和2.8×10^-3; 层结稳定条件下, C_D平均值为3.1×10^-3, C_H平均值为2.1×10^-3, 表明总体输送系数随稳定度的增大而减小.

• 黄土高原春季干旱时空分异特征
• 姚玉璧;王劲松;王莺;杨金虎;李俭峰;雷俊
• 2015 Vol. 34 (1): 30-38.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00179
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• 采用基于相对湿润度的干旱指数分析方法和黄土高原19612010年气候要素资料, 研究了黄土高原春季干旱时空变化、异常分布和次区域演变特征.结果表明: 19612010年黄土高原春季干旱强度变化呈现明显中心区域强、周边区域弱的分布特征, 其中中部腹地干旱强度增加趋势倾向率最大, 中部周边干旱强度增加次之, 东北部和西部边缘呈减弱趋势.研究区不同区域春季干旱强度呈同位相变化是干旱变化的首要空间分布模态, 异常中心区域在陕北、陇东及宁夏西南部.东西部反相位分布模态反映了黄土高原东西部所受大气系统影响差异性的特征.根据载荷向量不同模态空间异常分布型, 可将春季干旱划分为西北部型、东北部型和南部型等3个次区域异常型, 南部春季干旱强度时间序列呈显著增强趋势, 其由弱变强的突变点出现在1977年, 西北部和东北部干旱强度也呈波动增强趋势, 但未通过显著性检验, 没有突变.西北部和南部春季干旱指数存在显著的3~4年振荡周期, 东北部存在显著的5～6年振荡周期.

• 近30年中国地面风速分区及气候特征
• 熊敏诠
• 2015 Vol. 34 (1): 39-49.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00159
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• 通过中国近地面风速区划可以深入了解风速分布规律, 有助于研究风速的变化机制.利用1980-2009年中国608个测站的日平均风速资料, 经过旋转经验正交函数分解法(REOF)得到10个分区, 各分区范围和地形有一定的关系.风速频率曲线变化表明, 中国北部地区(第3、4区)风速偏大, 中部地区(第2、10区)风速普遍较小; 对比分析了区域有效风速日数频率和风能分布.根据谐波方法得到各分区风速的年变化特征, 大部分区域呈单峰单谷型或双峰双谷型, 高值区主要出现在春季, 并分析了形成上述特点的可能天气学成因.风速线性倾向估计结果表明, 中国大部分地区风速呈减小趋势, 第1、4、5区平均风速递减率在-0.028~-0.023 m·s^-1·a^-1之间, 但是, 中部地区(第2区、第6区西部、第10区)年平均风速出现递增.通过Mann-Kendan法和小波分析方法检测表明, 第2、3、5区突变点出现在2000年附近, 第1、4、6区突变点出现在20世纪90年代初.环流特征量指数和风速同期相关性分析, 揭示了北极涡和副热带高压对风速的影响.

• 近50年中国降水格点日值数据集精度及评估
• 赵煜飞;朱江
• 2015 Vol. 34 (1): 50-58.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00141
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• 利用高质量的2472个气象台站逐日降水资料和薄盘样条法, 对19612010年中国大陆降水资料进行了空间内插, 得到了中国地面降水0.5°×0.5°格点日值数据集.对该数据集的评估结果表明: 夏季误差明显大于其他季节, 冬、春、夏、秋季分别有96.7%, 91.8%, 63.2%和94.0%的台站绝对误差在±1 mm·d^-1之间; 冬、春、夏、秋季分别有53%, 68%, 72%和70%的台站相对误差在±10%之间.基于台风"碧利斯"等3个强降水事件的分析和插值试验表明, 格点化降水可以较好地描述一定范围内的面雨量.对比CP和APHRO两套格点资料表明, APHRO格点资料在刻画长江以南的年降水量气候态空间特征方面与观测值较一致; CP格点资料对青藏高原、天山山脉和塔里木盆地等大地形附近的降水空间特征描述较准确.另外, CP和APHRO格点资料都可以再现江淮梅雨日变化特征.当出现大雨和中雨日时, 两套网格化降水资料同等程度地弱化了降水强度, 而出现小雨日时, CP格点资料更接近实测降水.

• 基于MTM-SVD方法的西南地区降水季节内振荡特征分析
• 王春学;马振峰;邓彪;王佳津
• 2015 Vol. 34 (1): 59-69.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00156
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• 利用19812010年中国西南地区气象站点逐日降水资料以及NCEP/NCAR逐日再分析资料, 使用MTM-SVD方法分析了西南地区降水的季节内振荡特征, 结果表明: 西南地区降水存在显著的14.4候(70天左右)振荡周期, 该季节内振荡在1985年前后最强, 在整个研究时段内夏季更明显.典型循环重建表明, 西南地区降水的季节内振荡整体上有一个从南向北的推进过程, 对OLR的分析表明, 南海—西太平洋地区和孟加拉湾地区是影响西南地区降水的两个关键区.在季节内振荡尺度上影响西南地区降水的OLR异常信号首先出现在爪哇岛附近, 逐渐向东传播到马鲁古群岛地区, 然后北跳传播到北半球的南海—西太平洋地区和孟加拉湾地区, 最后两者先后向北推进影响西南地区降水.

• 河西走廊中西部干旱区极端暴雨个例分析
• 孔祥伟;陶健红;刘治国;傅朝;吉惠敏
• 2015 Vol. 34 (1): 70-81.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00138
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• 利用常规、自动气象观测站资料、卫星资料及NCEP 1°×1°再分析资料, 对2012年6月45日河西走廊中西部干旱区极端暴雨天气过程的影响系统配置、中尺度特征、水汽输送、不稳定能量等方面进行了诊断分析.结果表明: 此次暴雨发生在地面冷锋过境后, 降温冷凝作用明显, 对流层高层存在强抽吸作用, 中层高原低涡受其下游弱脊阻挡较长时间维持在暴雨区上空, 低层存在切变线, 高低空系统的耦合提供了中尺度对流系统发生, 发展的有利条件; 水汽主要来自对流层中低层东、西两路及高层南路三支水汽输送通道, 西路水汽输送强度最大, 东路水汽输送受小高压影响显著, 暴雨开始后6 h才完整建立, 暴雨中心整层大气可降水量达到了该地区夏季平均值的两倍多; 通过降温, 增湿作用近地面出现对流不稳定能量, 自由对流高度较低; 涡旋云系的冷空气侵入处, 不断激发出6个β中尺度的对流单体, 暴雨中心玉门两次受其中4个单体的影响, 产生短时强降水.

• 一次重庆特大暴雨过程的中尺度分析
• 陈鹏;刘德;周盈颖;何跃;廖峻;庞玥;张虹
• 2015 Vol. 34 (1): 82-92.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00162
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• 利用NCEP格点再分析资料、地面实况资料、TBB资料以及雷达资料对2011年7月67日重庆大暴雨过程进行了分析研究.结果表明, 此次暴雨过程中切变线附近发展起来的中尺度对流系统是暴雨产生的直接原因, 且从动力、热力、水汽条件以及能量等方面分析表明重庆东北部已具备暴雨发生的有利条件.通过雷达产品的分析可知, 两个阶段降水的中尺度特征不同: 第一阶段降水, 径向速度场上出现逆风区, 对应逆风区的回波较强, 雨强较大, 且垂直风廓线VWP显示高空有偏西偏南的强风速带下传, 从而形成较深厚的西南气流风场; 第二阶段降水, 径向速度场上出现强度不对称的"牛眼"结构, 存在风速辐合, 同时VWP显示中低层有深厚的冷空气楔入, 使暖湿空气抬升, 降水在经过短暂的减弱后再次加强.

• 中层涡旋诱生南海热带低压形成的位涡反演分析
• 袁金南;谷德军;廖菲
• 2015 Vol. 34 (1): 93-102.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00145
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• 利用NCEP 1°×1°最终分析资料FNL和位涡反演方法, 对2006年8月下旬一次中层涡旋诱发南海热带低压的形成过程进行了分析.结果表明, 在中层涡旋诱发南海热带低压形成时高层暖心结构经历了由上向下逐渐发展的过程, 而中层气旋性环流经历了由上向下快速发展的过程.高层暖心结构的向下发展主要与中低层凝结潜热加热作用和干空气从高层侵入有关, 而高层波动的影响不明显, 暖心发展到达近海面需要有底层热力异常和中低层凝结潜热加热作用的共同配合.中层气旋性环流的向下发展主要与中低层凝结潜热加热作用有关, 高层波动对中低层涡度的影响不明显, 而底层热力异常主要在900 hPa以下产生负涡度.综合分析表明, 中低层凝结潜热加热对南海热带低压的生成和发展起关键作用.

• 东北冷涡发展过程的位涡收支分析
• 吴迪;楚志刚;闫立奇
• 2015 Vol. 34 (1): 103-112.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00121
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• 从位涡收支的角度对一次东北冷涡发展过程进行了诊断分析, 研究了位涡趋势方程中各趋势项对冷涡发展的贡献.结果表明, 在对流层低层东北冷涡的发展过程中, 非绝热加热率、水平平流位涡以及非平流的位涡趋势对低层位涡的增强做正贡献, 有利于低层冷涡的发展, 也充分说明了非绝热加热对低层冷涡的发展所起的重要作用; 而垂直平流位涡刚好相反, 对低层位涡的增强做负贡献, 不利于低层冷涡的发展.从垂直结构看, 水平平流位涡主要是在对流层低层和高层对位涡发展有正贡献; 而垂直平流位涡是在中层促使位涡增强; 非平流引起的位涡变化主要是在低层; 由平流和非平流引起的总位涡趋势增大, 促使冷涡加强发展.

• 龙门山沿线暴雨过程的诊断分析及数值试验
• 肖递祥;屠妮妮;祁生秀
• 2015 Vol. 34 (1): 113-123.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00112
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• 利用常规气象观测资料和西南区域模式WRF_RUC产品, 对2012年8月1718日四川盆地西部龙门山脉沿线出现的一次暴雨过程进行了诊断分析和数值试验.结果表明, 对流层中低层明显高能, 高湿, 大气层结极不稳定, 为中尺度对流系统的生成和发展提供了有利的热力不稳定条件; 对流发展与低层偏东气流密切相关, 暴雨开始前, 四川盆地内低层偏东气流增强, 使盆地西部沿山地区辐合和地形抬升作用增强, 是造成垂直上升运动强烈发展的主要动力机制; 降低高原地形高度, 暴雨区明显西移; 降低盆地内初始场温湿条件, 降水强度明显减弱; 不考虑地面热通量影响, 降水强度也将有一定减弱.

• 上海“7·31”局地强对流快速更新同化数值模拟研究
• 王晓峰;王平;张蕾;许晓林;李佳
• 2015 Vol. 34 (1): 124-136.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00202
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• 利用雷达、自动气象站、飞机观测(AMDAR)和探空等多种观测资料, 采用中尺度数值预报模式WRF和资料同化系统ADAS, 对2011年7月31日上海局地强对流过程进行了快速更新同化数值试验.结果表明, 数值试验模拟降水的发生时间、落区和随时间演变与实况基本一致, 较好再现了海陆热力差异导致上海南北两支海陆风爆发、形成低层辐合线, 在热岛效应的叠加下进一步增强, 继而引发局地强对流的过程.快速更新同化技术可有效延长此次过程的预警时效, 这为城市强对流业务预报提供了新的思路.

• 影响杭州城市高温因子的数值模拟研究
• 樊高峰;朱蓉;张小伟;马浩
• 2015 Vol. 34 (1): 137-144.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00109
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• 随着全球气候增暖和城市化进程的加剧, 城市高温灾害的影响越来越突出.基于WRF/UCM模式, 研究了西湖与城市化进程两个因子对杭州城市高温的影响.设计了三组试验: 试验1为采用2010年土地利用数据的控制试验; 试验2在试验1的基础上将西湖替换为水田; 试验3与试验1相同, 但采用2000年的土地利用数据.对比试验1与试验2, 发现西湖的存在对杭州白天高温有减缓作用, 夜间高温有促进作用, 总体而言对杭州城市高温有正贡献; 对比试验1与试验3, 发现城市化进程所带来的热岛效应加剧了杭州高温, 使高温区域面积显著增加; 热岛效应对白天高温与夜间高温均有促进作用, 但对白天高温的影响更为明显.

• 贵州不同等级降水日数气候特征及其与降水量的关系
• 王芬;曹杰;李腹广;孙旭东;谷晓平;熊伟;段荣
• 2015 Vol. 34 (1): 145-154.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00144
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• 利用19632011年贵州81个测站逐日降水资料, 分析了近49年贵州不同等级降水日数的气候特征, 探讨了不同等级降水日数在降水变化中的作用.结果表明, 随着降水等级的上升, 对应该等级的雨日迅速减少; 贵州总雨日及小雨日呈西多东少的分布, 而中雨日、大雨日及暴雨日则呈南多北少分布; 近49年贵州总雨日、小雨日、中雨日、大雨日整体上都呈减少趋势, 而暴雨日却呈一定的增加趋势; 小雨日与总雨日都是在20世纪80年代初期之后逐步减少, 21世纪初期之后降幅更加明显, 而中雨日在20世纪6080年代初多波动, 在21世纪初后迅速下降, 大雨日和暴雨日均经历了两次较明显的波动; 随着降水等级的上升, 雨日与降水量的相关系数迅速增大, 小雨日与降水量的相关性最差, 暴雨日与降水量的相关性最好; 降水偏多年各个等级的降水日数明显偏多, 小雨日、中雨日及大雨日变化较为显著, 暴雨日变化不显著, 降水偏少年各个等级雨日则明显减少, 中雨日变化最为显著, 其次为大雨日、暴雨日, 小雨日变化不显著, 因此, 贵州地区总降水量增加主要是由于小雨日、中雨日、大雨日的增加引起的, 降水量减少则主要是由于中雨日、大雨日及暴雨日的减少引起的, 比较各个等级的降水日数, 无论是在降水偏多年还是偏少年, 中雨日和大雨日的变化都较显著.

• 2010年新疆北部暴雪异常的环流和水汽特征分析
• 李如琦;唐冶;肉孜·阿基
• 2015 Vol. 34 (1): 155-162.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00163
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• 2010年新疆北部地区暴雪异常偏多, 降雪量和积雪深度记录突破历史极值.利用NCEP/NCAR2.5°×2.5°再分析资料, 对北疆暴雪时空分布特征进行了分析, 并对2010年两种暴雪类型发生时的大气环流、水汽输送特征进行了合成分析.结果表明, 北疆暴雪多发生在山区和迎风坡上, 在暴雪形成过程中地形作用不容忽视; 北疆暴雪的发生与极锋急流和副热带急流的位置、强度密切相关, 两支急流的叠加和汇合是冷锋暴雪发生的主要大尺度环流形势, 极锋急流在暖区暴雪中占主导地位; 冷锋暴雪是由北方冷空气与西南暖湿气流汇合造成的, 而暖区暴雪是北方南下的冷空气相对更冷而形成的冷暖汇合造成的; 冷锋暴雪时地面高压呈西南—东北向, 暴雪发生在强冷锋锋区内; 暖区暴雪时地面高压呈西北—东南向, 暴雪由冷锋前暖锋引发; 新疆北部暴雪的水汽以接力的方式输送, 伊朗副热带高压的强度和位置的变化对暴雪的水汽输送起决定性作用.

• 2012年7月内蒙古极端降水事件及成因
• 宋桂英;李孝泽;江靖;荀学义;陈磊;马素艳
• 2015 Vol. 34 (1): 163-172.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00148
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• 2012年7月下旬内蒙古中部出现罕见的极端降水事件(简称"7·27"暴雨).利用NCEP再分析资料、常规观测和精细化监测等资料分析了"7·27"暴雨成因.结果表明: (1)贝加尔湖低涡异于常年.巴尔喀什湖到鄂霍茨克海为阻塞高压, 其底部横槽加深生成贝加尔湖低涡.低涡内有冷空气活动, 在对流层低层及地面激发出低涡和气旋.(2)该过程的中尺度特征明显.地面中尺度切变线不断新生、稳定维持, 形成多个中尺度雨带.高空β中尺度对流云团不断新生、合并加强, 形成对流复合体MCS.河套西北部、河套南部、锡林郭勒盟中西部三个暴雨区均是中尺度对流复合体MCS发展的结果.(3)垂直方向上, 暴雨发生前到暴雨期从地面至700 hPa的大气比湿达10～22 g·kg^-1, 且850～700 hPa水汽垂直输送达到最强; 水平方向上, 南风风力辐合, 末端到达45°N以北, 河套南部地区为"水汽汇".(4)对流层高层大气涡旋运动是该过程的直接诱因.大气涡旋运动由200 hPa向700 hPa传播, 正涡度平流在700 hPa到200 hPa随高度增加, 高层水平辐散、低层补偿辐合, 大气强迫上升产生暴雨.(5)对流层中层持续"干侵入", 低层持续的暖湿输送, 大气不稳定能量不断重建, 这是极端暴雨过程的热力机制.(6)随着全球气候变暖, 亚洲夏季风加强, 来自孟加拉湾和南海的水汽向东亚副热带地区输送加强, 水汽输送进一步向北扩展到我国华北内陆地区, 是"7·27"暴雨过程的重要原因.

• 长江三角洲高影响天气演变特征及成因分析
• 史军;陈伯民;穆海振;梁萍
• 2015 Vol. 34 (1): 173-182.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00157
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• 利用19592010年长江三角洲国家基本/基准气象站资料以及大气环流资料和区域土地利用变化资料, 分析了长江三角洲高影响天气的变化特征及其对大气环流系统变化和区域城市化、土地利用变化的响应.结果表明, 19592010年间, 长江三角洲低温、雷暴、大风、大雾和降雪日数均显著减少, 而高温和暴雨日数的变化趋势在统计上不显著; 降雪、大雾、雷暴和低温日数发生了减少突变, 而高温和暴雨日数发生了增多突变.在空间上, 雷暴和大风日数在整个长江三角洲显著减少, 低温日数在北部和中部地区显著减少, 降雪日数在东部和南部地区显著减少, 高温日数仅在江苏南通、上海、杭州湾地区以及浙江东部显著增加.52年间西太平洋副热带高压和北半球环状模(或北极涛动)增强, 而北半球极涡及欧亚经向环流减弱, 大气环流系统的综合作用导致长江三角洲大风、低温和降雪日数减少和高温日数增加.区域城市化和土地利用变化也在一定程度上导致长江三角洲高温日数增加和大雾、大风日数减少.

• T_s-NDVI特征空间结构及与气候特征的相关性研究
• 于敏;张洪玲;张桂华
• 2015 Vol. 34 (1): 183-189.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00132
• 摘要 ( ) PDF (2458KB) ( )
• 基于实时观测的单一时段和多年合成的通用T_s-NDVI特征空间方法, 利用20002008年黑龙江省MODIS数据和降水量资料, 对研究区整个生长季的T_s-NDVI特征空间结构的年际和季节变化特征进行了研究, 并从气候特征角度对T_s-NDVI特征空间结构变化与降水量的关系进行了分析.结果表明, T_s-NDVI特征空间结构的变化具有一定的规律, 年际变化和季节变化都很大, 在相同区域, 不同时相的T_s-NDVI特征空间干、湿边截距呈现从春季到夏季升高、从夏季到秋季降低的趋势, 斜率变化趋势与截距相反, 湿边的变化对环境条件更加敏感.合成后通用T_s-NDVI特征空间干、湿边截距分别与历年最小、最大降水量之间呈显著正相关关系, 湿边截距与最大降水量的相关性最好.

• 一次由“列车效应”引发的梅雨锋暴雨研究
• 孙素琴;郑婧;支树林;许爱华;陈云辉;盛志军;于爱兵
• 2015 Vol. 34 (1): 190-201.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00146
• 摘要 ( ) PDF (17895KB) ( )
• 利用Micaps软件系统、多普勒雷达和NCEP 1°×1°再分析等资料, 对2011年6月14日江西北部地区一次超历史极值的短时强降水过程的天气尺度系统和中小尺度系统及其两者关系进行了分析.结果表明, 南支槽移动缓慢、中层干冷空气入侵、强盛的西南急流、高低空急流耦合及地面辐合线维持是造成此次极端降水的主要影响系统.反射率因子表现为低质心、垂直发展旺盛、高效率的强回波连续经过同一地区; 同时, 回波具有明显的后向传播特征和热带降水回波特点; 径向速度表现出锋面过境特征, "牛眼"结构表明了低空西南气流较强.当暖湿急流输送方向与地面辐合线平行时, 孟加拉湾的水汽被低槽前西南气流源源不断地输送到辐合线上空, 使辐合线稳定、维持或发展.干冷气流入侵有利于对流单体的产生; 大风速区和辐合区的发展有利于中小尺度对流单体及其次级垂直环流的维持、发展, 且这些次级环流规则排列, 从而"列车效应"得以维持.有组织的多单体风暴活动、地面静止锋及其附近多条中尺度地面辐合线长时间维持, 是形成"列车效应"的主要原因; 降水回波处于东北—西南向的高能舌北侧移动, 江西东北部特殊的地形作用促使"列车效应"形成和维持.

• 京津冀“7·21”暴雨过程的中尺度分析
• 张迎新;李宗涛;姚学祥
• 2015 Vol. 34 (1): 202-209.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00096
• 摘要 ( ) PDF (8634KB) ( )
• 利用常规观测资料、地面加密自动站、卫星等多种观测资料和NCEP/NCAR 0.5°×0.5°再分析资料, 以及雷达变分同化分析系统VDRAS的高分辨率分析场资料, 对京津冀"7·21"暴雨过程的中尺度系统进行了分析.结果表明, 在α中尺度雨带中镶嵌着β中尺度的雨团; α中尺度MCC后部不断有γ、β中尺度对流云团从西侧或西南侧合并补充; 中尺度滤波后发现造成京津冀"7·21"暴雨的系统为低层的中尺度切变线, 东移过程中加深为中尺度低涡扰动, 中尺度切变或低涡位于对流层中低层(为近乎直立的正涡度柱), 高层为辐散场(负涡度), 但负涡度值与中低层正涡度值要小得多, 说明主要是中低层的系统强; 分析VDRAS资料同样发现对流层低层强辐合, 存在中尺度涡度柱, 其上方是中尺度反气旋, 热力结构为上暖湿下冷湿.

• 北京“7·21”特大暴雨中的干侵入分析研究
• 汤鹏宇;何宏让;阳向荣;严玉祥;王亚华;缪子青
• 2015 Vol. 34 (1): 210-219.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00128
• 摘要 ( ) PDF (6107KB) ( )
• 利用中尺度数值模式WRF V3.2模拟分析2012年7月21日发生在北京特大暴雨过程的天气形势与中尺度系统特征, 并结合干侵入理论分析了暴雨过程中的干冷空气活动及其对暴雨的影响.结果表明, 此次暴雨过程发生在高空槽引导冷空气南下与强盛的西南暖湿气流在华北一带剧烈交汇的天气形势下, 西太平洋副热带高压阻碍了高空槽东移, 使北京地区的降水过程维持较长时间.暴雨过程伴随着明显的中尺度对流复合体MCC活动, MCC的持续活动与降水中心在时空上具有一致性.WRF模式对暴雨过程有较好的模拟能力, 降水发生之前的24 h内不断有来自35°N对流层顶附近的高位涡、低湿的干冷空气, 沿着倾斜向北向下的路径侵入大气中低层39°N附近的700 hPa高度.干侵入在降水开始前24 h到降水前10 h强度变化不大, 随后略有减弱, 在降水开始之后迅速减弱消失.干侵入对暴雨的影响主要通过在降水开始前及降水初期影响北京地区的大气热力与动力环境来完成.干侵入可以增大暴雨落区大气的位势不稳定, 为对流发展储备充沛的对流有效位能, 为MCC的发生, 发展提供有利的环境条件.同时, 干侵入增大了大气中低层的气旋性涡度, 有利于中低层空气辐合上升运动, 是引发北京地区局地的强对流天气, 如MCC及其伴随的暴雨过程可能的触发机制.

• 东北夏季降水的年代际特征及环流变化
• 丁婷;陈丽娟;崔大海
• 2015 Vol. 34 (1): 220-229.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00155
• 摘要 ( ) PDF (6522KB) ( )
• 利用1961—2012年中国东北地区91个气象站逐月降水资料、NCEP/NCAR再分析资料和海温资料, 以及经验正交函数分解EOF、显著性检验等方法, 分析了东北地区夏季降水的时空分布特征、年代际变化特征及相应的环流分布型变化, 探讨了不同年代际背景下东北夏季降水年际变化的环流差异.结果表明, 东北夏季降水存在明显的年代际变化特征, 在19611983年(P1)期间降水偏少, 19841998年(P2)期间降水偏多, 1999年之后(P3)又进入偏少时段.P2与P1时段相比, 东北气旋式环流和蒙古反气旋式环流异常增强, 而西北太平洋副热带地区为气旋式环流异常, 来自西北太平洋偏东水汽输送贡献明显.P3与P2时段相比, 东北冷涡活动偏弱, 东北地区东部在850 hPa为偏北风异常, 偏南水汽输送有所减弱.进一步分析证实, 北太平洋年代际振荡(PDO)对于东北地区夏季降水及相关环流型的年代际变化有重要的调制作用.P1与P3同为降水偏少时段, PDO都处于负位相, 东北地区反气旋式环流都偏强; 然而P1时段的多雨年, 水汽输送主要来自较强的夏季风偏南气流; P3时段的多雨年, 水汽输送可能主要来自西北太平洋地区.

• 基于时间序列模型与残差控制图的兰州市空气质量研究
• 王莉;赵渊;杨显明;马建民;黄韬;高宏
• 2015 Vol. 34 (1): 230-236.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00150
• 摘要 ( ) PDF (1940KB) ( )
• 利用2003—2012年兰州市月均空气污染指数API和季节性时间序列模型SARIMA, 对数据序列进行拟合并对其变化趋势进行了分析, 研究其演变趋势并选取空气质量良好(月平均API<150)的月份(2012年6月2013年2月), 选用时间序列模型ARIMA(1,1,1)进行拟合, 再结合残差控制图, 对2013年3月日平均API预测监控.结果表明, SARIMA(0, 1, 1)×(0, 1, 1)₁₂模型较好的拟合了近10年兰州市API的变化趋势, 兰州市的空气污染大致呈冬、春季污染相对较重, 夏、秋季相对较轻, 空气质量总体在逐渐好转.适合该地区短时间尺度的时间序列模型是ARIMA(1, 1, 1), 结合残差控制图对2013年3月API进行预测监控, 结果显示6, 9, 10, 11, 12和13日超出控制限, 对6日和9日提出预警.预测结果与实际结果相吻合, 证实了将时间序列模型与残差控制图结合预测监控大气污染的有效性.

• 河北秋季层状云物理结构及适播性分析
• 孙玉稳;李宝东;刘伟;韩洋;孙霞;董晓波;姜岩
• 2015 Vol. 34 (1): 237-250.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00172
• 摘要 ( ) PDF (4210KB) ( )
• 利用2006—2010年河北省人工影响天气办公室对29块云体9架次飞机探测(或作业)资料, 统计分析了河北地区秋季层状云气溶胶粒子、云凝结核CCN、小云粒子、大云粒子、降水粒子浓度和云粒子有效直径等物理特征.结果表明, 河北地区适宜增雨作业的云系为中、低或高、中、低搭配的层状云, 过冷层催化有利于云体发展, 促使气流流入形成正反馈.适宜催化的作业层指标有: 云层高度为4582 m, 云内平均含水量≥0.1 g·m^-3, 所对应温度为-8.0℃, 小云粒子浓度为236.5 cm^-3.

• 玉溪空气负氧离子预测模型的建立
• 王宝;解福燕;张自祥;刘春学
• 2015 Vol. 34 (1): 251-257.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2014.00131
• 摘要 ( ) PDF (2003KB) ( )
• 利用玉溪市九县区14台空气负氧离子自动测报系统实时观测数据和同步气象要素观测资料, 使用相关分析、回归分析等方法, 分析了影响空气中负氧离子浓度的主要气象因子, 以及影响因子与空气负氧离子浓度的关系, 并建立预测模型.结果表明, 玉溪市空气负氧离子浓度年变化、季节变化与各气象因子之间无显著的相关关系.影响玉溪空气负氧离子浓度日变化的主要气象因子为空气相对湿度和空气温度.当空气温度<20.4℃时, 空气负氧离子浓度日变化与空气温度呈负相关关系.当空气湿度>45.6%时, 空气负氧离子浓度与空气湿度呈正相关关系.通过建立负氧离子浓度预测模型, 实现了负氧离子预报的定量化.经检验, 预报方程效果显著, 在预报业务中具有参考价值.

• 南京空域一次高空致灾冰粒过程的可预报性分析
• 徐琪;慕熙昱;刘韻蕊;孙磊
• 2015 Vol. 34 (1): 258-268.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00105
• 摘要 ( ) PDF (10125KB) ( )
• 利用常规天气分析、雷达资料分析及数值模拟对2011年8月10日南京附近一次引发航空灾害的对流天气过程进行了研究.结果表明, 对飞机受损部位检查后推断此次灾害由雹击造成, 但是地面未观测到冰雹.当日南京处于副热带高压外围、河套低涡槽前的西南气流中, 且位于低层切变线附近, 具备发生强对流的潜在条件.垂直方向水汽呈上干下湿分布特征, 利于形成冰雹.雷达资料也分析出此次对流系统发展高度较高, 核心反射率因子强度较强, 垂直累积液态水含量及冰雹指数都较高.从雷达反射率分析得到中气旋、中层径向辐合等特征.此次对流系统的流场结构及动力配置与典型冰雹云一致.此次过程为多单体风暴引发的高空冰雹/霰过程.冰粒子尺寸小, 产生高度高, 地面温度高, 导致冰雹在下降过程中融化.

• 风廓线雷达和地基微波辐射计在冰雹天气监测中的应用
• 黄治勇;周志敏;徐桂荣;张文刚;王钰
• 2015 Vol. 34 (1): 269-278.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00130
• 摘要 ( ) PDF (7046KB) ( )
• 利用风廓线雷达和地基微波辐射计观测资料, 对2010年4月12日发生在湖北咸宁的一次冰雹过程进行了分析, 探讨这两种资料在冰雹天气监测预警中的应用.结果表明:(1)这次冰雹过程中, 850~700 hPa之间低槽约在降雹前1 h过境, 850 hPa以下低槽约在降雹前2 h过境.在降雹前约0.5 h, 0~4 km垂直速度大小随高度的波动明显增大.0~6 km始终存在较深厚的垂直风切变, 每200 m高度的水平风垂直切变在2~2.5 km的正中心与冰雹发生相对应.(2)降雹前, 0~10 km整层相对湿度垂直廓线大体呈5~10 km小、0~5 km大的"上干下湿"2层结构.降雹前约0.5 h, 相对湿度呈"上下湿、中间干"的3层结构, 大气液态水总含量ILW、大气水汽总含量IWV都呈波动快速增长, 冰雹发生在ILW和IWV的波峰上.(3)在降雹前约6 h, K指数超过35℃, 在降雹前CAPE平均值约为627 J·kg^-1, 0℃, -10℃和-20℃层高度分别在5 km, 6 km和7.5 km.

• C波段车载双偏振雷达Z_DR资料处理方法研究
• 吴林林;刘黎平;袁野;纪雷;李妙英
• 2015 Vol. 34 (1): 279-287.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00102
• 摘要 ( ) PDF (6698KB) ( )
• 本文介绍了车载双偏振雷达参数Z_DR的处理方法, 首先分析了信噪比SNR对Z_DR参数的影响, 得出信噪比SNR至少要>18 dB, Z_DR数据才可信; 其次分析了雷达附近的不同类型遮挡物对Z_DR参数的影响, 结果表明, 尖状的遮挡物容易造成Z_DR正的偏差, 房屋等遮挡物容易造成负偏差, 而对树林等遮挡物, 偏差的正负变化很大.随着遮挡程度的减小, Z_DR的变化幅度变小; 针对Z_DR的系统误差, 使用反射率因子结合Φ_DP增量可以很好的进行计算, Z_DR系统误差在短时间内变化不大, 但是, 随时间变化而逐渐变化, 需要进行实时订正; 最后, 使用FIR滤波方法进行K_DP参数计算并用于Z_DR衰减订正, 取得了不错的效果.针对业务应用, 给出了实时处理Z_DR参数的业务流程图.

• 基于多普勒天气雷达的两种垂直风廓线反演方法的对比分析
• 肖艳姣;万玉发;吴涛;王珏
• 2015 Vol. 34 (1): 288-297.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00136
• 摘要 ( ) PDF (4346KB) ( )
• 利用2010年阳江高精度探空仪国际比对试验中观测的探空测风资料、CINRAD-SA型多普勒天气雷达体扫资料及基于PUP-VAD方法反演的垂直风廓线产品资料, 使用三种不同复杂程度的分层VVP方法(VVP1, VVP2和VVP3)反演了阳江雷达站上空的垂直风廓线, 以探空测风为参考, 以平均风向、风速均方差和相关系数作为评估因子, 将雷达站周围降水回波分布分为较均匀和不均匀两种情况, 对比分析了基于分层VVP方法和PUP-VAD方法反演的垂直风廓线.结果表明, 相比PUP-VAD方法, 分层VVP方法都能提供更实用、质量更好的垂直风廓线, 特别是在雷达周围降水回波分布不太均匀的情况下.主要原因是在某一高度, 相比PUP-VAD方法只分析某仰角某距离圈上的径向速度资料来说, 分层VVP方法是通过对该高度层10~100 km范围内的所有有效径向速度资料进行多元线性回归来求解该高度层的平均水平风向, 风速, 受资料覆盖率的影响程度要小于PUP-VAD方法.