天山北坡2次暴雪过程机理分析

利用FNL及常规资料,对比分析了2010年2月22—24日(过程Ⅰ)和2015年12月10—13日(过程Ⅱ)天山北坡2次暴雪过程。结果表明,暴雪区上空θse锋区陡立和条件性对称不稳定及次级环流是形成暴雪的主要机制。不同点是:过程Ⅰ暴雪产生在西西伯利亚低涡底部强锋区上,南北支短波槽汇合的区域,冷高压为西北路径;过程Ⅱ是乌拉尔山大槽东移北收,冷高压为偏西路径;2次过程在温压的时间演变上有显著的区别。在高低空配置上也有明显的区别:过程Ⅰ 500 hPa以下为暖平流,以上为冷平流,低层为暖湿结构;过程Ⅱ 700 hPa以下为冷平流,700—600 hPa为暖平流,低层有湿冷空气锲入。过程Ⅰ暴雪区位于θse锋区上,锋区低层强,中高层弱;过程Ⅱ暴雪区位于θse锋区中后部,锋区低层弱,中高层强。水汽输送和输入量及比湿过程Ⅰ大于过程Ⅱ。     

新疆北部2次罕见暖区暴雪过程对比分析

利用FNL1°×1°6 h再分析资料及常规资料,对比分析了2010年1月4-8日(简称“过程Ⅰ”)和12月2-6日(简称“过程Ⅱ”)北疆2次罕见暖区暴雪过程机理。结果表明,暴雪区上空θ_se锋区陡立和条件对称不稳定及垂直环流圈是形成两次暴雪过程的主要动力机制,水汽在西边界为整层输入,对流层低层为水汽强辐合区,暴雪区均具有暖湿结构。不同点:(1)过程Ⅰ的影响系统为低涡型,过程Ⅱ则为短波槽型;过程Ⅰ暴雪持续时间长,过程Ⅱ持续时间短;两个过程的高低空配置不同。(2)大西洋水汽在向东输送过程中,过程Ⅰ有波斯湾及阿拉伯海水汽的补充。(3)条件对称不稳定区形成的时间及中心有所差异,过程Ⅰ形成于暴雪前6 h,中心位于750 hPa,过程Ⅱ形成于暴雪前12 h,中心位于800 hPa及边界层;过程Ⅱθ_se锋区陡立结构比过程Ⅰ维持的时间长、强度强。     

非定常过程对大气边界层的内参数与风廓线的影响(二)

本文用大气边界层运动方程的数值积分研究了当边界层顶风向不变但风速变化时对大气边界层的内参数u_*/A(u_*为摩擦速度,A为上界风速)和α角(地面风与上界风向的交角)的影响。设上界处风速随时间指数增加及减少,最后趋于定常。在大气正、斜压时,u_*/A及α角的时间变化均是振幅衰减的振荡,最后趋于定常时相应的值。在时间变化过程中的任一时刻,内参数值与当上界条件取该时刻上界风时的定常解结果有一定的差别,严格说,定常时的内参数值并不能直接用于当上界风非定常时。本文还考虑了上界风速非定常对风廓线的影响。     

对121传真机接收电路的改进

121卫星云图传真机是用来接收日本静止气象卫星和美国极轨气象卫星发送的高分辨率云图的终端没备。它的信号接收电路主要由两大部分组成:即信号接收电路Ⅰ和Ⅱ。Ⅰ包括限幅放大单元,鉴频单元、滤波单元、监听单元;Ⅱ包括幅度调制单元,层次补偿单元,前置放大、幅度检波、功率放大单元以及录影灯。这部分电路直接影响到卫星云图的接收质量,常见的云图层次不好,绝大多数是由信号接收电路Ⅱ引起的。     

2011年3月云南连续两次强倒春寒天气过程对比分析

利用常规气象观测资料和NCEP 1°×1°6 h再分析资料,对2011年3月中、下旬云南两次强倒春寒天气过程(分别简称过程Ⅰ和过程Ⅱ)进行对比分析。结果表明,两次过程的影响系统不同,其造成的地面降温原因不同;垂直上升运动的厚度和强度不同,雨雪的强度和范围大小有明显差别。中低层水汽通量的增加和水汽辐合是云南大范围强降雪的必备条件,而降水对水汽通量和水汽辐合强度的要求低于降雪。过程Ⅰ水汽辐合发展高度高于过程Ⅱ,其无论降水还是降雪的强度和范围均超过过程Ⅱ。能量锋区附近不稳定能量水平梯度越大,能量积聚越多,其触发后强烈释放,带来的天气现象也越剧烈。倒春寒发生前,过程Ⅱ云南省的位势不稳定强于过程Ⅰ;倒春寒爆发后,过程Ⅱ的雷暴范围大于过程Ⅰ。低层露点锋抬升作用可触发中层强不稳定能量释放,等露点温度(Td)线分布区域对降雨(雪)及雷暴分布具有一定的指示意义。     

用选支CO激光研究水汽的共振吸收

用选支CO激光对大气中水汽的共振吸收特性进行了实验研究.本文简述了实验装置和实验方法,给出了水汽v_2带中某些谱线的共振吸收系数、谱线半宽度以及压力加宽效应等实验结果.     

2008年12月两次强寒潮过程的等熵位涡分析

利用2008年12月的NCAR/NCEP逐日6h再分析资料,对本月发生的两次强寒潮事件(分别简称为过程Ⅰ和过程Ⅱ)进行了等熵面位涡分析.结果表明:(1)两次寒潮过程的爆发时间均可用低层位涡扰动的时间曲线的转折点来确认;(2)两次过程中在寒潮爆发时,都存在明显的高位涡值向下传播特征,过程Ⅱ明显于过程Ⅰ;(3)等熵面分析可跟踪寒潮强冷空气活动,等熵面位涡演变反映了高、低层冷空气的分布及活动状况;等熵面位涡高值区代表冷空气范围,等位涡线密集区代表冷暖空气对峙.寒潮爆发时,等熵面上高层高位涡向下向南传播,导致高位涡强冷空气在垂直方向上拉伸,正涡度增强.     

非定常过程对大气边界层的内参数和风廓线的影响

设大气中性、正压,用边界层运动方程的分析解,研究了当大气边界层顶风向随时间作周期变化而风速不变时,对大气边界层的内参数u_*/A(A为边界层顶风速)和角φ(地面风与边界层顶的风的夹角)的影响。当风向逆时针转动时,u_*/A增加,φ减少,反之亦然。方程的数值解亦得类似结果。因而在定常条件下,得出的大尺度模式中边界层参数化的结果应考虑非定常过程的订正。还分析了非定常过程对边界层风廓线的影响。     

江淮切变线形成过程的数值分析

本文内容分两部分: 1.对一次江淮切变线形成过程中一些物理量的演变作了计算并分析,讨论了这些量变化的原因,着重讨论了地形某些动力作用的贡献,作者强调地形边界的摩擦效应对局部环流演变的影响。 2.应用一层和三层准无辐散模式进行了理想的和实际的初始流场的数值预报试验,得到能反映出实际切变线形成过程特点的一些结果。     

哈佛函数的计算和应用:(Ⅰ)计算

此课题由三部分组成:(Ⅰ)计算、(Ⅱ)全球资料分析及(Ⅲ)全球谱模式。本文主要讨论哈佛(Hough)函数的数值计算精确度和物理解释。这些计算结果的应用将在(Ⅱ)和(Ⅲ)中另文讨论。     

半地转三段k模式边界层运动

本文在半地转近似下,取湍流粘性系数k为三段式:k_1z(z_0≤z相似文献   

基于主成分分析的两次雷电过程特性对比

雷电发生时涉及的宏观环境参量多且复杂,考虑不损失大量信息的前提下,基于主成分分析法对两次雷电天气过程进行特性对比,凝练雷电天气潜势预报和临近预报的着眼点,有助于提高其预报准确率。利用闪电、雷达和天气背景资料选取2011—2013年6—8月西宁雷电活动样本,提取同时次探空资料中26个环境参数作主成分分析,深入分析2012年7月29日(过程Ⅰ)和2013年8月26日(过程Ⅱ)两次雷电天气过程的演变和环境条件。结果表明:大气动力和大气温湿类参数与西宁雷电活动关系最为密切,闪电强度累积概率显示动力类较温湿类偏强,平均负地闪强度偏大-1.91 kA,平均正地闪强度偏大1.92 kA。过程Ⅰ表现为西风槽型雷电天气,受大气温湿类参数影响较大;而过程Ⅱ属于副高边缘型雷电天气,明显受大气动力参数影响。两次过程的闪电活动均以负地闪为主,都有明显的日变化规律,且呈单峰型分布。过程Ⅰ在闪电频次上占优势,但在强度上明显弱于过程Ⅱ的。     

天津一次雾过程的边界层特征研究

雾作为边界层内一种特殊的天气现象与边界层结构有着密切联系。本文利用天津边界层梯度观测平台分析2010年11月28日至12月2日一次雾过程的边界层结构特征。结果表明:此次过程雾Ⅰ阶段水汽最先在离地面80～100 m的高度凝结,雾Ⅱ(平流雾)阶段水汽由上往下传输;雾Ⅰ前,大气有明显的逆温,雾Ⅱ前大气处于不稳定状态,雾中大气趋于中性,在雾变薄过程中,边界层气象塔可观测到雾顶的强逆温;雾中长波辐射达到平衡,净长波辐射为0,可用此区分水雾和霾;雾对光化学烟雾有抑制作用,NO_x和小粒子会出现累积,影响人体健康。     

气候态调整对华北冬、夏季气候监测的影响研究

本研究对比分析了不同气候态下,华北冬、夏季降水及气温的差异,分析了气候平均值的改变对历史极端事件监测的可能影响。研究结果发现,1991～2020年（简称气候Ⅱ态）的冬季和夏季的平均降水量均略多于1981～2010年（简称气候Ⅰ态）,但接近或略少于1961～2020年的平均降水量,平均降水量逐年变化幅度冬季Ⅱ态小于Ⅰ态,夏季反之。气候Ⅱ态冬季降水空间分布不均,夏季较Ⅰ态呈“中部减少,东西增加”的分布型。冬季和夏季极端降水阈值Ⅱ态（0.86 mm和22.0 mm）较Ⅰ态（0.83 mm和21.6 mm）均略有提高,造成近60年华北大部基于Ⅱ态阈值的冬、夏季极端降水日数较Ⅰ态略减少。此外,气候Ⅱ态的华北冬、夏季平均气温均明显高于Ⅰ态,也高于1961～2020年平均值。Ⅱ态气温较Ⅰ态基本呈全区增加特征,但空间分布不均匀。冬季极端低温和夏季极端高温阈值Ⅱ态（-9.8°C和27.9°C）较Ⅰ态（-10.2°C和27.5°C）均有所有所提高,造成华北大部分地区基于Ⅱ态阈值的近60年冬季极端低温日数较Ⅰ态有所增加,夏季极端高温日数较Ⅰ态存在不同程度的减少。因此,新气候态下华北气温和降水均值,华北大部极...     

青藏高原中部聂荣亚寒带半干旱草地近地层湍流特征研究

湍流运动是大气最基本的运动特征,是地气间能量物质交换的主要方式。利用2014年7月18日至8月31日青藏高原中部聂荣观测站的近地层湍流观测资料,分析了该地区近地层湍流统计特征以及近地层通量的日变化特征。结果表明:在不稳定和稳定层结下,风速分量归一化标准差σ_u/u_*,σ_v/u_*,σ_w/u_*与稳定度参数z/L满足相似理论的"1/3"定律,近中性条件下趋于常数,并表现为σ_u/u_*≈σ_v/u_*σ_w/u_*;在不稳定层结下,温度、水汽密度和CO_2浓度归一化标准差σT/|T*|、σq/|q_*|和σ_C/|C_*|与|z/L|满足"-1/3"定律,在近中性层结下趋于常数,且明显大于青藏高原其他地区。湍流在风速0 m·s~(-1)U3 m·s~(-1)的环境中发展最为旺盛,垂直风分量的湍流强度较水平风分量更为集中,三个方向的湍流强度基本表现为I_u≈I_vI_w。夏季潜热通量大于感热通量,CO_2通量的日变化以吸收为主,最强达到0.46 mg·m~(-2)·s~(-1)。     

自然云中的冰水转化过程

本文讨论了在自然过冷云中的冰水转化过程,和降水元产生的情况。从计算的结果指出,过去用的静止、等温、成冰核匀谱的冰水转化过程,不能很好地反映真实的云中状况。上升气流,成冰核谱、非等温效应等对于冰水转化过程有很大的影响。     

北太平洋海-气相互作用的季节变化

本文统计分析了中纬度大气环流与北太平洋两个主要的海表温度(SST)距平型之间季节性相互作用。SST Ⅰ型对冬季太平洋/北美型(PNA)的形成和演变有作用。而SST Ⅱ型的形成,部分地由于东亚冬季寒流的影响,与盛行低指数环流紧密相伴。SST Ⅱ型时,500 hPa高度场上为西太平洋型(WP)。进一步说,该型受极地冷空气暴发(初夏开始积累,盛夏向东亚释放)的影响。在中纬度,40°N附近的SST Ⅰ型负距平主要是大气的动力作用造成的,而西太平洋上SST Ⅱ型负距平是由大气热力作用(寒流)造成的。     

山西两类暴雪过程的雷达产品特征比较及降雪量估测

利用山西大同站常规观测资料和多普勒天气雷达基数据,对山西两类暴雪天气过程(倒槽冷锋型和锢囚锋型,分别简称为"Ⅰ类"和"Ⅱ类")进行对比分析。结果表明,两类暴雪天气存在相似点:(1)当降水相态为雨或雨夹雪时,低层零速度线均呈现较明显的"S"型弯曲特征,零速度线形状的变化和0℃层亮带位置变化对相态转换具有明显指示意义;(2)由9点平均法绘制的两类暴雪的平均基本反射率因子垂直廓线也具有相似特征,即平均基本反射率因子垂直廓线强度在30～40 dBZ之间,因此可利用平均基本反射率因子垂直廓线定量估测降雪量级,并可判断0℃层亮带。但两类暴雪天气也存在明显差异:(1)Ⅰ类暴雪属于冷云降水,冷垫深厚,虽然低层强冷空气将水汽通道切断,但由中层偏南急流和西北气流径向辐合产生的动力抬升作用使得降雪维持并达到暴雪量级;Ⅱ类暴雪属于暖云降水,由暖切变线触发,冷垫不明显,锢囚锋和南风急流长时间维持是造成暴雪的主要原因。(2)Ⅰ类暴雪过程中出现明显的0℃层亮带且长时间维持,而Ⅱ类则没有明显的0℃层亮带。(3)Ⅰ类暴雪过程中,"S"型零速度线逆转成南北分布的直线时,表明低层暖平流减弱的同时有东风湿冷垫形成,此时降水相态由雨转雪;Ⅱ类暴雪过程中,零速度线由"S"型转为反"S"型时,表示冷平流入侵明显,此时降水相态由雨夹雪转为雪,零速度线再次明显顺转则指示降雪减弱趋于结束。     

气象统计若干基本问题的几何实质(Ⅰ)

从几何角度分析了气象统计若干基本问题的实质。内容涉及气象统计的基本分析对象及其主要形式、时(空)平均场、均方差场和相关(相似)系数等重要统计量(第Ⅰ部分);以及EOF分析和SVD方法(第Ⅱ部分)。这种分析有助于对气象统计学基本问题的深刻理解,提高应用统计方法解决短期气候异常分析和预测实际问题的能力。     

遵义市冬末初春两次寒潮降雪天气过程对比分析

利用Micaps常规观测资料、NCEP/NCAR再分析资料、区域站加密观测资料,对遵义市2016年3月8—9日(过程Ⅰ)和2017年2月21—22日(过程Ⅱ)的两次寒潮降雪天气过程进行对比分析。结果表明:(1)500 h Pa横槽转竖和低槽东移是两次寒潮爆发的重要引导系统,过程Ⅰ属于横槽转竖型寒潮天气过程,过程Ⅱ寒潮属小槽发展型。(2)地面冷高压中心强度(冷源)及南下速度是预报寒潮的关键。(3)700 h Pa切变影响与降雪时段对应较好,在今后降雪预报中应作为重要影响系统加以关注。(4)湿层深厚,整层水汽含量高为降雪的显著特征。(5)有无融化层和融化层厚薄应作为降雪预报温度条件的关注重点。