高原气象
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- 2014 Vol. 33 (6): 0-0.
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论文
- 影响华南持续性强降水的西南涡分析和数值模拟
- 卢萍;李跃清;郑伟鹏;李英
- 2014 Vol. 33 (6): 1457-1467. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00137
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- 基于AREM模式对发生在华南地区的3次西南涡暴雨过程进行了数值模拟, 并利用模拟结果分析了暴雨过程中西南涡的演变特征, 结果表明: 高层200 hPa西风急流入口区、中层500 hPa西太平洋副热带高压位置、中纬度短波槽、东北亚强冷涡的适当配置, 中低层孟加拉湾和南海暖湿气流的持续输送, 是有利于西南涡东移发展, 从而造成华南地区持续性强降水的典型环流形势; 降水落区与低涡位置密切相关, 一般集中在西南涡中心南侧, 雨带延伸方向与低涡移动路径一致; 而其强度则与低涡中心区域位势高度等值线梯度及低层大气风场强度息息相关。西南涡中心低层为东风和弱北风, 中层以南风为主, 高层为强西风和弱北风, 低层辐合、高层辐散及正涡度结构特征显著。涡度平流项和辐合辐散项的作用集中体现在中低层大气, 涡度对流项、扭转项的作用则在中高层更为明显, 而涡度辐合辐散项对西南涡的发展加强起最主要的作用。
- 第二代月动力延伸预报产品对西南汛期降水的预报检验
- 刘佳;徐金霞;马振峰;吴统文
- 2014 Vol. 33 (6): 1468-1479. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00168
- 摘要 ( ) PDF (6679KB) ( )
- 利用第二代月动力延伸预测模式业务系统(DERF2.0)提供的1982-2009年高度场、降水场历史回报试验资料、NCEP/NCAR再分析资料以及西南5省433个测站的降水实况资料, 运用ACC、TS评分、EOF等方法检验和评估了该模式对西南区域汛期环流形势和降水情况的预报能力。结果表明, 该模式对环流场预报较好, 对西南汛期月平均降水有较好的预报能力, 特别是20天以前的预报效果较好。DERF2.0模式基本可以模拟并预报出汛期西南地区降水空间分布呈东南多、西北少的主要模态, 但方差贡献率和时间系数与实况有所差异。此外, 该模式对月平均降水的预报要比日平均降水的效果好, 模式日平均降水预报对汛期中小雨强降水有较好的预报能力。
- 云南地区GPS探测与3类再分析可降水量的对比分析
- 任菊章;孙绩华;李建;徐开
- 2014 Vol. 33 (6): 1480-1489. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00114
- 摘要 ( ) PDF (5555KB) ( )
- 利用云南7站的GPS水汽探测资料、美国NCEP/NCAR、NCEP/DOE和日本JRA-25再分析资料, 对2009年云南地区的大气可降水量进行了比较分析。结果表明, 在云南地区的7个GPS探测站点上, 3类再分析资料和GPS探测值均能较好地再现年平均可降水量由南向北逐渐减少的变化特征, 在月平均可降水量的年内变化中也表现出一致的单峰型变化特征, 但再分析资料对各月平均可降水量数值大小的估算总体上要小于GPS探测值。在雨季GPS探测资料和3类再分析资料能够反映可降水量的季节内变化特征, 但再分析资料对雨季开始期可降水量由南向北推进过程的描述不如GPS探测资料精细。JRA-25可降水量资料与GPS探测值在短时间尺度上具有较好的一致变化, 明显优于其他两类再分析资料。
- 一次两涡作用下的贵州大暴雨过程分析
- 程晓龙;李跃清
- 2014 Vol. 33 (6): 1490-1500. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00154
- 摘要 ( ) PDF (11998KB) ( )
- 利用NCEP1°×1°再分析资料、FY-2E卫星云图资料以及自动气象站观测资料分析了2012年6月24-28日发生在贵州等地的暴雨天气过程。结果表明: 欧亚中高纬地区稳定的环流形势以及来自孟加拉湾和南海的暖湿气流输送, 为暴雨的发生、发展提供了有利的背景条件; 东移的西南涡与云贵高原涡系统合并、加强, 在贵州等地造成强降雨天气; 暴雨过程中, 两涡区域南边界的水汽输送贡献最大, 而西边界的水汽流入在两涡发展初期更为重要; 两涡靠近阶段, 贵州上空有中尺度对流复合体形成, 降雨主要出现在黑体亮温低值中心及其梯度大值区; 另外, 降雨持续时间、强度变化与西南涡和云贵高原涡的发展、合并联系密切, 广义湿位温高值区及其梯度大值区的位置能较好地反映地面降雨落区。
- 一次西北地区东部大暴雨的物理机制分析
- 王伏村;许东蓓;修韶宇;阙龙凯;韩树浦;郭萍萍;郑学金
- 2014 Vol. 33 (6): 1501-1513. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00104
- 摘要 ( ) PDF (10866KB) ( )
- 利用探空、地面加密自动气象站、卫星云图以及1°×1°NCEP再分析资料, 从大气环流、水汽来源、湿斜压矢量、涡度转换、大气非平衡强迫等方面对2010年7月23日发生在西北地区东部的大暴雨过程进行了诊断分析。结果表明, 低涡切变线在中、低层形成强辐合, 对流层高层南亚高压东部北风急流出口区左侧形成强辐散, 这样高层辐散、低层辐合的环流配置在暴雨区上空易形成强大的上升运动。在台风“灿都”和副热带高压的作用下, 偏南风低空气流源源不断地向西北地区东部输送水汽。暴雨期间, 大气降水率与暴雨不同阶段的雨强变化一致, 暴雨最强时段降水率达到50 mm·h-1以上。鞍型流场引导干冷空气和暖湿空气在低涡切变线处汇集, 总变形大值区与等相当位温线密集带一致, 有利于低涡湿斜压性增强。低涡快速发展期, 500 hPa垂直涡度的增长绝大部分来源于扭转项的贡献, 即水平涡度向垂直涡度的转换, 且出现最大值比垂直涡度超前6 h, 对暴雨预报有一定的指示意义。850 hPa大气非平衡强迫负值中心值越小, 雨强越强, 在出现极端强降水的区域大气非平衡强迫中心值小于-10.0×10-9s-2。
- 黄土高原半干旱区冬小麦田土壤热通量的计算方法研究
- 陈星;余晔;陈晋北;张堂堂;李振朝
- 2014 Vol. 33 (6): 1514-1525. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00091
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- 利用2010年6月平凉陆面过程与灾害天气观测研究站陆面过程观测资料, 对比分析了温度积分法、温度预报校正法和谐波法三种土壤热通量计算方法以及这三种方法的计算结果对地表能量平衡的影响, 并探讨了土壤水分运动对土壤热通量的影响。结果表明, 研究区土壤垂直非均质性明显, 由谐波法计算得到的0.05~0.10 m土壤热扩散系数κ是0.10~0.20 m土壤层的3倍左右。通过对比三种方法计算得到的0.05 m土壤热通量和热通量板的实测结果表明, 温度积分法、温度预报校正法和谐波法计算的土壤热通量峰值都比实测值偏小, 分别偏小约23.6%、25.0%和12.8%。与不考虑土壤热存储的情况相比, 利用温度积分法和温度预报校正法将土壤热通量板的实测结果校正到地表, 这样得到的陇东黄土高原雨后晴天农田地表能量闭合率分别提高了7.96%和4.54%; 由谐波法计算的地表土壤热通量可使地表能量闭合率提高约5.65%。在夏季雨后晴天, 发生在农田土壤中的水汽输送及相应的相变过程对土壤热通量有一定影响。
- 夏季巴丹吉林沙漠陆面热状况对边界层高度影响的模拟实验
- 赵采玲;吕世华;李照国;李建刚;韩博
- 2014 Vol. 33 (6): 1526-1533. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00160
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- 利用中尺度天气模式WRF对夏季晴天巴丹吉林沙漠地表温度、感热通量和边界层高度进行了数值模拟, 研究了不同陆面热状况下边界层高度的变化特征。结果表明: WRF模式可以较好地模拟出沙漠的陆面热状况和边界层高度的变化; 白天感热输送越强、地表温度越高时, 对流边界层高度越高; 夜间负感热越强、地表温度越低时, 稳定边界层高度越厚。白天对流边界层变化与地表温度、感热通量变化呈显著的正相关, 表明陆面热状况对对流边界层发展和维持的影响较大; 夜间稳定边界层变化与地表温度、感热通量变化的相关性不大, 影响夜间稳定边界层发展的因素较多, 陆面热状况仅是因素之一。
- 基于MODIS地表数据对2006年中国北方沙尘排放的估算
- 李蒙蒙;黄昕;李建峰;宋宇
- 2014 Vol. 33 (6): 1534-1544. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00142
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- 中国北方的干旱及半干旱地区是东亚重要的沙尘源区, 由风侵蚀过程产生的沙尘颗粒物是大气气溶胶的重要来源, 不仅会引起严重的风沙灾害, 还会对当地及区域的大气物理、化学过程、空气质量和全球辐射平衡产生深远的影响, 因此对中国北方起沙通量的估算具有重要意义。选取沙尘暴频发的2006年为基准年, 利用第五代中尺度气象模式MM5模拟输出的气象场驱动起沙模式, 对中国北方沙源地区的起沙量进行估算。在MM5模式中引入中分辨率成像光谱仪(MODIS)观测的高分辨率的地表覆盖和归一化植被指数(NDVI)数据用以改善模拟效果, 此外还利用MODIS NDVI数据定量化评估了季节性植被增长对沙尘排放的影响。由此估算出2006年全年中国北部沙源地区共排放沙尘颗粒(粒径在0.2~74 μm)约4.36×109 t, 其中春季对全年起沙量的贡献最大(61%), 排放总量达2.64×109 t。同时识别出4个主要的沙尘源区, 即巴丹吉林沙漠、内蒙古西北部和河西走廊的戈壁地区、内蒙古中部沙地和塔克拉玛干沙漠及周边。
- 利用激光雷达探测兰州地区气溶胶的垂直分布
- 周碧;张镭;隋兵;蒋德明;曹贤洁;李霞;刘志雄
- 2014 Vol. 33 (6): 1545-1550. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00135
- 摘要 ( ) PDF (1458KB) ( )
- 利用2006-2011年兰州大学半干旱气候与环境观测站激光雷达(CE-370-2)资料反演了兰州地区气溶胶消光系数的垂直廓线。结果表明: 兰州地区气溶胶主要分布在2 km以下, 其中1 km以下占60%; 消光系数日变化在00:00(北京时, 下同)12:00逐渐增大, 12:00达到最大, 之后逐渐减小; 气溶胶集中分布高度的季节演变为夏季3 km、秋季2.5 km、春季2 km、冬季1.5 km; 对流层低层(2 km以下)气溶胶消光系数的季节分布为冬季0.20~0.85 km-1, 占92%; 春季0.05~0.45 km-1, 占88%; 秋季0.02~0.20 km-1, 占82%; 夏季0.04~0.08 km-1, 占70%。沙尘天气时, 气溶胶扩散至6 km, 甚至更高; 强沙尘天气时, 激光雷达有效探测高度低于2 km, 消光系数反演出现中断现象。消光系数垂直廓线演变与大气边界层垂直结构变化趋势基本一致。
- 东亚海盐气溶胶时空分布及其直接气候效应研究
- 张颖;王体健;庄炳亮;廖镜彪;殷长秦
- 2014 Vol. 33 (6): 1551-1561. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00106
- 摘要 ( ) PDF (4914KB) ( )
- 在耦合的区域气候化学模式RegCCMS中增加了海盐的起盐机制, 并引入海盐的光学参数, 使之能够模拟海盐气溶胶浓度的时空演变特征和直接气候效应, 研究了2006年四季(以1, 4, 7和10月为代表)东亚海盐气溶胶的空间分布、直接辐射强迫及其直接气候效应。结果表明, 东亚海域海盐气溶胶年平均浓度达14.69 μg·m-3, 冬季为26.27 μg·m-3, 夏季为7.59 μg·m-3; 海盐气溶胶高值中心呈明显的季节变化, 冬季高值中心主要在南海, 夏季在黄海。晴空条件下该区域年平均海盐气溶胶的直接辐射强迫在大气顶达-2.35 W·m-2, 在有云条件下达-1.17 W·m-2。海盐气溶胶直接气候效应导致海岛及沿海陆地降温, 其中在7月和1月台湾降温分别为-0.1094 K和-0.0083 K, 沿海陆地则分别为-0.1330 K和-0.0142 K。
- 西南地区两次严重干旱事件与大气低频振荡的研究
- 孙国武;李震坤;冯建英
- 2014 Vol. 33 (6): 1562-1567. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00166
- 摘要 ( ) PDF (4198KB) ( )
- 利用NCEP/NCAR逐日再分析资料和国家气象信息中心756个台站逐日降水资料, 对比分析了两个干旱年(2009/2010年和2011/2012年)及一个非干旱年(2006/2007年)的大气低频变化特征。结果表明, 干旱年冬、春季在云南地区大气低频变化存在两种流型: 纬向低频气流型和经向低频气流型, 前者隔断北方(南方)冷(暖)气流的南北交换; 后者则使单一北南方冷、暖气团内不存在气流交汇。同时, 干旱年, 在西南地区和印度孟加拉湾地区低频反气旋远多于低频气旋, 低频反气旋前部的偏北气流使孟加拉湾水汽不易向北输送; 而非干旱年, 低频气流和低频系统则相反。因此, 大气低频气流和低频系统的变化可能是引起云南冬、春季干旱的原因之一。
- 中国南方冬季降水与前期暖池热含量异常的关系及可能机制
- 任倩;何金海;祁莉;张文君
- 2014 Vol. 33 (6): 1568-1578. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2014.00110
- 摘要 ( ) PDF (8284KB) ( )
- 利用日本气象厅提供的历史海温资料、美国NCEP/NCAR再分析资料、Hadley环流中心逐月海表温度资料以及19792010年中国冬季降水观测资料探讨了中国南方地区(华南)降水与前期暖池热含量异常的关系, 并对可能的过程和影响机制进行了分析。结果表明, 华南地区冬季降水与前期暖池关键区热含量有密切的负相关关系, 前期67月暖池关键区(6.5°N11.5°N, 160.5°E172.5°E)0~200 m热含量异常可以作为预测冬季降水的前兆信号。冷水年与暖水年合成的冬季大气环流差值场(冷水年减去暖水年)以及反号的暖池热含量指数回归的冬季大气环流场具有高度的相似性, 发现东亚沿岸500 hPa上存在一个异常遥相关波列, 华南地区位于异常低值区, 850 hPa上受气旋性环流控制, 高空辐散; 菲律宾附近存在异常反气旋性环流, 该反气旋显著加强了冷水年向华南地区的水汽输送, 这种环流形势表明冷(暖)水年冬季降水偏多(少)。在前期夏季的海温、风场差值场和回归场上, 北半球近赤道地区存在异常强西风, 从而导致关键区西侧(东侧)有冷(暖)海表温度异常变化, 在秋季末期冷海温异常的西侧形成了中心位于菲律宾附近的异常反气旋, 该反气旋在冬季强度增强, 其西北侧异常增强的暖湿气流向华南地区输送水汽; 同时, 中东太平洋暖海温异常激发的异常Walker环流在赤道西太平洋辐散下沉, 进而加强菲律宾异常反气旋和华南地区的辐合上升运动。正是上述过程和机制, 导致了关键区冷(暖)水年华南地区冬季降水偏多(少)。
- 城市非均匀性对城市气象特征影响的数值模拟
- 宋玉强;刘红年;朱焱;王学远
- 2014 Vol. 33 (6): 1579-1588. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00080
- 摘要 ( ) PDF (7951KB) ( )
- 为了研究城市的非均匀性对城市气象特征的影响, 根据南京市建筑密度分布特征, 将南京市不同区域的城市分为商业型城市、高密度城市和低密度城市。利用WRF模拟研究南京地区城市类型的非均匀分布对城市气象特征的影响。结果表明, 考虑城市的非均匀性之后, 城市区域气温、热岛、相对湿度和风场表现出更加复杂的空间分布。在城市冠层的模拟中, 均一或非均一城市类型对城市热岛等城市气象特征影响显著。模拟的城市平均热岛强度、平均干岛强度和平均风速衰减分别减小0.02℃、0.2%和0.11 m·s-1, 但城市的最大城市热岛强度、最大干岛强度分别增加0.28℃和1.51%。非均一城市类型中的城市热岛、干岛和风速衰减的空间分布的方差分别增加0.06, 2.08和0.28。
- 城市化对华北地区极端气温事件频率的影响
- 周雅清;任国玉
- 2014 Vol. 33 (6): 1589-1598. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00153
- 摘要 ( ) PDF (3922KB) ( )
- 通过分析和对比华北区域(33°N43°N, 108°E120°E)国家站和乡村站1961-2008年极端气温指数的变化趋势发现, 近48年与最低气温相关的指数的时间序列变化趋势国家站较乡村站明显, 与最高气温相关的指数两者时间演变基本一致。气温指数中冷指数突变一般发生在20世纪80年代末, 暖指数突变要晚一些, 出现在90年代中后期。城市化加剧了冷指数日数的减少和暖指数日数的增加, 同时也使最低气温的极值明显升高。与最低气温相关的指数城市化影响比与最高气温相关的更显著, 两者城市化影响贡献率都在50%以上。极值指数和冷夜日数城市化增温效应一般在春、冬季更明显, 而冷(暖)昼日数和暖夜日数则是夏季受城市化影响更显著。
- 一次PM2.5过程及其主要成分的同化试验
- 刘汉卫;潘晓滨;臧增亮;唐廷钊;孙涛;首俊明;李大磊
- 2014 Vol. 33 (6): 1599-1607. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00133
- 摘要 ( ) PDF (4841KB) ( )
- 利用大气化学模式WRF-Chem建立3D_Var同化系统, 对美国西部地区一次PM2.5化学污染过程的PM2.5总量及其主要成分(黑碳、有机碳、硝酸盐、硫酸盐)进行了同化试验, 并与未同化结果和实况进行了区域、单站及时间序列的对比。结果表明, 此系统具有较好的同化效果, 同化试验结果与实况接近, 站点分布和演变趋势吻合较好; 任取3个站点进行单点时间序列演变和散点分布分析, 同化后相关系数有所增加, 均在0.85以上, 在所选3个站点中相关系数最大达0.95, 均方根误差都明显减小; 数值模拟没有模拟出的大值中心, 但经同化后能再现出来; 模式模拟PM2.5低浓度值的演变趋势及数值要好于高浓度值; 随着模式的运行, 同化前期效果最好, 同化中期和后期结果与实况偏差有所增加; 模式还存在系统偏差和奇点问题, 这些是模式需要改进的地方。
- 太平洋—印度洋海温异常对陕西夏季降水年际变化的影响
- 赵强;严华生
- 2014 Vol. 33 (6): 1608-1617. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00126
- 摘要 ( ) PDF (7913KB) ( )
- 利用1961-2008年陕西78个气象站夏季(68月)降水资料、NOAA提供的全球逐月海表温度资料和NCEP/NCAR 500 hPa位势高度场、风场月平均再分析资料, 运用回归、SVD、交叉小波分析等方法分析了前期到同期不同季节太平洋、印度洋海温与陕西夏季降水的关系。结果表明, 陕西夏季降水与前期秋、冬季节赤道中东太平洋、西印度洋海温呈正相关关系, 与北太平洋海温呈负相关关系, 太平洋海温分布为El Niño型; 到同年夏季, 显著正相关区西移到东印度洋和我国东部沿海, 前期及同期太平洋、印度洋海温影响陕西的显著区域都位于关中和陕南东部。冬季Niño3海温与陕西夏季降水在4~5年时间尺度有显著的同位相共振周期, Niño3海温超前陕西夏季降水变化4~6个月。东亚、南海、东南亚夏季风指数与陕西夏季降水呈负相关关系, 与Niño3海温也呈负相关关系, 当前期Niño3海温偏高时, 东亚夏季风减弱, 西太平洋副热带高压偏强、偏西, 陕西南部有异常西南风水汽输送, 北部有异常北风, 陕西处于冷暖空气的交汇区, 夏季降水偏多, 反之偏少。
- 1961-2011年陕西省汛期短时降水变化特征
- 蔡新玲;叶殿秀;孙娴;李莹;毛明策;赵晓萌
- 2014 Vol. 33 (6): 1618-1626. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00110
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- 利用1961-2011年陕西省23个气象站的逐时降水量资料, 分析了汛期(5-9月)降水时数、小时雨强、极端强降水时数和极端降水强度的时空变化。结果表明: (1)近51年陕西汛期降水时数的长期变化趋势在空间上不一致, 陕北和陕南西部表现为减少趋势, 关中大部和陕南东部表现为增多趋势, 但降水强度长期变化均呈增强趋势。区域平均降水时数的长期变化趋势不明显, 但具有阶段性变化特征, 区域平均降水强度在波动中呈增强趋势; (2)陕西极端强降水时数和极端降水强度的长期变化趋势在空间上较为一致, 极端强降水时数明显增多, 强度明显增强。(3)汛期降水日变化南北不同, 陕北午后至傍晚主峰突出, 而陕南则早峰明显, 关中平原降水日变化相对较小。极端强降水时数和降水量在03:00-10:00(北京时)显著增多, 这将增大滑坡、泥石流等灾害的发生风险, 尤其是发生在夜间, 其危害则更大。
- 上海"0731"局地强对流观测分析
- 王晓峰;许晓林;张蕾;王平;徐同
- 2014 Vol. 33 (6): 1627-1639. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00204
- 摘要 ( ) PDF (14709KB) ( )
- 利用1994-2012年上海自动站观测资料对该地区强对流的时空分布特征及夏季热岛变化特征进行了分析, 然后利用上海近地层加密观测网资料, 分析了城市热岛、海陆风、湖陆风在"0731"局地强对流中的作用。结果表明, 上海城市热岛效应的范围有所扩大, 强对流天气发生频次增加, 具有中心城区及沿江、沿湖地区多发的特点。热岛效应促使边界层急流形成; 午后南北两支海陆风和湖陆风的出现, 为上海带来了水汽; 热岛效应的叠加加速了不稳定能量累积和近地层上升运动的增强。当海陆风在上海中心城区形成地面辐合线时, 触发了不稳定能量释放, 并加剧了对流发展。
- 8、9月沈阳地区卫星观测云垂直结构的气候特征分析
- 赵姝慧;班显秀;袁健;耿树江;王胜杰;秦鑫;张鹏亮;刘旸;董博
- 2014 Vol. 33 (6): 1640-1647. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00113
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- 利用Cloudsat和CALIPSO卫星资料统计分析了8、9月沈阳地区云系的垂直结构特征。结果表明, 8月下旬和9月上旬沈阳地区出现的云系以单层云为主, 所占比例分别是72.43%和63.5%; 双层云所占比例分别是27.1%和28.62%; 其余为三层云。8月下旬, 低云的云底高度在0.5~1.5 km之间, 中云在3.8~4.0 km之间, 高云在8~9 km之间; 9月上旬, 低云的云底高度在1.0~1.5 km之间, 中云之上如果没有其他云层, 其云底高度在5.0 km以上, 如果之上还有云层, 则其云底高度在3.2~4.5 km之间, 高云之下如果没有其他云层, 云底高度在7.4~7.8 km之间, 如果之下还有其他云层, 其云底高度在9 km以上。建立的8、9月沈阳地区作业云系垂直结构特征模型能够为人工影响作业方案的设计提供有效参考。
- 大连地区GPS反演大气可降水量的变化特征
- 石小龙;尚伦宇;尹远渊;黄振;黄艇;程航;李鸿强
- 2014 Vol. 33 (6): 1648-1653. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2014.00080
- 摘要 ( ) PDF (2061KB) ( )
- 利用GPS反演的大气可降水量(PWV)分析了2010-2012年大连地区水汽的时空变化特征, 结果表明, GPS/PWV资料能够反映大气中水汽的变化。大连地区PWV空间分布比较均匀; PWV最大的月份为7-8月, 月平均值为43 mm左右; PWV最小的月份为1月, 月平均值在4 mm以下。大连地区春、冬季PWV日平均变化幅度在0.5 mm以下, 夏、秋季PWV日平均变化幅度在1 mm以上; 夏、秋季PWV日平均变化呈单峰型, 春、冬季PWV日平均变化呈多峰型。主汛期(7-8月), 日平均PWV与气温有较好的负相关, 与相对湿度有较好的正相关; 06:00(北京时, 下同)-15:00, 气温逐渐升高, 水汽输送造成PWV的下降大于蒸发所造成PWV的上升, 大气水汽总量减小, 相对湿度减小; 15:00-次日06:00, 气温逐渐下降, 水汽输送造成PWV的下降小于蒸发造成PWV的上升, 大气水汽总量增加, 相对湿度增加。
- 呼和浩特市连续两日短时强降水天气对比分析
- 李一平;德勒格日玛;江靖;贾晓燕
- 2014 Vol. 33 (6): 1654-1664. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00100
- 摘要 ( ) PDF (10182KB) ( )
- 利用常规观测和非常规监测资料从环流背景及发生条件等方面对比分析了2012年7月25-26日呼和浩特市连续两日出现的短时强降水天气。结果表明: (1)两次降水过程都是在东高西低的环境场产生, 西太平洋副热带高压与贝加尔湖低涡稳定维持, 使冷暖空气长时间交汇; (2)两次降水过程都是由中低纬系统、上下游系统、高低层系统以及多种尺度系统共同作用及配置产生的, 中小尺度天气系统是引起两次降水过程的主要原因, 但主要影响系统位置及产生因子的特征又有所不同; (3)前一次降水过程整层湿度条件好, 且整层均在暖区, 对流相对较弱; 后一次存在明显上干冷下暖湿的对流不稳定层结结构, 对流相对较强; (4)两次降水过程都是层状云和对流云混合降水, 但前一次降水过程层状云水平及垂直尺度相对较大, 后一次主要是对流云降水; (5)反射率因子、垂直累积液态水含量及对流高度分析降水过程, 前一次降水过程都比后一次弱, 前一次存在明显的低空急流, 反射率因子范围广、呈片状、东北移动并向南扩, 后一次反射率因子范围小、呈带状、东移南扩且明显存在列车效应; (6)受地形辐合抬升作用, 两次降水过程都发生在呼和浩特市中部及大青山南侧、蛮汉山西侧。
- 河套气旋发展东移对一次北京特大暴雨的触发作用
- 孙永刚;孟雪峰;仲夏;荀学义;萨日娜
- 2014 Vol. 33 (6): 1665-1673. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2014.00029
- 摘要 ( ) PDF (8508KB) ( )
- 利用气象站观测资料和NCEP/NCAR再分析资料对河套气旋发展东移触发的北京2012年7月21日特大暴雨(下称"721"暴雨)天气过程进行了诊断分析, 结果表明: 河套气旋是北京"721"特大暴雨的主要影响系统, 内蒙中部较强的冷空气活动阻挡了河套气旋北上的常规路径, 迫使其东移直接影响河北、北京地区; 河套气旋在东移过程中, 由暖心正压气旋转变为斜压性气旋, 且强烈发展, 其水汽、热力、高低空急流耦合等条件随着河套气旋的东移明显好转, 是此次暴雨天气过程降水量自西向东不断增大的主要原因; 午后, 河套气旋东移暖锋触发不稳定能量释放, 在北京地区产生强对流系统, 形成中尺度对流辐合体后, 使得降水进一步加强, 是北京地区产生特大暴雨的主要原因; 东南气流中地形抬升作用对降水有增幅作用, 北京"721"特大暴雨是多种有利因素叠加所致。
- XJRUC/CALMET及CALMET不同参数调整对达坂城—小草湖区风场预报影响
- 辛渝;陈洪武
- 2014 Vol. 33 (6): 1674-1686. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00191
- 摘要 ( ) PDF (2274KB) ( )
- 根据2009年12月、2010年1、4、7和10月00:00(世界时)的GFS预报场以及同期CMA9210下发的WMO各种常规观测资料, 采用新疆气象局建立的WRF模式及其三维变分同化系统XJRUC耦合水平分辨率为1 km的CALMET诊断风场模块, 对达坂城-小草湖风区70 m高度60 h以内的风场预报进行了检验。结果表明: (1)该系统在第37~60 h的风场预报水平略次于前24 h; (2)模式预报水平分辨率的提高不一定能提高风场预报水平, 因地因时而异; (3)水平分辨率为3 km的XJRUC风场预报效果总体较好, 其中春、秋季最佳或午后最佳; (4)水平分辨率为3 km的预报场耦合分辨率为1 km的CALMET诊断风场, 对提高风场预报能力极其有限。对达坂城风区而言, 只在冬季预报效果略增, 其他月份两种水平分辨率几乎相当; (5)在地形陡峭和地貌复杂区域的春季大风时期, 水平分辨率为9 km的预报效果最佳, 水平分辨率为3 km次之; (6)通过CALMET诊断风场调整参数的几套控制性组合方案计算表明, 动力学调整计算需慎用, 它只在相对平坦区域的大风季节有正效应, 而多数情况下为负效应; O'Brien垂直速度调整也仅在陡峭地带冬季有正效应。总体而言, 在不确定天气背景对局地风特性影响条件下, CALMET诊断风场模块以不采取地形动力学调整和O'Brien垂直速度计算、只考虑地形斜坡流和FROUD数调整计算时, 预报效果最佳。
- 浙江省北部一次灾害性大风多普勒雷达和边界层特征分析
- 涂小萍;姚日升;漆梁波;沈翊;孙长;杨豪
- 2014 Vol. 33 (6): 1687-1696. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00092
- 摘要 ( ) PDF (11267KB) ( )
- 基于浙江省自动气象站、杭州和宁波2部多普勒雷达、湖州风廓线雷达及宁波凉帽山370 m高塔等资料, 对2012年4月2日夜间浙江省北部一次灾害性大风过程进行了分析。结果发现, 强冷空气快速下沉触发形成有组织的多单体风暴族导致了湖州地区灾害性大风。多普勒雷达上风暴族表现为弓形回波, 伴有后侧入流缺口, 其中有3个强烈发展的对流单体。导致湖州灾害性大风的下沉运动开始于1 km以下的边界层, 大风从300 m高度及地仅需要2 min。弓形回波尾部发展的强对流单体出流边界与江苏南部东移南下的阵风锋合并导致了嘉兴地区的灾害性大风, 而宁波和舟山地区的灾害性大风是由另一新生成的阵风锋导致。宁波凉帽山高塔资料表明, 当阵风锋靠近时, 塔层318 m上升速度增大, 最大可达1.7 m·s-1; 中低层上升速度变化不大, 阵风锋影响时首先在塔层中上部转为下沉气流, 318 m最大垂直下沉速度可达1.81 m·s-1, 下沉气流造成的水平风速变化率主要出现在232 m以下, 最大1 min超过10 m·s-1, 塔层最强降温比最大全风速变化率滞后1 min左右, 最大降温幅度达1.6℃·min-1, 风温剧变持续了4 min左右。
- 一次爆发性气旋及其诱发的大风天气分析
- 查贲;沈杭锋;郭文政;徐柳韵;陈勇明
- 2014 Vol. 33 (6): 1697-1704. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00124
- 摘要 ( ) PDF (5465KB) ( )
- 利用华东区域实况自动观测资料和全球预报系统的FNL再分析资料对一次爆发性气旋及其引发的大风天气进行诊断分析, 结果发现, 由高空急流调整导致叠加在气旋上空的中层辐散区, 中高层干冷空气伴随正涡度, 沿西北气流下传并在低层侵入气旋后部, 气旋前部850 hPa西南急流输送的暖湿气流和气旋西侧槽前西南急流输送的暖湿气流通过潜热释放共同促成气旋的爆发性发展; 同时在气旋发展初期, 高层高湿位涡区的向下传输, 也加速了气旋的快速发展。气旋第三象限的大风由动量下传触发强对流并形成大风叠加所致, 低层西北干冷气流切断低层的增湿, 使大风区降雨很弱。低层切变线与地面带状CAPE高值区重合, 该区域未来1~2 h将出现大风, 对预报有明显的指示意义。
- 沥青路面能量平衡特征分析
- 张中琼;吴青柏;刘永智;陈继
- 2014 Vol. 33 (6): 1705-1711. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00143
- 摘要 ( ) PDF (2353KB) ( )
- 为了分析沥青路面与天然地表在热量吸收方面的差异及原因, 在青藏高原北麓河地区的沥青路面和天然地表进行了辐射、风速、气温、湿度、气压以及浅层地温的观测, 并利用空气动力学方法计算两种地面类型的蒸发和湍流散热。结果表明, 5-9月天然地表的净辐射量大于沥青路面, 其他时段沥青路面的净辐射量大于天然地表。沥青路面的年总净辐射量比天然地表多6.2%, 随着沥青路面的使用, 两者差异有减小趋势。北麓河地区以湍流散热为主。沥青路面的潜热和感热通量均小于天然地表, 夏、冬季两者差异较大。沥青路面的潜热通量比天然地表减少了24.4%, 感热通量减少了14.3%。沥青路面浅层地温明显高于天然地表。在5 cm深度, 沥青路面下部地温比天然地表高1.15~8.6℃; 在20 cm深度, 沥青路面下部地温比天然地表高0.1~5.6℃。沥青路面比天然地表吸收了更多的热量, 且路基中心位置大于右路肩位置。沥青路面吸热作用明显。
- 吐鲁番气象站周边典型建筑对日照时数的影响分析
- 叶冬;申彦波;杜江;艾生;程兴宏
- 2014 Vol. 33 (6): 1712-1721. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2014.00051
- 摘要 ( ) PDF (4465KB) ( )
- 为了定量分析建筑物对地面辐射的影响, 利用吐鲁番气象站周边6座典型建筑物的方位角、高度及其与观测场的距离, 建立了气象站周边建筑对日照时数影响的定量计算方法, 并引入理论影响、理论有效影响和实际影响等三类参数进行了分析。结果表明, 仅考虑天文计算, 则6座建筑对吐鲁番日照的理论遮挡时数为882.9 h, 理论遮挡比例为19.9%; 考虑日照计对直接辐射辐照度的响应阈值, 去除太阳高度角<5°的情形, 得到6座建筑对日照的理论有效遮挡时数为633.1 h, 理论有效遮挡比例为14.2%; 当考虑真实天气条件时, 得到6座建筑对日照的实际遮挡时数在145.4~592.7 h之间, 实际遮挡比例在3.3%~13.3%之间。从每座建筑的独立影响看, 位于观测场南侧的2座建筑, 由于其高度较高或距离太近, 有效遮挡比例最大; 从季节变化看, 冬季太阳高度角低, 日照被遮挡最严重, 秋季次之, 春、夏季较轻。
- 逐时气温质量控制中界限值检查算法的设计
- 王海军;闫荞荞;向芬;潘勐
- 2014 Vol. 33 (6): 1722-1729. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2014.00028
- 摘要 ( ) PDF (1479KB) ( )
- 针对自动气象站数据质量控制中, 采用月气候极值对逐时气温资料进行检查所存在的不足, 发展了一种基于日极值的小时界限值检查质量控制算法。为统计小时气温界限值, 首先采用时间和空间插值原理, 基于广义极值分布理论, 推求了任意地点的多年日气温极值; 然后基于数据插值技术和气温日变化规律, 设计了任意地点逐时界限值计算方法。利用中国730个测站逐日最高、最低气温资料, 设计了适用于全国范围的小时气温界限值, 并采用2010年全国2400个自动气象站的整点、最高、最低气温等逐时资料对该算法进行了试验。结果表明, 基于小时界限值质量控制算法与通常的日(月)气候极值的质量检查方法相比, 具有漏检率较低, 并可在无历史资料台站使用等特点。将该算法的检查结果再进行空间一致性检查, 可较大幅度减少误检率。
- 全固态天气雷达组合脉冲发射模式的研究与设计
- 何建新;唐顺仙;李睿;史朝
- 2014 Vol. 33 (6): 1730-1736. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00097
- 摘要 ( ) PDF (5277KB) ( )
- 为了提高全固态天气雷达发射机的平均功率, 使雷达具有较远的探测距离, 设计了一种全固态天气雷达组合脉冲发射模式。首先阐述了此方案的设计思想; 其次针对试验用X波段全固态天气雷达系统(祥雨A型), 设计了满足其探测要求的组合脉冲发射模式, 最后将该组合发射模式方案运用到该全固态雷达系统中。结果表明, 设计的组合脉冲发射模式可以保证此固态天气雷达在满足设定探测能力的同时, 有较小的近距离盲区, 这对固态天气雷达获取完整且准确的天气过程信息具有实际意义。
- 浙江山区新一代天气雷达波束遮挡分析
- 王红艳;刘黎平;何丽萍
- 2014 Vol. 33 (6): 1737-1747. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00173
- 摘要 ( ) PDF (8100KB) ( )
- 中国新一代天气雷达很多站址位于地形复杂的山区, 附近地物会对雷达波束造成遮挡。以浙江衢州雷达为例, 统计该站附近多年探空资料得到雷达波束传播路径分布, 并分别采用30 m和90 m分辨率地形数据和两种雷达库长内地形数据处理方法, 模拟了雷达波束遮挡。通过与雷达实际观测的回波分布概率POD对比, 检验了雷达波束遮挡模拟结果的可靠性, 分析了不同地形数据分辨率和两种处理方法模拟结果的差异。结果表明, 一般情况下, 标准大气条件假定足以满足衢州雷达波束遮挡计算精度要求; 模拟波束遮挡与实际观测一致性较好; 对于近距离遮挡源, 不同地形数据分辨率及其处理方法的模拟结果区别较明显, 地形数据分辨率越高、分段法模拟的结果与实际观测越一致, 而对于远距离遮挡源则无明显区别。鉴于模拟波束遮档的可靠性, 针对部分雷达站址不够准确或有偏差的现象, 提出通过分析实测回波分布与模拟波束遮挡间的相关性来检验并修正雷达位置的方法, 经位置修正后金华雷达模拟的波束遮挡与实测回波分布一致性较好。