论文

• 近30年青藏高原臭氧总量亏损的可能原因及其与对流层顶高度的联系
• 周顺武;杨双艳-;张人禾;李慧;王美蓉
• 2012 Vol. 31 (6): 1471-1478. 
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• 基于总臭氧测绘光谱计TOMS和太阳向后紫外线散射仪SBUV结合得到的30年（1979－2008年）全球月平均臭氧总量资料， 首先分析了近30年青藏高原（下称高原）上空臭氧总量的下降趋势， 然后讨论了高原动力抬升作用对臭氧总量的影响， 最后探讨了高原臭氧总量亏损与高原对流层顶高度的联系。结果表明， 高原臭氧总量及其下降趋势均存在着明显的季节差异， 与同纬度非高原区相比， 高原地区各月的臭氧总量均偏低， 特别是在3-9月臭氧亏损严重； 近30年高原地区臭氧总量在各季节均呈现出下降趋势， 除了秋季外， 其下降幅度均超过同纬度其他地区； 春、 夏季高原动力抬升有利于对流层低浓度的臭氧含量向平流层输送， 从而导致高原臭氧总量的减少。近30年春、 夏季高原臭氧总量亏损与夏季高原第二对流层顶高度的抬升存在着密切关系。

• 青藏高原地区MODIS反照率两种反演结果差异的对比分析
• 陈爱军-;王飞;卞林根;刘玉洁
• 2012 Vol. 31 (6): 1479-1487. 
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• 采用对照反演比法对比分析了青藏高原地区相同时空条件下的MODIS反照率当量反演结果和全反演结果的差异。利用2002—2004年青藏高原地区Terra MODIS数据开展的对照反演试验表明： (1) 黑空反射率BSA两种反演结果的绝对偏差小于0.03， 白空反射率WSA两种反演结果的绝对偏差约为0.04； BSA两种反演结果绝对偏差的标准差约为0.05， 而WSA的则更大。(2) BSA两种反演结果和WSA两种反演结果的绝对偏差及其标准差均存在一定的年际差异。(3) 可见光区反照率两种反演结果的绝对偏差及其标准差一般大于红外光区两种反演结果的绝对偏差及其标准差。(4) 两种地表反照率反演结果的绝对偏差及其标准差在青藏高原地区三种主要地表类型的差异不大。

• 青藏高原东部三种再分析资料与地面气温观测资料的对比分析
• 李瑞青-;吕世华;韩博;高艳红
• 2012 Vol. 31 (6): 1488-1502. 
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• 为了检验再分析资料在青藏高原（下称高原）的适用性， 以地面观测资料为标准， 综合比较了1989-2009年间NCEP/DOE(简称NCEP)、 ERA-interim(ERA)和JRA-25(JRA)三种再分析资料在高原东部地区的月平均地面气温的分布和变化规律。从平均季节变化来看， 夏季再分析资料与观测资料的一致性总体好于冬季， 其中NCEP资料整体偏低于观测资料， JRA则相反。从线性趋势来看， ERA和JRA资料与观测资料较一致， 均表现出高原东部区域整体增暖趋势， 而NCEP资料则表现出略微的下降趋势。从年际尺度变化来看， ERA和JRA资料所反映的年际变化和变率特征要好于NCEP资料， 并且JRA资料的结果要优于ERA资料。最后， 比较了三种再分析资料的质量指数， 发现ERA资料质量最好， NCEP资料最差， 而且NCEP和JRA资料在近20年质量有变差趋势， ERA资料有变好趋势； ENSO、 东亚季风和高原季风对再分析资料地面气温场的质量均有一定的影响。

• 夏季青藏高原低压的年际和年代际变化及其与我国降水的关系
• 谢清霞-;范广洲*;周定文;朱丽华;王轶;张永莉
• 2012 Vol. 31 (6): 1503-1510. 
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• 利用NCEP/NCAR再分析月平均资料, 分析了1948-2009年夏季青藏高原（下称高原）600 hPa位势高度场的变化趋势， 发现整个高原位势高度场都出现大范围的升高， 低压中心主要位于27.5°-40°N、 80°-102.5°E范围内， 定义该范围内位势高度场的平均值为高原夏季低压指数。采用经验正交函数分解（EOF）和小波分析等方法对近62年夏季高原低压的年际和年代际变化特征进行了分析。结果表明， 近62年夏季高原低压总体呈减弱趋势， 在20世纪80年代之前， 夏季高原低压指数均处于低值范围， 并在1962年出现最小值， 在1979年左右出现最大值， 之后在高值范围内上下振荡； 空间分布表现为低压在高原大部分区域均为由南向北递增， 呈明显的纬向分布；  低压在1976年发生了一次较明显的减弱突变\.小波分析表明， 低压具有1~2年和13年周期。利用中国596个测站的月降水资料， 采用相关分析和合成分析等方法分析了高原低压与我国夏季降水的关系， 分析表明， 高原低压增强时长江流域和新疆地区的降水偏多， 而东北、 华北和华南地区的降水则偏少。

• CLM3.5模式对青藏高原玛曲站陆面过程的数值模拟研究
• 陈渤黎-;吕世华;罗斯琼
• 2012 Vol. 31 (6): 1511-1522. 
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• 利用通用陆面过程模式(CLM3.5)和青藏高原玛曲站2010年6月-2011年2月的观测资料进行了9个月的单点数值模拟试验。通过比较辐射通量、 能量通量、 土壤温度及土壤含水量的模拟值和观测值， 结果表明， CLM3.5模式能较成功地模拟玛曲地区的陆面能量与水分特征。该模式对夏季向上短波辐射的模拟较好， 冬季整体偏小。向上长波辐射的模拟整体较好， 但模拟值稍偏大。净辐射的模拟整体较好， 模拟值与观测值的相关系数为0.99， 偏差为-1.28 W·m-2。感热通量的模拟较差， 整体显著偏高。潜热通量的模拟较好， 随季节变化特征明显。土壤热通量的模拟夏季较好， 冬季土壤冻结及消融期的偏差较大， 主要原因与冬季模拟的积雪偏少有关。土壤温度的模拟夏季较好、 冬季较差， 6层土壤温度模拟值与观测值的相关系数均在0.98以上， 平均偏差为-1.80 ℃。模式较好地模拟出了冬季土壤冻结后存留的未冻水， 冻结后土壤含水量的模拟较该模式以前的版本有了很大的改善， 6层土壤含水量模拟值与观测值的平均相关系数为0.94， 平均偏差为-0.015 m³·m^-3。

• 夏季青藏高原雷暴天气及其天气学特征的统计分析
• 尤伟-;臧增亮-;潘晓滨;李毅;安成;李安泰
• 2012 Vol. 31 (6): 1523-1529. 
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• 利用常规探空和地面观测资料， 分析了2000-2009年夏季（6-8月）青藏高原（下称高原）地区雷暴的时空分布特征以及雷暴天气各要素的垂直廓线特征, 在此基础上， 修正了K指数， 并对修正后的K指数（KM）进行了检验\.结果表明, 高原雷暴中心主要发生在高原西南侧的日喀则、 高原中部腹地那曲、 拉萨一带以及高原东部地区， 夏季高原中部雷暴中心区随月份向西南转移， 其东侧的雷暴中心区随月份向南偏移， 雷暴中心位置向南偏移且雷暴的月平均频数减少， 高原上由南向北雷暴发生的时段不同， 高原中部和北部的那曲、 沱沱河雷暴峰值的出现时段比南部的拉萨早3~6 h； 高原南部的定日和拉萨雷暴日大气低层存在逆湿现象。高原地区雷暴日500~400 hPa之间为不稳定层， 400 hPa以上为稳定层， 400 hPa处假相当位温为最小值， 雷暴日平均风向为西南风； 对KM指数检验表明， 大多数雷暴日KM>10 ℃， 占总雷暴日的92.7%; 当KM<0 ℃时几乎无雷暴发生, KM指数对雷暴具有一定的指示意义。

• 不同平均时间对LOPEX10资料涡动相关湍流通量计算结果影响的探讨
• 吕少宁|文军|张宇|王少影|张堂堂|田辉|刘蓉
• 2012 Vol. 31 (6): 1530-1538. 
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• 通过处理涡动相关系统观测的近地层湍流脉动量可以获取地—气间感热和潜热通量，  然而选择不同平均时间对通量计算的结果有较大影响。采用黄土高原陆面过程野外观测试验（LOPEX10）期间获得的涡动相关系统观测资料，  分析了不同平均时间对湍流通量计算的影响，  并采用雷诺平均和分解方法推导了平均时间引起的通量差值的数学表达式（Flux Compensation, FC）。结果表明: （1） FC公式可以说明采用不同平均时间数据之间的关系，  也可以直接计算低频涡旋对湍流通量的贡献\.FC公式计算的结果与直接计算的不同平均时间通量计算之差的相关系数在0.95以上，  并可以确定计算湍流通量的最佳平均时间。（2） 通过采用Ogive函数确定了计算LOPEX10期间通量的最佳平均时间长度为30 min，  印证了利用雷诺平均和分解方法计算湍流通量补偿的准确性。（3） 通过进一步的数学变换，  证明了平均时间对湍流通量计算的影响直接与湍流低频变化相关，  FC公式可以用来确定涡动相关观测数据的最佳平均时间，  并且在获得较高时间分辨率的湍流通量数据的同时，  补偿因平均时间过短而遗漏的低频信息。
  涡动相关|平均时间|黄土高原|湍流通量

• 2008年夏季中国干旱-半干旱区陆面主要物理参数的平均特征
• 曾剑-;张强;
• 2012 Vol. 31 (6): 1539-1550. 
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• 采用2008年7-9月观测的中国干旱-半干旱区试验观测协同与集成研究资料， 选取12个测站（涵盖不同气候环境区的草地、 农田、 果林和森林等下垫面）比较分析了干旱-半干旱区的动力、 热力和水汽粗糙度长度、 总体输送系数、 反照率以及土壤热传导率和热扩散率的夏季平均特征， 并与陆面模式的理论参考值进行了对比。结果表明， 植被下垫面的水、 热特性和植被高度对主要陆面参数有重要影响， 但植被下垫面的土壤热传导率和扩散率与下垫面类型之间无明显关系。动力学粗糙度长度与下垫面的植被高度呈正相关关系， 无论是稳定还是不稳定层结下, 动量拖曳系数都随着植被高度的增大而增大， 而反照率随植被高度的增加而降低。在研究区的下垫面中， 草地下垫面动力学粗糙度长度的实测值比模式理论参考值偏小， 但农田和果林下垫面的实测值比理论参考值偏大； 草地下垫面动量拖曳系数理论的参考值比实测值高， 但其他下垫面的实测值高于理论参考值； 实测反照率处于可见光反照率和近红外光反照率之间， 但反照率的理论参考值比实测值偏高。
  中国干旱-半干旱区|不同下垫面|陆面参数|气候特征

• 热带低压远距离对西南涡稳定加强的作用
• 李云川-|张迎新;|马翠平|田秀霞|李宗涛|赵娜|赵利品-
• 2012 Vol. 31 (6): 1551-1561. 
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• 利用地面观测资料\, FY-2C卫星红外云图及中尺度数值模式WRF对2010年7月19-20日河北省南部和中东部一次区域性大暴雨过程进行了诊断分析和数值模拟研究。结果表明， 海上热带低压对西南涡的稳定和维持有远距离作用。由于热带低压的存在而促使西南低涡的发展， 使西南低空急流在河北突然增强， 降水得以再度加强； 冷空气从高空侵入、 下沉， 加强了大气斜压性， 迫使对流层中层空气的抬升， 为西南涡的发展提供了动力条件； 暖湿气流主要来自西南涡携带的西南气流及海上低压和西太平洋副热带高压的东南气流输送， 为暴雨加强提供了充沛的水汽和热力条件。

• 引发四川盆地东部暴雨的西南低涡结构特征研究
• 江玉华-;杜钦;赵大军;何跃;李江
• 2012 Vol. 31 (6): 1562-1573. 
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• 利用1951-2008年四川盆地（27°-32°N， 105°-110°E） 54个地面气象观测站网监测的日雨量资料， 分析了四川盆地东部暴雨发生的气候特征\.结果表明, 四川盆地东部暴雨（或伴有雷雨大风、 冰雹大风等）多发生在6-9月， 川东北和渝东北是单站暴雨的高发区， 重庆西部是大范围暴雨的多发区； 引发四川盆地东部（宜宾、 南充和重庆西部）暴雨的主要天气系统是西南低涡\.对2007-2010年6次西南低涡暴雨过程进行了合成分析， 分析表明， 西南低涡热力结构特征具有200 hPa存在明显增暖现象， 对流层中低层则由暖转冷； 西南低涡初期大气对流性不稳定明显; 西南低涡动力结构特征具有200 hPa西风急流在36°N附近， 500 hPa低槽东移， 槽前正涡度加强， 从对流层底垂直伸展到300 hPa以上， 正涡度中心随高度向西倾斜， 850～500 hPa平均正涡度大值区与低涡中心对应， 对流层中低层北风大值区与南风大值区在低涡中心附近形成强水平风切变， 同时低涡中心附近的垂直风切变也较明显。促使西南低涡发展的水汽主要来自南海， 低空急流由南向北输送水汽， 将对流层低层到大气边界层内的水汽输送到低涡中心附近。西南低涡发生、 发展过程中在红外卫星云图上具有MCC等中-α尺度特征， 发展强盛的西南低涡在多普勒天气雷达回波上有“列车效应”和中气旋特征。

• 近10年夏季西北地区水汽空间分布和时间变化分析
• 李江林;李照荣;杨建才;石延召;伏晶
• 2012 Vol. 31 (6): 1574-1581. 
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• 利用NCEP 1°×1°再分析资料对近10年（2000-2009年）夏季西北地区整层大气水汽的时空分布进行了分析。结果表明： (1)近10年西北地区夏季大气可降水量和水汽通量分布呈两头多、 中间少。700~200 hPa的水汽通量值要比地面至700 hPa的大， 在南疆盆地， 地面至700 hPa的水汽通量值比700~200 hPa的大， 水汽通量在600~450 hPa之间比较丰富； (2)整层水汽通量散度辐合区对降水落区的预报具有指导意义， 除甘肃河西地区外， 其他地区低层（700 hPa以下）和高层（700 hPa以上）的水汽通量散度呈反位相分布\.(3)近10年西北地区水汽输送主要来自西风带在青藏高原西侧分为南北两支所携带的水汽、 孟加拉湾的水汽随西南风输送以及西风带爬上青藏高原沿高原南边输送， 而造成整层水汽通量年变化的主要原因是西风带输送水汽能力的大小\.(4)近10年西北地区整层水汽通量呈线性增加， 整层水汽通量的年变化趋势基本上可以指示地面降水的年变化趋势\.(5)西北地区近10年夏季水汽来源主要以经向输送为主， 纬向水汽通量对于西北区水汽净收支起决定作用。
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• 玛曲地区夏季强降水的环流分型及水汽轨迹分析
• 李江萍;杜亮亮;张宇;王嘉媛;王劲松;王式功
• 2012 Vol. 31 (6): 1582-1590. 
• 摘要 ( ) PDF (4964KB) ( )
• 利用青藏高原（下称高原）东北边坡玛曲地区1967—2008年12个常规气象观测站的降水资料和NCEP/NCAR再分析资料， 在环流分型的基础上， 应用后向轨迹模型分析了不同等级降水的不同环流型的水汽输送轨迹。结果表明： （1）暴雨发生的环流型以高原低槽型为主， 大雨的发生以切变型为主。（2）暴雨的不同环流型的水汽输送轨迹差异较大， 同一型暴雨不同等压面水汽轨迹较一致； 大雨的不同环流型之间水汽轨迹无明显差异， 同一型大雨不同等压面的水汽轨迹差异很大。（3）通过追踪不同时间长度的水汽输送的后向轨迹发现， 可以用向前追踪360 h的水汽输送轨迹代表玛曲地区的水汽输送， 水汽轨迹以偏南气流为主。由此可见， 虽然不同等级、 不同环流型强降水之间的水汽轨迹存在差异， 但是玛曲地区强降水的水汽主要来自印度洋-孟加拉湾和南海-孟加拉湾的偏南气流。

• 黄河源区生态环境变化对湖泊效应影响的数值模拟
• 李照国-;吕世华;奥银焕;文小航
• 2012 Vol. 31 (6): 1591-1600. 
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• 利用中尺度气象模式WRF，  设计了陆地生态环境好转、 维持现状和退化3种情境下的模拟试验，  分析了夏季黄河上游鄂陵湖湖泊效应的特征和生态环境变化对该湖泊效应的影响。结果表明，  夏季晴天中午至傍晚，  鄂陵湖有显著的湖风环流； 白天湖面感热和潜热较小，  昼（夜）表现出明显的冷（暖）湖效应； 湖区低层全天呈现出“湿岛”效应； 受湖风作用影响，  环湖陆上白天形成“湿墙”和感热高值区； 随着陆地生态环境由好转到退化，  湖风环流加强，  环湖“湿墙”增高，  湖陆边界层高度差增大，  陆面感热和潜热变化显著大于湖面； 陆面边界层中下部的气温和比湿主要受下垫面影响，  环境退化后分别升高和减小，  而在边界层顶部由于受湖风环流的作用，  两者变化趋势与中下部相反。

• 区域气候模式RegCM3在华东地区夏季的10年回报和2010年业务预报
• 董广涛-;陈伯民;陈葆德
• 2012 Vol. 31 (6): 1601-1610. 
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• 利用国家气候中心全球海气耦合模式（BCC_CM1.0）嵌套区域气候模式RegCM3进行了近10年（1998-2007年）夏季回报及2010年华东夏季实时业务预报。从10年回报的模拟平均状况来看， 模式基本能反映出中国东部夏季的平均状况， 模式回报的夏季气温分布与实况较为相似， 但回报的夏季降水量分布形态与实况有一定差异。使用国家气候中心六级Ps评分及简化的Ps评分对模式10年回报进行了评估。结果表明, 该模式对华东地区夏季气温和降水有一定的跨季度预报能力， 温度和降水10年平均Ps评分分别为69.9和60.9； 对华东地区南部的气温及其东南部的降水有较好的回报效果。利用该模式进行了2010年夏季实时业务预报， 预报检验表明, 模式预报的2010年夏季温度距平和降水距平百分率分布与实况较为一致， 夏季温度和降水的Ps评分分别为71.4和55.3； 对影响较为严重的气候事件如江西降水极端偏多等也进行了准确预报。

• 植被覆盖度对兰州地区气象场影响的模拟研究
• 何建军-;余晔*;陈晋北;刘娜-;赵素平-
• 2012 Vol. 31 (6): 1611-1621. 
• 摘要 ( ) PDF (1335KB) ( )
• 利用 WRF(Weather Research and Forecasting)模式耦合Noah陆面过程模式， 模拟了兰州地区冬季气象场， 并用观测资料对模拟结果进行了检验。利用2006年中分辨率成像分光辐射计(MODIS)植被归一化指数(NDVI)计算得到的植被覆盖度替换模式默认的植被覆盖度， 研究了植被覆盖度对WRF模式模拟结果的影响。结果表明， 新的植被覆盖度数据使研究区域的地表反照率减小， 发射率增加， 感热通量白天增加、 夜间减小； 还明显地改进了WRF模式对近地面温度和风速的模拟； 植被覆盖度对地表蒸发有很大影响， 冬季干旱半干旱地区的植被基本处于休眠状态， 地表蒸发以直接蒸发为主， 使用新的植被覆盖度数据后， 模拟区域的植被覆盖度增加， 地表蒸发减小， 近地面水汽含量减少， WRF模式模拟的边界层高度增大。

• 多模式集合预估21世纪淮河流域气候变化情景
• 李秀萍;徐宗学;程华琼
• 2012 Vol. 31 (6): 1622-1635. 
• 摘要 ( ) PDF (1486KB) ( )
• 利用政府间气候变化委员会第四次评估报告（the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change， IPCC AR4）的14个全球气候耦合模式对中国淮河流域气温和降水的模拟能力进行了评估， 预估了该地区21世纪的降水和气温变化。同时， 还分析了14个气候模式对1961-1999年气温和降水的模拟能力， 并且根据Taylor方法选取具有较好模拟能力的模式做集合分析。结果表明， 不同的气候模式对淮河流域的气温和降水都具有一定的模拟能力， 但大多数模式模拟的气温偏低、 降水偏多； 选取的模式集合可以明显改善模式的模拟能力， 但是没有表现出明显的优势。对淮河流域降水和气温未来情景的预估表明， 各模式给出的情景结果尽管存在一定的差异， 但模拟的21世纪气候变化的趋势基本一致， 即气温持续增加， 降水出现区域性增加； 还重点分析了14个模式集合的结果在2010-2039年、 2040-2069年和2070-2099年3个时段的年平均、 季节平均降水和气温变化及其时空变化特征， 结果表明， 3个时段的气温和降水在不同情景下都是逐渐增加的， A2情景下增幅最显著， B1情景下增幅最小。

• 近50年疏勒河流域山区的气候变化及其对出山径流的影响
• 蓝永超-;胡兴林-;肖生春-;文军;王国亚;邹松兵-;喇承芳;宋洁
• 2012 Vol. 31 (6): 1636-1644. 
• 摘要 ( ) PDF (3537KB) ( )
• 利用祁连山区水文站和气象站的观测数据， 分析了近50年河西走廊西部疏勒河流域山区的气候变化及其对出山径流的影响。结果表明， 受全球变暖的影响， 疏勒河山区气候持续向暖湿转化， 且各季气温均呈持续的上升趋势， 山区降水量总体上亦呈增加趋势， 年际波动比较剧烈。在各季降水量中， 除夏季外其他各季降水量的增加比较显著， 海拔3 000 m以上中高山地带夏季降水量变化不大， 3 000 m以下中低山地带夏季降水量略有减少。受山区降水， 尤其是3 000 m以下中低山地带的降水量显著增加与气温上升所引起的冰雪融水补给的影响， 疏勒河出山径流呈持续的增加趋势。由于夏季降水量并未增加， 在年径流总量中所占比重最大的夏季径流量的增加主要是由于气温上升所引起的冰雪融水补给的增加所致。

• 台站观测环境改变对我国近地面风速观测资料序列的影响
• 刘学锋-;梁秀慧;任国玉;任芝花
• 2012 Vol. 31 (6): 1645-1652. 
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• 利用中国大陆地区460个气象台站1971-2002年10 m高度平均风速资料和2007年台站观测环境综合调查资料， 根据环境评分分数、 障碍物视宽角等影响地面观测风速的台站环境数据， 将气象台站分为五类， 分别对平均风速观测记录进行了比较分析。结果表明， 全国范围内绝大多数未迁移台站近地面平均风速呈明显的减小趋势， 冬季平均风速相对减小的趋势最大\, 秋季最小； 在影响风速观测资料序列的台站观测环境因素中， 观测场周围障碍物视宽角最为重要， 随着周围障碍物视宽角的增大， 风速相对减小的趋势也变得更明显； 台站周围障碍物视宽角对年和季平均风速减小趋势的贡献最大， 约为三分之一。因此， 观测环境变化对地面风速资料序列的影响是不可忽视的重要因素。

• 毛乌素沙地南部边缘一次大暴雨过程的中-γ尺度特征及成因分析
• 井喜;屠妮妮;井宇;陈闯;万红卫;张小军;李晓莉;康磊
• 2012 Vol. 31 (6): 1653-1662. 
• 摘要 ( ) PDF (6850KB) ( )
• 利用MICAPS资料、 多普勒雷达资料和NCEP资料， 对2010年8月10日08：00-11日08：00（北京时）毛乌素沙地南部边缘地带一次大暴雨过程的中-γ尺度特征及成因进行了分析。结果表明， 强降水发生时， 在多普勒气象雷达速度场上可观测到西南低空急流的生成和增强， 以及西南低空急流左侧中-γ尺度气旋式辐合的生成和维持， 并在反射率因子图上出现>50 dBz的强回波区； 暴雨过程中单站要素表现为气压持续降低并出现≥4.0 m·s-1的最大风速（南风）； 伴随强降水的开始， 暴雨区主要受水平平流项和水平辐散项作用， 600 hPa以下对流层低层的涡度收支增大，  800～700 hPa达6×10-9s-2； 受水平平流项作用， 350～100 hPa维持涡度收支负值， 在150 hPa附近达-6×10-9s-2； 视热源Q1的垂直廓线显示， 伴随暴雨区最强降水即将开始时， 主要受局地变化项和垂直输送项作用， Q1在780～300 hPa形成正值层； 受水平平流项作用， Q1在300～220 hPa形成负值层， 大气热力强迫作用有利于上升运动加强和云团发展； Q1的累积分布显示， 临近暴雨发生时， 暴雨区靠近上游生成Q1>20 J·kg-1·s-1的大值中心， 而且暴雨区视水汽汇Q2>10 J·kg-1·s-1。

• 冀中南连续12天大雾天气的形成及维持机制
• 马翠平;吴彬贵;李云川;赵娜;王丛梅;曲晓黎;于雷
• 2012 Vol. 31 (6): 1663-1674. 
• 摘要 ( ) PDF (1937KB) ( )
• 利用NCEP １°×１° 再分析资料、 常规观测资料和加密观测资料， 对2007年12月17-28日冀中南地区连续性大雾过程的天气背景和雾长时间维持的原因及热力、 动力结构特征进行了分析。结果表明， 大雾期间我国中高纬地区冷空气活动偏弱， 500 hPa受稳定的暖性宽广高压脊控制， 为维持数日不散的大雾天气提供了有利的环流背景； 850 hPa及以下多以偏东风和偏南风为主， 偏东风不仅使雾区近地层温度降低， 而且还将海域水汽送至雾区; 同时偏南风也为雾区源源不断地输送水汽， 特别是东北风的维持有利于强浓雾的形成， 这是大雾持久不消散的主要原因； 低层弱辐合、 正涡度区、 弱水汽辐合和900 hPa以上的暖脊有利于雾的稳定维持和发展； 由于强冷空气的到来导致大雾消散， 破坏了稳定的逆温层结。

• 2000-2010年北京空气持续污染特征研究
• 王郁;侯青*
• 2012 Vol. 31 (6): 1675-1681. 
• 摘要 ( ) PDF (3022KB) ( )
• 通过统计分析2000-2010年北京空气质量监测日报， 研究了近10年来北京空气持续污染特征。结果表明， 近10年来北京的空气质量得到明显改善， 空气持续污染日数和质量超标日数均呈下降趋势， 但年持续污染日数在年超标日数中所占的比例依然较大， 持续污染已成为北京空气污染的一个显著特征。春季是北京持续污染最多的季节， 平均每年多达25.4天。夏季是持续污染最少的季节， 但是6月麦收期麦秸焚烧常会造成空气持续污染。北京空气持续污染的空间分布形态主要分为沙尘天气影响型、 污染累积型和麦收期麦秸焚烧污染型。沙尘天气影响型造成的空气持续污染的空间分布特征表现为整个北京污染都很严重， 特别是城区和西南部的污染最严重； 污染累积型的持续污染在空间分布上呈“南高北低”型。麦秸焚烧污染型则是人口相对稀疏、 农田面积较多的远郊区污染最严重。

• 经纬网格与流域计算的地形指数累积分布函数及其均值差异分析
• 肖燕;邓慧平;孙菽芬
• 2012 Vol. 31 (6): 1682-1689. 
• 摘要 ( ) PDF (2803KB) ( )
• 为了改进陆面模式对水文过程的模拟， 地形指数水文模型(Topographic-index hydrological model， TOPMODEL)已被应用于陆面模式（Land Surface Models, LSMs）。当前直接将TOPMODEL应用于全球气候模式(Global Climate Model, GCM)的网格单元的方案， 简化了TOPMODEL在陆面模式中的应用。按GCM网格单元统计与按流域单元统计的地形指数分布函数之间的差异大小进行分析， 可为研究TOPMODEL与陆面模式耦合的合理简化方案提供依据。利用2°×2°网格的长江上游山区和地势较平坦的亚马逊地区并应用航天雷达地形测量资料的地形高程模型数据， 计算了地形指数、 均值和累积分布函数， 并应用相同的地形高程数据提取网格中的流域和水系并计算了各流域的地形指数、 均值和累积分布函数。在此基础上， 分析了按整个网格计算的和按划分的流域计算的地形指数累积分布函数及其均值的差异， 并用e指数函数拟合地形指数累积分布函数。结果表明： （1）以整个GCM网格为单元统计的与按流域为单元统计的地形指数累积分布函数及其均值存在差异， 但差异并不大， 将TOPMODEL直接应用于GCM网格单元的这种简化方案是可行的； （2）用e指数函数能够较好地拟合地形指数累积分布函数。

• 我国东部地区冬季模式边界层探空效果评估
• 李耀孙-;石春娥*;杨军;邓学良;杨元建;吴照宪
• 2012 Vol. 31 (6): 1690-1703. 
• 摘要 ( ) PDF (1783KB) ( )
• 应用中尺度气象模式MM5对2006年和2007年12月东部地区进行逐日模拟， 并用地面常规观测资料及南京和安庆12 h一次的逐日探空资料对模拟的地面及边界层内气象要素进行检验， 计算地面和边界层内不同高度的温度、 湿度、 风向和风速等要素的多种常用统计参数； 并分别评估雾发生前和发生时边界层探空的模拟效果。结果表明： （1） MM5模式模拟的地面温度和湿度均较理想， 但风速误差较大。温度、 相对湿度、 风速的观测与模拟的偏差概率分布均呈近正态分布， 峰值中心分别为-1.52 ℃、 4.59%和1.92 m·s-1， 白天模拟效果优于夜间。（2） 以南京、 安庆两站为例， 模拟的08：00（北京时， 下同）和20：00边界层内探空基本可靠， 但20：00的效果比08：00好； 模拟效果均随高度上升而变好； 且南京站边界层内温度、 湿度的模拟效果优于安庆站， 但安庆站风的模拟效果优于南京站。（3）以南京站为例， 雾发生前和发生时温度、 湿度模拟效果较平均情况差， 风速模拟较其他模拟时段无明显变化。（4）南京、 安庆冬季近地层逆温发生频率都比较高， 常见多层逆温， MM5模式能再现近地层逆温， 但有高估的倾向， 且对边界层中上部逆温模拟效果不佳。此外， 敏感性试验的结果表明， 模拟方案中地面负的温度偏差不是由近地层高垂直分辨率所致。

• 一次梅雨锋大暴雨过程的数值模拟分析
• 张吉-;王元;许丽人-
• 2012 Vol. 31 (6): 1704-1710. 
• 摘要 ( ) PDF (204KB) ( )
• 利用区域大气数值模式RAMS 6.0, 模拟了2008年6月9-10日发生在我国长江中下游地区的一次梅雨锋大暴雨过程\.结果表明, 模式能较好地再现这次大暴雨过程以及中小尺度系统的生消演变。在这次大暴雨过程中， 高低空流场的恰当配置、 三支气流在长江中下游的汇合及低涡沿切变线东移等都为大暴雨的形成提供了有利的大尺度环流背景。低涡内生成的一系列中尺度对流系统沿梅雨锋稳定地向东北偏东方向移动并发展， 是造成这次长江中下游地区大暴雨的动力机制。孟加拉湾到我国西南地区稳定的南支低槽和副热带高压外围发展旺盛的西南气流输送， 为这次暴雨过程提供了充沛的水汽。

• 2009年山东一次特殊雨雪天气的云物理特征分析
• 盛日锋;马占山;欧建军;王俊;龚佃利;姜鹏;周毓荃
• 2012 Vol. 31 (6): 1711-1720. 
• 摘要 ( ) PDF (1576KB) ( )
• 利用探空、 CloudSat卫星、 山东自动气象站及NCEP再分析资料， 对2009年11月11-12日山东西部大暴雪过程的天气形势、 云物理特征及动力场结构特征进行了分析\.结果表明： （1）700 hPa切变线和西南急流是造成暴雪的直接影响系统, 中低层偏南风急流与冷空气交汇形成较强的动力辐合和水汽辐合, 有利于天气系统的发展和增强。（2）暴雪区上空水平能量锋区明显， 垂直方向上等θse线密集且随高度向北显著倾斜, 为暴雪的产生提供了重要的热力条件。（3）强降雪发生前， 低层冷空气的南侵触发了暴雪系统的发展； 暴雪强盛期， 高层气旋性环流促使暴雪区中高层西南暖湿气流输送加强； 暴雪后期， 冷空气加强并逐渐控制了中低层， 切断了暖湿气流的供应， 导致降雪逐渐停止。(4)上升气流有助于水汽的输送和云滴、 冰晶、 雪晶粒子之间的碰并、 淞附， 冰水含量大值区与上升速度大值区相一致， 冰晶数浓度中心对应着上升运动顶部。高层冰晶下落过程中经过凝华、 结淞及碰连增长在低层形成数浓度较低的大冰相粒子， 为降水发展提供了有利条件。（5）结合CloudSat卫星资料、 NCEP再分析资料及探空秒数据， 分析了一定动力条件下暴雪云系的物理过程和垂直演变特征。

• 安徽龙卷发生的环境条件和临近预警
• 姚叶青-;郝莹;张义军;李劲;刘高平;邱学兴;余金龙;刘远永
• 2012 Vol. 31 (6): 1721-1730. 
• 摘要 ( ) PDF (1397KB) ( )
• 利用1960—2009年气象观测资料， 对安徽省128次龙卷的气候特征和环流背景进行了分析， 结果表明， 龙卷多发于4-9月平原丘陵地带的江淮东部， 而山区极少， 20世纪80年代以后龙卷明显减少; 建立了安徽出现龙卷的4种概念模型。同时， 利用日本JMA 20 km×20 km高分辨率数值预报再分析产品对比分析了龙卷、 冰雹及雷雨大风的环境场， 发现龙卷与冰雹、 雷雨大风在4个方面存在明显差异， 即中低层比湿、 中低层垂直风切变、 风暴相对螺旋度和0 ℃层以下的对流有效位能与整层对流有效位能比值， 前3个均是龙卷最大， 龙卷是冰雹和雷雨大风的2倍～3倍， 对流有效位能主要集中在0 ℃层以下， 而冰雹和雷雨大风主要集中在0 ℃层以上。基于龙卷临近预警和安徽6次龙卷的雷达特征显示, 龙卷涡旋TVS的底部达到雷达最低仰角探测高度的中气旋及其后龙卷涡旋特征是识别龙卷的主要依据， 龙卷触地前中气旋的最大速度差增强， 其强度与龙卷强度呈正相关。而雷达距离的选取也直接影响龙卷的临近预警， 距离龙卷20~100 km处的雷达较为理想， 200 km以外的雷达资料对龙卷预警几乎没有意义。

• 资料同化中雷达VAD风质量控制研究
• 朱立娟-;龚建东;李泽椿
• 2012 Vol. 31 (6): 1731-1738. 
• 摘要 ( ) PDF (3376KB) ( )
• 新一代天气雷达VAD(Velocity Azimuth Display)风作为多层次水平风矢量的垂直廓线， 具有时间频次高\, 易与业务数值预报模式分辨率相匹配\, 影响质量因素复杂等特点。在数值预报中有效同化该资料， 可改善低空风场资料不足等状况。本文根据变分同化中对资料质量的特殊要求， 集成现有VAD质量控制方案后， 设计了逐步拟合质量控制方案。再根据VAD资料不同误差来源， 综合集成了现有的VAD质量控制方案， 形成逐级综合质量控制方案。通过分析逐级质量控制方案得到VAD资料在同化中的适应性， 发现该资料相对背景场存在偏差。进一步分析表明， 出现这种偏差的原因在于选择用以反演VAD径向原始数据中存在许多不符合VAD廓线的数据。据此设计了逐步拟合质量控制方案， 该方法可逐步筛选出用以反演VAD的径向速度数据， 提取出数据中的简谐波特征。通过北京站雷达获取的VAD廓线与分钟级探空实测对比， 发现通过逐步拟合质量控制得到的风速更接近实况。相对背景场偏差分析也表明, 通过逐步拟合质量控制， 观测相对于背景场的偏差得到有效修正。一个月的连续试验结果显示， 质量控制后获取的VAD资料可基本满足同化中对资料的无偏要求。
   

• 雷达风廓线反演在云南强降水预报中的应用
• 李华宏-;曹杰;杞明辉;朱莉;王曼
• 2012 Vol. 31 (6): 1739-1745. 
• 摘要 ( ) PDF (1171KB) ( )
• 利用VAD(Velocity Azimuth Display)方法反演多普勒雷达垂直风廓线， 并将反演风场应用于云南强降水过程的诊断预报。通过反演风廓线资料与探空实况、 NCEP再分析资料的对比分析, 发现VAD方法反演的风廓线与实况资料具有较好的一致性， 表明该方法在云南是可行的； 通过反演风廓线资料可以较为精细地监测和分析大气垂直方向上水平风场的不连续性, 由此得到低空切变、 温度平流和低空急流等系统的厚度和强度演变特征。相对于时、 空分辨率不足的常规探空资料， 雷达反演风廓线具有较高的时间和垂直分辨率， 能够更为详细地揭示强降水天气过程中起重要作用的天气系统的主要特征和演变过程。因此, VAD风廓线产品对云南强降水天气过程的预报具有较好的参考价值和应用前景。

• 大型风电场群风电场布局间距的模型研究
• 陈伯龙-;高晓清*;左洪超;汪宁渤;刘磊
• 2012 Vol. 31 (6): 1746-1752. 
• 摘要 ( ) PDF (1179KB) ( )
• 利用边界层理论和梯度输送原理， 依据动量守恒定律， 在大气中性层结条件下建立了风电场的动量吸收模型和风电场下游的动量补偿模型, 计算出风电场尾流距离。参照实际风电场布局规模和风机几何参数设计数值试验, 并对尾流距离与这些参量之间的关系进行了初步分析。结果表明, 风电场尾流距离随风机直径、 风塔高度、 风机行数和风机动能利用系数的增加而增大, 随地表粗糙度和风机列间距的增加而减小, 并且这一距离不受风速和风机列数的影响。

• 昆明地区城市热岛效应的再分析
• 陈艳;段旭;董文杰;杨明珠;段长春
• 2012 Vol. 31 (6): 1753-1760. 
• 摘要 ( ) PDF (1512KB) ( )
• 在对地面气温资料进行均一性检验和订正的基础上， 分析了1971—2008年昆明地区（包括城区、 郊县和太华山）气温序列的变化趋势， 研究了城市化对气温序列的可能影响， 揭示了在城市化快速推进和低纬高原复杂地形条件下城市热岛效应的特殊性和复杂性。结果表明, 昆明地区的平均气温总体呈上升趋势， 上升速率大小依次为昆明城区>郊县>太华山。其中, 昆明城区和郊县气温具有相似的变化规律， 主要表现为冬、 春季最低气温显著升高和气温日较差明显减小； 太华山气温的变化则明显不同， 主要表现为最低气温全年少变， 冬、 秋季最高气温小幅上升， 而气温日较差有增大趋势。20世纪80年代中后期以来， 昆明城区与郊县气温， 特别是最低气温的显著上升可能受到城市化的严重影响， 因此以往以郊县为对比乡村站的研究在很大程度上低估了城市化对昆明气温序列的影响。而在此之前， 昆明最低和最高气温均会因对比乡村站选取的不同而表现出“城市冷岛”特征。

• 黔东南气温变化对蒸发皿蒸发量的影响分析
• 顾欣-;康为民;龙先菊;张艳梅-
• 2012 Vol. 31 (6): 1761-1766. 
• 摘要 ( ) PDF (1632KB) ( )
• 利用1980-2010年黔东南地区16个地面气象站逐月实测资料， 采用灰色关联度方法分析了蒸发皿蒸发量对各气象要素的影响程度， 通过经验正交函数分解方法（EOF）提取了第一特征向量场的时间系数并进行了Mann-Kendall突变检验和线性倾向估计分析， 以及利用非线性回归方法建立数理模型确定气温变化对蒸发皿蒸发量的影响等。结果表明, 黔东南地区的蒸发皿蒸发量与气温、 湿度、 降水量等因子有关系， 并与气温的关系最为密切； 同时， 该地区气温出现了明显的升温趋势， 即20世纪90年代中期是该地区年气温突变的关键时期， 其气温倾向率为0.25 ℃·（10 a）-1， 通过了α=0.05显著性水平检验； 在气温升高1 ℃的情况下， 蒸发皿蒸发量增加了5.93%～8.04%， 并自东向西逐渐递减， 与海拔呈反相关关系。