论文

• 冬季青藏高原上游西风模态与中国降水及NAO的关联
• 宇婧婧;刘屹岷;李晓峰
• 2014 Vol. 33 (4): 877-886.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00108
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• 利用ERA40再分析资料和中国区域站点降水观测资料分析了冬季北大西洋至青藏高原上游地区上空西风变率的EOF主要模态（简称高原上游西风模态），并考察了这些模态与中国区域降水及北大西洋涛动（NAO）之间的联系。研究结果表明，冬季高原上游最主要的两种西风模态（EOF1和EOF2）都和北大西洋涛动（NAO）显著相关，却与中国冬季降水的关系明显不同：EOF1对应着整体位置偏北，南侧活动中心偏东的NAO型，并与高原西南侧及长江中下游地区冬季降水存在显著正相关；而EOF2对应着整体位置偏南，南侧活动中心位置偏西的NAO空间型，与中国冬季降水却没有显著的相关关系。进一步研究指出，在偏强的EOF1中，低纬异常西风带可向东伸展到位于亚欧大陆中南部的高原上游，造成高原西南侧中下层气流的爬升运动增强，导致高原西南侧降水异常偏多，同时，该西风异常可绕过高原形成异常西南风，与异常偏高的西太平洋副热带高压南侧湿润的东南风异常汇合于长江中下游地区，产生异常辐合上升运动，从而引起长江中下游地区冬季降水增强，反之亦然；而EOF2较EOF1位置偏东、偏南，低纬纬向风东伸较弱，对中国冬季降水影响不明显。这表明冬季高原上游西风异常分布的形态对下游中国区域降水的影响至关重要，而西风EOF1模态是NAO通过上下游效应影响中国冬季降水的一个重要媒介。

• 青藏高原沙尘示踪物从对流层向平流层传输的数值模拟
• 杨琴;田文寿;隆霄;陈磊;张杰;黄倩;田红瑛
• 2014 Vol. 33 (4): 887-899.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00095
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• 利用NCEP再分析资料和卫星观测资料，结合耦合了沙尘模块的中尺度模式WRF，通过个例分析研究了青藏高原及附近地区沙尘气溶胶从近地面向对流层上部和平流层下部传输的特征和机制以及青藏高原大地形对平流层与对流层之间物质交换的影响。结果表明，深对流活动可将近地面沙尘气溶胶传输到上对流层-下平流层区域，但是下平流层区域的沙尘气溶胶浓度分布依赖于地面沙尘源的位置和对流的强度，且与对流系统内是否有降水有关。在没有穿透性对流情况下，垂直上升运动不能直接将沙尘输送到下平流层，但上对流层的沙尘可通过扩散作用和小尺度的混合过程经过数小时缓慢地进入下平流层。在没有明显系统性降水的情况下，夏季青藏高原上空旺盛的对流活动和高地形使得高原上空成为气溶胶进入下平流层的主要区域。上对流层区域的沙尘气溶胶浓度还受到平流层空气入侵的影响，在没有强的地面沙尘排放源的情况下，平流层空气的入侵对上对流层区域气溶胶浓度的分布和演变有较大的影响。

• 1980-2010年西藏高原大到暴雪的时空分布和环流特征
• 林志强;假拉;薛改萍;普布次仁;许建华
• 2014 Vol. 33 (4): 900-906.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00069
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• 利用1980-2010年西藏高原的逐日降水和积雪深度资料分析了该地区大到暴雪的时空分布特征，结果表明：西藏高原大到暴雪发生日数最多的区域为喜马拉雅山南坡的南部边缘地区和那曲中东部与昌都西部的藏北地区；全年都可发生大到暴雪天气，在季节分布上呈双峰特征，峰值出现在3-5月，次峰值出现在10月；近31年西藏高原年降雪频次总体呈减少趋势，减少速率约为每10年3.8站次。利用同期NCEP/NCAR的500 hPa高度场和风场再分析资料对48个西藏高原区域性的大到暴雪天气过程的环流形势进行分析，得到高原区域性强降雪主要环流形势分为5类，即：印度低压型、南北支槽型、巴尔喀什湖低压型、伊朗高压型和高原低涡-切变型；前冬（10-12月）大到暴雪过程主要以印度低压环流型为主，1月以巴尔喀什湖低压型为主，2月以南北支槽型为主，3月以伊朗高压型和南北支槽型为主，4月以高原低涡-切变型为主；在每类环流型中，南支槽都起着重要作用。

• 林芝机场地面强风的统计特征及其对飞行安全的影响
• 徐海;邹捍;李鹏;谭波
• 2014 Vol. 33 (4): 907-915.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00055
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• 为了正确认识青藏高原山地地面风场对民航飞行安全的影响，采用林芝机场地面测风资料，结合中国民航相关飞行安全标准，分析研究了林芝机场跑道强风的统计学特征及其对飞行安全的影响。结果表明，林芝机场跑道上的强顺风与强侧风频繁出现是影响林芝机场航班安全起降的重要因素。在该机场跑道上，3 m·s^-1以上强顺风的全年出现频率为19.4%，5 m·s^-1以上超强顺风的全年出现频率为4.4%，最大顺风强度为19.7 m·s^-1；7 m·s^-1以上强侧风的全年出现频率为7.6%，15 m·s^-1以上超强侧风的全年出现频率为0.2%，最大侧风强度为22.2 m·s^-1。在林芝机场跑道强风日变化中，强顺风与强侧风在下午出现概率和强度最大，逐时出现频率均大于20.0%。在季节变化中，各个季节强顺风与强侧风对飞行均有较显著的影响，除个别月份外，强顺风每个月出现频率大于15.0%，强侧风大于5.0%。另外，林芝机场跑道两端强风危险差别较大，跑道23端的强顺风和强侧风危险远高于跑道05端。

• 云南极端干旱和多雨年5月异常环流的合成特征
• 郑建萌;张万诚;马涛;周建琴
• 2014 Vol. 33 (4): 916-924.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00029
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• 应用1961-2010年NCEP/NCAR全球逐月再分析资料，对云南4次极端干旱年（下称干旱年）5月大气环流与4次5月降水偏多年（多雨年）大气环流进行合成对比分析，结果表明，两者从高纬到低纬都存在显著差异。干旱年500 hPa欧亚中高纬为两槽一脊，对应距平场呈“-+-”分布，西风带季节性北移晩；海平面气压场上亚洲为大范围负距平，影响云南的冷空气偏弱。而多雨年则相反，欧亚中高纬为两脊一槽，对应距平场呈“+-+”分布，西风带季节性北移早，乌拉尔山至里海的低槽引导冷空气入侵中国，海平面气压场上高原东部为正距平中心，影响云南的冷空气偏强。干旱年低纬地区环流差异表现为低层西太平洋副热带高压（下称西太副高）偏强、偏西，赤道西风向东、向北推进受阻，孟加拉湾、中南半岛的夏季风偏弱，爆发偏晚；而多雨年的环流形势则相反，西太副高偏弱、偏东，索马里越赤道气流和赤道西风偏强，孟加拉湾、中南半岛的夏季风偏强，爆发偏早；高层南亚高压反气旋环流多雨年比干旱年西伸更明显，范围更大、更强。与多雨年云南上空为异常上升运动不同，干旱年北半球低纬为大范围深厚的异常下沉运动，云南仍为Hadley经圈环流的下沉支控制。对水汽分析表明，多雨年西太副高偏东，云南以西南季风水汽输送为主，水汽通量辐合较常年偏强，水汽含量比多年平均增加，干湿季转换早；而干旱年西太副高偏西、偏南，云南以西风带水汽输送为主，对应异常的水汽通量辐散，水汽含量较常年减少，干湿季转换迟。亚洲夏季风强度指数WYI与5月降水有显著的正相关，并与5月极端降水有较好的对应关系。

• 前期北太平洋海温异常对贵州夏季降水的影响
• 王芬;曹杰;唐浩鹏;谷晓平;杨若文
• 2014 Vol. 33 (4): 925-936.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00090
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• 利用1979-2011年夏季贵州83个台站降水月资料及前期北太平洋逐月海温资料，对二者的耦合关系进行了SVD分析，对异常年份进行了合成分析，并对前期海温影响贵州夏季降水的可能机制进行了探讨。结果表明：（1）影响贵州夏季降水的海温关键区，从前一年夏季至当年春季由北太平洋的加利福尼亚冷流区转移到了黑潮区，前一年夏、秋及冬季海温的变化与贵州夏季降水关系更为密切，同期春季与贵州夏季降水的相关最差，且前期北太平洋海温与贵州中东部降水的异性相关更好。（2）贵州夏季降水偏多年，前一年夏季北太平洋海温分布从西北到东南为“＋-＋”分布，而降水偏少年为“-＋-”分布，降水偏多年与El Nino事件关系不密切，而降水偏少年与La Nina事件关系较密切；在北太平洋夏季海温正异常年翌年，贵州夏季降水呈全区一致的偏多，而在负异常年翌年，贵州夏季降水呈全区一致的偏少。（3）前期北太平洋海温异常是影响贵州夏季降水的可能机制，北太平洋海温异常升高可引起向中纬度西太平洋传播的波列，通过加强西风造成西太平洋副热带高压西伸、偏强，有利于贵州降水异常偏多；而北太平洋海温异常降低对贵州降水的影响不如海温异常显著，它可造成西风减弱，使得西太平洋副热带高压东退、偏弱，从而抑制贵州夏季降水。

• WRF模式对夏季黑河流域气温和降水的模拟及检验
• 许建伟;高艳红
• 2014 Vol. 33 (4): 937-946.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00149
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• 利用NCEP/DOE再分析资料驱动中尺度区域模式WRF对1999-2008年夏季（6-8月）黑河流域及周边地区气温和降水进行了模拟，并检验了区域气候模式在山区复杂地形条件下的模拟性能，客观评估了复杂地形条件下气候模拟的性能。气温和降水空间分布的对比分析表明，高分辨率WRF模式较粗分辨率的再分析资料能更精细地模拟出复杂地形条件下山区气温和降水的分布特征，充分体现了高海拔山区复杂地形对气温和降水空间分布的影响。通过BSS指标对气温、降水模拟的定量评估表明，在复杂地形条件下，WRF模式可以在几乎所有观测站点提高气温模拟的准确性，也可以为复杂山区没有观测站点地区气温的空间分布和量值提供数据支持。对降水量模拟的准确性低于气温模拟，半数的站点模拟值较再分析资料更接近观测值，位于祁连山东南侧站点降水量模拟值偏大，可能与WRF模式中地形对水汽输送的抬升作用有关，也可能与观测站点对该区域的代表性有关。

• 中国干旱半干旱地区的冷季快速增温
• 冉津江;季明霞;黄建平;管晓丹;齐玉磊;何永利
• 2014 Vol. 33 (4): 947-956.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00065
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• 利用中国713个观测站均一化的月平均温度资料，详细分析了近55年中国温度变化的季节性及区域特征，并进一步分析了中国干旱半干旱区冷季增温前后的大气环流特征。年际变化结果表明，中国的增温现象主要是从20世纪80年代中期开始，90年代快速增长，21世纪初增温变缓，其中干旱半干旱区的年均增温速率是湿润半湿润区的1.7倍。季节性特征为冷季增温速率是暖季的1.9倍，干旱半干旱区的冷季增温速率较大，都超过了0.3℃·（10a）^-1，其中青藏高原、内蒙古中部、东北和华北增温尤其显著，湿润半湿润区的冷季增温相对较慢，其中中西部地区比东部沿海增温较慢。干旱半干旱区的冷季温度在1986年左右发生显著暖突变，突变前后的大气环流对比分析表明，极涡强度减弱、东亚大槽和欧洲浅槽变浅、极地冷高压和西伯利亚高压偏弱、气旋性异常环流和东部地区的异常东南气流都有利于干旱半干旱区冷季的快速增温。

• 黄土高原影响LAS观测感热通量的物理因素分析
• 郝小翠;张强;岳平;杨泽粟
• 2014 Vol. 33 (4): 957-966.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00042
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• 利用2010年1月和6月黄土高原定西和庆阳两站大孔径闪烁仪（LAS）的观测数据，结合涡动相关系统（EC）、辐射观测、梯度塔等观测系统的同步观测资料，分析了不同下垫面LAS和EC观测感热通量的时空差异及其与下垫面净辐射、风向、风速和稳定度等物理量的关系。结果表明，LAS和EC观测感热通量值之间的差异（H_LAS-H_EC）大小与下垫面的不均匀性有关，相对复杂的下垫面H_LAS-H_EC较大。净辐射R_n是感热通量的主要驱动因子，H_LAS-H_EC在生长季大于非生长季，并与R_n成正相关。风向对LAS和EC观测感热通量值有显著影响。对流边界层低频涡旋的存在导致EC通量统计值偏低，H_LAS/H_EC随着风速的增大而减小，随着稳定度z/L的增大而增大。

• 城市冠层上下大气湍流特征分析
• 陈继伟;左洪超;马凯明
• 2014 Vol. 33 (4): 967-976.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00059
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• 利用兰州市榆中县城市冠层架设的3台涡动相关仪（EC）观测大气湍流资料，分析了城市冠层上下不同下垫面湍流通量和不同风向范围内湍流动能变化特征，之后对城市冠层上下3台EC观测湍流动能最小、最大分布方向上分别对应的最小最大湍流动能的风速谱进行了研究，进一步检验了局地相似理论在城市冠层上下的适用性。结果表明：（1） 城市冠层之上水泥、砖石等构成下垫面和城市冠层之内草坪下垫面观测感热通量、摩擦速度较为接近，观测潜热通量、CO₂通量在白天差异明显。（2） 城市冠层之上的湍流动能总体上大于冠层之内，冠层之上气流来向的上风向较为开阔时湍流动能较大，而冠层之内气流来向的上风向为街道口时湍流动能较大。（3） 城市冠层之上的湍涡尺度大于冠层之内，城市冠层小尺度湍涡风速谱在惯性副区基本符合-2/3次方关系，且准各向同性，大尺度湍涡风速谱在惯性副区不符合-2/3次方关系，且各向异性。（4） 不稳定层结下，城市冠层上下无量纲速度方差与稳定度基本满足1/3次方局地相似关系，稳定层结下不满足；城市冠层上下无量纲温度、湿度、CO₂浓度方差在所有层结下均不满足-1/3次方局地相似关系。（5） 近中性层结下，城市冠层上下u、v、w方向无量纲速度方差分别为3.52，3.03，1.49和2.62，2.22，1.50。

• 基于卫星资料的中国西部地区云垂直结构分析
• 叶培龙;王天河;尚可政;吕巧谊;王式功;李景鑫
• 2014 Vol. 33 (4): 977-987.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00158
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• 利用2007年3月-2008年2月CloudSat与CALIPSO卫星相结合的云分类产品2B-CLDCLASS-LIDAR数据，分析了中国西部及周边地区云的垂直结构特征。研究结果表明，各地区单层云出现频率均大于多层云，天山山脉、祁连山脉中西段多层云出现频率全年均大于周围地区；所有云的云顶和云底高度在不同高度的出现频率具有明显的区域和季节变化特征，且云顶高度的季节变化较云底高度显著；西北地区各云层高度的季节变化不明显，青藏高原（下称高原）地区各云层高度在冬，夏季反差较大；单层云的平均厚度超过2 km，2层云和3层云的厚度基本在1~2 km；云层间距以2层云最大，且高原地区云层间距季节变化较西北地区明显；高原南坡夏季冰云出现频率较多，其他地区冬，春季冰云出现较多，除高原南坡外，冬季冰云出现频率均在80%以上。

• 近50年春季沙尘活动及其对PM₁₀质量浓度的影响
• 余予;孟晓艳;刘娜;张志富;任芝花;王瑞斌
• 2014 Vol. 33 (4): 988-994.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2014.00021
• 摘要 ( ) PDF (2634KB) ( )
• 利用中国北方847个地面气象台站观测的天气现象，从沙尘日数的时空分布、变化趋势等方面对19612012年中国北方春季沙尘活动进行了分析。结果表明，中国西北部的沙漠地带是春季沙尘暴和扬沙的多发和频发区。除个别台站，绝大部分北方站点的沙尘暴日数、起沙日数均呈显著下降趋势。19612012年中国北方区域平均的春季沙尘暴日数、起沙日数变化趋势分别为-1.2 d·（10a）^-1和-2.3 d·（10a）^-1，下降趋势显著。另外，沙尘暴的影响范围也逐步缩小。通过分析大气环境监测的PM₁₀质量浓度（ρ_PM10）日平均值数据表明，发生沙尘时，北京、石家庄、济南、兰州、西宁的日空气质量易超标。ρ_PM10日平均值与沙尘持续时间呈显著正相关，即沙尘持续时间越长，ρ_PM10日平均值增幅越大。

• 基于CI指数的宁夏干旱致灾因子特征指标分析
• 李红英;张晓煜;王静;郑广芬;王素艳
• 2014 Vol. 33 (4): 995-1001.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00043
• 摘要 ( ) PDF (3134KB) ( )
• 基于1981-2010年宁夏23个气象站逐日降水和气温资料，采用综合气象干旱指数CI，从干旱发生日数、干旱范围、干旱频率和干旱强度等方面对宁夏干旱致灾因子特征指标进行了分析，并作了致灾因子危险性评估与区划。结果表明，近30年宁夏干旱发生日数、发生范围、干旱频率和干旱强度均呈增加趋势；干旱致灾因子危险性呈从南到北不断增加的趋势，致灾因子危险性指数最大为0.94，最小在0.1以下，南部大部分地区普遍处于干旱致灾因子低危险区，北部大部分地区处于干旱致灾因子高危险区。

• 从Niño-3指数看MJO不确定性对ENSO可预报性的影响
• 徐卫星;彭跃华;朱文超;邓明;杨慧志
• 2014 Vol. 33 (4): 1002-1011.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2012.00201
• 摘要 ( ) PDF (2738KB) ( )
• 通过在Zebiak-Cane数值模式中引入参数化MJO随机外强迫，着重从Niño-3指数的演变发展探讨了MJO不确定性对ENSO可预报性的影响。结果表明，对Zebiak-Cane模式而言，MJO不确定性对由条件非线性最优扰动（CNOP）导致的ENSO事件最大预报误差影响较小；与初始误差相比，由MJO不确定性产生的模式误差在ENSO预报不确定性的产生中具有较小作用，对ENSO可预报性的影响不显著。该结果强调了初始误差在ENSO预报不确定性中的主要作用，从而为ENSO预测的资料同化提供了理论基础。

• 多种扰动组合的热带气旋路径集合预报技术研究
• 谭燕;陈葆德
• 2014 Vol. 33 (4): 1012-1021.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00068
• 摘要 ( ) PDF (3210KB) ( )
• 基于GRAPES-TCM开展多种扰动组合的热带气旋路径集合预报技术研究，将LAF和BGM方法结合起来构建集合初始小扰动，即采用LAF引入最初的小扰动，并考虑不同物理过程的组合，同时利用BGM法分别对热带气旋涡旋场和环境场进行扰动，构造集合成员，对热带气旋进行72 h预报。对2008年西北太平洋16个热带气旋进行预报试验，结果表明，24，48和72 h的集合平均预报误差分别为231.48，386.40和632.03 km。随着预报时效的延长，预报误差和集合离散度均有所增加，散点分布也随之扩展，离散度与平均误差的比值>1的样本所占比例由24 h的53.8%逐渐下降至72 h的41.8%。多数样本的预报误差与离散度之间存在较好的相关关系，但也有少量样本出现小预报误差大离散度或大预报误差小离散度的情况。此外，针对不同的热带气旋或热带气旋不同的预报时段，集合预报和确定性预报各有优劣。整体来看，集合预报的预报性能相当于或优于确定性预报的比率约为66.2%。集合预报的样本数在预报中后期较确定性预报明显增多，反映出随着积分时间的延长，集合预报的适用性和优势性得到显现。集合预报中出现的小概率事件不容忽视，应当意识到这种预报的不确定性和小概率事件出现的可能性及相应的结果。

• 区域模式双向嵌套技术的理想试验分析
• 孙希进;陈德辉;伍湘君;黄博
• 2014 Vol. 33 (4): 1022-1033.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00075
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• 利用线性浅水波方程进行嵌套试验，对比分析了单、双向嵌套在不同边界条件下对虚假计算反射波的抑制作用，以及多重嵌套后各嵌套区域之间相互影响等问题。结果发现，双向嵌套在抑制虚假计算反射波方面要优越于单向嵌套，虽然对于短波双向嵌套表现较差，但可使用滤波海绵边界条件加以克服。由于采用双向嵌套，嵌套的子区域内产生的虚假计算反射波会同时被反馈到其母区域中而扭曲了粗网格的波动，因此在使用双向嵌套时需要很好的控制虚假计算反射波。最后通过个例模拟，对比了单向嵌套与双向嵌套的模拟结果，验证了双向嵌套的优点。

• 河西西部一次大到暴雨过程诊断分析及数值模拟
• 李江林;余晔;王宝鉴;荣裕良
• 2014 Vol. 33 (4): 1034-1044.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00070
• 摘要 ( ) PDF (6617KB) ( )
• 利用实况降水资料，NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料和数值模拟结果，对2011年夏初河西走廊西部一次大到暴雨过程进行了分析。结果表明，这次暴雨过程的成因是“北高南低”的环流形势和南、北方暖湿空气与干冷空气交汇而形成的。此次过程水汽来源较多，为暴雨的发生提供了充分的水汽条件；暴雨发生前，大气能量有个积聚的过程，在暴雨发生时能量开始释放，最后到暴雨结束，能量释放完毕；暴雨发生时，降水落区上空整层均为上升气流，这种强上升运动不仅使暖湿空气辐合抬升，且在上升过程中释放潜热，加热大气，使垂直运动增强，形成正反馈；700 hPa Q矢量辐合区走向与雨区走向基本一致，出现降水区域的Q矢量辐合中心值要<-3×10^-15 hPa^-1·s^-3，但Q矢量辐合强度与暴雨强度并没有较好的对应关系，这表明Q矢量的辐合区能较好的预报暴雨及较大降水的落区，但没有较好的预报出暴雨强度；通过数值模拟可知，实际降水大值中心基本上与模拟的大降水中心吻合，高分辨率的模拟结果能分析出此次降水过程影响系统的移动和发展，模拟的MCAPE和雷达反射率因子等物理量均对此次降水过程有较好的指示意义。

• 城市下垫面对北京冬季气象要素影响的模拟研究
• 程宸;王晓云;苗世光;王颖
• 2014 Vol. 33 (4): 1045-1056.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00062
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• 首先总结和分析了气象站观测的2012年1月北京地区主要天气过程和月平均物理量分布特征，然后利用中尺度天气预报模式WRF（Weather Research and Forecasting Model），通过个例模拟平均和平均场模拟两种方法分别模拟了1月北京新、旧城市土地利用状况下月平均2 m温度、2 m比湿和10 m风速；将模拟结果与观测结果验证之后，对比分析了两种模拟方法反映城市发展对冬季月平均气象要素的影响特征。结果表明，两种模拟方法均具有较好的模拟效果，对城区月平均2 m温度、比湿的模拟命中率在70%以上，10 m风速超过60%，且二者对研究区月平均物理量的模拟在空间分布特征和日变化规律是一致的，平均场对2 m气温的模拟效果好于对湿度和风速的模拟；城市下垫面发展对北京地区冬季月平均气象条件影响显著，两种方法在模拟城市发展对月平均气象条件影响方面有较好的一致性，个例模拟平均方法能得到极端影响状况，平均场模拟方法局限性在于无法得到极端影响状况和降水模拟。

• 雷暴大风落区的天气学模型和物理量参数研究
• 杨晓霞;胡顺起;姜鹏;万明波;王文青;刘桂才;高慧君;蒲章绪;华雯丽
• 2014 Vol. 33 (4): 1057-1068.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00057
• 摘要 ( ) PDF (4582KB) ( )
• 对1971-2008年山东雷暴大风的气候特征、天气系统配置模型和物理量参数特征进行分析研究。结果表明，雷暴大风的天气系统分为四种类型：槽前型、槽后型、副热带高压（下称副高）边缘型和横槽型。春季和秋季以槽前型为主，6月和8月槽后型较多，副高边缘型只出现在7月。副高边缘型的对流不稳定能量最高，0~6 km风垂直切变最小；槽后型风垂直切变最大，对流不稳定能量也较大；槽前型的风垂直切变和对流不稳定能量都较大；横槽型的风垂直切变和对流不稳定能量都较小。在鲁西北和鲁中地区槽前型最多，鲁南地区槽后型最多，横槽型主要影响山东北部和半岛地区，副高边缘型主要影响鲁西北和鲁中地区。在内陆地区，春季大气湿度小，不稳定能量低、上下层温差大、0~6 km风垂直切变大，大风指数大；夏季低层大气暖湿，对流不稳定能量高、风垂直切变小，大风指数小。鲁南地区产生雷暴大风的温湿条件比鲁西北和鲁中地区高。在山东半岛的沿海地区，低层大气湿度大、温度低，对流不稳定能量小，大风指数较小，但是K指数、θ_se上下层之差和0~6 km风垂直切变较大，低层大气温度和湿度的月变化较小。

• 华北暴雪过程中的急流特征分析
• 陈雪珍;慕建利;赵桂香;杨东
• 2014 Vol. 33 (4): 1069-1075.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00205
• 摘要 ( ) PDF (5093KB) ( )
• 利用常规观测资料和NCEP 1°×1°再分析资料，对2009年11月1011日华北中南部大范围暴雪过程进行了分析。结果表明：（1）这次大暴雪发生在500 hPa高空槽、700 hPa低涡切变线及河套锢囚锋共同配合的天气系统下。（2）暴雪区位于200 hPa极锋急流入口区的右后方和副热带急流出口区的左前方、700 hPa西南急流的左前方、925 hPa和850 hPa偏东急流的右前方。（3）不同高度的急流共同作用形成这次大范围的暴雪天气过程。低空急流是在高空急流的耦合下形成和发展的。容易耦合的区域是在高空急流入口区右侧或在高空急流出口区左侧，正涡度平流随高度增大的区域。（4）西南急流为暴雪区提供充足的水汽并在暴雪区形成高湿区，从而建立和维持了暴雪区上空的对流不稳定层结。（5）西南急流与偏北急流在暴雪区上空形成辐合，在暴雪区上空产生抬升作用。（6）高、低空急流耦合所形成的次级环流，增加了上升运动并触发不稳定能量的释放，增加了暴雪强度和持续时间。（7）925 hPa东风急流在暴雪区的边界层形成了干冷空气垫，有利于偏南暖湿气流的爬升，加强了动力抬升作用。

• 辽宁盛夏降水大尺度环流及2010年降水异常成因分析
• 李辑;李菲;胡春丽;林蓉
• 2014 Vol. 33 (4): 1076-1085.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00006
• 摘要 ( ) PDF (11338KB) ( )
• 利用1961-2010年辽宁省53个气象站逐日降水量和NCEP/NCAR全球再分析资料，对盛夏辽宁降水异常的大尺度环流特征进行了物理诊断分析，并对2010年盛夏主汛期辽宁降水异常偏多的环流特征进行系统研究。结果表明，副热带西风急流位置偏北偏强、西太平洋副热带高压脊线西伸北抬以及低空偏南急流带来的水汽和动力抬升作用，是造成2010年盛夏降水异常偏多的大尺度环流因子。

• 江苏沿海风速空间衰减规律研究
• 陈燕;程婷;李进喜
• 2014 Vol. 33 (4): 1086-1092.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00052
• 摘要 ( ) PDF (3386KB) ( )
• 为了合理利用江苏沿海地区的风能资源，利用2009年6月-2010年5月江苏中部沿海地区的测风塔和自动气象站观测资料，研究了海陆风背景下风速由海岸过渡至内陆时的空间变化特征。结果表明，江苏海陆风现象较明显，全年17.3%的日数发生了海陆风现象，海陆风发生次数、起止时间、持续时间和风速等特征有明显的季节变化；从海岸至内陆，风速随着离海岸线距离的增加而减小，夏季和低层更明显；在江苏沿海的平坦地形下，海陆风的风速比变化总体呈指数衰减，其中在海岸附近接近线性变化，向内陆延伸后衰减速度变缓慢，为指数变化，到一定距离后接近常值。

• 一次槽后型大暴雨伴冰雹的形成机制和雷达观测分析
• 张一平;俞小鼎;孙景兰;梁俊平;李周
• 2014 Vol. 33 (4): 1093-1104.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2012.00200
• 摘要 ( ) PDF (13329KB) ( )
• 利用常规气象观测资料、新一代天气雷达、自动站、NCEP再分析资料等对西北气流形势下一次局地大暴雨伴多次降雹的强对流天气形成机制和对流系统结构进行了精细化分析。结果表明：（1）局地大暴雨伴冰雹发生在西北气流控制和大气层结极不稳定的形势下，14：00（北京时，下同）CAPE较08：00显著增大，为大暴雨和冰雹提供了不稳定能量；对流层低层的水汽含量大值中心为后向和前向传播新生单体的不断生成提供了充分的水汽条件；地面局地加热不均匀，午后地面温度达到对流温度临界值使地面暖气团自由上升，从而产生初始对流回波。在达到热力对流的条件下，地面中尺度辐合线和露点锋对局地大暴雨伴多次冰雹天气的发生有加强触发作用，地面中尺度低压是辐合维持和水汽集中的重要原因。（2）雷达图上，初始回波在周口附近生成、加强并向东南方向移动的过程中，其后侧和右后侧不断有中γ尺度对流单体生成，新生单体经历了积云生成加强、成熟合并、减弱消散阶段，其传播方向和移动方向近于相反，使周口附近强回波呈准静止动态平衡状态而持续存在。随后，在许昌到太康近东西向带状回波的前侧不断有中γ尺度新对流单体生成，并与周口附近后向传播的对流单体相接，排列成西北-东南向的线状多单体回波带，前向传播和后向传播分别经历了后侧减弱和前侧减弱阶段，中间回波在周口附近发展最旺盛。向前和向后两种传播形式多单体结构中的中γ尺度对流单体形成显著的“列车效应”使周口、西华出现局地大暴雨和多次降雹。在平均径向速度图上有中尺度涡旋，西北-东南向线状对流回波带在中低层有辐合—辐散—辐合相间的结构特征，在高层则与中低层相反，线状雷暴系统的形成和演变与强雷暴下沉气流抬升暖湿空气有较大关系，对流单体生成于低层辐合、高层辐散处。

• 利用CloudSat卫星资料分析云微物理和光学性质的分布特征
• 杨冰韵;张华;彭杰;王志立;荆现文
• 2014 Vol. 33 (4): 1105-1118.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00026
• 摘要 ( ) PDF (8339KB) ( )
• 利用2007年1月-2010年12月高垂直分辨率CloudSat卫星的2B数据产品，对云微物理特征量（包括云中液态水/冰水含量、液态水/冰水路径、云滴有效半径等）以及云光学参数（云光学厚度等）的全球分布和季节变化进行了统计分析，并研究了云微物理性质对光学性质的影响。结果表明，冰水路径分布在北美南部、南美大陆、非洲大陆、澳大利亚和南亚的陆地上空，以及太平洋、大西洋和印度洋的洋面上空，高值区最大值达600 g·m^-2以上；垂直方向上，高值区位于赤道地区8 km附近以及中纬度地区4~8 km高度上。液态水路径在300 g·m^-2以上的高值区主要位于太平洋、印度洋和大西洋的中低纬度海域上空，垂直上液态水含量随高度递减。冰云有效半径在高纬度地区近地面层达200 μm以上，在赤道附近4~8 km上有1个高值区，南北半球中纬度地区2~4 km上有2个高值区，最大值均达到80 μm以上。在1 km以下的边界层水云有效半径值较大，达到12 μm以上。总云光学厚度在全球大部分地区<40，高值区普遍位于中高纬度的广阔地区和低纬度靠近大陆的洋面上空；垂直方向上，云光学厚度的高值集中在2 km以下的边界层。云光学厚度的分布受云量、云水含量和云滴有效半径的影响，云量大的地区基本为云光学厚度的大值区。

• 北京地区人工增雨效果和防雹经济效益评估
• 李宏宇;嵇磊;周嵬;罗布
• 2014 Vol. 33 (4): 1119-1130.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00027
• 摘要 ( ) PDF (5188KB) ( )
• 基于近年来北京地区开展的人工增雨、防雹作业情况，利用农业气象灾情统计资料和经典的区域历史回归统计方法，对2004-2010年北京地区人工增雨效果和防雹经济效益进行了客观定量地评估。结果表明：（1）在5-9月的评估期，随着作业样本数逐年累加，人工增雨平均相对增雨率逐渐趋于稳定，并维持在20%左右；在所选目标区，连续7年的人工增雨作业累计增加降水量约417.8 mm，增雨效果显著。（2）年平均人工防雹经济效益约2.48亿元，多年平均防雹投入产出比为1：16。人工防雹效益最高、最低年份分别在2009年和2005年，对应投入产出比分别为1：27和1：6。

• 近40年西藏地区雷暴事件的时空变化特征
• 拉巴次仁;来志云;索朗白玛;索朗加措
• 2014 Vol. 33 (4): 1131-1134.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00067
• 摘要 ( ) PDF (2008KB) ( )
• 利用西藏地区26个气象观测站1971-2010年逐日雷暴资料，采用REOF检验等统计方法分析了全球气候变化背景下西藏雷暴事件的时空分布特征。结果表明，随着全球气候变化日益加剧，近40年西藏雷暴事件存在4个异常空间型，即：西部型、北部型、中部型和东部型，且这4个空间型雷暴事件以0.3～9.0次·（10a）^-1的速率在减少，其中，中部和东部型减少趋势尤为显著。西藏雷暴出现频数存在13年和22年两个显著周期，20世纪70年代和90年代为雷暴高发期，目前正处于雷暴低发期。

• 中低层水平风速对闪电和降水影响的数值模拟
• 郭凤霞;刘冰;白翎;龚嘉锵;孙京;郭秀峰
• 2014 Vol. 33 (4): 1135-1145.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00004
• 摘要 ( ) PDF (6650KB) ( )
• 利用三维雷暴云动力电耦合模式，对无风，弱风，中等强度风和较强风这四种不同中低层水平风速情况下雷暴的发展特征进行了敏感性试验。模拟结果表明，随着中低层水平风速增大，雷暴云内粒子生长受到抑制，云内起电过程将变得缓慢，起电区域发生转移，更长的起电时间使云内产生更大的电场、发生更剧烈的放电过程，但若风速过大，云内电场将被严重抑制而不发生放电，中等强度风最有利于闪电发生。中低层水平风速在一定范围内增长将使降水增多，但若风速过大，降水将减少。中低层水平风对闪电和降水影响明显，在对雷暴云闪电和降水的研究中应当综合考虑其对云内动力、微物理过程的影响。

• 地闪回击电磁场对架空线路耦合过电压的数值模拟
• 刘晓东;张其林;冯旭宇;杨新培;刘佼;李晨
• 2014 Vol. 33 (4): 1146-1153.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00089
• 摘要 ( ) PDF (2572KB) ( )
• 为了研究地闪回击通道周围的电磁场对架空线路的耦合过电压，首先采用指数衰减传输线型工程回击模式（MTLE）模拟分析了回击通道周围电磁场的分布特征，然后运用以Agrawal模型为基础的场—线耦合程序对架空线路感应过电压进行了数值计算，并将模拟计算结果与人工引雷实验结果进行比较，所得线路过电压的计算结果与实验数据基本相符。模拟结果表明，地闪回击电场的垂直分量和水平分量都应考虑到场—线耦合机制中；回击通道基电流波形的陡度同时影响到架空线路感应过电压的幅值和陡度，而电流幅值只影响感应过电压的幅值；当观测距离较近（50 m）时，架空线路上感应过电压幅值与电流回击速度呈反相关；随着观测距离的增加，架空线路上感应过电压波形上升沿时间增加、幅值减小；此外，架空线路感应过电压幅值随线路高度和接地电阻的增加而增大，与线路长度和直径的变化无关。

• 辽东半岛热带气旋暴雨的中尺度结构及复杂地形的影响
• 梁军;李英;张胜军;张彩凤;刘晓初
• 2014 Vol. 33 (4): 1154-1163.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2012.00202
• 摘要 ( ) PDF (11329KB) ( )
• 利用中尺度非静力模式MM5，对9711号台风Winnie登陆转向渤海，在辽东半岛地区引发的大暴雨过程进行了数值模拟和诊断分析，并分析了该暴雨过程的中尺度结构特征和地形对辽东半岛降水的影响。结果表明：（1）台风Winnie影响辽东半岛期间，与其西北和东北部的冷空气相互作用，在半岛东侧和北部出现局地垂直次级环流，有利于中尺度暴雨云团的发展。（2）地形对台风降水量有明显的增幅作用，降水量与地形的走向一致，迎风坡降水量增加，背风坡降水量减少，地形强迫抬升作用在辽东半岛地区造成的降水量约占模拟总降水量的40%，强降水区与辐合带相对应。（3）地形强迫作用加强了低层的偏东气流，有利于中尺度气旋性涡旋系统的生成，发展，从而导致中尺度对流云团的加强和维持。（4）地形强迫作用可以改变台风的局部环流。当地形强迫产生与台风环流相同的气旋性扰动时，台风环流局部增强，降水量相应增大；当地形强迫产生与台风环流相反的反气旋性扰动时，台风环流局部减弱，降水量相应减少。

• 三次非超级单体龙卷风暴多普勒雷达特征对比分析
• 徐学义;赵振东;梁红新
• 2014 Vol. 33 (4): 1164-1172.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00036
• 摘要 ( ) PDF (8989KB) ( )
• 利用济南和烟台多普勒天气雷达资料，结合环境物理量和天气实况，对发生在山东境内的3次非超级单体龙卷风暴进行了分析。结果表明，三次龙卷过程发生在利于雷暴产生的环境形势下。低层湿度大，低层明显的垂直风切变和有利的地形是三次非超级单体龙卷发生的有利条件。三次龙卷都发生在风暴单体发展阶段，风暴顶高和强中心高度在1个体扫时间内迅速增高。上升气流的加强和复杂的地形是诱发小尺度强切变的主因。风暴单体的迅速发展，需要强的上升气流配合，上升气流将水平方向的旋转切变抬升为垂直方向，在复杂地形作用下可产生局部小尺度涡旋运动，诱发小尺度范围的强切变，从而导致龙卷发生。