农田小气候自动观测系统效能评估

介绍了架设于稻田的农田小气候自动观测系统,并采用气象站数据与该系统采集的气象数据进行对比,分析该系统的实用性,且构建数据到报率、数据可靠率等指标对系统稳定性和可靠性进行评估.结果表明:该系统可为农业防灾减灾提供高精度的农田小气候信息,实用性强;数据到报率达94.5％以上,系统运行稳定;数据格式错误和数据异常时次少,数据可靠率达85.2％以上;雷电灾害是影响系统稳定性、可靠性最主要的因素.农业气象自动化观测系统总体效能较好,在农业气象研究和服务中具有明显优势.     

中国地区云对地-气系统辐射强迫温度效应的气候研究

文中利用地球辐射平衡试验 (ERBE)和国际卫星云气候计划 (ISCCP)提供的地 气系统行星反射率、射出长波辐射 (OLR)和云量资料 ,计算了中国地区年、月平均总云量对地 气系统短波辐射、长波辐射以及净辐射强迫的温度效应和敏感性系数 ,并讨论了云对各辐射分量强迫的温度效应与总云量的关系。结果表明 :地 气系统云辐射强迫温度效应与总云量间具有较明显的曲线相关。云辐射强迫温度效应及其敏感性系数具有明显的时空变化特点。就中国全国平均而言 ,各月地 气系统云辐射强迫净温度效应一般表现为降温作用。     

春秋季节侧柏-山毛桃群落演替初期的小气候特征

开展森林小气候研究,对于协调生物与环境的关系、保护生物多样性以及实现森林的可持续高效管理,都是十分重要的。选择5月和10月典型的晴朗无风天气条件,以侧柏纯林为对照,研究了郁闭度为0.25、0.54和0.87的侧柏-山毛桃群落演替初期小气候特征。结果表明,侧柏-山毛桃混交林对春季和秋季林内空气温度的早间增温效应和午间降温效应,随着郁闭度增加而增大。春季的高温峰值出现在15时,晚于秋季的高温峰值13时。春季和秋季林内10 cm处地温日间呈持续增加趋势,春季以郁闭度为0.25的B点为最高,秋季侧柏纯林在12时前为最低,14时后为最高。春季林内空气相对湿度从07时到11时呈快速降低的趋势,然后逐渐缓慢回升;而秋季林内的相对湿度,随着郁闭度的增加而增大,但日间变化幅度比较小。无论春季还是秋季,侧柏和山毛桃的叶片温度日间变化均呈先升高后缓慢降低的趋势。春季郁闭度对侧柏和山毛桃的叶片温度影响不显著,但秋季11-15时,随着郁闭度的增加,叶片温度有降低的趋势。在太行山区,以山毛桃为保护树种,快速提高侧柏-山毛桃混交林的郁闭度,对有效地改善林内小气候,促进森林更新和管理都是十分重要的。     

“全球变暖”背景下的全球温度时空变化特征

通过对各种温度资料所作的统计分析,得到全球变暖背景下的全球温度的时空变化特征.结果表明:二十世纪初以来,总体来讲全球、南半球、北半球均出现了强烈的增温;这种增温过程中存在着很大的地区差异和季节差异,甚至有些区域在某些时段出现了很强的降温;南北半球在这些变化过程中表现出了很大的差异;对流层上层的温度变化要强于对流层下层的温度变化;冬季的增温要明显地高于夏季,冬夏温差有减小的趋势.     

“6.29”淮河暴雨过程β-中尺度系统结构特征的数值模拟分析

利用中国科学院大气物理研究所LASG研制的AREM中尺度暴雨数值预报模式, 对2003年6月29—30日发生在淮河流域的一次大暴雨过程进行了数值模拟分析。结果表明:随着西太平洋副热带高压加强, 低空急流迅速向北推进, 加强了其北侧的风速梯度和气旋性切变, 使涡度场发生了强烈变化, 强正涡度柱的发展导致了低层β-中尺度低压和气旋的新生; 而对流层中高层β-中尺度高压的发展所引起的地转偏差使得β-中尺度高压附近的风场发生明显变化, 并导致β-中尺度强辐散中心强烈发展, 最终造成强烈的上升运动。强上升运动出现在低层θse强锋区的南侧。     

山东冬半年降水相态的温度特征统计分析

采用济南和青岛1999-2011年的降水、高空和地面观测资料,研究了山东冬半年降水相态与影响系统的关系及温度垂直变化特征,获得不同降水相态的温度预报指标.结果表明:(1)降水相态变化与影响系统有关,江淮气旋和回流形势产生的大雪以上强降雪存在雨雪转换,低槽冷锋、黄河气旋和切变线(低涡)多产生中雪以下直接降雪.(2)无相态变化的降雪过程一般发生在温度较低、垂直变化单一的条件下,850 hPa以下各层均有明显温度阈值.(3)有相态转换的降雪过程中,850和925 hPa的温度对于雨、雪、雨夹雪的识别没有明显指示性,1000 hPa以下的温度最为关键,将925 hPa以下各层与地面的温度结合起来判别相态,较使用单一特性层温度更为可靠;冰粒区别于其他降水类型,在温度场上的显著特征为700 hPa的温度较高.(4)0℃层高度可用于雨雪转换指标:降雨时0℃层高于925 hPa或在925 hPa上下,当0℃层的高度降至1000 hPa上下时转为降雪.(5)雨夹雪和冰粒发生在有雨雪相态转换的降水过程中,为过渡形态,不会单独出现.     

乌鲁木齐-昌吉地区城市化对温度的影响及热岛效应分析

利用乌鲁木齐-昌吉地区3个城市气象站和3个郊区气象站1976-2008年的气温观测资料,分析了乌鲁木齐及周边城市发展的热岛效应。结果表明,33年来乌鲁木齐-昌吉地区城市化对城市地面平均气温具有显著影响,气温随年代递增率城市大于农村,城市和郊区年平均气温递增率分别为0.79和0.38℃.(10a)-1;城市气温的极端性趋于弱化,近33年地面气温递增的最主要表现是城市平均最低气温明显上升,城市和郊区年平均最低气温的递增率分别为1.12和0.41℃.(10a)-1;城市气温日较差呈明显的下降趋势,郊区却略呈上升趋势;城市寒冷日数减少的趋势大于农村,城市采暖季最低气温随年代的递增趋势最为显著,采暖季城市和农村平均最低气温的递增率分别是1.46和0.57℃.(10a)-1;年平均热岛强度递增率为0.71℃.(10a)-1,冬季为1.06℃.(10a)-1,秋、春和夏季分别为0.63,0.57和0.46℃.(10a)-1。热岛强度夜间强、白天弱,02:00,08:00,14:00和20:00的平均热岛强度分别为2.9,2.9,0.0和3.0℃,其中02:00和08:00热岛强度递增率分别是1.17和1.13℃.(10a)-1,20:00为0.70℃.(10a)-1,冬季没有逆温的状况下,市区高温区与繁华区相吻合,城区中心的温度比郊区高3~4℃。     

“鹦鹉”下沉气流影响下的深圳温湿特征分析

运用自动站观测资料,分析在台风“鹦鹉”外围下沉气流影响下深圳城区、山地和丘陵小气候区的温度、相对湿度和温湿指数变化特征.结果表明:各小气候区夜间最低气温上升,最高气温和最低气温日较差减小,丘陵减小最明显;各小气候区最小相对湿度增大,而最大相对湿度减小,山地受影响最大;丘陵“炎热”和“较热”频次明显增多,但是“酷热”频次...     

IAP/LASG全球海-陆-气耦合系统模式的纬向平均大气气候态分析

分海洋和陆地两种情况来讨论IAP／LASG全球海－陆－气耦合系统模式（GOALS）四个版本的结果，并与观测资料进行对比分析，一些重要的大气变量包括表面空气温度，海平面气压和降水率用来评估GOALS模式模拟当代气候和气候变率的能力，总的来说，GOALS模式的四个版本都能够合理地再现观测到的平均气候态和季节变化的主要特征，同时评估也揭示了模式的一些缺陷，可以清楚地看到模拟的全球平均海平面气压的主要误差是在陆地上，陆地上表面空气温度模拟偏高主要是由于陆南过程的影响，值得注意的是降水率模拟偏低主要是在海洋上，而中高纬的陆地降水在北半球冬天却比观测偏高。通过模式不同版本之间的相互比较研究，可以发现模式中太阳辐射日变化物理过程的引入明显地改善了表面空气温度的模拟，尤其是在中低纬度的陆地上，太阳辐射日变化的引入对热带陆地的降水和中高纬度的冬季降水也有较大改进。而且，由于使用了逐日通量距平交换方案（DFA），GOALS模式新版本模拟的海洋上的温度变率在中低纬度有了改善。比较观测和模拟的年平均表面空气温度的标准度，可以发现GOALS模式四个版本都低估了海洋和陆地上的温度变率，中还对影响观测和模拟温度变率差异的可能原因进行了探讨。     

“5.7”广州局地突发特大暴雨中尺度特征及成因分析

2017年5月7日广州局地突发特大暴雨,降水集中爆发于广州北部复杂地形区,单点小时雨量大、强降雨持续时间长。然而降水发生于副热带高压边缘、无明显的低空急流等天气系统配合,为弱强迫背景下的华南前汛期暴雨,加之珠三角地形复杂,其触发和组织维持机制等问题引起了气象科研和预报工作者的广泛关注。针对其降水特点,采用5 min自动气象站观测、分钟雨量、风廓线雷达、葵花8号气象卫星红外等高时空分辨率观测数据探讨中尺度对流系统的触发和组织维持过程,发现:中纬度入海高压南侧偏东风和低层切变系统为珠三角边界层南风风速辐合提供了有利的天气背景,喇叭口地形增强了风速辐合。小尺度地形辐射降温配合城市热岛在山前形成高温度梯度区,山风与南风对峙使地面辐合线在山前移速变慢有助于热带云团的生成。地形阻挡抬升和高温度梯度加强上升运动,南风风速脉动使云团迅速向山前移动,最终对流爆发。以暖云降水为主的对流系统产生弱冷池驱动对流系统连续传播,使强降水回波面积增大并在小尺度地形影响下稳定位于增城附近,产生极端小时雨强;中尺度对流系统的单体移动方向和传播方向近乎相反导致系统移动非常缓慢,后向传播明显,最终导致长时间强降水。      

土壤-植被-大气系统水分散失机理的数值模拟

以Eeardorff(1978)提出的陆面参数化方案和Noilhan等人(1989)土壤水分参数化方案为基础,对陆面物理过程参数化方案进行了改进,在模式中较详细地考虑了植被和地面的各种物理参量如地面和叶面的反射率和发射率,净叶面面积指数,植被的物理阻抗等,并与大气边界层模式耦合。应用该模式模拟了沙漠及绿洲地区不同植被覆盖率情况下的蒸散量、土壤含水量和表面温度的日变化和连续变化特征;对不同植被覆盖率的热量平衡特征进行了比较。结果表明该模式较好地反映了地表蒸散3阶段的变化趋势特征,揭示出下垫面热量平衡分量间的相互转换过程。该模式可以用于中尺度的气象和区域气候模式,模拟和预测不同植被覆盖情况下近地层的热量输送和水分散失情况。     

宝鸡2006年7月8—9日连续突发性暴雨的中尺度系统特征分析

利用西安多普勒雷达、FY-2C卫星、自动站加密雨量等资料,对宝鸡2006年7月8日、9日连续突发性暴雨的中尺度系统观测特征分析,结果表明:地面冷锋触发的中-γ尺度对流系统造成这2次暴雨;中-γ尺度对流系统生命史为1h左右,发展迅速,强降水产生于中-γ尺度系统成熟期(前30min);多普勒雷达图上,组合反射率大于45dBz的强回波对应强降水。2次突发性暴雨平均雨强1mm/min,最大4.2mm/min。借助多普勒雷达,可及时捕捉中-γ尺度对流系统。     

2013年7月四川盆地一次特大暴雨的中尺度系统演变特征

利用常规观测资料、地面加密资料、卫星观测资料和NCEP再分析资料等,对2013年7月8日四川盆地西部大暴雨过程的天气背景、水汽来源、地面环境场特征、中尺度云团活动等进行了分析并开展了数值模拟研究。这次过程发生在中纬度“东高西低”的环流背景下,西风槽与西太平洋副热带高压稳定的同时有高原东部小槽东移,孟加拉湾低槽槽前西南暖湿气流在盆地转为偏东风,输送充沛水汽。地面偏东风与偏北风形成的中尺度辐合线上有对流云团发展加强,为此次大暴雨的发生提供了有利的中尺度辐合条件。模拟结果表明,在川西高原地形阻挡影响下,偏东气流被迫抬升,配合中低层低涡发展形成的辐合上升,形成有利于对流系统发生和维持的环境条件。近地层辐合线北侧偏北冷空气的侵入促使对流不稳定能量释放,对对流的触发和维持有一定作用。     

“十三五”省级气象技术装备保障工作的思考

根据气象观测系统的建设及发展,引出了气象技术装备保障工作面临的问题和挑战。针对目前气象技术装备保障工作中存在的突出问题,并结合近年来省级装备保障工作取得的经验,提出了"十三五"期间提高省级气象技术装备保障工作的措施。     

澜沧江-湄公河流域径流与气候因子变化的季节差异特征研究

根据DELWARE温度和降水数据、GLDAS蒸散发数据和湄公河干流9个水文站的实测径流,采用回归分析、均值T检验和低通滤波,分析了该流域气候和径流在1950-2017年间的变化情况,经分析表明流域内气候和径流在研究时段内有较大变化,而且在不同的月份呈现不同的变化特征。流域年平均温度整体呈增加趋势,2008年后的平均温度相对2008年前平均温度有显著增加;流域年平均降水的变化幅度不大;流域平均蒸散发在12月-次年2月呈下降趋势,其他月份呈增加趋势,2008-2017年月平均蒸散发与1950-2007年月平均蒸散发相比大幅提升,尤其是在6-10月;湄公河流域年径流没有显著变化,但径流在12月-次年4月呈上升趋势,7-10月呈下降趋势,其中,上升趋势比下降趋势显著,1-4月径流上升趋势在2008年之后更为显著;最小径流在2008年后有显著增加趋势,最大径流在2008年后呈下降趋势;年流量逆转次数自20世纪90年代起有明显升高趋势。通过比较温度、降水、蒸散发和径流在不同时间段的变化情况,可以看出径流在2008年后变化趋势和气候自然变化关系不显著,但可能跟大坝蓄水能力显著提高等人为活动有较大关系。     

WMO“全球观测系统的进展"专家小组第四次会议“项目指南声明(SoGs)”选译

2008年7月7～11日在日内瓦举行的WMO“全球观测系统的进展”专家小组第四次会议所形成文件的第7．2项是“各个项目的指南声明（SoGs）和推荐的更新意见”。这些项目有：     

“禾荔”荔枝果实发育进程与温度条件的关系

通过对同一果园荔枝连续三年的果实发育期物候资料及同期温度等气象资料的对比分析，结果发现不同年份荔枝果实发育期出现早晚及其持续时间的长短差异明显，其差异与发育期闷所经历的温度条件有关。花序前积寒量绝对值偏大的年份有利于促进荔枝花芽分化；荔枝进入花序至果肉出现期间，日生长温度偏高的年份果实发育进程加快，发育期间隔天数缩短，反之，日生长温度偏低年份，果实发育进程延缓，发育期间隔天数延长；果肉出现至可采成熟期的间隔天数相对稳定。统计结果还表明荔枝果实发育期间的日生长温度累积值比有效日生长温度累积值更能反映温度条件对荔枝果实发育的影响。     

前期印度洋海温异常对夏季高原“湿池”水汽含量的影响及其可能原因

利用Hadley中心提供的逐月海温资料、ERA-Interim再分析资料以及NOAA（National Oceanic and Atmospheric Administration）的逐月向外长波辐射（OLR）资料探讨了1979~2011年夏季青藏高原“湿池”的水汽含量与前期印度洋海温异常的关系,并对可能的原因进行了分析。结果表明,夏季青藏高原水汽（去趋势）EOF第二模态与前期印度洋海温存在密切的正相关,前期3~4月关键区（5°S~20°N,45°E~75°E）的海温异常可以作为夏季高原水汽的预测信号。在暖水年,赤道附近显著的东风异常对夏季高原水汽输送起到了至关重要的作用。500 hPa上副热带高压显著增强并西移,600 hPa上赤道附近为显著的异常东风,将水汽从西太平洋、南海、孟加拉湾向西输送到印度半岛,并在异常反气旋环流西侧的南风作用下,将水汽带向青藏高原。高层风场上,西太平洋地区辐合,青藏高原上空辐散。以上环流形势表明暖水年夏季青藏高原水汽偏多;冷水年则相反。就影响机制而言,前期春季印度洋海温显著偏暖,引起其上空异常的对流上升运动,驱动异常沃克环流从春到夏显著维持,副热带高压的季节性北跳和异常增强西移,有利于赤道东风异常的增强和西移,并经过水汽输送通道将水汽带向青藏高原上空。