论文

• 有地形模式中气压梯度力误差扣除法
• 钱永甫;周天军
• 1995 Vol. 14 (1): 1-9. 
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• 在现有有地形的数值模式中,陡峭地形区气压梯度力的计算存在一个普遍问题,即计算精度较高的格式比较繁琐而费时,简单省时的格式又不精确和不稳定。为解决这个问题,作者等在最近提出了一种方法,称为气压梯度力的误差扣除法。该方法假定：气压梯度力的计算误差主要来自地形而与气压形势关系较小。用理想场对该方法进行检验后表明,这一方法是成功的。本文则用气候模式对作者提出的有地形数值模式中气压梯度力的误差扣除法进行了模拟检验。所用模式是作者等使用多年的P-σ混合坐标系5层模式,选用了四种气压梯度力的计算格式,即DDD格式、Corby格式、平均温度格式和经典中央差格式。比较了这四种格式在有无误差扣除时的模拟结果,发现：对于计算精度较高的格式,如DDD格式、Corby格式及平均温度格式,有无误差扣除的结果相差不大,但误差扣除法仍可在一定程度上改善模拟效果。对于计算精度差的格式,如经典中央差格式,在无误差扣除时计算不稳定,得不到模拟结果,进行误差扣除后,从根本上提高了其计算精度,因而也提高了计算的稳定性,达到了较满意的模拟效果。而且与其它格式的模拟结果相当接近。本文提出的误差扣除法可同时用于格点模式和谱模式。

• 一种同时修正模式方程中参数的变分同化方案──基于Lorentz系统的研究
• 郜吉东;丑纪范;佘军
• 1995 Vol. 14 (1): 10-18. 
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• 本文用Lorentz系统作了共轭变分同化的数值试验。结果表明,随着方程中误差的增加,变分同化的效果会越来越差,直到所作的预报试验无任何意义。在做变分同化时,对模式参数同时进行了反演,即在求得最佳初值的同时对模式方程中的一些系数也进行了某些修正,使得基于Lorentz系统所做的预报效果大大提高。

• 葛州坝、唐乃亥径流量的时变特征分析
• 马柱国
• 1995 Vol. 14 (1): 19-27. 
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• 本文利用葛州坝、唐乃亥的月平均径流量资料分析了长江、黄河的径流量时变特征。结果表明：葛州坝和唐乃亥的径流量存在明显的丰、枯交替的周期性变化,但葛州坝、唐乃亥的周期性变化各有所不同。唐乃亥径流量存在7.4年和18.5年的显著周期,而葛州坝径流量存在15.14年和7.07年的显著周期;唐乃亥径流量的持续(距平符号不变)时间较葛州坝径流量的持续时间长,而葛州坝径流量月变率比唐乃亥的月变率小;葛州坝的多年月平均值呈单位型,而唐乃亥径流量的多年月平均值呈双峰型。这种双峰型与西太平洋副热带高压的活动密切相关。最后,通过分析唐乃亥径流量与前期地温场的关系发现,丰水段与前期高地温对应,枯水段和前期低地温对应。

• 云间屏蔽对块状云阵短波辐射参数的影响
• 卞慧生;刘长盛
• 1995 Vol. 14 (1): 28-38. 
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• 本文使用短波辐射传输方程建立分析模式研究规则排列块状云阵的短波辐射参数。模式中考虑了云对地表的遮光、邻近云对地表反射光的遮挡以及云侧面之间、云侧与地表之间的散射与吸收。本模式最大特色是加入了云体间相互屏蔽。这点由于其复杂性而多为以前的研究者所忽略。与不考虑此效应的Bradley ^[1]模式所得结果比较,本模式在太阳天顶角较大时对云阵辐射参数有较大修正,说明计算云体短波辐射参数必须考虑云体间屏蔽效应。文章中还研究了块状云阵短波辐射参数与 μ ₀(太阳高度角的余弦)、 R _s(地表反照率)等因子之间的关系,并与相同厚度平面平行云体短波辐射参数进行了比较。

• 灾害性天气中的地闪特征
• 葛正谟;郭昌明;言穆弘;孟青
• 1995 Vol. 14 (1): 39-46. 
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• 1989和1990两年,北京地区共发生地闪84819次,正闪12961次,正闪比例占15.28%;而1991年发生地闪66123次,正闪17301次,正闪比例占26.16%,超出前两年10%。资料表明,1991年地闪的日分布与前两年有显著的不同,表现为18时最大,08时最小,04时还存在一个次极大;其分布类似于甘肃地区地闪分布,但在其它参数方面也还有一些不同。本文还分析了1991年7月11日的一次冰雹天气过程。资料表明,冰雹云中地闪并不发生在最强回波区,而是在强回波区附近。随着云体的减弱,地闪逐渐向云砧部分转移。在云体中正负地闪分布成集团状。冰雹云发展旺盛期正闪数大于负闪数。在整个云体发展期间地闪随时间的分布不同于无降雹的中尺度系统。在降雹时,平均正闪强度达到极大。

• 双线偏振雷达测量精度的统计分析与降水估测
• 楚荣忠;徐宝祥;贾伟;李小平
• 1995 Vol. 14 (1): 47-54. 
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• 通过对双线偏振雷达1988-1990年一些观测资料的统计分析,我们发现：空间相关系数ρ _V、时序相关系数ρ _T、差示反射率因子Z _DR及其均方差σ _DR各自遵从一定的统计分布规律;σ _DR(dB)与σ _DR之间近似呈线性负相关;选择32对预平均处理取样模型为最佳;当ρ _T＞0.95：预平均样本数为３２时σ _DR可降到0.2dB以下。这些结论为我们提高双线偏振雷达的性能和探讨该系统的气象应用提供了依据。另外,在选择最佳采集方式后,测量精度将不再是区域降水估测误差的重要来源。

• 冬季青藏高原对东移大槽动力影响的研究Ⅲ.模拟试验结果的分析
• 钱正安;焦彦军
• 1995 Vol. 14 (1): 55-66. 
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• 具体分析了本文Ⅱ的模拟试验结果。结果表明,该试验较清楚地再现了青藏高原地形对西风气流的影响,也显示了不同地形、急流的有无、强度和位置以及初始槽强度和基本气流斜压性的强度对东移槽的影响。这些结果有的清楚地再现了过去熟知的或还不很清楚的地形影响事实,有的可为东移槽的预报提供着眼点。

• 青藏高原积雪的分布特征及其对地面反照率的影响
• 韦志刚;吕世华
• 1995 Vol. 14 (1): 67-73. 
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• 通过对1983年7月至1990年6月青藏高原主体58个格点积雪资料进行EOF分析发现,青藏高原主体积雪分布以西部兴都库什山脉、天山山脉以及南部喜马拉雅山脉为主;高原中部唐古拉山脉、北部昆仑山脉和东部巴颜喀拉山脉的积雪相对较少。青藏高原西部、南部的积雪变化与中部、北部和东部的积雪变化趋势存在反位相关系。另外,本文还对积雪对高原地面反照率的影响作了简单分析。

• 人工触发闪电电流测量及特征性分析
• 张义军;刘欣生;陈明理;王才伟
• 1995 Vol. 14 (1): 74-79. 
• 摘要 ( ) PDF (403KB) ( )
• 通过对1993年7月27日的人工触发闪电电流、跨步电压的直接测量结果的分析发现,在正电场下触发的慢型放电过程由连续电流和双极性的电流脉冲过程组成,其放电特性与雷暴的电特性有关。闪电电流最大值为1.2KA,持续时间为25ms,中和电荷量为8.9C。跨步电压与电流的测量结果相一致,是一种间接测量电流的方法。

• 一个改进的汛期降水预报的热力学模式
• 陈泽宇;汤懋苍
• 1995 Vol. 14 (1): 80-89. 
• 摘要 ( ) PDF (632KB) ( )
• 本文在地气系统热平衡方程、土壤热传导方程和G. W. Paltridge关于行星大气等效红外辐射温度参数化公式三个方程的基础上,建立了一个用于汛期(4-9月)降水预报的区域模式。它有效地修正了汤懋苍等提出的"一个长期降水预报的热力学模式"中存在的一些问题。使用最小二乘法拟合得出了方程中的各项系数。系数场的分布进一步证实了作者之一提出的"中国夏季降水分区" ^[8]的合理性。本模式在预报降水极值轴线位置方面具有一定的能力。利用本模式计算了1981-1990年汛期(4-9月)的降水距平,10年平均同号率为50%。通过敏感性试验发现本模式对更深层土壤的热状况很敏感,由此说明在建立长期预报的数值模式时,引入能够描述下垫面内部热传递的方程是很有必要的。

• 中国西北干旱区年降雨量的时空变化
• 田荣湘;高玲;高由禧
• 1995 Vol. 14 (1): 90-95. 
• 摘要 ( ) PDF (379KB) ( )
• 通过对中国西部地区68个站30年年降雨量的分析,把中国西部划分为6个降雨量性质不相关的区。通过对西北3个区的分析,把年降雨量划分为8种不同的空间分布类型。分析表明,控制中国西北干旱区的天气系统主要为西风系统。在过去的30年间,西北干旱区的气候并非都是变得越来越干,不同的地区变化情况不同。

短论

• 天山山区及邻近地区夏季降水的环境场特征与涡度平衡
• 李立
• 1995 Vol. 14 (1): 96-101. 
• 摘要 ( ) PDF (405KB) ( )
• 本文对天山山区及其邻近地区夏季降水过程的环境场特征、水热收支和涡度平衡做了诊断分析。结果表明,降水发生前的环境场有利于降水系统的发展。 Q ₁, Q ₂和涡度平衡在降水发生前与降水期有一定的差异,降水期水热收支中起主要作用的是水平平流项,潜热加热基本上被冷平流所平衡;水汽的水平输送为降水的主要水汽来源,垂直输送也起一定的作用。涡度平衡中主要是水平平流累积的正涡度与散度项制造的负涡度相平衡。与副热带锋区上急流相关的平流非线性作用在水热收支与涡度平衡中占优势。

• 几种下垫面对紫外辐射的反射率
• 陈万隆
• 1995 Vol. 14 (1): 102-106. 
• 摘要 ( ) PDF (333KB) ( )
• 利用EPPLEY紫外辐射仪测量了6种下垫面对紫外辐射的反射率。初步结果是：(1)裸地、水泥地、草地、砂子和黑士的紫外反射率分别为2.4%,6.7%,2.1%,4.2%和6.6%,而新雪的紫外反射率为83.5%。(2)紫外反射率均小于太阳总辐射的反射率,尤其是前5种下垫面。(3)紫外反射率的日变化与太阳总辐射反射率的日变化相似。

经验交流

• 黄土高原上两次低空东北急流大暴雨的诊断分析
• 刘子臣;张健宏
• 1995 Vol. 14 (1): 107-113. 
• 摘要 ( ) PDF (460KB) ( )
• 通过对黄土高原上两次没有低空西南急流参与的区域性大暴雨的分析,发现低空东北急流在两次暴雨中扮演了主要角色,因此,称这类暴雨为东北急流暴雨。与西南急流对比分析后认为,两种急流有很大不同,东北急流具有自己的特点。文章最后给出了东北急流暴雨的三股气流模式。

学术讨论

• 降水性层状云中水凝物粒子的谱分布
• 牛生杰;何珍珍
• 1995 Vol. 14 (1): 114-120. 
• 摘要 ( ) PDF (395KB) ( )
• 本文对泰山和新安江等地层养云的一些云滴谱和雨滴谱进行了计算。对小云、滴、大云滴和雨滴谱的谱分布用同一种形式的分布密度函数 N= AN ₀exp(- ad+ bd ²- cd ³)来表示。观测和计算的谱分布吻合得较好,其相关系数均大于0.93,显著性水平α=0.001。计算得到的平均直径、平均立方根直径、含水量和总浓度等与观测值也都比较吻合,说明本文给出的云中水凝物粒子谱分布有一定的代表性。

• 消雷器电晕电流的测量和理论分析
• 言穆弘;张义军;华贵义
• 1995 Vol. 14 (1): 121-128. 
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• 迄今为止, "消雷器" 产生的电晕电流及其"消雷" 机理尚有争论. 本文利用一种"消雷器"实侧电晕电流和电场强度, 并根据一次闪电后地面电场恢复特征, 从理论上估算了恢复时段内电晕电流密度. 结果表明, 即使在电场恢复到较为稳定的时刻, 测量值仍比理论值约大一个量级, 而理论值和地面自然尖端产生的电晕电流在量级上相当. "消雷器"产生的电晕电流不会高于自然尖端的作用. 此外, "消雷器" 结构(强局地表面电场、较大电晕有效面积)对空间电场的徽小变化起了放大作用, 从而增大了电晕电流测量值中位移电流成份. 因此,电晕电流在"消雷"机理中的作用不足为证。