近十年来国家气象中心业务客观分析技术介绍

文章介绍了1980年以来国家气象中心客观分析进展情况，及前后用于业务的3个客观分析方案，并进行了比较。文章认为，近十年来国家气象中心业务客观分析取得了令人满意的进展，为国家气象中心数值预报系统建立和业务化作出了应有的贡献。分析结果还提供给各地气象台站业务和科研使用。     

中央气象台探空资料客观分析业务系统的研究与实现

研发了基于Cressman线性插值方法的探空资料客观分析业务系统。针对客观分析在业务工作中的问题,提出几种解决方法：①提出了在观测场中找出可疑站点的检测算法,避免了可疑观测值对分析场的影响;②通过对分析的等值线进行后处理操作,做到分析结果与观测数据一致,不增加或者漏掉高低值中心;③提出了对分析场进行自适应平滑处理的方法,即保留了小面积高低值中心,又提高了等值线的光滑与美观程度。试验结果显示：使用该方法得到的探空资料客观分析结果与观测数据较一致,在等值线的光滑程度上接近预报员的手工分析结果,从而证明了本文所提方法的可行性和有效性。     

中期数值模式客观分析质量评估

通过多种方法对不同分辨率中期数值模式客观分析结果进行诊断分析,考查国家气象中心不同版本模式分析同国际优质版本在分析质量上存在的差异。结果表明,国家气象中心中期数值模式客观分析结果同ＥＣＭＷＦ优质版本相比,差异显著地域为：高纬度近极区、我国青藏高原大地形区和太平洋地区。另外,由于模式分辨率的提升,升级版本Ｔ１０６模式比Ｔ６３模式客观分析质量有明显改进。     

MOMS 中尺度模式的多元最优插值客观分析方法

数值预报模式的预报结果与初始值关系较为密切。因此改善初始场的客观分析效果，是提高预报准确率的一个重要方面。该文针对MOMS中尺度模式的特点，研究设计了多元最优插值客观分析方法。采用T42模式预报结果作为初估值，在测站的选择、记录的订正、测站资料补缺等诸方面都考虑了中尺度模式的特点。该客观分析方案为中尺度数值天气预报及诊断分析提供了较好的初值，对提高中尺度模式的预报效果起到了较好的作用。     

一种新的平面插值方法

一、前言众所周知,气象要素场的客观分析,对于现代气象学的发展起着至关重要的作用。其分析结果的精确度,主要取决于插值方法。如何将不规则测站上的气象要素值合理地内插到规则的网略点上,是做好客观分析的重要保证。Gustafsson(1984)在回顾客观分析     

客观和主观降水概率预报:一些相互关系的统计分析

本文提出有关客观和主观降水概率预报之间相互关系的两个具体问题:主观预报是否包括客观预报未包括的信息?主观预报是否充分利用了客观预报?关于第一个问题,11年以上的资料分析说明,主观降水概率预报包括的信息超过客观降水概率预报所包括的信息。本研究中研究了包括地理区、预报时效和季节的所有组合。对于较长的预报时效来说,这一结论似乎与早期研究结果矛盾。在早期研究中,这两种降水概率预报是用集合技能评分作比较的。关于第二个问题,统计结果说明主观预报一般不能充分利用客观预报的信息。然而,从统计意义来说,后者的结果不象与第一个问题有关的结果强;此外该结果说明主要是在气候概率(即0.10—0.40)附近能较充分利用客观预报。这一结果说明,在做降水概率预报时结合客观和主观预报用更多信息量也许是可能的。     

不同初值对台风路径预报的影响

统计及数值模式客观预报已作为当今发布要素预报的重要参考依据,而制作客观预报的基础是初始资料及初始场的分析。气象场的客观分析方法有很多种,主要的有多项式插值法、遂次订正法、变分技术法、特征函数展开法,和统计插值法等。对于客观分析结果的一些特征近年来曾有过不少的研究。例如,对于美国国家气象中心的Hough函数业务客观分析(特征函数展开法的一种)的研究发     

曲面拟合客观分析方法中的滤波特性

在一般区域上使用曲面拟合的方法进行客观分析时，所得的客观分析场具有良好的低通滤波效果。通过对比分析发现，使用曲面拟合的客观分析方法，其滤波结果能够较好地体现出中尺度环流系统与实际天气的对应关系。     

客观分析和四维同化——站在新世纪的回望 (Ⅰ)客观分析概念辨析

该文专论客观分析的概念。从大家熟悉的名词“分析”入手 ,给客观分析下一个相当精确的定义。介绍了客观分析定义的历史演变 ,同时发表了对这些定义的评论。阐述了客观分析乃是应数值预报的需要而诞生 ,但又有独立于数值预报的多种用途。辨析了客观分析同数值预报的初值、插值和四维同化的关系。强调了客观分析的重要性 ,希望以此能稍稍改变国内看重模式研究、轻视分析工作的不正确观念。     

Windows下二维气象绘图软件——客观分析诊断图形系统

客观分析诊断图形系统是一款操作界面友好的二维气象绘图软件，它运行于微软Windows操作系统下，具有多种数据接口，能够绘制等值线、流线、矢量、多种投影地图及不规则数据分布图等多种图形。客观分析诊断图形系统还能够对气象地面、探空数据进行客观分析诊断，并能根据用户所选择气压层、变量由客观分析诊断的结果绘制相应图形。     

STUDY ON THE STABILITY STRUCTURE OF SYNOPTIC SCALE SYSTEMS,THE BIFURCATION OF PHASE PATH CHARACTERISTICS AND THE INFLUENCE OF THE TIME-OSCILLATION OF HEAT SOURCE

This paper discusses the stability structure and the bifurcation of phase path characteristics of synoptic scale system.The analytic results show that the catastrophe of the synoptic scale disturbance may be caused by the nonlinear effects of barotropic and baroclinic instability and advection of ambient large-scale flow.Also,foregoing nonlinear effects on the speed of development and decay of the system are presented in the processes deviating from or approaching to equilibrium state.It has been found that there is a resonance phenomenon between the time-oscillation of heat source and the atmospheric disturbance.     

非线性气候振荡模型的渐近解

A class of nonlinear global climate oscillation models is considered. Using perturbation theory and its methods, solutions to the asymptotic expansions of some related problems are constructed. These asymptotic expansions of the solutions for the original problem possess a higher approximation. The perturbed asymptotic method is an analytic method. Citation: Lin, Y. H., W. T. Lin, and J. Q. Mo, 2008: Asymptotic solutions to a nonlinear climate oscillation model, Atmos. Oceanic Sci. Lett., 1, 40-44     

小波网络方法用于时间序列分析中非线性模型的研究

把小波网络方法用于时间序列分析中非线性模型，利用小波网络的非线性逼近能力，构造一个非线性函数，并对温度资料进行处理，得到了较好的拟合效果。     

单多普勒雷达径向风场反演散度场的一种新方法

为利用多普勒雷达的径向风速获得实际风场的信息,提出了一种由单多普勒雷达径向风场反演水平散度场的新方法。在二维平面内,以某个探测点为中心,建立一个分析面,在假设风场呈线性变化的前提下,直接由径向风速推导出此探测点的散度值。并对几种典型理想风场的散度场进行了反演试验,试验结果表明,反演的散度场与分析的散度场比较一致。并对反演场与分析场之间的差别进行了讨论。     

一类大气运动的结构及存在条件

采用相平面法,在不引进ｋｄｖ方程的情况下求解了无摩擦条件的ｐ坐标大气运动方程组,分析了所求各解表征的大气运动结构及其存在条件、移动特点。结果表明,处于发展初期的弱高压或弱低压系统,其存在条件、移动状况、结构特点受大气静力稳定度、凝结潜热加热、感热加热等作用的共同影响。     

非线性风场的VAD分析初探

本文对非线性风场的 VAD技术 ,从理论上进行了比较详细的分析 ,并对非线性风场中的非线性判断、非线性模型建立以及提取测站上空风向风速做了讨论。分析表明 ,均方根误差 RMS可作为风场线性与否的判据 ,若用二阶及其以下谐波拟合 ,且拟合 RMS<1.5 m/ s,则认为该风场为线性 ,否则为非线性 ;而且RMS≤ 1.5 m/ s可以用来确定该非线性风场多项式描述的程度 ,这样从雷达距离较远的非线性风场得到的测站上空水平风风向风速与准确值有较好的一致性     

城市化发展对南京城市增温的影响分析

利用层次分析法和非线性拟合法,分析了南京市1980—2006年城市化进程,并选取了年平均最高、最低气温和年平均气温为研究对象,分别探讨了城市化与城市化增温的影响关系。在此基础上,建立了城市化效应与温度变化的线性模型,进一步分析了城市化效应对城市增温的影响程度。结果表明,1980—2006年南京城市化进程对城市化增温影响关系显著,城市化与增温呈显著相关;城市化对年平均最低气温的影响最为明显,对年平均气温的影响次之,对年平均最高气温的影响最小;1981—1998年城市化效应对城市增温的影响远远小于区域气候的影响,但1998—2006年前者的影响程度大于后者,增温率将近为后者的2倍。这说明,近年来南京市人类活动造成的温度变化已超过自然因素造成的变化,城市化增温趋势呈现出的阶段性特征与南京市城市化进程的特点相吻合。     

具有凝结加热反馈的对称不稳定的解析研究

本文采用非地转非静力条件下存在对流凝结加热反馈的Boussinesq方程组,借用Emanuel(1982)的Wave-CISK方案来考虑凝结反馈作用,并应用Green函数方法和Fourier方法,求得了任意加热廓线时对称不稳定的流函数的解析表达式及其频散关系。本文还对取某些特定的加热廓线时的情况进行了讨论。      

统计-动力相结合的相似误差订正法

根据大气相似性原理,提出了利用历史资料的相似信息估计模式误差的反问题,并发展了一种相似误差订正(ACE)方法。该方法将统计和动力两种方法有机结合,在不改变现有数值预报模式的前提下,既充分利用了动力学发展的成就,又能够有效提取大量历史资料中的相似信息,达到减小模式误差、改进当前预报的目的。而且,ACE方法能够针对当前预报的特殊性来区分所利用过去资料的特殊性,提取历史相似信息间接求解反问题。定性分析表明,ACE方法与以往相似-动力模式原理是等价的,但无需重新建立复杂的相似离差预报模式,更具可行性和业务应用前景。在理想化的极限情形下,当数值模式或历史相似完全准确时,ACE方法的预报结果将分别蜕变为动力或统计学方法的预报结果。     

大气非线性波动方程的解

本文从非线性大气运动方程出发,用比较简洁的方法,求得了大气非线性惯性波、非线性重力内波和非线性Rossby波的周期解,这些解反映了非线性大气波动的特色。分析指出:对有限振幅的惯性波和重力内波,振幅大的波传播越快,而有限振福的非线性Rossby波,振幅大、波长长的波传播越慢;本文还分析了这些解的某些可能的实际意义。 这些非线性波的研究提供了解非线性方程的新的途径,而且,它可以与大家熟悉的线性波动进行比较。对于天气预报和大气湍流的研究都有一定的意义。