论文

• 高寒草甸湍流特征量的季节变化特征
• 陈云刚;张宇;王少影;尚伦宇;熊建胜;沈晓燕
• 2014 Vol. 33 (3): 585-595.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2014.00044
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• 利用青藏高原东北边缘的若尔盖高寒湿地生态系统研究站玛曲高寒草甸观测场提供的2010年近地面层梯度和涡动观测资料，基于Monin-Obukhov相似理论（MOST）分析了该地区风速分量、 温度、 水汽和CO₂的归一化标准差随稳定度参数z/L在均匀平坦地表的变化关系及其季节变化特征。结果表明，风速分量σ_u/u_*、 σ_v/u_*和σ_w/u_*与稳定度参数z/L呈1/3次方关系，并随|z/L|增大而增大，在近中性（|z/L|<0.05）时趋于常数，且σ_u/u_*>σ_v/u_*>σ_w/u_*；水平方向风速的归一化标准差随空气动力学粗糙度z_0m的增大而减小，σ_w/u_*无明显季节变化，可近似为常数；温度、 水汽和CO₂的归一化标准差在不稳定条件下与z/L呈-1/3次方关系，归一化值随|z/L|的减小而增大，在中性条件下σ_q/q_*>σ_c/C_*>σ_T/T_*. σ_T/T_*，σ_q/q_*和σ_c/C_*的季节变化分别与感热、 潜热和CO₂通量的季节变化相反，且主要决定于特征尺度T_*，q_*和C_*.其中感热通量的季节变化与潜热通量、 CO₂通量相反，且年变化幅度最小，相应地，σ_T/T_*的季节变化与σ_c/C_*和σ_q/q_*相反，且年变化幅度最小。

• 利用ASTER数据反演珠峰地区地表特征参数
• 韩存博;马耀明;刘新;马伟强
• 2014 Vol. 33 (3): 596-606.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00081
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• 利用2006-2011年9景ASTER遥感影像计算了青藏高原珠穆朗玛峰地区的地表特征参数（地表反照率、 地表温度、 归一化植被指数、 植被覆盖度），并对地表反照率和地表温度反演结果进行了验证。结果表明：地表反照率和地表温度的反演结果与观测值较为一致，能够作为陆面过程模式的输入数据；反演得到的植被指数能够较好的代表珠峰地区的地表植被特征；所有的反演算法和结果仅依赖于遥感数据，表明在资料缺乏地区利用卫星遥感技术是获取地表特征参数的有效手段。

• 基于TRMM资料的西南涡强降水结构分析
• 蒋璐君;李国平;母灵;孔亮
• 2014 Vol. 33 (3): 607-614.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00094
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• 利用热带测雨卫星TRMM资料和NCEP再分析资料，研究了2007年7月17日发生在四川东部和重庆西部地区的一次西南涡强降水系统的水平和垂直结构特征。结果表明，此次强降水系统由一个主降水云团（云带）和多个零散降水云团组成，属于对流性降水，强降水雨强大、 范围广。降水系统中对流云降水的样本数量比层云降水少，但对流云降水的平均降水率大，对总降水量的贡献比层云大。对流云降水的雨强谱主要集中在1~50 mm·h^-1范围内，而90%层云降水的雨强都在10 mm·h^-1以下。从降水系统的垂直结构来看，强降水系统的雨顶高度可伸展到16 km，最大降水率位于地面上空2~6 km的大气层，降水强度的垂直和水平分布不均匀，对流层低层云滴的碰并增长过程对降水起主要作用。西南涡引发的强降水中不管是层云降水还是对流云降水，6 km高度以下降水量的贡献最大，不同高度降水量对总降水量贡献的大小随着高度的升高而减小。

• 三次高原切变线过程演变特征及其对降水的影响
• 何光碧;师锐
• 2014 Vol. 33 (3): 615-625.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00023
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• 为了揭示高原切变线的动、 热力等特征，进一步认识高原切变线线演变机制，应用MICAPS资料、 NCEP 1°×1°再分析资料和风云卫星红外亮温资料，选取出现在初夏（2008年5月19-22日）、 盛夏（2007年7月1-3日）和夏末（2009年9月19-21日）的三次高原切变线个例，对夏季高原切变线不同时期、 不同发展阶段的演变特征及其对降水影响进行了分析。结果表明：（1）当切变线两侧南北风速减弱，特别是北风风速减弱时，切变线过程趋于减弱。冷暖空气势力强弱影响切变线所处位置，初夏和盛夏切变线位置偏北，夏末切变线位置偏南。（2）切变线活动期间有正涡度、 辐合上升运动与切变线配合。当切变线减弱消失，辐合带先于正涡度带减弱消失。切变线附近多正涡度中心和辐合中心，可能与低涡活动有关。盛夏和夏末切变线正涡度辐合中心东移特征明显，辐合上升区更为偏东且较强。（3）切变线附近通常有TBB<-20℃的带状或块状区域，切变线维持发展阶段，TBB进一步降低，盛夏切变线和形成初期的夏末切变线多TBB低值中心，对流活动比较旺盛。（4）由于地形的阻挡和加热，高原东坡和南坡是大气不稳定能量聚集地。盛夏在切变线附近近地层聚集的高温、 高湿能量明显。初夏切变线引发的降水以稳定性降水为主，降水量小，呈零散分布，盛夏和夏末切变线引发降水其对流不稳定降水特征明显，带来的降水更强、 范围更广，呈带状分布在切变线附近。（5）500 hPa切变线也是水汽聚集带，切变线附近上空的水汽和不稳定能量聚集，正涡度东传和对流发展是切变线引发强降水的重要机制。

• 藏北高原高寒草甸地表粗糙度对地气通量的影响
• 杨耀先;李茂善;胡泽勇;仁青普赤;贡觉顿珠;王愚;黄蓉;孙根厚
• 2014 Vol. 33 (3): 626-636.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00199
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• 利用中国科学院寒区旱区环境与工程研究所那曲高寒气候与环境观测研究站的BJ观测站2012年1-12月大气湍流观测资料及自动气象站观测资料，应用一种独立的确定地表动力学粗糙度Z_0m的方法及两种热力学粗糙度Z_0h的参数化方案（Z98和Y07），得出了Z_0m和Z_0h以及附加阻尼kB^-1的变化规律。结果表明，Z_0m在一定时间尺度（月、 季）上存在着波动，Z_0h在高原季风前、 盛行期、 衰退期有不同的日变化和季节变化特征。结合陆面模式CoLM将地表特征参数代入该模式进行数值模拟，初步探讨了地表粗糙度的变化规律及其对地表通量的影响，结果表明，Z_0m的动态变化和Z_0h参数化方案的改进提高了CoLM模式的模拟性能，模拟的地表通量更接近观测值。

• 藏北高原气温资料插补及其变化的初步分析
• 黄蓉;胡泽勇;关婷;孙根厚;杨耀先;刘火霖
• 2014 Vol. 33 (3): 637-646.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2014.00027
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• 通过定义最优配对分段插补法，以NewD66/D66、 D105、 Amdo和BJ为主站，D66/五道梁气象站（WDL）、 D110、 MS3478和MS3608为辅站，对主站缺失的地面气温资料进行插补，以获得完整的气温序列，并以此为基础分析主站近期气温变化。主站和辅站气温一致性分析结果表明，一年中每两个配对站的气温变化均有很好的一致性；温差表现为冬半年大、 夏半年小。插补效果分析表明，插补效果夏季比冬季好；插补效果D66站最好，D105站相对较差；插补误差近似服从正态分布，时间尺度越大插补结果的可用性越强；大幅降温、 降水、 较大风速以及较大风向转变是影响插补效果的主要因素。对主站完整气温序列分析表明，NewD66站的气温年较差最大（26℃），Amdo站最小（19℃）；BJ站多年平均气温最高（-0.3℃），D105站最低（-5℃）；BJ站处于季节冻土区，其余三站处于多年冻土区 ；近十几年主站年平均气温均呈波动上升趋势，BJ站和NewD66站升温明显，D105站和Amdo站升温缓慢。

• 巴丹吉林沙漠与小尺度湖泊夏季地表特征对比分析
• 李建刚;奥银焕;吕世华;李照国;买买提艾力·买买依提明
• 2014 Vol. 33 (3): 647-657.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00045
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• 利用2009年7-9月“巴丹吉林沙漠陆气相互作用及其对区域气候的影响研究”试验所得观测资料，系统分析了夏季典型晴天下巴丹吉林沙漠和沙湖不同下垫面的辐射和能量收支特征。结果表明：（1）沙漠点和沙湖点土壤温湿度都有明显的日变化，表现为准正弦曲线。地表向下日较差逐步变小，日峰值和谷值都有明显的滞后性。5～10 cm土壤温、湿度受地表温度影响较大，20 cm以下不再有明显的日变化。沙湖点土壤湿度较大，且出现逆湿现象。（2）沙漠点和沙湖点太阳总辐射的日变化趋于一致；沙漠点大气长波辐射、 地表长波辐射、 有效辐射均比沙湖点略低，地表反射辐射大于沙湖点。沙漠的地表长波有效辐射均小于沙湖点，两观测点净辐射差异较小。（3）两观测点的地表反照率呈“U”形分布；沙漠点的日平均反照率为0.32，沙湖点为0.23。（4）沙漠点以感热输送为主，波文比为3.4；沙湖点则以潜热输送为主，波文比为0.2。

• 判断大气要素场相似度的相似面积比方法
• 何邓新;邵爱梅
• 2014 Vol. 33 (3): 658-665.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00103
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• 目前常用的相似量一般是对样本差异的一个平均意义上的描述，在判断样本相似时难免受到个别过大或过小的样本因子的影响。针对这个问题，提出一种新的相似性度量方法——相似面积比方法，试图从全局的角度来考虑样本相似的选取问题。首先将原始数据标准化，根据对样本间距离的统计分析确定一个判断相似的阈值，然后计算两个样本中距离小于阈值的面积与总面积的比来判定两个样本的相似程度，最后利用2001-2011年冬季00：00（世界时）NCEP FNL温度、 高度和风场的全球分析资料对该方法进行了验证.结果表明，数据标准化后可以得到值域范围大致相同的无量纲变量场，有利于多层次多变量的综合性相似判据的建立；与海明距离、 相关系数相比，相似面积比选取的相似样本和基准样本在分布形态上较为接近，但相似面积比对高纬地区的相似判断较弱。基于上述三种相似性方法，利用1948-2013年NCEP月平均温度再分析资料进行长期天气预报试验表明，三种方法在相似样本的选取上有一定数量的重合率；从相似预报效果来看，相似面积比方法最好，海明距离方法次之，相关系数方法较差。

• 全球GRAPES等压面三维变分分析预报循环系统及试验
• 庄照荣;薛纪善;陆慧娟;韩威;刘艳
• 2014 Vol. 33 (3): 666-674.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00039
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• 利用全球通讯系统GTS传输的常规观测资料和卫星资料，用全球与区域同化预报系统GRAPES（global/regional assimilation and prediction system）全球等压面三维变分分析和中期数值预报模式进行为期两个月6 h分析预报循环试验，并对分析结果进行了诊断分析。结果表明，位势高度在中低纬对流层顶及以上区域存在5~20 gpm负偏差，在100 hPa以下的南北极区域存在5~20 gpm正偏差；相对湿度在南极存在较大负偏差，在高层有较大正偏差。风场在赤道中高层有较明显的偏差。在500 hPa上北半球GRAPES位势高度与NCEP资料的均方根误差在10 gpm左右，南半球在15~24 gpm之间。与探空观测相比，经变分分析后，分析的偏差和均方根误差都有所减小，但位势高度背景场存在明显负偏差，而且在100 hPa以上位势高度改进不如低层明显。全球等压面三维变分分析预报循环试验表明，分析预报循环系统能稳定运行，但是分析和6 h预报场还存在系统性偏差。

• 利用WRF-3DVAR同化常规观测资料对近地层风速预报的改进试验
• 张飞民;王澄海
• 2014 Vol. 33 (3): 675-685.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2012.00198
• 摘要 ( ) PDF (4538KB) ( )
• 利用WRF-3DVAR同化系统和Evenson提出的方法在分析时刻添加扰动形成扰动型初始场，并在此基础上同化常规观测资料（包括固定站点的探空观测和常规地面观测），通过比较WR-F3DVAR系统对整层大气的初始（分析）场及预报场的改进，检验了同化常规观测资料后WRF模式对研究区域内近地层风速的预报效果。结果表明，同化常规观测资料对初始场有改进，且对低层大气风场和温度场的改进较FNL资料明显；GFS同化常规观测资料后生成的初始场和FNL资料提供的初始场对风速和温度的预报在不同气压层存在不同的预报时效，低层（1000 hPa）风速和温度预报在前36 h改善明显，而在较高的500 hPa和200 hPa上风速预报在前36 h改进明显，温度预报则只在前12 h得到了改善；无论是采用FNL资料还是同化常规观测资料作为初始场，对近地层风速预报均在前36 h有改进，表明对于近地面风速这种短时间内变化较大的变量，同化与之时间和空间上较为接近的资料可能改善其预报效果。

• 三种干旱指数对西南地区适用性分析
• 熊光洁;王式功;李崇银;尚可政;马玉霞;庄少伟
• 2014 Vol. 33 (3): 686-697.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00007
• 摘要 ( ) PDF (5362KB) ( )
• 利用1951年1月-2011年12月中国160个气象站的月降水量和平均气温资料，计算了近61年西南地区18个气象站逐月M指数和季、 半年和年尺度的逐月SPI和SPEI指数。参考过去该地区发生的干旱灾害历史资料，研究了三种指数对不同时间尺度干旱的表征能力.结果表明：（1）SPEI指数能抓住降水和蒸发这两个影响干旱的重要决定因素，对西南地区季、 半年、 年尺度的干旱有较好的表征能力；（2）SPI指数在分析西南地区不同时间尺度干旱时，对年尺度的干旱表征是适用的，对半年尺度的干旱也适用，但表征能力不及SPEI指数，对季节尺度的干旱，春、 秋季是适用的；（3）M指数在分析西南地区不同时间尺度干旱时，对年尺度的干旱，部分站点是适用的，对半年尺度的干旱，夏半年是适用的，对季节尺度的干旱，春、 夏季是适用的。

• 黄土高原地区两种再分析资料的模拟效果分析
• 马晨晨;余晔;何建军;陈星;解晋
• 2014 Vol. 33 (3): 698-711.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2014.00038
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• 为了研究两种再分析资料（NCEP和ERA-Interim）对中尺度模式WRF模拟结果的影响，利用地面观测资料和探空资料，通过NCEP/WRF和ERA/WRF两组模拟试验，探讨了这两种再分析资料在黄土高原地区对WRF模式模拟结果的影响。结果表明，两组试验都能准确地模拟出2 m气温、 相对湿度和地表温度的日变化，且ERA/WRF的模拟效果较好；由于黄土高原地形复杂，两组试验对10 m风速的模拟都不好；两组试验对地表辐射和地表通量的模拟结果相当，都能大致模拟出辐射各分量和地表通量的日变化，模拟偏差主要出现在正午时段；两组试验对大气边界层结构的模拟结果相似，对位温和比湿的模拟效果较好，与观测值的相关系数都在0.8以上，对风速的模拟效果稍差，与观测值的相关系数分别为0.64和0.60，NCEP/WRF对大气边界层结构的模拟结果比ERA/WRF好。

• 黄土高原降水对土壤含水量和导热率的影响
• 贾东于;文军;张堂堂;席家驹
• 2014 Vol. 33 (3): 712-720.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2014.00049
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• 基于局地降水是引起黄土高原塬区土壤含水量变化的主要原因，利用黄土高原白庙塬区2005-2010年观测的土壤含水量和降水资料以及2012年夏季观测的土壤温度和含水量资料，分析了土壤含水量、 导热率与降水的相关关系，重点分析了10.0，20.0和40.0 cm土壤含水量的蓄积以及20.0 cm土壤含水量与前期总有效降水的响应。结果表明：（1）不同深度土壤含水量的月变化比较一致，其中降水对5.0 cm土壤含水量的正强迫作用最为显著；（2）10.0 cm和40.0 cm土壤含水量年变化存在两个峰值，分别在3-5月和8-10月；（3）土壤含水量和前期总有效降水的拟合效果在夏季最好，二者在20.0 cm土壤层的相关系数达到0.84，高于其他观测层；（4）在试验前期，土壤含水量迅速增加使得土壤导热率明显升高。持续观测发现虽然土壤导热率会随着降水出现波动，但整体的相关性并不高，没有明显规律。

• 北半球极涡新特征及其对中国冬季气温的影响
• 张婧雯;李栋梁;柳艳菊
• 2014 Vol. 33 (3): 721-732.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00044
• 摘要 ( ) PDF (5490KB) ( )
• 利用NCEP/NCAR再分析资料，统计了近50年500，300，200和100 hPa等压面上北半球及4个分区冬季极涡面积和强度指数，并讨论了各层等压面上不同区域极涡面积比例变化特点和500 hPa极涡中心位置变化特征，揭示了冬季各层极涡之间同期和滞后关系，分析了冬季极涡面积与中国平均温度和极端气温的关系。结果表明：（1）北半球极涡面积、 强度均经历了先扩张后收缩的变化，20世纪80年代中后期气候变暖以后4层等压面上发生了极涡面积缩小，90年代中期发生强度减弱的年代际突变，只是较面积变化而言，强度年代际变化较弱，极涡面积和强度在年代际上相关显著。（2）位于平流层低层（100 hPa）的极涡年平均面积、 强度最大，并且随季节变化幅度也是最大，尤以Ⅰ区（亚洲大陆区）、 Ⅳ区（大西洋欧洲大陆区）更为显著。就年内变化而言，100 hPa极涡面积极大值的出现落后于其他层，极小值的出现又早于其他层，并且冬季前期100 hPa极涡面积对其后期500，300和200 hPa的变化有一定影响。（3）4层极涡面积都偏离Ⅳ区，500 hPa极涡基本偏向Ⅱ区（太平洋区）、 Ⅲ区（北美大陆区），300，200和100 hPa偏向Ⅰ、 Ⅱ区，500 hPa极涡中心多位于Ⅱ区或Ⅲ区。（4）在全球变暖背景下，近50年中国冬季平均气温、 暖日（夜）呈现明显的增加趋势，冷日（夜）呈明显的减少趋势，并且突变都发生在20世纪80年代中期。（5）中国冬季平均气温、 极端气温指数与极涡面积相关关系以500 hPa最为显著。分区来看与500 hPaⅠ区相关最为明显，300 hPaⅠ区、 200 hPaⅠ区和100 hPa Ⅳ区次之。极涡从平流层低层（100 hPa）到对流层中层（500 hPa）是从IV区到I区逐渐影响中国冬季气温。（6）500 hPaⅠ区极涡面积的扩大有利于除东北以外中国大部分地区冷日/夜（暖日/夜）次数的增加（减少），而100 hPa Ⅲ、 Ⅳ区、 500 hPa Ⅳ区面积的扩大有利于中国北方大部分地区冷日/夜（暖日/夜）次数增加（减少），且极涡面积与冷（暖）夜的相关系数要高于与冷（暖）日的，与冷日（夜）的相关系数要好于与暖日（夜）的。

• 印度洋冬季海温异常对中国春季降水的影响
• 程慧萍;贾晓静
• 2014 Vol. 33 (3): 733-742.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00024
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• 利用1960-2004年NCEP/NCAR全球再分析资料和中国160个测站逐月降水观测资料，考虑赤道海温强迫和中高纬地区气候变化中大气环流的桥梁作用，首先对冬季印度洋海温距平场与同期北半球500 hPa位势高度距平场进行奇异值分解（SVD），然后分析印度洋海温异常对中国冬季及后期春季降水的影响。结果表明，印度洋冬季海温距平场第一奇异向量是全区一致的单极型分布形势，而且对中国春季降水的影响显著，特别是与长江中下游以北至华北地区、 新疆等大片地区的春季降水呈显著正相关关系。当印度洋冬季海温距平场第一奇异向量处于正位相的时候，海温异常偏暖，此时对应的东亚地区上空西风急流减弱，日本海附近500 hPa位势高度出现正异常中心，使得东亚大槽偏东、 偏弱，有助于低层偏南气流带来的水汽在长江中下游以北至华北地区形成水汽辐合，从而造成该地区春季降水偏多。因此，印度洋冬季海温距平场的第一奇异向量可以作为次年长江中下游以北至华北地区春季降水季节预报的一个前期预报因子。

• LAPS与STMAS地面气温融合效果对比试验
• 张涛;苗春生;王新
• 2014 Vol. 33 (3): 743-752.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00046
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• 利用局地分析和预报系统LAPS（Local Analysis and Prediction System）和多时空尺度分析系统STMAS（Space-Time Multiscale Analysis System）对北京、 华北和中国3个不同区域的区域自动站观测资料和全球预报系统GFS（Global Forecast System）背景场资料，在1，5，10和20 km等4种分辨率的网格上进行融合试验，从算法的角度对比分析LAPS和STMAS在融合效果上的差异，并利用国家级自动站数据对LAPS和STMAS一年内逐时融合结果进行独立性检验。结果表明，在东部观测密集区，LAPS和STMAS都有不错的表现，STMAS能够解析出观测中细小的特征，融合结果更接近实际观测，相对而言LAPS则平滑作用明显，容易损失观测信息；在资料稀疏地区，STMAS的优势更为明显，由粗网格到细网格逐层分尺度进行分析，使粗网格尺度的误差得到快速修正，避免不同尺度观测信息的混淆，青藏高原等地区的融合结果得到有效改善。此外，地形高度调整的不合理性对LAPS、 STMAS在山区的融合效果有所影响。

• 强台风“纳沙”引发的特大暴雨过程数值试验
• 杨仁勇;闵锦忠;郑艳
• 2014 Vol. 33 (3): 753-761.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00047
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• 利用中尺度模式WRF对2011年9月29-30日1117号强台风“纳沙”登陆并穿过海南岛北部引发的海南岛西部特大暴雨过程进行了数值模拟和地形敏感性试验。结果表明，在海南岛北部登陆西行的台风降水量分布呈五指山以北地区多、 以南地区少的特征，而北面的强降水带又是西部多、 东部少。12 km水平格距模拟的48 h降水量和逐3 h降水量与实况基本相符，台风登陆时间与地点误差也较小，路径和强度模拟效果均较好。对比控制试验和地形敏感性试验模拟的24～48 h降水量发现，有地形时，海南岛西部地区24 h降水量普遍有50 mm以上的增幅，西部山区有150 mm以上增幅，西部山区主峰北侧有350 mm增幅。特别是强降水中心与西部主山峰紧密相连，地形的存在对台风“纳沙”在海南岛西部地区的降水量增幅明显。但受五指山脉地形的阻挡，处于台风环流中西北气流背风坡的海南岛东南部地区降水量有50～150 mm的减幅。从低层中小尺度流场和垂直速度的对比分析可以看出，控制试验与零地形试验结果存在明显差别，五指山脉西部的地形可以增强低层扰动，有利于产生中尺度对流小涡，从而增加台风降水。王下乡的特殊地形对台风降水显著偏多起到重要作用。

• 科其喀尔冰川表碛区空气动力学粗糙度分析
• 王玉玉;姚济敏;韩海东;刘时银
• 2014 Vol. 33 (3): 762-768.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00140
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• 基于冰川表碛上的空气动力学粗糙度z₀是表征表碛上空气动力学性质和估算其上能量平衡中的重要参数，利用科其喀尔冰川3号观测站涡动相关系统的2009年观测数据，采用无因次化风速法，对其表碛上冰川消融前期和消融期的z₀进行了分析。结果表明，在冰川消融前期z₀为0.101 m，消融期z₀值在0.093~0.098 m之间，表明积雪对z₀的影响显著；大气处于不稳定层结时，z₀值较大，处于稳定层结时，z₀值较小；风速不变时，z₀随摩擦速度的增大而增大；摩擦速度不变时，z₀随风速的增大而减小。

• 1977-2010年长江源区夏季大气0℃层高度变化
• 王立伟;张明军;高峰
• 2014 Vol. 33 (3): 769-774.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2014.00048
• 摘要 ( ) PDF (1787KB) ( )
• 利用1977-2010年青藏高原中部沱沱河气象站的高空气象探测资料，分析了长江源区夏季大气0℃层高度的变化趋势及其与地面气温的关系。结果表明，1977-2010年长江源区夏季大气0℃层高度平均值为5536 m，6月大气0℃层高度略低于7、 8月，6月地面气温也明显低于7、 8月；08：00（北京时，下同）、 20：00和全天大气0℃层高度的变化倾向率分别为16.5，4.2和11.4 m·（10a）^-1，温度较低的08：00呈现更为明显的升高趋势，地面气温也表现出类似的升温特征；地面气温与大气0℃层高度存在正相关关系，夏季平均气温与大气0℃层高度的相关系数为0.782，通过了0.01的显著性水平检验。

• 5月北太平洋涛动与华北夏季旱涝的关系
• 郑秋月;沈柏竹;龚志强;周杰;胡经国
• 2014 Vol. 33 (3): 775-785.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2012.00040
• 摘要 ( ) PDF (6202KB) ( )
• 利用1948-2011年NCEP/NCAR逐月再分析海平面气压场资料计算了北太平洋涛动指数NPOI，研究NPOI与华北地区夏季（6-8月平均）帕默尔干旱指数PDSI的关系。结果表明，5月北太平洋涛动与华北夏季旱涝有较好的正相关关系。NPOI正（负）位相异常年，PDSI偏大（小），华北地区夏季偏涝（旱）。可能的环流机制分析表明，NPOI正（负）位相异常年，850 hPa风矢量距平场上乌拉尔山、 贝加尔湖及西太平洋附近地区分别为反气旋（气旋）、 气旋（反气旋）、 反气旋（气旋）距平环流，共同加强了低层西南暖湿气流在华北地区的辐合（辐散）；欧亚500 hPa位势高度距平场上分别呈现“+-+”（“-+-”）波列分布，西太平洋副热带高压强度偏强（弱），位置偏西（东）偏北（南），冷暖气流活动使华北多（少）雨。整层水汽输送来自阿拉伯海和孟加拉湾及西太平洋上空，使华北为水汽输送正距平中心，降水偏多；华北水汽通量散度为负值，为水汽汇区，易于降水，阿拉伯海、 孟加拉湾、 中南半岛南部至南海及西太平洋地区为强水汽辐散中心，是影响华北地区重要的水汽来源。前冬太平洋海温异常对5月北太平洋涛动有强迫作用，继而影响华北地区夏季旱涝。

• “0702”山西大暴雨过程的多尺度特征
• 苗爱梅;郝振荣;贾利冬;李苗
• 2014 Vol. 33 (3): 786-800.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00014
• 摘要 ( ) PDF (24071KB) ( )
• 利用T639L19 1°×1°分析场、 FY-2红外云图及红外辐射亮温TBB、 多普勒雷达和气柱水汽总量等资料，对2011年7月2-3日发生在山西境内的区域性暴雨进行了多尺度特征分析。结果表明：（1）副热带高压北上，西南暖湿气流加强，东北冷涡后部冷空气南下，山西北中部锋生是这次区域性暴雨发生的大尺度环流特征。（2）山西中部暴雨由2个β中尺度对流云团生成，且在边界层2条中尺度切变线附近触发对流发展，形成2个暴雨中心；山西南部暴雨则由8个中尺度对流云团生成、 发展合并，在边界层α中尺度人字形切变线附近触发对流发展，α中尺度人字形切变线云系上4个γ中尺度气旋是导致局地大暴雨和特大暴雨形成的直接原因；≤-53℃的黑体亮温区超前多普勒雷达人字形切变线云系反射率因子≥35 dBz的区域。（3）降水中前期，对流云团合并，导致地闪频次峰值和降水量峰值出现，且地闪频次峰值出现时间较降水量峰值出现时间提前12~18 min。（4）中部暴雨发生在气柱水汽总量水平梯度大值区与边界层切变线相重叠的区域，南部暴雨则发生在气柱水汽总量水平梯度大值区的南部0.5~1.0个经/纬距的高湿区与边界层人字形切变线相重叠的区域；气柱水汽总量水平梯度大值区形成时间和边界层切变线形成时间均比暴雨发生提起12 h以上。

• 西南地区双极性窄脉冲事件与雷达回波的关系
• 刘莎莎;董万胜;吴亭;刘恒毅
• 2014 Vol. 33 (3): 801-810.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00178
• 摘要 ( ) PDF (4437KB) ( )
• 利用西南地区观测的6次产生双极性窄脉冲事件（Narrow Bipolar Events，NBEs）的雷暴个例，讨论了正、 负极性NBEs与常规闪电、 雷达回波所表征的雷暴强度的关系。6次雷暴均产生两种极性的NBEs，其中1次雷暴产生了较多的负极性NBEs，数量超过正极性NBEs。统计分析表明，NBEs与40 dBZ回波体积（V₄₀）表征的雷暴强度之间并没有类似常规闪电的正比例线性变化关系，大部分NBEs发生于V₄₀的较大值范围内，在V₄₀的低值区域较少发生。相比正极性NBEs，负极性NBEs更集中产生于雷暴对流发展强烈的阶段，产生较多负极性NBEs的雷暴对流发展也更为强烈。从空间分布结构上看，正极性NBEs出现在强对流核心的外围区域，负极性NBEs集中产生于强对流核的云顶附近。负极性NBEs的产生对雷暴发展的强度具有较好地指示作用。

• 基于雷达回波外推和中尺度模式预报的短时降水对比分析
• 王丹;王改利;刘黎平;钟水新
• 2014 Vol. 33 (3): 811-822.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00038
• 摘要 ( ) PDF (5923KB) ( )
• 针对2011年夏季北京四次不同类型的降水过程，利用雷达临近预报算法MTREC和中尺度数值预报系统BJ-RUC对不同类型降水的短时预报能力进行了对比分析，并总结了两者的预报性能及特点。结果表明：（1）从降水预报偏差看，对于不同类型的降水预报，在研究的降水时段内，MTREC和BJ-RUC均表现为降水预报偏强。MTREC对四次降水过程的预报偏差较为平稳，而BJ-RUC随过程差异变化较大。（2）从降水预报落区看，MTREC的预报准确性随降水过程差异明显，降水系统范围越大，预报准确性越高。而BJ-RUC总体上表现平稳，对局地对流性降水的预报能力仍然有限。（3）从整体预报性能看，对于0~6 h降水预报，MTREC和BJ-RUC在预报性能上存在交叉点。交叉点的出现时间因降水过程而异，降水范围越大、组织性越强，交叉点出现越晚。

• 基于SWAN的冰雹探测算法研究
• 吴林林;刘黎平;郑媛媛;安晶晶;纪雷
• 2014 Vol. 33 (3): 823-831.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2012.00037
• 摘要 ( ) PDF (4054KB) ( )
• 为了提高冰雹短时临近预报的准确性，首先介绍了WSR-88D冰雹算法原理，提出了在SWAN中使用垂直高度阈值进行改造的方法，通过和PUP产品数据进行对比，验证了算法的正确性。其次，针对业务中出现的冰雹尺寸计算值过大问题，通过与有冰雹尺寸记录的实例进行比较，使用最佳的幂函数拟合进行了修正。最后，对业务中常见的由超折射引起的虚警进行了分析。结果表明，设定风暴中心附近的反射率垂直梯度阈值>3，可以消除大部分的超折射。对于由冰雹产生的阈值<3的风暴，继续使用二维风暴个数>7的阈值进行识别，可以减少误判率，取得较理想的效果。

• 基于BP神经网络的张掖国家湿地公园水域结冰厚度预报模型
• 刘洪兰;张俊国;阙龙凯;郑学金;保佳志
• 2014 Vol. 33 (3): 832-837.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00051
• 摘要 ( ) PDF (1175KB) ( )
• 利用2011年12月-2012年3月张掖国家湿地公园水域结冰厚度观测资料和张掖观象台的气温、 地温等资料，借助BP神经网络可以逼近任意非线性函数的能力和特点，构建了用于短期预报水域结冰厚度的模型，并验证该模型的预报效果。结果表明，BP神经网络预报模型能够对水域结冰厚度进行有效的短期预报，该结冰厚度的预报模型对结冰厚度的预报效果较理想.流动水域结冰厚度预报历史拟合率高达96.8%，模型试报准确率为85.7%；静止水域结冰厚度预测历史拟合率达87.8%，模型试报准确率为80.0%，其性能指标符合实际要求，具有实际应用价值。

• 诊断分析技术在山西强降雪预报中的应用
• 赵桂香
• 2014 Vol. 33 (3): 838-847.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2012.00199
• 摘要 ( ) PDF (5388KB) ( )
• 利用常规探测资料和诊断分析方法，对2009年11月9-12日山西大范围持续强降雪天气过程进行了综合分析。结果表明：（1）500 hPa阻塞形势和低空低涡切变线稳定维持，700 hPa西南急流、 850 hPa偏东急流、 850 hPa和925 hPa强偏东北气流等三支强气流稳定维持，地面回流形势与河套倒槽共同强烈发展并稳定维持，是造成此次大范围持续强降雪的重要原因。（2）强降雪出现前，低层中纬度持续有暖湿空气向山西地区输送，暖湿中心强度持续增强；从其水平结构变化看，可将此次过程分为锢囚降雪、 回流降雪、 暖倒槽降雪和持续降温四个阶段，各个阶段降雪特点不同。（3）强降雪区上空垂直热力结构为上冷、 中暖、 下冷，低层冷平流强度为普通暴雪的3倍；对流层中低层持续存在对流性不稳定，不稳定区内存在空气辐散，且持续有暖湿平流输入，导致对流性不稳定及其降水不断增强。（4）此次强降雪天气过程中，山西上空大气可降水量累计达到35~88 mm；随着低层和近地层风场的加强和辐合，大气可降水量不断增加，强降雪也呈现持续增加的趋势。（5）强降雪前及整个强降雪期间，强降雪区上空300 hPa以下为水汽散度通量正值区，其强度在500~600 hPa达到最强，且强度为普通暴雪的6倍，而高层和低层均存在弱的辐散。

• 渤海湾海风锋触发雷暴的观测和模拟分析
• 王彦;高守亭;梁钊明
• 2014 Vol. 33 (3): 848-854.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00030
• 摘要 ( ) PDF (5740KB) ( )
• 利用天津多普勒天气雷达观测资料和中尺度数值模式，对比分析了2007年8月13日海风锋触发雷暴天气的发生、 发展演变特征。结果表明，数值模拟和多普勒天气雷达观测海风锋起始生消时间、 形态特征和位置基本吻合。数值模拟能够更清晰地显示海风锋的物理量特征，也能反映出海风锋前端是东南风和东北风交汇的辐合带，在850 hPa以下向内陆推进过程中呈气温降低和湿度增加的特点，并逐渐形成增厚的热内边界层。从水汽和温度的水平分布来看，海风锋前端为温度和湿度等值线的密集区，海风锋背后为冷湿气团。另外，虽然未能模拟出阵风锋的细线回波，但模拟出阵风锋为干冷气流。雷暴四周均存在低层辐散下沉气流，只是雷暴主体前部阵风锋的辐散气流较强，而多普勒天气雷达仅能观测雷暴主体前部的阵风锋。多普勒天气雷达探测海风锋与阵风锋碰撞后，在碰撞交叉处形成雷暴天气，数值模拟揭示了碰撞交叉处形成雷暴天气的物理量特征，即：有明显的垂直运动和散度特征；广义理查逊数的分布特征也较显著，其厚度在1.0 km左右，CAPE值明显增加。

• 天津1891年以来器测气温序列的均一化
• 任雨;郭军
• 2014 Vol. 33 (3): 855-860.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00041
• 摘要 ( ) PDF (1684KB) ( )
• 在没有可靠参考序列的前提下，利用RHtestsV3软件包对天津1891-1950年逐日最高和最低气温序列的非均一性进行了检验和订正，并通过分析判别订正后序列与“多地点”、“多来源”参证序列的一致性，检验订正的合理性。结果表明，日最低气温序列有6个断点，主要出现在1897-1927年之间；日最高气温序列有2个断点，出现在1919年2月和1932年1月。用订正后的天津日最高和最低气温计算的日平均气温序列，与参证序列的相关性明显提高，变化趋势也接近于华北区域的平均状况，表明其具有较好的均一性。

• 唐乃亥水文站径流量与黄河源区拍涡的关系
• 丁小谨;高晓清;汤懋苍;王田田;梁丰
• 2014 Vol. 33 (3): 861-867.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2014.00047
• 摘要 ( ) PDF (880KB) ( )
• 为了揭示地下热活动对黄河上游径流变化的影响，并为径流的短期预报与水利调度、 防洪抗旱等提供参考依据。利用2002-2011年唐乃亥水文站日平均径流量资料和东亚地震资料，定义了拍涡强度指数，分析了10年间黄河源区的拍涡和唐乃亥水文站日平均径流量的关系。结果表明，黄河源区拍涡出现的时间与唐乃亥水文站日平均径流量距平百分率≥50%的丰水期相对应，丰水期与拍涡出现的时间相差在一周以内，且丰水期平均径流量与拍涡强度指数呈正相关关系，这对黄河上游径流预报有重要的指示意义。

• 河北省廊坊地区暴雨预报的地气学方法
• 郭立平;汤懋苍;刘艳杰
• 2014 Vol. 33 (3): 868-876.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00008
• 摘要 ( ) PDF (1110KB) ( )
• 利用1981-2011年发生在中国及周边地区4级以上地震资料和廊坊地区降水资料，首先分析了落在廊坊地区境内的地震“拍涡”和河北省境内4级以上地震引发的“震源涡”对廊坊地区降水的影响，然后进一步统计分析了由于地热涡产生和活动引起的地温场分布、 变化与暴雨天气产生和落区分布关系，最后对2011年廊坊地区降水与暴雨个例进行了检验分析。结果表明，由4级以上地震引发的落在廊坊地区境内的地震“拍涡”及河北省境内4级以上地震相伴的“震源涡”可导致廊坊地区降水异常和偏多；一年中由于地震频发落在廊坊地区境内形成的多个地震“拍涡”，其存在可以导致廊坊地区数月降水的异常和偏多。从地气学的角度分析，影响廊坊地区多雨和暴雨的主要地气系统是地震“拍涡”和“震源涡”。通过对2011年廊坊地区降水及暴雨个例的分析表明，掌握地下中强震活动信息，充分利用地热涡形成引起的地温场变化以及地热涡最强点（“超能值”）的分布，结合天气影响系统的诱发，对暴雨及其落区预报具有非常重要的预报参考价值。