一个改进的T42L10谱模式及其在月预报中的应用

将一个改进的 T42L10月长期数值预报谱模式,与(国家气象中心引进的)原 T42L9谱模式进行了比较.该模式改进和提高了在σ面上模式初值的精度;在辐射计算中,用模式的预报水汽场和模式诊断云代替原模式(T42L9)中的气候纬向平均水汽场和云,并考虑了由于大地形作用对云的影响;采用了七层谱模式中对低纬的改进预报方法(如对水平扩散过程),以改进T42L10在低纬的月预报结果;考虑了海温及下垫面状态在月预报中随预报时效的变化.用改进的 T42L10谱模式对1992年4月、6月、7月、9月作月长期数值预报试验.试验表明,500hPa 高度月预报平均的 R 值(倾向相关系数)在中高纬和低纬地区分别为0.76和0.64;模式预报的均方根误差月平均比对应的持续性误差小.     

地形作用对月际长期数值预报效果的影响

利用改进的Ｔ４２Ｌ１０月长期数值预报谱模式，以１９９２年８月３１日国家气象中心日常客观分析资料为初始场，在模式中分别就考虑和不考虑地形两种情形对当所９月北半球环流形势进行了模拟预报，并对比分析研究了地形作用对月际长期数值预报效果的影响。改进的Ｔ４２Ｌ１０谱模式考虑了较完整的物理过程，同时具有以下特点：（１）非线性平衡方程初值化和σ面上模式初值精度的提高；（２）改进了模诊断云和模式水汽场方法；（３）     

不同的大气云模式对月预报影响的数值试验

所用的 T42L10月长期数值预报谱模式采用了模式诊断云方案,在辐射计算中,用模式的预报水汽场和模式诊断云代替原民T42L9中的气候纬向平均水汽场和云,模式诊断云计算中还考虑了大地形作用对云的影响.本文利用国家气象中心1992年8月31日的客观分析资料为初始场,进行30天长期数值预报,对比研究了这两种不同的云模式对月际数值预报的影响.模式诊断云方案的预报明显优于气候云方案,采用模式诊断云预报的500hPa 高度场月平均的倾向相关系数有所提高,月平均预报误差减少.模式诊断云方案的预报误差低于对应的持续性误差.模式诊断云方法由于考虑了在预报时间内云分布的时间和空间变化,提高了模式中的辐射计算精度,从而改进模式中的云、辐射作用,克服由于气候云方法所出现的预报偏差,较显著地改善月际数值预报效果.     

牛顿松弛方法的初值化与试验比较

本文采用一个有限区域数值预报模式，在平衡风和实测风初值的基础上引进和试验了牛顿松弛方法，并同单纯的平衡风初值及实测风初值作了比较，结果发现方法对初始场及总体预报结果均有明显改进。     

四川盆地暴雨对初值敏感性的模拟研究

本文基于区域暴雨数值预报模式AREM,针对2007年7月发生在四川地区的多次强降水过程进行数值试验,检验了NCEP和站点资料(STN)初始分析场资料预报结果,发现由于台站资料稀少,NCEP资料在四川地区的评分较高。讨论了四川盆地降水对初值的高度敏感性,揭示了四川盆地降水对初值中各个物理量场的不同敏感性,其中,降水对初值中湿度场的响应最为显著。初值不仅决定着降水的范围和强度,还对降水的发生时间产生明显影响。      

P一σ全球模式的月尺度动力延伸预报试验

用P-σ混合坐标系原始方程模式(Nju-PσM),以观测的瞬时气象要素场作为模式初始场,作了24个月动力延伸预报试验.利用距平符号一致率(P)、距平相关系数(AC)和均方根误差(RMS)对预报结果进行了评估和分析.试验表明Nju-PσM对月平均环流有一定的预报能力,气候漂移订正和预报结果的线性、抛物线型两种合成方法都对预报效果有明显的改进.把动力延伸预报与年际和月际持续性预报进行对比后,表明动力预报结果的各项评估分均为最高.预报场和实况场的空间滤波和经验正交函数(EOF)分析表明,模式对大尺度天气系统的预报能力较强,而对较小尺度天气系统的预报能力则差一些.     

海温对月平均环流影响的数值试验

利用 T42L9全球谱模式,在相同初始场的条件下,将不同的 SST 作为外强迫源输入模式,其一个月延伸预报的结果表明,SST 的变化对第三旬的环流预报影响比较大,但对于不同的初值其影响是不同的,对于比较稳定的初值,不同的海温场对月平均环流的影响较小;而对于不稳定的初始场,则影响较大.同时指出了500hPa 高度预报场的均方根误差的增长在中纬度主要与大气中的斜压不稳定有关,如果斜压不稳定度大,则误差随时间增长快;斜压不稳定度小,情况则相反.     

四川盆地暴雨对初值敏感性的模拟研究

本文基于区域暴雨数值预报模式AREM,针对2007年7月发生在四川地区的多次强降水过程进行数值试验,检验了NCEP和站点资料（STN）初始分析场资料预报结果,发现由于台站资料稀少,NCEP资料在四川地区的评分较高。讨论了四川盆地降水对初值的高度敏感性,揭示了四川盆地降水对初值中各个物理量场的不同敏感性,其中,降水对初值中湿度场的响应最为显著。初值不仅决定着降水的范围和强度,还对降水的发生时间产生明显影响。     

2003年汛期淮河流域降水的集合预测试验研究

利用并行化全球中期数值预报模式MPGM,对2003年夏季淮河流域特大降水作了集合预报试验。试验中提出一种繁殖循环初始扰动生成方法,产生9个集合成员的初值场,利用该初值集合对这次降水过程进行了集合模拟,然后对集合预报试验的结果同对照试验进行了对比分析,并对降水期间的物理量场及降水情况的模拟结果进行了分析。结果表明:集合预报试验的结果优于不加扰动的对照试验的结果,说明集合预报技术在一定程度上能够减小甚至消除数值预报中的不确定性,提高数值预报的精度;集合预报试验较好地模拟出了降水期间的物理量场与天气形势,并对此次降水情况作了较好的预报,可以对降水预报提供有益的参考。     

变分质量控制在区域GRAPES-3DVAR中的应用研究

观测资料的质量控制是数值预报系统中不可缺少的重要组成部分.质量控制方案的好坏影响到数值预报分析系统中观测资料的使用,影响数值模式初始分析场的效果,还直接影响模式预报的结果.本文将变分质量控制方案应用于我国的区域GRAPES三维变分(3DVAR)同化系统中,改善了该系统分析与预报效果,并对2009年7月2日00:00(北京时)-3日00:00发生在我国南方的一次暴雨过程进行了数值模拟试验及2009年夏季(6-8月)3个月的连续试验.个例试验和连续试验结果均表明,应用变分质量控制后的分析结果更加合理.尽管对高度场和风场的分析结果改变不显著,但湿度场的分析结果得到改善,水汽输送强度得到调整,更加合理且接近实况;对预报模式初值的改善具有积极意义.同时也提高了模式对降水落区、强度的预报能力.     

气象场相关结构对EOFs展开稳定性的影响

本文从矩阵扰动理论出发,提出利用矩阵的范数(norm)作为度量气象场随机扰动的稳定性指标,并由此间接推估EOFs展开的稳定性。经理论论证、数值试验和实例计算表明,气象场的相关性越好,达到稳定相关结构所需样本越小,由此得到的EOFs稳定性也越好,反之则不然。上述规律又直接受样本大小n和站点数目p的影响。对于不同的气象场来说,达到稳定EOFs的样本临界值不同,必须警惕EOFs展开有可能不是稳定的。     

稻田轮作系统的减灾效应研究

1998年冬～2003年秋,在江西农业大学科技园水稻田进行了轮作系统的减灾效应试验.试验结果表明,稻田轮作系统能较好地减少病、虫、草害.其中轮作处理B(紫云英“接茬“玉米“间作“大豆“接茬“晚稻)、处理C(黑麦草“接茬“中稻)、处理D(黑麦草“接茬“早稻“接茬“晚稻)比连作处理A(紫云英“接茬“早稻“接茬“晚稻),在病、虫、草害方面都有不同程度地减少.对比分析折产后作物的生物产量可以发现,轮作处理D最高,达13 686 kg/hm,比连作处理A高6.7%.     

地面电晕离子对空中引雷始发过程的影响

利用已建立的“地面电晕离子的演化模式”对甘肃省平凉地区一次雷暴过程的空中电荷密度和环境电场的演化情况进行了模拟,发现地面尖端产生的电晕离子如果不被俘获便可在１ｍｉｎ左右内到达５００ｍ的高度上。对空中引雷火箭发射前的空中电场分析表明,引雷成功的关键除有足够长的导线以使导线两端的电场产生畸变外,另一个重要的条件是火箭－导线系统顶端能处于强的环境电场中以满足顶部流光的产生和持续传输。另外,低空较强的环境电场对火箭－导线系统下端下行流光的发展和空气间隙的击穿有重要的促进作用。一次空中引雷触发高度上的电场大于５０．０ｋＶ／ｍ,火箭－导线系统下行正流光持续传输的电场值为１９．０ｋＶ／ｍ,放电过程首先起始于火箭－导线系统下端正流光的产生。根据多年的实验资料,建议实际引雷试验时,以５００ｍ高度上的电场为参考来决定火箭的发射时刻,北方雷暴大于５０ｋＶ／ｍ,南方雷暴大于２５ｋＶ／ｍ。     

地面热源强迫对青藏高原低涡作用的动力学分析

将一类暖性青藏高原低涡考虑为受加热和摩擦强迫作用并满足热成风平衡的轴对称涡旋系统，给定符合高原地面加热特点的加热分布函数，通过求解简化后的柱坐标系中的涡旋模式，得到了低涡对应的流函数、水平流场、水平散度场和垂直运动场的解析解，分析了地面热源对高原低涡流场结构的作用，给出了高原低涡眼壁内、外侧以及不同高度上的水平流场、水平散度场和垂直流场的结构特征，对影响低涡生成的主要因子进行了讨论。研究结果揭示了地面热源强迫对高原低涡的形成及结构特征的重要作用。     

闽东一次暴雨过程的数值模拟和诊断分析

用中尺度数值模式MM5对发生在闽东的一次暴雨天气过程进行了数值模拟,并利用模式输出的较高时空分辨率的结果对有关物理量进行诊断分析。结果表明:中尺度低涡是本次暴雨过程的主要影响系统之一,低涡的时空演变特征与暴雨中心的移动和雨强的变化相一致。对风场的试验结果表明:高低空急流不仅为暴雨的形成提供了充沛的水汽条件,而且也是暴雨产生的一种重要的触发机制。     

沂蒙南部山区冬季大气边界层风、温场结构特征研究

利用现场低空探测所获得的实测资料,分析了沂蒙南部山区冬季大气边界层内的风、温场垂直分布特征以及随时间的演变特征。     

热带气旋对香港地区臭氧污染影响的初步研究

利用1998—2008年所有西北太平洋海域生成的264个热带气旋资料、香港地区11个环境监测站点的地面臭氧(O3)小时浓度数据，研究热带气旋对香港地区臭氧污染的影响。分析表明当西北太平洋有热带气旋活动时，香港地区地面O3浓度均有不同程度增大，且半数以上造成香港地区O3高污染；热带气旋对香港地区O3污染的影响程度与气旋强度相关，且有显著的季节变化特征。运用SPSS软件进行轨迹聚类分析，将热带气旋分为四种类型，并对香港地区O3污染影响的进一步分析发现，西行或转向登陆型和近大陆转向不登陆型是最易引起香港地区O3高污染的两类热带气旋，二者平均影响程度大体相当；热带气旋中心位于台湾岛东北部洋面及巴士海峡附近时，香港地区O3浓度最易出现极大值。物理量场和对气团后向轨迹的条件概率场分析表明，热带气旋期间偏北到东北气流的水平输送以及下沉气流的局地积聚作用造成香港地区O3地面浓度显著增加。     

青藏高原东北侧一次MCC环境流场特征分析

对１９９１年７月２８日青藏高原东北侧发生的一次中尺度对流复合体天气过程进行了环境和要素场分析，给出该类天气过程预报提示。     

青藏高原腹地1985年雪灾成因分析

分析了１９８５年１０月青藏高原腹地一次特大雪灾的地面气象要素场及卫星辐射场特征,并对生成重雪灾的原因进行了初步探讨。结果表明：此次雪灾的范围与过程,降水量≥８ｍｍ与积雪深度≥５ｃｍ的范围基本一致,雪盖的后延冷却效应较强,持续时间近５个月;卫星辐射资料的分析计算结果表明,地气系统净辐射收支中行星以照率起入导作用。１１月积雪中心区域各因子均达极值－行星反照率距平高达１６％,ＯＬＲ距平值减小－１４．６Ｗ