论文

• 关于大气过程可预报性问题的一些讨论
• 卞建春;杨培才
• 2003 Vol. 22 (4): 315-323. 
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• 从非线性角度重新解读了vonNeumann提出的大气运动三个分类,指出大气过程预报问题中存在两类不确定性——初始条件的不确定性和外强迫条件的不确定性,它们分别成为第一类可预报性与第二类可预报性问题的研究对象。强调了大气过程可预报性的客观存在性,由于大气过程的复杂性及人类观测手段和认识水平的限制,人们只能给出这些可预报性的估计,逐日天气预报存在上限(2周左右)。分析了预报误差产生的来源是初始条件的不确定性和预报模式的不完善性,但根本原因是大气过程的混沌本质;还分析了混沌系统误差增长理论,但由于实际大气过程包含很多显著不同的时空尺度以及不同尺度间的相互作用,人们对大气过程复杂的误差增长规律的认识还不是很清楚;最后讨论了动力学数值模式中不同的空间分辨率会改变系统的性质,指出可预报性问题的研究必须考虑空间分辨率的影响。而在讨论初值不确定性对预报的影响时,不需要考虑控制参数微小变化产生的影响,当然条件是控制参数的微小变化不会引起系统性质的重大变化。

• 参考大气和大气质量守恒格式对气候模式月预报效果的改进试验
• 骆美霞;陈嘉滨;张道民
• 2003 Vol. 22 (4): 324-328. 
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• 为了考查参考大气和大气质量守恒格式对气候谱模式月预报的改进能力,我们在国家气候中心气候谱模式中引入了这两个方案,选取了两个个例进行验证。对不同方案的月平均预报结果与实况进行了比较,并讨论了不同方案对高度场距平相关系数和均方根误差的影响。本文个例试验结果表明,这两个方案对月平均预报结果均有改进,参考大气方案的改进比大气质量守恒方案更为明显。

• 双Doppler雷达非同时性资料反演三维风场的改进方案
• 刘舜;邱崇践
• 2003 Vol. 22 (4): 329-336. 
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• 针对Doppler雷达观测资料具有非同时性的特点,对原有的从双Doppler雷达资料反演三维风场的MANDOP方法进行了改进。新方案同时反演两次体积扫描期间开始和结束两个时刻的三维风场并假设在该期间内风随时间线性变化,从而保证了在目标函数中反演量与观测量的时间一致性。用模式模拟资料和一次实测的超级风暴单体资料分别进行了反演试验,结果表明,采用该处理方案可以提高反演精度。

• 中国北方年沙尘暴日数的气候特征及对春季高原地面感热的响应
• 李栋梁;钟海玲;魏丽;吕兰芝
• 2003 Vol. 22 (4): 337-345. 
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• 选用中国185个常规气象观测站,从建站~2000年历年沙尘暴日数资料,分析了近50年来中国北方沙尘暴的气候特征及其对青藏高原地面感热异常的响应。结果表明:虽然单个沙尘暴过程具有一定的区域特征,但年沙尘暴日数具有较好的空间一致性,在空间上有5个自然尘源区,即河西走廊、南疆盆地南缘、阿拉善高原、鄂尔多斯高原和浑善达克沙地等沙尘暴高发区。比较近50年来中国沙尘暴日数的年代际变化,总体趋势在减少,20世纪90年代是近5个年代中最少的。但20世纪末至21世纪初,中国沙尘暴日数有明显的回升趋势。进一步研究表明,中国沙尘暴与春季青藏高原地面感热关系密切,当春季青藏高原地面感热呈EOF1模态时,当年中国北方沙尘暴日数明显较常年偏多。

• 山谷城市大气边界层结构及输送能力
• 张强;吕世华;张广庶
• 2003 Vol. 22 (4): 346-353. 
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• 利用甘肃省-中国科学院科技合作项目"兰州市大气污染及对策研究"于2000年12月10~17日在兰州市城区用系留气球观测的大气边界层风速、风向、温度、湿度资料以及同期自动气象站观测资料和常规气象站辐射观测资料等,分析了山谷城市边界层大气的风速、温度、湿度结构特征,揭示了兰州市上空日夜维持的大气逆温的结构特征及其强度和分布特征的动态规律。提出了形成兰州山谷这种特殊大气逆温层的各种客观环境因素。最后还给出了在兰州市目前的小气候和地理环境条件下边界层大气的总体稳定度和Froude数的特征,由此初步定性讨论了兰州市大气边界层湍流运动和水平平流运动这两种主要输送形式的输送能力。

• 兰州市西固区冬季大气气溶胶粒子的散射特征
• 胡波;张武;张镭;陈长和;冯广泓
• 2003 Vol. 22 (4): 354-360. 
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• 利用2002年1月31日~2月2日的积分浑浊度仪观测资料和PM10观测资料对冬季兰州市西固区大气气溶胶粒子散射特征及其与空气污染的关系进行了研究。结果表明,波长λ=550nm(绿光)处散射系数日变化规律呈双峰型,峰值分别出现在11:00~12:00和22:00左右(北京时,下同),散射系数的变化范围是1.34×10 ^-4~3.3×10 ^-3m ^-1,其变化规律同PM10浓度的变化规律是一致的,两者有较好的相关性,相关系数 r≥0.8。

• 有地形坡度的非线性Kelvin行波
• 朱红伟;蔡其发;张铭
• 2003 Vol. 22 (4): 361-364. 
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• 提出了一个考虑地形坡度的非线性Kelvin行波解的模型,在假定了地形坡度沿山脉走向不变而仅在垂直于山脉走向的方向有改变的情况下,求得了该模型的解析解,这有助于加深对沿海山地捕获波的认识。文中还将该解与经典情形(即侧边界取为垂直刚壁而底面为水平)的解作了比较,发现前者的波速与扰动振幅均较后者要小,这与我国东南沿海武夷山区的沿海山地捕获波的情况相一致。

• 天气雷达反射率因子的实时衰减订正
• 赵恒轩;陈钟荣;周枫
• 2003 Vol. 22 (4): 365-370. 
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• 基于当代天气雷达信号处理及其数据输出的特点,提出可供气象台站对天气雷达反射率因子进行实时衰减订正的基本订正算法和参考目标订正算法。通过数值仿真,比较了这两种算法的各自优缺点;还讨论了盲距衰减 A( r ₀)和雷达系统误差Δ C对估算真实反射率因子的影响。

• 近300年来中国西部气候的干湿变化
• 李弋林;徐袁;钱维宏
• 2003 Vol. 22 (4): 371-377. 
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• 利用冰川积累量和树木年轮代用资料,分析了中国西部地区近300年来气候干湿变化的时空特征。中国西部气候干湿变化存在显著的准70年尺度的周期变化。准30年和准110年尺度的周期变化在大部分地区也较显著。在准70年尺度的干湿变化中,1850年前,高原东部和新疆在干湿变化上基本同步,可划分到一个湿度带中,这就和高原西部有了一种偶极子的位相关系。在1850年后,这种位相型有些变化,新疆渐渐的和高原西部的位相趋于一致,但这个同位相关系不如1850年前新疆和高原东部的同位相关系那么好。这时候应该重新把高原西部和新疆划分到一个湿度带中,高原东部作为另一个湿度带,两者之间成为一种偶极子的关系。在最近十几年,似乎高原东西部又合为一个湿度带,而与新疆成偶极子的关系。但由于小波分析所固有的边界效应的影响,这一可靠性是值得怀疑,不过这三者之间两两组合的偶极子关系的漂移倒是一个有意思的研究方面。110年尺度的干湿变化中,青藏高原主体部分及华山地区为一个干湿分布一致的湿度带。1850年以前整个高原和新疆地区在准110年尺度上存在着比较一致的干湿变化,而19世纪末期突变发生后,高原北部和新疆地区的干湿变化存在偶极子的位相关系。在准30年时间尺度的干湿变化中,高原和新疆地区的干湿变化基本一致。

• 敦煌春季沙尘天气过程中某些参量和影响因子的变化特征
• 申彦波;沈志宝;杜明远;汪万福
• 2003 Vol. 22 (4): 378-384. 
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• 利用中日合作"风送沙尘的形成、输送机制及其对气候与环境影响(ADEC)的研究"项目敦煌站的观测资料,分析了2001年和2002年春季沙尘天气过程中两个沙尘参量——沙尘浓度指数(DCI)和粒子数浓度( N( d))的变化以及摩擦速度( u*)和风速( u)与地面风蚀起沙的关系。结果表明:可用DCI=0.2作为扬沙、浮尘等一般沙尘天气的临界值,DCI=0.4作为沙尘暴天气的临界值;沙地和农田上起沙的临界摩擦速度分别约为0.5m·s ^-1和0.3m·s ^-1,临界风速分别约为7m·s ^-1和3m·s ^-1。农田和沙地起沙临界摩擦速度的差异,导致绿洲站沙尘天气发生的频数比沙漠站大;与地面起沙量有关的总沙尘粒子数浓度 N( d>0.5μm)近似与 u _* ²成比例。

• 黄河上游降水云层对流特性及降水微结构机制研究
• 赵仕雄;德力格尔;涂多彬
• 2003 Vol. 22 (4): 385-392. 
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• 主要利用1997-2000年6~9月在黄河上游河曲地区实施人工增水实验所获取的各类降水云层回波、雨滴谱及多点宏观气象资料,进一步阐明各类云层降水中对流作用的普遍性和特殊性,并且通过全过程的雨滴谱的演变个例,初步揭示了该地区云中降水微物理过程可能存在冷云和暖云两种机制且暖云机制起重要作用。以上是该地区产生降水频繁的重要原因。

• 空气污染与大气能见度及环流特征的研究
• 赵庆云;张武;王式功
• 2003 Vol. 22 (4): 393-396. 
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• 利用2000年7月-2001年5月兰州逐日污染物浓度及污染综合指数资料,分析了其与能见度的相关性,同时利用1980-2000年冬季兰州能见度的资料,对大气能见度及环流特征量进行了分析,并初步建立了能见度趋势预报方程。结果表明:大气能见度具有明显的日变化;年际变化呈增大趋势,20世纪90年代能见度要明显好于80年代。污染指数与能见度基本呈现负相关。印度副高脊线偏北,东亚大槽明显,即亚洲地区环流经向度大时,大气能见度增加,空气污染程度较轻。

• 青海省平均气温的气候学分析
• 朱德琴;高晓清;汤懋苍
• 2003 Vol. 22 (4): 397-400. 
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• 采用"回归残差分析法",分析了青海省年平均温度残差(Δ T)的分布特征、各站Δ T的年变化以及青海省的气温年较差( T ₇- T ₁)及Δ T形成的原因。结果表明:青海省全年各月均是西部温度高于东部,且夏半年西部明显暖于东部,冬半年则相差较小;气温年较差的分布基本上是随纬度而增大;在高原东侧的"湍流脱体线"附近温度年较差小而日较差较大。青海湖冬季起强热源作用,夏季则反之。

• 贵州凝冻的时空分布特征和环流成因分析
• 许丹;罗喜平
• 2003 Vol. 22 (4): 401-404. 
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• 以贵州省47个气象地面站1951-1996年的冬季凝冻指数为基本研究对象,分析凝冻指数场的分布特征及时间系数的演变规律,并分析了第一时间系数与冬季500 hPa高度的相关场分布特征。根据第一时间系数的变化,确定了5个重凝冻年和5个无凝冻年,用合成分析方法分析了重凝冻年和无凝冻年的冬季平均500 hPa高度场的分布特征。结果表明:重凝冻年与无凝冻年差异最显著的地区在欧亚地区,重凝冻年呈"北高南低"型的距平分布,无凝冻年呈"北低南高"型的距平分布。

• 一种改进的考虑环流特征的MOS预报方法
• 杞明辉;肖子牛;晏红明
• 2003 Vol. 22 (4): 405-409. 
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• 利用一种可以考虑天气环流形势场特征的MOS预报因子处理方法进行预报因子的处理,以T106L19模式的预报产品为基础建立云南省32个基本站点的降水和气温预报方程,并与不考虑天气形势场的因子所建立的MOS方程的预报结果进行对比。结果表明,MOS预报的结果对预报因子的变化很敏感,在考虑天气形势后的MOS预报对云南各站点的降水和气温的预报效果均有显著的改进,说明MOS预报因子的处理方法和选取对改进MOS预报效果具有重要的意义。

• 印度季风的年际变化与高原夏季旱涝
• 周顺武;假拉
• 2003 Vol. 22 (4): 410-415. 
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• 根据NCEP/NCAR再分析资料和海表面温度距平资料,分析了西藏高原夏季降水5个多、少雨年春、夏季印度洋850 hPa、200 hPa合成风场和合成海温场,发现多、少雨年前期与同期印度洋高、低空风场和海温场均存在明显差异,主要表现为高原夏季降水偏多(少)年印度夏季风偏强(弱),在850 hPa合成风场上印度半岛维持西(东)风距平,西印度洋-东非沿岸为南(北)风距平,夏季阿拉伯海区和孟加拉湾出现反气旋(气旋)距平环流;200 hPa合成风场上印度半岛维持东(西)风距平,南亚高压偏强(弱),索马里沿岸为南(北)风距平。印度夏季风异常与夏季印度洋海温距平的纬向分布型有密切联系。当夏季海温场出现西冷(暖)东暖(冷)的分布型时,季风偏强(弱),高原降水普遍偏多(少)。相关分析指出,索马里赤道海区的风场异常与高原夏季降水的关系最为密切,在此基础上我们定义了一个索马里急流越赤道气流指数,用它识别高原夏季旱涝的能力较之目前普遍使用的印度季风指数有了明显的提高。

• 宁夏高、低温天气及环流特征的初步分析
• 陈楠;陈豫英;彭维耿
• 2003 Vol. 22 (4): 416-421. 
• 摘要 ( ) PDF (262KB) ( )
• 通过宁夏24个测站1960-2000年逐日最高、最低气温资料,对宁夏40年来高、低温天气的时空变化特征进行了分析;并利用NCEP/NCAR(1979-1999年)资料对宁夏高、低温天气典型偏多、少年的大气环流异常特征进行了诊断分析。结果表明:宁夏高、低温天气偏多、少年间极涡的强度及位置和大陆高压、副热带高压的强度和位置具有明显差异,同时,高、低温天气偏多、少年份中,温度场也有相反的分布。

• 河西走廊强和特强沙尘暴变化趋势的初步研究
• 董安祥;白虎志;陆登荣;冯建英
• 2003 Vol. 22 (4): 422-425. 
• 摘要 ( ) PDF (182KB) ( )
• 分析了河西走廊1955-2000年强和特强沙尘暴的气候变化。研究表明,河西走廊强和特强沙尘暴自1955年以来主要呈下降趋势;但是从20世纪90年代末期起,有增多的趋势。20世纪50年代和70年代偏多,60年代正常,80年代偏少,90年代最少。强和特强沙尘暴的突变年份出现在60年代后期和1980年前后。

• 贵州春季冰雹短期预报的高空温压场相似法
• 许炳南;周颖
• 2003 Vol. 22 (4): 426-430. 
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• 采用08:00(北京时,下同)500 hPa温压场和700 hPa温度场相似系数指标值,建立了贵州区域性春季冰雹短期预报模型。建模选用了427个冰雹日个例和484个无雹日个例,分月确定相似预报指标,故所建模型有较大的统计可靠性。预报模型在样本期内的预报准确率为66%,经1999和2001年试报,结果表明,该预报模型有较好的实用价值。