气候极值推断的不确定性及其置信区间初步探讨

提出了气候极值推断的不确定性问题.并以中国156个测站为例着重探讨了广义极值(GEV)分布模式的分位数估计的标准误差对气候极值不确定性的重要影响,评估了极值分位数的置信区间及其在地域上的分布特征.数值试验表明,样本容量(n)大小是影响广义极值的分位数标准误差的最主要因素,而随着重现期加长(概率愈小)其分位数的标准误差必然增大,因此,直接影响了置信区间——即估计的可信度.     

极值统计理论的进展及其在气候变化研究中的应用

着重论述极值统计分布在极端天气气候事件和重大工程设计中的重要意义,综述该领域国内外研究进展。例如,基于超门限峰值法（POT）的广义帕累托分布（GPD)和基于单元极大值法（BM）的广义极值分布（GEV）及其参数间的理论关系;采用极值分布模型与多状态一阶Markov链相结合构建降尺度模型模拟局地极端降水事件,推算一定重现期的极端降水量的分位数;探讨极值分布模型分位数估计误差问题,多维极值分布理论及其应用等问题。     

诊断天气气候时间序列极值特征的一种新方法

将平稳过程的交叉理论用于天气气候极值分析,提出了一种诊断天气气候时间序列极值特征量的新方法,在正态假设下,推证出天气气候记录中,极值出现频数、持续时间和等待时间的估计公式,论证了极值出现频数与其频谱结构的对应关系及其相互推算方法.实例应用表明,其理论计算值与实测值相当一致,这种方法对于气候变化诊断与预测和天气预报具有很强的实用价值.     

锋面假相当位温图和它对中国寒潮冷锋上界变化分析的应用

本文提出了锋面假相当位温(θ_(se))图作为分析锋面的一种工具.根据个案例子的锋面上界 θ_(se)图分析,发现锋上 θ_(se)还不是均一的,并且它的极值随时间有着相当可观的变化.本文讨论了这结果,指出这表明锋面不是一个简单地总是由同一物质总组成的物质面,而是在锋前锋后连续不断的经历着锋生锋消过程,有着它自己的新陈代谢的一种构造.最后讨论了这些事实在锋面分析和数值预报上的意义.     

伴随方程在水汽资料四维同化中的应用I.理论

由于水汽相变等过程为快过程,再考虑到水汽观测误差不服从正态分布,可以认为将水汽资料与其他观测误差进行正态分布的气象资料联合同化是一种不合适的方法.故应单独对水汽资料进行同化.在下边界为第三类边界条件下,推导了适合于数值天气预报的水汽方程的伴随方程;利用目标函数的极值性,得出了水汽的四维资料同化问题的伴随算法;证明了目标函数给出的极值点为最小值点,且是惟一的.     

中国近海大风极值计算方法研究

讨论了中国近海（渤、黄、东、南海）开阔洋面上求算不同重现期大风极值的资料和方法。在没有定点连续气象观测条件下，综合分析现有岛屿站观测、台风记录、船舶报告、数值模式计算风速，分别组成年大风极值序列，使用多种分布模型拟合大风序列，通过检验选定最佳取值。研究结果表明，在拟合各类大风序列时，三参数Ｗｅｉｂｕｌｌ分布显示较强的适用性；而由波浪谱模式和台风风场模式计算风速组成的序列求取不同重现期大风极值，计算结果稳定，气候分布合理。     

台风过程数值模拟中4种初值化方案对比分析

了解、比较并改善各种Bogus技术,对台风数值模拟和数值预报具有重要意义.介绍了4种不同的台风初值化方案:基于四维变分资料同化原理的BDA方案、MM5模式附带的Bogus方案、王国民的Bogus方案,以及广州热带海洋所业务上曾使用的Bogus方案,具体台风个例,对这几种方案在台风数值模拟中所起的作用,进行对比讨论.数值...     

关于自动气象站仪器校准期间数据处理方法的几点讨论

依据《地面气象观测规范》和《〈地面气象观测规范〉技术问题综合解答(第1号)》,同时参考自动气象站工作原理,兼顾合理性原则,对自动站仪器校准导致的异常定时记录、分钟数据、累计值和极值的处理,传感器适应环境阶段记录的处理,报表有关备注及受影响数据实时处理等比较容易引起争议问题进行讨论,提出具体处理方法,供台站在处理类似问题时参考。     

夏季青藏高原低涡的切向流场及波动特征分析

从大气动力学原理出发,将高原低涡视为受热源强迫的边界层内涡旋,建立了柱坐标下满足梯度风平衡的低涡控制方程组,分析高原低涡切向流场的基本特征.在此基础上,通过求解线性化涡旋模式,得出高原低涡中各类波动的频散关系及其特征,同时定性讨论了热力作用对混合波动的影响以及混合波动与高原低涡流场特征的联系.使用中尺度数值模式WRF分...     

适应性观测研究现状和展望

适应性观测是指为了有针对性地提高高影响天气数值预报的质量,在已有观测系统基础上对特定敏感区域/特定时段进行补充性加强观测。十多年来,这种旨在提高数值预报质量的新策略在国际上引起高度重视,成功开展了多个系列外场观测试验,并在适应性观测敏感区识别方法的发展和适应性观测资料同化后对数值预报质量影响的定量评估等方面均取得了重要的研究成果。文中简述了适应性观测问题及其目的,着重分析和总结了目标敏感区识别方法及其特点和适应性观测对数值预报质量的影响等方面的研究进展,并讨论了适应性观测资料改进未来数值预报质量需要解决的关键科学问题。     

城市热环境发展及缓解方案研究综述

城市热环境问题日益严重,通过对已有热环境的研究结果进行分析,进而探讨改善热环境的相应措施具有重要实践意义.从城市热环境的影响因子、观测方法、研究手段、降温原理以及降温效果等方面对城市热环境的发展和缓解进行总结.深入分析当前主要的研究手段和缓解措施,包括遥感技术和数值模拟的使用,绿色屋顶、绿色建材、城市灌溉、城市结构、通...     

直击雷防护相关问题探讨

运用数学推导的方法,对多支不等高避雷针保护范围的计算方法进行了探讨,提出了用数学方法解决这一问题的思路,为编写计算机程序解决这一难题提供了理论依据。这一问题的解决关键是建立一个数学模型,求解出由3支不等高避雷针的针尖所托起的虚拟的滚球的空间位置。因为针尖的空间位置是已知的,所以可以由几何学的相关知识建立一个三元二次方程组,通过解这个方程组的方法来求解避雷针的保护范围。另外,还对用滚球法的理论来计算避雷带的安装高度作了简要分析。     

气象预报的方法与不确定性

根据历史上有关气象的文字记载,结合大气科学发展的历史和现状,以深入浅出的方式回顾了气象预报制作方法的变更与发展.概述了当前业务预报的水平和相关研究的主要进展.针对数值预报,讨论了导致气象预报结果不确定性的主要原因.并通过介绍集合预报,对公众应当如何理解和使用预报产品提出了看法.     

CFD方法在街巷气象场模拟和预测中的应用

为开发建立米级分辨率的城市街巷气象场模拟预测方案，以PHOENICS为例介绍了计算流体力学（CFD）方法的原理，讨论了该方法应用于街巷气象要素数值计算的可行性。提出了一种基于CFD模型与高分辨率数值天气预报模式嵌套的街渠气象场模拟预测方案，并对边界嵌套问题作了多种敏感性分析，表明嵌套对街渠气象场计算具有必要性和可行性；另外，还讨论了分辨率对计算结果和计算耗时的影响；最后，用实例介绍了本方案的应用，并讨论了本方法的应用前景。     

Principles of quality control of upper-air sounding datasets

Basic principles of the quality control of aerological data are formulated. These principles are assumed as a basis for the procedure of the control of archival and current data of upper-air sounding at All-Russian Research Institute of Hydrometeorological Information-World Data Center including the section of aerological information of the Russian State Fund. It is demonstrated that the only possible way to solve a problem of creation of historical high-resolution global datasets is the use of the method of complex (multicomponent) quality control.     

Numerical Simulation Experiment of Land Surface Physical Processes and Local Climate Effect in Forest Underlying Surface

Based on the basic principles of atmospheric boundary layer and plant canopy micrometeorology, a forest underlying surface land surface physical process model and a two-dimensional atmospheric boundary layer numerical model are developed and numerical simulation experiments of biosphere and physiological processes of vegetation and soil volumetric water content have been done on land surface processes with local climate effect. The numerical simulation results are in good agreement with realistic observations, which can be used to obtain reasonable simulations for diurnal variations of canopy temperature, air temperature in canopy, ground surface temperature, and temporal and spatial distributions of potential temperature and vertical wind velocity as well as relative humidity and turbulence exchange coefficient over non-homogeneous underlying surfaces. It indicates that the model developed can be used to study the interaction between land surface process and atmospheric boundary layer over various underlying surfaces and can be extended to local climate studies. This work will settle a solid foundation for coupling climate models with the biosphere.     

数值天气预报———另类途径的必要性和可行性

通过讨论省 (甚至地、市) 气象部门要不要开展数值天气预报工作的问题, 认为不是所有的地方都要开展, 只是那些希望搞科研型业务、迫切要求提高当地高影响天气的预报准确率的地方要开展。对于如何开展的问题, 提出不是去重复类似于主流途径的做法, 而是开辟另类途径, 并阐述了另类途径的内容、方法和意义。强调开展另类途径无需构建模式 (这是非常困难的工作), 只需运转现成的模式, 借助所关心的现象的历史数据来改造现成模式, 使之本地化, 是完全可行的。     

中尺度扰动不稳定的数值研究

利用一个二维Boussinesq流体的绝热无粘非静力数值模式,将中尺度不稳定问题作为一个初值问题进行数值研究.线性情况下数值试验的结果基本与采用特征值方法研究得到的结论一致.非线性情况的数值试验表明,其不稳定发生的范围可与线性情况不一致;非线性不稳定的增长率一般较线性不稳定的增长率要小;非线性作用会造成波型的陡凸,从而造成流函数正负环流的不对称和环流流线的密集;非线性情形下的流型有些与强对流系统的流型相像.     

论过去资料在数值天气预报中使用的理论和方法

对中国气象学家在数值天气预报中使用过去实况演变资料的理论和方法作卫概要性总结,其中不仅讨论了近期实况演变资料的应用,还了积累数十年的历史资料的应用问题。文中强调要改变对数值预报问题的提法,回顾了由初值问题改为演变问题,再改为反问题的历史。     

如何在LINUX下并行运行数值模式

针对运行数值模式的目的，着重介绍Linux系统的安装、编译和并行环境的建立，以及相关软件的编译安装。所用软件都可以通过Internet网获得，十分适合基层台站建立并行计算机系统，解决计算机资源和实际业务发展的矛盾，为精细化预报提供基础，同时也适合科学研究。