论文

• 北非和青藏高原感热振荡特征及与我国东部夏季降水的关系
• 宁亮;钱永甫
• 2006 Vol. 25 (3): 357-365. 
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• 利用EOF方法,分析了NCEP/NCAR 1948-2002年再分析资料中月平均全球地面感热资料,揭示了北非和青藏高原感热的振荡特征。分析了振荡关键区的感热距平与我国东部51个测站1951-2000年汛期降水距平的相关关系,用SVD方法分析了关键区感热距平场与我国东部51个测站全年各月降水距平场的空间耦合和时滞关系及关键区感热异常对我国东部降水异常的影响。结果表明,北非和青藏高原两个区域的感热变化呈负相关,它们对我国华北、江淮和华南三个区域的汛期降水滞后影响明显。感热对我国降水的影响以年代际为主。

• 平流层臭氧纬向分布季节变化和行星波的关系
• 郑彬;陈月娟;施春华
• 2006 Vol. 25 (3): 366-374. 
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• 通过分析1992-2001年的HALOE卫星资料,给出了各纬度带平流层的臭氧混合比的纬向分布结构,并分析了其季节变化的特征,同时,利用NCEP/NCAR再分析资料,分析了平流层行星波的结构及其与臭氧纬向分布的关系。结果表明:平流层臭氧混合比的纬向分布季节差异较大,在两半球的夏季平流层臭氧混合比的纬向分布较均匀,其它季节在中高纬的臭氧混合比高值区有一些扰动,并且随着纬度的增大其扰动加强,其中冬季它的扰动最强,这些都与平流层的行星波有相同的特点。对这两种资料进行波谱分析发现,在冬半球臭氧混合比在中高纬的纬向扰动有明显的1波信号,并且与位势高度的1波扰动有相同的位相,因此认为臭氧纬向扰动主要是由行星波引起的,并且在中高纬主要是1波的影响;而低纬地区由于不满足行星波上传的条件,所以臭氧纬向分布不受行星波的影响。分析行星波扰动对臭氧的输送作用也表明,行星波的扰动确实引起臭氧在经向上的输送,从而造成臭氧纬向分布的不对称,并且由于基本气流的输送作用,使得臭氧纬向扰动与行星波造成的原始扰动有一个位相差。

• 东亚夏季风边缘带的气候特征
• 汤绪;钱维宏;梁萍
• 2006 Vol. 25 (3): 375-381. 
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• 利用近30年的NCEP再分析格点资料及中国站点降水资料,从降水、湿度、风场、水汽输送等角度研究了东亚夏季风边缘带的气候特征及其与华北、西北降水的关系。结果表明,降水场、比湿场、风场、水汽输送场所描述的东亚夏季风边缘带位置基本一致,大致沿西南-东北走向自西向东经过黄河上游-河套-华北北部-东北。夏季风边缘带附近的夏季降水年际变化较大,且夏季降水量与季风强度呈正相关。当夏季风影响到西北、华北北部时,西北、华北夏季降水偏多;反之则偏少。

• 东亚副热带西风急流位置异常对长江中下游夏季降水的影响
• 况雪源;张耀存
• 2006 Vol. 25 (3): 382-389. 
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• 利用NCEP/NCAR 200 hPa月平均风场再分析资料,定义东亚大陆对流层上层不同经度上最大西风所在位置的平均纬度为东亚副热带西风急流轴线指数,该指数能准确反映东亚副热带西风急流位置的南北变化及其对长江中下游降水的影响,并能较好地体现东亚夏季风盛行期间对流层低层与高层的纬向风场变化特征。分析表明,该指数的时间变化具有与长江中下游夏季降水较一致的年代际变化及年际振荡特征。对东亚副热带西风急流位置异常年的大气环流差异分析表明,急流异常偏北时,南亚高压偏弱,位置偏北偏西,呈伊朗高压型;西太平洋副热带高压(下称西太副高)偏弱、位置偏东偏北;气流的辐合上升区北移至华北一带,而长江流域低层风场为辐散异常,上升气流较常年偏弱,降水偏少。急流异常偏南时,南亚高压偏强,位置偏南偏东,呈青藏高压型;西太副高偏强、位置偏西偏南;长江流域地区上空低层有较强辐合上升气流,高层有较强的气流辐散,对流旺盛,雨带在此维持,容易引发洪涝。

• 准静止波强迫对1998年和1991年江淮洪涝影响的数值模拟
• 宋敏红;钱正安;蔡英
• 2006 Vol. 25 (3): 390-400. 
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• 为了进一步检验青藏高原、北方冷空气及西太副高对1998年和1991年江南北部和江淮洪涝的影响,利用NCEP/NCAR的再分析格点资料和MM5中尺度模式分别对该两年夏季的两段强暴雨个例作了对照和滤波试验。模拟结果表明:在两次强暴雨个例中,考虑了中高纬度环流、青藏高原热力作用和低纬西太副高影响的对照试验,能相当好地再现中高纬度环流的平均场特征及形势演变的情景;而不包括上述准静止波异常影响的滤波试验的模拟结果与对照试验的结果相差较大,更接近多年平均的7月气候场。这证实北方冷空气活动、高原热力作用和西太副高位置对该两个个例中雨带的重要影响。同时,本文模拟也显示中尺度模式MM5有相当强的模拟中高纬度形势演变的能力,这种保留或滤除准静止波异常的模拟方法不失为一种讨论大尺度准静止波异常对区域气候影响的有效方法。

• 三层模式中地形对背风波振幅的影响
• 臧增亮;张梅;张铭
• 2006 Vol. 25 (3): 401-405. 
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• 利用一个三层模式和钟形山脉研究了中尺度地形参数对背风波振幅的影响。理论分析表明,若保持地形高度不变,变化地形宽度时,当山脉半宽为背风波频率的倒数,波动的振幅可以达到最大;若地形高度和半宽按不同比例变化时,波动振幅的变化是不确定的;若高度和半宽按相同比例变化时,即保持山脉形状不变的情况下,半宽为频率的倒数的2倍时,振幅达到最大。最后利用ARPS模式对地形参数的变化进行了敏感性试验,模拟结果与理论结果相吻合。

• 地形起伏对模式地表长波辐射计算的影响
• 陈斌;张耀存;丁裕国
• 2006 Vol. 25 (3): 406-412. 
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• 初步探讨了数值模式中次网格区地形起伏(高度、坡度)对长波辐射计算的影响。结果表明,地形高度的次网格变化对辐射计算结果的影响较小,其相对误差一般<2%,但不同分辨率的地形高度场会产生不同的坡度计算误差,低分辨率地形资料所计算的坡度分布相差不大,但坡度的量级存在较大偏差。地形的分辨率越高,实际计算结果的偏差越小。而高分辨率地形资料计算实例表明,地形坡度引起的区域相对辐射误差可达到10%以上。因此,在数值模式中,网格区地表长波辐射计算结果对地形起伏的敏感性应给予足够的重视。

• 阻塞高压形成、消失与波包的传播
• 宋燕;缪锦海
• 2006 Vol. 25 (3): 413-417. 
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• 利用NCEP 500 hPa高度再分析格点资料,利用滤波及富氏谱方法,诊断分析了阻高形势下的波包分布及传播特征。结果表明:在阻塞形势出现和维持期间的波包特征分布为,在阻塞高压区内无波包强中心,而在阻高区外东西南北四面中至少有两面出现明显的强中心。一般情况下,阻塞形势形成前1~3天在波包分布图上常常出现阻塞的波包特征分布,而在阻塞形势消失前1~3天,波包强中心进入阻塞区域,随后阻塞高压崩溃、消失。

• 利用气象要素计算五道梁地区土壤热流量的试验
• 张立杰;江灏;李磊
• 2006 Vol. 25 (3): 418-422. 
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• 根据五道梁地区1994-1997年的热流板测量土壤热流值,初步分析了该地区土壤热流随时间的变化特征。利用1994-1996年的月平均资料分别分析了总辐射、地表温度、地表温度和80 cm深度温度差和2 cm、10 cm深度的土壤热流的相关性,并建立了相应的回归方程;利用得到的回归方程对1997年的土壤热流作计算检验,就月平均资料来说,用总辐射和地温差来计算浅层土壤热流结果是比较可靠的。

• "98.5"华南前汛期暴雨云微物理场数值模拟分析
• 文莉娟;程麟生;左洪超;吕世华
• 2006 Vol. 25 (3): 423-429. 
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• 为了进一步理解暴雨发生过程中云微物理场的演变和云微物理过程与动力、热力过程的相互作用,利用非静力中尺度数值模式MM5对1998年5月23~24日的华南暴雨过程进行了模拟,并详细分析了模拟结果。分析结果表明:利用混合冰相显式物理方案比其它方案模拟的降水更接近实际情况;云微物理场的模拟显示没有雪出现,这可能是华南降水云微物理的特点;每小时降水量有先减弱后又增强的趋势,暴雨过程中云的各微物理量的变化趋势与其一致;云的发展与良好的热力动力条件互相作用、共同加强,由南风带来的充足的水汽和热量为其发展提供前提条件,凝结潜热使上升运动向更高处伸展。

• 高原东侧陡峭地形对一次盆地中尺度涡旋及暴雨的数值试验
• 何光碧
• 2006 Vol. 25 (3): 430-441. 
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• 利用MM5中尺度模式,对2003年8月8~10日发生在四川盆地的一次强降水过程进行了数值模拟。分析表明:MM5模式较成功地模拟出2003年8月8~10日发生在高原东侧陡坡地形区域的四川盆地西北部的大暴雨过程。在本次暴雨过程中,中尺度涡旋有利于盆地上空正涡度输送和辐合上升运动的维持,有利于降水的维持和强降水的发生。地形对中尺度涡旋活动的影响主要表现在:复杂陡峭的地形扰动有利于中尺度涡旋的形成。保留真实地形,在青藏高原东部到盆地西部,涡旋活动频繁;降低地形高度和坡度,不仅减少了涡的个数,还减弱了涡的强度,并改变了涡的生成源地以及涡的移动路径;不考虑地形使得青藏高原到四川盆地西部涡旋活动明显减少,且涡移动速度加快;仅降低地形高度而不改变地形坡度,对该地区的涡旋活动无明显的影响;仅保留青藏高原地形,高原地区涡旋活动频繁,无地形地区涡明显减少。数值试验还表明,地形与涡旋的活动及降水的分布密切相关。

• 青藏高原东侧陡峭地形对一次强降水天气过程的影响
• 李川;陈静;何光碧
• 2006 Vol. 25 (3): 442-450. 
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• 利用高分辨率中尺度模式分析资料,研究了青藏高原东侧陡峭地形对一次暴雨天气发生发展的影响。结果显示,青藏高原地形对大气环流的动力阻挡作用形成了本次暴雨过程的水汽输送通道,青藏高原东侧陡峭地形结构造成了四川西北部和黄河上游的强水汽辐合中心,并使低层高能舌和能量锋区位于海拔较低的四川盆地,在四川盆地对流层低层建立起位势不稳定层结。青藏高原东侧陡峭地形结构引起了低层偏东气流强烈的垂直上升运动,最强的垂直上升运动出现在东西风垂直切变与陡峭地形交汇处,激发不稳定能量释放,促使强对流猛烈发展,暴雨过程中高原东侧还有一个中尺度涡旋的发生发展相伴。青藏高原东侧暴雨区最显著的热力特征是高温高湿区域仅出现在对流层低层,最显著的动力特征是强涡度柱也仅出现在对流层低层。

• 网格嵌套技术对一次中尺度对流系统降水过程模拟的影响
• 侯瑞钦;程麟生
• 2006 Vol. 25 (3): 451-463. 
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• 利用非静力中尺度模式MM5对2002年7月22日12:00~23日12:00(世界时,下同)长江流域的一次梅雨锋暴雨过程进行数值模拟试验,主要讨论了网格嵌套技术对降水和中尺度对流系统的影响。结果表明:三重嵌套在D1,D2域选用积云参数化方案后,模拟的雨区收缩,虚假降水中心相对减少,降水强度及分布更接近观测值。在模式非线性动力、热力及湿物理过程共同驱动下,通过嵌套网格的双向相互作用,使可分辨云尺度的细网格域D3将其信息通过嵌套边界向次细网格域D2传递,然后再通过D2域边界向粗网格域D1域传递。同样,动力、热力反馈也会反向进行。结果将有助于改进各网格域的预报效果。但对D1网格域系统位置及其发展演变过程的影响相对小些;另外,通过双向多重嵌套,可提高模式预报区域的分辨率,特别是提高模式关键预报区域的分辨率,这也就有可能改进预报的中尺度物理场,使其能够较真实地描写大气实况。

• 非地转湿Q矢量分解在暴雨分析中的应用
• 杨晓霞;沈桐立;刘还珠;薛德强;万丰
• 2006 Vol. 25 (3): 464-475. 
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• 利用非地转湿Q矢量对山东省春秋季两次罕见的暴雨天气进行了诊断分析。分析结果表明:暴雨期间都有较强的非地转湿Q矢量辐合,产生上升运动,形成暴雨。这一结果也表明凝结潜热加热对暴雨的产生有着重要的作用。本文进一步把非地转湿Q矢量分解为平行于等位温线和垂直于等位温线两部分。揭示在这两场暴雨过程中,虽然都有中尺度和大尺度辐合上升运动作用的叠加,但在春季暴雨的个例中,垂直于等位温线的非地转湿Q矢量的辐合与总的非地转湿Q矢量的辐合相接近,暴雨以中尺度上升运动为主。而在秋季暴雨的个例中,平行于等位温线的非地转湿Q矢量的辐合与总的非地转湿Q矢量的辐合在形状上相似,在强度上偏强,暴雨的上升运动以大尺度为主,中间夹杂着中小尺度的上升运动,降水以混合型为主。

• 北方一次强降雪过程的中尺度数值模拟
• 姜学恭;李彰俊;康玲;石少宏
• 2006 Vol. 25 (3): 476-484. 
• 摘要 ( ) PDF (1555KB) ( )
• 利用中尺度数值模式MM5对2003年3月14~16日发生在内蒙古中部偏南地区的一次强降雪过程进行了二重嵌套的48 h数值模拟研究。结果表明:模式较好地模拟了本次过程强降雪中心的强度、位置以及强降雪的时间变化。导致本次过程降雪产生的主要影响系统是地面倒槽和700 hPa中α尺度低涡,其影响时间相对持久。强降雪的出现则是由于高空短波槽产生的高层强辐散强迫与低层增强的辐合相互耦合所致。高低层系统这一适宜配置的维持时间相对短暂,却导致了本次过程降雪强度的两个峰值的出现。同时,中α尺度低涡的形成和加强及其与低空暖湿急流的适宜配置也是强降雪产生的一个有利因素。阴山山脉对本次过程强降雪的强度和位置具有重要影响:山脉使降雪在其南麓增强,北麓减弱。山地强迫抬升是导致这一结果的直接原因。另外,山地在其迎风坡使上升运动增强的同时也使正涡度减小和低层辐散增强。

• 秦岭大巴山地形对陕南强降水的影响研究
• 毕宝贵;刘月巍;李泽椿
• 2006 Vol. 25 (3): 485-494. 
• 摘要 ( ) PDF (912KB) ( )
• 通过对地形敏感性试验的数值分析,认为大巴山使秦岭山脊、汉江河谷降水减小;使秦岭东南坡和渭河河谷下游强降水增加,大巴山本身降水增加幅度最大;大巴山峡口地形将大量暖湿气流向北输送,在秦岭南侧和东侧的迎风坡上产生强降水,而峡口两侧由于地形阻挡气流通过,使其下游地区降水减少。秦岭使大巴山和汉江河谷、陕北降水增加,使山脉本身降水减少,秦岭山脉对降水的影响主要是通过地形产生的垂直次级环流实现的;秦岭的地形高度变化与山脊降水量具有反相关关系,与山谷降水量关系不明显。

• 近41年中国不同季节降水气候分区及趋势
• 秦爱民;钱维宏
• 2006 Vol. 25 (3): 495-502. 
• 摘要 ( ) PDF (630KB) ( )
• 利用中国486个测站1960-2000年逐日降水观测资料,采用分层聚类和相似分析方法,兼顾降水的年内季节变化和年际变化,对中国降水进行了气候区划。利用动态分析分层聚类过程中组内和组间平均相关系数的差异指标法,为不同季节降水研究找到了适合的分区方案。在年降水分区方案中,得到中国降水的三级气候分区:11区、28区和54区。用同样的方法得到各月、季降水的分区方案。在分析过程中发现:在同样相似条件下,夏季(及夏季各月)分区数明显多于其它季(月);11个Ⅰ级分区年降水具有明显的区域性特征。分析结果在一定程度上说明了所用分区方法的客观性。

• 青海地区闪电回击通道的温度特性
• 袁萍;欧阳玉花;吕世华;郄秀书;贾向东;张华明
• 2006 Vol. 25 (3): 503-508. 
• 摘要 ( ) PDF (265KB) ( )
• 用无狭缝摄谱仪获得了青海高原地区云对地闪电回击过程的光谱,在谱线辨认和光谱特征分析的基础上,根据光谱线相对强度和跃迁参数值,用多谱线法,对回击通道不同高度处的温度进行了定量分析。结果表明,通道温度与闪电放电的强度密切相关,一般情况下,闪电放电过程越强,对应的通道温度越高;对通道不同高度处的数据分析发现,同一回击的通道温度随高度的增加略呈减小趋势。

• 多普勒雷达对华北春季强降水过程的动力学诊断
• 王丽荣;汤达章;胡志群;张艳刚
• 2006 Vol. 25 (3): 509-515. 
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• 主要应用多普勒雷达基数据资料,结合天气图实况物理量场,对2004年4月25日出现在华北区域的一次大范围较强降雨过程进行了分析。应用MGS法改进的EVAD技术,计算出垂直高度层的平均散度和平均垂直速度,初步分析了此次降水过程的动力学特征。发现由雷达数据计算出的散度和垂直速度与天气图吻合得非常好,而且降水的雨强和雷达探测范围内各高度层的辐合、辐散有比较密切的关系,这为预报降雨生消以及有效地实施人工增雨作业提供了一定的理论依据。

• 单多普勒雷达风场反演的扩展VAP方法(Ⅰ):方法与对比试验
• 周振波;闵锦忠;彭霞云;杜宁珠
• 2006 Vol. 25 (3): 516-524. 
• 摘要 ( ) PDF (1284KB) ( )
• 利用构造的均匀和涡旋风场模拟了单多普勒雷达径向风资料,分析了VAP方法对不同类型风场的反演能力,发现VAP方法对均匀风场反演能力很强,而对涡旋风场反演效果较差,这主要与该方法局地均匀风假定有关。据此,针对不满足VAP方法假定条件的局地非均匀风场,提出了扩展VAP方法,并用模拟资料进行了对比试验,结果表明,扩展VAP方法能显著提高局地非均匀风场的反演能力,反演风场在风速大小和方向上都更趋于合理。通过实例反演以及与双多普勒雷达反演结果对比,进一步证实了扩展VAP方法的反演能力。

• 两种降雹频数气候图空间分布一致性的初步分析
• 杨贵名;杨晓霞;宗志平;马学款
• 2006 Vol. 25 (3): 525-530. 
• 摘要 ( ) PDF (271KB) ( )
• 为了察看利用单站降雹频数F_s和区域降雹频数F_a制作的两种气候图的频数分布是否一致?我们绘制了该两种气候图,并进行了初步分析。结果表明,在引进了降雹频数凹凸度R,又引进了空间一致性表达式后,在两种降雹频数气候图上,它们高(低)值分布有84%的格点相一致。

• 云南一次强对流冰雹过程的环流及雷达回波特征分析
• 张腾飞;段旭;鲁亚斌;海云莎
• 2006 Vol. 25 (3): 531-538. 
• 摘要 ( ) PDF (1004KB) ( )
• 详细分析了云南2001年7月6日强对流冰雹天气过程的多普勒雷达加密观测回波资料和各种物理量场。结果表明,高层辐散流场和低层辐合流场的配置形成大气强烈不稳定,在有利的大尺度背景条件下产生的三个中-β系统直接导致此次滇中强对流冰雹天气过程,在多普勒雷达回波上具有典型的右后侧V型槽口回波、弱回波区(WER)、弓形回波、阵风锋回波、钩状回波、回波墙穹隆(弱回波区)和悬挂回波等特征,并且强回波区与多普勒雷达速度场上的逆风区、大风区和风辐合区相关。

• 江淮北区6~7月降水异常与北太平洋海温的SVD分析
• 陈科艺;王谦谦;毛文书;马慧
• 2006 Vol. 25 (3): 539-544. 
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• REOF结果表明,江淮地区6~7月降水可以分为南、北两个区;江淮北区6~7月降水和海温的SVD分析结果表明:影响江淮北区6~7月降水异常的海温关键区(关键区)是北太平洋海域,关键时段是当年的1~2月;当年1~2月北太平洋关键区海温异常偏高(偏低),同年6~7月中国的江淮、华南、东北地区降水偏多(少),华北、西北、西南呈降水偏少(多),其中江淮北区相关系数绝对值最大,通过0.05的Monte-Carlo显著性水平检验。

• 祁连山区低云量的气候变化与异常研究
• 陈少勇;董安祥
• 2006 Vol. 25 (3): 545-548. 
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• 利用祁连山区周围34个测站1961-2000年历年1~12月低云量和降水量资料,采用EOF、REOF等方法,分析了40年来祁连山附近低云量的空间异常特征和时间变化规律。结果表明:EOF的前3个主成分可以较好地反映季低云量整体异常结构,即主体一致型、东西变化的"+-+"型、南北变化相反型。REOF的前3个载荷向量场可以较好地代表低云量的3个主要异常敏感区:柴达木盆地区、祁连山区、河西走廊区。柴达木盆地:各个季节低云量皆呈上升趋势,特别是1985年以后云量显著增加。河西走廊区:春、夏季低云量的变化趋势不显著,但20世纪90年代夏季低云量处于减少时期。祁连山区:春、秋季趋势不显著,但秋季从1991年后显著上升,夏季有显著的下降趋势。

综述

• 雷暴云顶之上的大气放电研究进展
• 祝宝友;陶善昌;谭涌波
• 2006 Vol. 25 (3): 549-555. 
• 摘要 ( ) PDF (614KB) ( )
• 1989年美国Minnesota大学的一个研究组用低光度电视摄像机捕捉到了首张中高层大气放电的图像,这一偶然发现激发了随后的中高层大气放电现象的观测研究高潮,并导致了一个全新且充满活力的大气电学新分支领域的诞生。在世界上的许多地区从雷暴云顶部(大约20 km)直到电离层底层(大约100 km高度)经常观测到中高层大气放电产生的瞬变光学事件,其持续时间从<1 ms到>100ms不等,分别被命名为ELVES,Red Sprites,Blue Jets。本文是对近年来中高层大气放电研究的一个综述,主要介绍这一领域的试验观测研究和理论研究进展。