用CEOF分析中蒙地温场的空间分布及时变特征

对1954－1999年中蒙0．8m地温资料进行CEOF分析，发现地温场存在沿纬向的4条波动结构，与我国的4条纬向地震活动带一一相合；青藏高原边缘的“中印缅热点”和“中阿巴热点”及台湾东部的扰动先于其它地区，是我国地热涡的扰动源区。     

河北省廊坊地区暴雨预报的地气学方法

利用1981 2011年发生在中国及周边地区4级以上地震资料和廊坊地区降水资料,首先分析了落在廊坊地区境内的地震"拍涡"和河北省境内4级以上地震引发的"震源涡"对廊坊地区降水的影响,然后进一步统计分析了由于地热涡产生和活动引起的地温场分布、变化与暴雨天气产生和落区分布关系,最后对2011年廊坊地区降水与暴雨个例进行了检验分析。结果表明,由4级以上地震引发的落在廊坊地区境内的地震"拍涡"及河北省境内4级以上地震相伴的"震源涡"可导致廊坊地区降水异常和偏多;一年中由于地震频发落在廊坊地区境内形成的多个地震"拍涡",其存在可以导致廊坊地区数月降水的异常和偏多。从地气学的角度分析,影响廊坊地区多雨和暴雨的主要地气系统是地震"拍涡"和"震源涡"。通过对2011年廊坊地区降水及暴雨个例的分析表明,掌握地下中强震活动信息,充分利用地热涡形成引起的地温场变化以及地热涡最强点("超能值")的分布,结合天气影响系统的诱发,对暴雨及其落区预报具有非常重要的预报参考价值。     

1980～1994年台湾海峡两岸的地热涡与降水季度预报初探

利用１９８０～１９９４年大陆３．２ｍ深度和台湾３．０ｍ深度的地温资料,分析了１５ａ来的逐季地气图,统计了台湾海峡两岸的地热涡活动,发现平均每季有１个地热涡活动,其水平尺度比大陆内部的地热涡要小,生命史也要短,进入台湾地区的地热涡绝大多数是从西方和北方进入,其移动速度比大陆内部的要快得多。９０％以上的地热涡在同期有多雨区与其对应,热涡中心与多雨中心相距在１００ｋｍ以内者占６８％。最后给出了一个季度降水的定性预测方案,其步骤为：预报地热涡的中心位置、强度和水平尺度;推算降水正距平区的水平尺度、中心位置和强度;根据本区发生的地震等情况进行预报订正。     

1996～1998年逐月地震地温场与降水场演变分析

利用最近３ａ逐月的地温、地球自转和地震资料,分析了地热涡的演变与我国降水场的关系。发现在地转加快月有利于地热涡族的加强,降水增多;地转减慢月则反之。还发现地震是地热涡发展增强的一个强信号。     

旱灾的地气环流形势分类

旱灾与地气环流有很好的相关, 根据对近50多年旱灾成因的普查, 可将形成旱灾的地气环流形势分成4类： (1)大地冷涡; (2)月（季）际地温的大片负变温区; (3)大震前的大旱（旱震关系）; (4)强震地热涡出现之后的地冷涡区。研究发现, 大地冷涡因其波长较长, 故移动缓慢, 造成的干旱一般均较严重。T′32的月际负变温区一般是表示该地区地下热活动减弱, 故可预测下月将少雨; T′32的季际负变温区, 同理也可预测下季将少雨。强地震对正常地热活动是一个强干扰, 我国的大旱大涝几乎均与强地震有关。     

用冬季地气图预测河套地区春夏旱涝的初步方法

分析了河套地区9个测站1954-2005年春季(3~5月)和夏季(6~8月)降水距平百分率及对应的冬季地气形势,经对比分析地气形势可分为5种类型:(1)大涡型,(2)小涡型,(3)河套处于地热涡或地冷涡的东(西)边缘(东西相反型),(4)河套处于地热(冷)涡的南(北)边缘(南北相反型),(5)地气系统尺度很小(系统零乱型)。分析发现:“大涡型”最为稳定,河套春、夏季降水也是稳定的多或少(对大地热或冷涡);“小涡型”的稳定性不如大涡,但做夏季预测时可参考大涡型;“东西相反型”意味着河套地区在地热涡和地冷涡之间,可预测河套地区春夏季降水将是正常;当出现“南北相反”或“系统零乱”型时,预报准确率较低。     

“地气图”方法用于省级旱涝预测的实践

简要介绍用“地气图”方法进行降水预测的基本思路,总结此方法的预报实践,指出省级尺度旱涝预测需要解决的几个关键问题,强调除加密观测外,上游地热涡增强的能量频散作用是下游地热涡发展的重要原因     

利用地热异常定性预测年度降水之方法

将“地气图”方法引入年度降水的定性预测中,在分析了1955－1996年共42a的气修资料及地球自转速度的变化与同期地热涡族轴线走向之间的关系后,发现地热族轴线与我国东部雨带的走向基本一致,且多（少）雨带轴线与地热（冷）涡族轴线基本相合,即轴线呈南北向时,雨带亦呈南北向,反之亦然。在地球自转的减慢年,雨带往往呈南北向。     

应用“地气图”预测西北旱涝的初步研究

利用我国141个测站1980～2000年逐月3．2m地温资料和160个测站1961～2000年逐月降水资料，用“地气图”方法对西北区内“地热涡”的分布特征进行详细分析。结果表明，西北区“地热涡”平均水平尺度为560km，每个“地热涡”平均持续时间约4．3个月，而且多雨区与“地热涡”，少雨区与“地冷涡”有很好的对应关系。此结果支持文献[1]、[2]提出的地气耦合的概念模式。     

黄河龙头水库多水月(季)预测的地气图方法

利用黄河龙头水库流量控制站——唐乃亥水文站1956年以来逐月流量资料和东亚地震资料及黄河产流区久治气象站1975年以来逐月3.2m地温资料,研究了唐乃亥多水期(流量正距平)的成因及其预报。发现东亚6.5级以上强震形成的地热涡经过黄河源区是唐乃亥多水的原因,具体可分为(1)上游强震涡东移;(2)南北地震带中段强震涡北移;(3)西北太平洋强震涡西退;(4)北方强震的"拍频"作用引发地热涡生成。另外,久治站3.2m地温的增暖过程可作为唐乃亥流量增加的指标。     

青藏高原低涡活动对降水影响的统计分析

利用1998—2004年逐日08:00(北京时,下同)和20:00 500hPa高空图、日雨量和青藏高原低涡(下称高原低涡)切变线年鉴资料,统计分析了冬、夏半年不同生命史的高原低涡对我国和四川盆地东、西部降水的影响。结果表明,冬、夏半年高原低涡以东部涡占多数,6-10月有三分之一的东部涡能移出高原。冬半年高原低涡出现次数少,约占全年的五分之一,但也可造成高原及其周边地区的雨雪天气,特别是生命史超过36h以上的高原低涡有近半数可移出高原,造成高原区域暴雨雪,四川盆地中雨,半数可造成云南大雨雪或暴雨雪。夏半年,随着低涡生命史的增长,高原低涡影响高原及其周边地区和我国其他地区的降水范围和强度在增大,生命史超过60h以上的高原低涡可造成高原暴雨、甘肃中雨以上、四川盆地暴雨或大暴雨及云南大部分地区大雨以上的降水,每年都有1～5次可影响到华中、华东地区产生大雨以上的降水。100°E以东的高原低涡,不论是否移出,均可造成四川盆地中雨以上的降水。影响四川盆地降水的高原低涡以偏东路径为主,但东南路径影响更强。     

2010年我国天灾预测结果的回顾

2010年是我国的一个重灾年,利用天灾(旱、涝、震)预测方法,对2010年4月14日玉树强震、西南地区2009-2010年秋、冬、春季连续大旱、汛期长江中下游和青海省多雨、2010年8月7日晚暴雨引发的舟曲泥石流等天灾的预测过程进行了分析。结果表明,洪涝、干旱和强震等天灾均可与地球外核的对流活动(Benard对流)相联系,外核对流上升体对壳幔层的顶托是地震形成的原因。由于上升体中心与附近下沉体中心连线的中点是垂直速度的水平切变最强点,很可能就是震中位置所在。两个对流上升体在其中点因共振而形成的"拍频"效应是暴雨形成的原因;而强震后地壳复原(拉伸)效应则是干旱形成的原因。为了与岩石圈中渗流体的"浅地下系统"相区别,把这些活动统称为"深地下系统演变"。     

地球系统10~(-1)年变化原因概述

我们曾论述了地球系统100～108年变化的原因[1], 唯对10-1年（月一年）的地球系统变化未指出其变化原因。经过近年的研究, 现在可以明确地指出, 地球内部有两类流体： 地外核和岩石圈裂隙中地下流体（地气）的活动是引发10-1年地球系统变化的原因。外核的上升运动会使其上部岩石圈产生上抬和压缩, 在地表层就出现3.2 m地温升高和降水减少的“干热异常”, 经过“孕震三步曲”最终引发构造地震。外核的下降运动会使其上部岩石圈产生下沉和拉张作用, 地表层表现为3.2 m地温降低, 同时降水增多的“湿冷异常”, 最终可导致发生陷落地震。外核的脉冲运动是引发岩石圈中形成地热（冷）涡的“源”。地气环流也是旋转地球上的一种流体运动, 其特征速度（地下风速）约为0.2 m/s, 据此可推得“自然气候周期”约为8个月。地气环流是使地气系统得以“流”的动力源。地热（冷）涡的“源”、 “流”相结合是使短期气候呈现纷繁复杂变化的原因。     

冷空气对高原低涡移出青藏高原的影响

在对1998—2004年冷空气影响高原低涡移出青藏高原 (以下简称高原) 观测事实分析的基础上, 利用NCEP再分析资料对2002年8月12—14日托勒低涡移出高原的位涡进行诊断分析, 并通过数值试验揭示了托勒低涡移出高原的冷空气侵入特征和影响机理。结果表明:这次托勒低涡是受我国东北冷空气影响, 有高位涡空气伸入低涡区, 使冷空气迫近暖湿空气, 低涡处在斜压不稳定增强情况下移出高原的。在低涡区域没有冷空气或我国东北不存在冷温度槽情况下, 将会使伸向高原东北部的冷空气主力偏东、减弱, 使低涡受到我国东北冷空气影响减弱, 斜压不稳定减弱, 从而使高原低涡移出高原的速度减慢, 低涡强度减弱, 尤其是我国东北冷温度槽的影响更为明显, 在我国东北没有冷温度槽存在的情况下, 低涡24 h内西退, 在高原边缘徘徊。     

2007年地气图方法预测总结和北京奥运期间降水预测

对2007年做出的各项气候预测进行了回顾,汛期预报中预测的西北大部、淮河流域和福建3块多雨区基本正确,它们都是根据地气图的基本原理预测得到。月降水预报取得平均70．5分的好成绩,这得益于地气系统的活动规律较单纯;年度预报则基本上失败了,这是因为2008年1月我国发生了6．9级强震,破坏了地气系统的正常运行规律,使预报准确率大为降低。最后还对2008年8月的月降水预测进行了讨论。     

On the Development of Meso-Scale Heavy Rain Parcels in China

Heavy rains occur in China frequently, which often bring us floods and serious disasters in the summer half-year. The meso-scale heavy rain parcels (MHRP) in the mid-latitude are usually developed in following cases:I.By the approaching, meeting and / or overlapping of different weather systems, when two or more different rainfall systems are getting to conjugate, some MHRPs could be developed, such as: 1) a new cold/warm front or squall line approaches an old front or squall, even when the old one is somewhat decrepit; 2) at the places where two or more synoptic systems with different characteristics are meeting together, such as the meeting of tropical cyclone with the cold airs coming from the mid- and / or high-latitudes, or the low latitude vortex meeting with the westerly trough; 3) at the intersections of some different weather systems, such as the intersection of drylines, squall lines or fronts moving from different directions; and 4) by the overlapping of rainfall parcels produced continuously     

大气中低频重力波指数与西南低涡发展及其暴雨的关系

采用低频重力波指数法，对西南低涡发展演变及其暴雨强度，落区进行了诊断分析和预测。结果指出：（１）低频重力波指数Ｃｐ，Ｃｉ对西南低涡的发展及其暴雨强度，落区都有一定的预测意义，其预见期可达２４小时以上；（２）低频重力波指数随时间变化与西南低涡发有较好的对应关系；（３）低频重力波指数的大小与西南低涡暴雨强度相联系；（４）西南低涡暴雨落区通常发生在Ｃｐ，Ｃｉ指数的最大负值区内和Ｃｐ等值线梯度最大的区域。     

短期天气预报与短期气候预测发展道路的对比思索

本文简短地比较了100a来短期天气预报和短期气候预测的发展道路。指出短期天气预报在经历了天气图阶段、长波阶段和数值预报阶段三大步之后已经发展到了相当成熟的地步。而短期气候预测100a来在“气候是天气的综合”错误思想的指导下,虽然也经历了与短期天气预报相应的几个阶段：大型天气学阶段、超长波阶段和短期气候预测的数值模式阶段,但每个阶段都以失败(或即将失败)而告终。使得短期气候预测水平始终在原地踏步。30a前提出了“气候系统”的概念,这是气候学的一次真正的进步。但“气候系统”至今仍是一个抽象概念,不像“天气系统”指的是气旋(低压)、反气旋(高压)、锋面等具体的物质系统。一旦“气候系统”被人们公认为一些具体的物质系统之后。短期气候预测即可成为“气候系统变化的预测”,此时短期气候预测通向成功的第一步——气候预测的“挪威学派”就诞生了。与天气图相应的,描述气候系统变化的一种四维图象也会应运而生。作者认为此图象很可能是“地气图”,而具体的气候系统很可能就是地热涡、地冷涡和形变锋等。     

地气图预测全国月降水的实践总结

根据地热涡的移动规律和地热释放的持续性,我们设计了两种月降水的预测方法:(1)外推法,依据过去2~3个月地热涡和多雨区的移向、移速,外推下个月多雨区的位置;(2)"正多负少"规则,利用地热释放的持续性,对3.2 m地温月际变温为正的地区,预测下月多雨,月际变温为负的地区预测下月少雨("正多负少"规则)。此规则的历史拟合率约为65%。指出了5种不符合"正多负少"规则的情形及其可能原因。利用上述2种方法,从2005年9月开始进行全国降水预测试验,按全国统一评分方法,2年多来平均得分为67.5分,2007年12个月的平均得到70.5分。