北京地区“环流－降水－谷物”系统的短期振动研究

文章用因子分析方法提取北京地区小麦气象产量主要特征及代表序列，并对该序列和北京地面气象要素的关系用交叉谱进行研究。发现它们在前期秋冬季中的４－６年的周期振荡（中心周期为４．５年）中有显著的相关，当前期秋季和冬季的降水量和气温在振荡中处于正距平时，当年的气象产量为丰年，反之为欠年；进一步对该序列与大气环流的静力和动力物理量之间关系研究发现它们在同样的周期振荡中有十分强烈的表现，尤其表现在与动力物理量上。研究结果进一步证实“环流－降水－谷物”系统的存在，并揭示在短期气候振动（４－６年）上的规律性。      

近百年全球平均气温年际变率中的QBO长期变化特征

应用奇异谱分析(SSA)方法和奇异交叉谱分析(SCSA)方法，对全球及南北半球近100多年(1856～1997年)逐月地面气温距平序列中的准两年周期振荡(QBO)的长期演变特征进行诊断分析。结果表明:全球平均气温序列蕴含显著的QBO分量，它们与全球气候系统中其他各个子系统所隐含的QBO信号具有各种耦合对应关系，尤其突出地表现在Nino区海温和以SLP序列为代表的全球大气环流系统中QBO信号的耦合对应关系上。而平均气温的QBO的年代际特征及其变率的阶段性，不但表现在振幅上，而且其位相亦很明显。上述特征在全球、两半球具有明显的差异。     

邕江洪水的天气气候成因及预测因子探讨

分析邕江洪峰水位序列的特征及其与环境场的相关关系，对邕江洪水的天气气候成因及预测因子作初步探讨，得到一些对实际预测有用的结果。     

北京地区“环流－降水－谷物”系统的短期振动研究

文章用因子分析方法提取北京地区小麦气象产量主要特征及代表序列，并对该序列和北京地面气象要素的关系用交叉谱进行研究。发现它们在前期秋冬季中的４－６年的周期振荡（中心周期为４．５年）中有显著的相关，当前期秋季和冬季的降水量和气温在振荡中处于正距平时，当年的气象产量为丰年，反之为欠年；进一步对该序列与大气环流的静力和动力物理量之间关系研究发现它们在同样的周期振荡中有十分强烈的表现，尤其表现在与动力物理量上。研究结果进一步证实“环流－降水－谷物”系统的存在，并揭示在短期气候振动（４－６年）上的规律性。     

黄淮海平原极限干旱历时概率特征研究

引用Ｓｅｎ的相依水分序列、独立水分序列极限干旱历时确切概率密度函数及其特征，分析了黄淮海平原５个代表点３０年逐旬降水序列和逐年时段降水序列极限干旱历时的概率分布特征。     

(0,1)两值时间序列分析及其气象应用

气象时间序列可大致分为两种,一种是以数量观测值组成的数量时间序列,如气温、降水量等:另一种是以天气或气候事件(包括数量分档)组成的特征时间序列,通常多半以两个对立事件或特征组成序列,如晴雨、冷暖、旱涝、某要素正负距平等。这种以事件或数量特征组成的序列如以(0、1)来编码,则时间序列就成为单纯由0与1,两值组成的简单数量序列。数量序列与特征之间是可以互相转化的,即若将数量观测值按某种方式分为两类,就组成了特征序列;而将特征序列按(0,1)来编码则又组成最简单的数量序列——(0,1)序列。     

近40a江苏省气温年较差异常的演变及其海气背景场特征

通过1961—1998年江苏省11个站点7月～8月平均气温与12月～次年1月平均气温之差值场时间序列的EOF分析，探讨江苏省气温年较差异常的演变特征，并在此基础上利用合成分析，对其前期及同期500hPa高度距平场、海温距平场的特征进行研究，得到了一些对本地气温年较差有预测意义的结果。     

伊犁河谷西部250年4─6月降水重建与分析

利用伊犁地区的8个树木年轮年表资料与河谷西部五站4－6月平均降水资料，在相关检验的基础上，建立了年轮年表与降水的多元回归方程，重建了伊犁河谷西部250年4－6月降水序列，分析和讨论了序列的长期变化特征和周期变化规律，并对未来降水趋势做了预测。     

辽宁省近50年降水序列变化规律及干旱预测

运用沈阳、大连、丹东、营口、朝阳5个代表站1953～2001年的年降水量资料，建立了辽宁降水序列，分析了其近50年的变化规律，年降水量具有明显减少趋势。以此序列为基础重建干旱发生的灾变序列，采用灰色系统GM(1，1)模型探讨了旱灾预测问题。应用1996～2001年资料对预测结果进行了检验，效果较好。     

红河州5月雨量时序分布的分形特征

应用分形理论对云南红河州5月雨量时间序列进行分析。分析结果表明,红河州5月雨量系统变化具有分形特征,其平均可预测时间尺度为3~4 a;同时,运用R/S分析方法,对红河州1961~2000年40 a 5月雨量时间序列各时段进行了测算,结果表明实况与趋势预测较为吻合。     

非绝热加热及地形动力作用下的大气环流长期演变过程

本文建立了一个理想的大气环流数值试验模式,其中简单地考虑了辐射、湍流、凝结加热及地形的动力作用。模式中放了两个陆地和两个海洋,海陆的影响由给定的下垫面温度表现出来。把方程组化成常微分方程组后,用Runge-Kutta方法在电子计算机上求数值解。 首先,在非绝热加热的作用下,由静止大气开始经过40天就建立起基本气流。其次,在具有年周期的太阳辐射、下垫面温度及凝结加热的作用下,基本气流以年周期变化。扰动也有明显的年周期,夏季扰动振幅变小,冬季扰动振幅变大,而且海陆温度的季节变化能控制波数为2的超长波的进退。夏季温度槽位于海洋东部,冬季位于大陆东部。 最后,在数值试验中看到初始场的影响只有100天左右。     

局地积云降水过程对云结构的影响

本文考虑了降水过程中水滴对空气的拖带作用和降温作用,并考虑到含水量变化时,由于水滴对空气拖带力的变化,而对垂直运动产生的反馈影响,导出了局地积云的运动方程、热力方程和含水量方程,并由此研究在降水过程中云中空气垂直运动、云内外温差和含水量结构的变化。计算结果指出,局地积云在降水过程的影响下,云中空气的垂直运动、云内外温差和含水量都要明显变小,并且很快地由下向上逐渐出现下沉运动,云也由下向上逐渐消散。计算结果与实际观测现象是基本相似的。本文共做了五个不同条件的个例数值计算,并由此分析比较了不同降水强度、不同稳定度、不同云中初始条件和不同云外环境所起的不同作用。     

气候系统性态行为复杂性的探索

用滑动t-检验方法(Moving t-tcst technique)对中国东部部分地区年降水量序列进行阶段分析,从各阶段气候性态频率分布特征得到启示．对气候系统性态行为的复杂性进行探索。提出气候系统性态行为的确定性与随机性份额比接近Fibonacci数(黄金分割比)的假设。用信息论的方法对气候变量的不确定性做了定量计算和分析，讨论了气候预测的局限性．提出气候预测(以年降水量为例)准确率的理论上限在中国北方可能为75％左右：在中国南方可能为80％左右。     

BDA方案在台风路径预报中的应用

利用PSU／NCAR中尺度非静力有限区域MM5及其伴随模式,以T106分析资料为背景场,设计两种台风Bogus方案对台风的初始场进行优化,并进行了数值模拟试验。对9608号台风个例的数值模拟试验研究表明,经过优化的台风初始场较好地改进了由于海洋上资料缺乏所造成的台风中心位置不准、台风环流偏弱和台风内部结构不完整等问题,提高了台风路径预报的准确率。通过试验对比发现,BDA方案优化的初始场更合理,其台风路径预报效果优于GFDL方案。     

气象资料三维化技术中的插值问题

通过对不同源气象资料及数字地理信息资料的插值，实现了不同气象资料与地理信息资料分辨率的协调；从而将多种信息叠加到一起，实现了多源资料的二维、三维仿真显示。这对于模拟真实的大气空间结构、理解地形及植被对大气运动的影响、辨识各种天气系统及多种信息的融合等有积极意义。     

从大氣環流變化論東亞过渡季節的來臨

自然季節的劃分無論是在氣候学工作上和天氣預告,特别是中、長期預告工作上都是一個很重要的問題。 我國勞動人民从很古的時候就把天文現象和产業生产的实踐結合起來劃分季節。近代从氣象观測的科学工作建立以後,人們更科学地依據大量的氣候資料按照     

层状云对积云发展和降水的影响——一种云与云之间影响的数值模拟

利用我们已建立的二维积云降水模式,在相同的大气层结条件下,模拟了孤立积云和层状云中积云的发展和降水情况。结果表明,层状云的存在对积云的发展有显著的促进作用,降水量可加大到几到几十倍,从而认为积层混合云系可能是产生大雨和暴雨的一种重要机构,这与梅雨锋里锋区混合云系常产生暴雨的观测事实比较符合。     

天气尺度系统稳定性结构、相路特征的分岔及热源时间振荡影响问题的探讨

本文研究了有关天气系统突变的非线性因子的影响效应,指出环境大尺度基本流场的平流输送及不同尺度系统的能量转换可能对天气尺度系统异变起了重要作用;由大气扰动偏离与趋于平衡态的过程,看出扰动发展与衰减的速率与平流输送、不同尺度能量转换的非线性作用有关,还研究了扰动稳定性结构与相路特征的分岔问题和热源对扰动解的影响效应,揭示出热源时间振荡与大气扰动存在着非线性的相关,可能导致扰动的突变。     

大气环流的一个数值试验

考虑地形及加热作用,建立了一个大气环流数值试验准地转二层模式。在辐射加热中考虑了云对长短波辐射的影响,而假定云的出现与否仅依赖于垂直速度。在模式中放置了北半球实际的地形及海陆分布,而下垫面的温度由求解下垫面热传导方程得出。把方程组化成非线性常微分方程组,用Runge-Kutta方法在电子计算机上求解。 在不计扰动的情况下,在具有年周期的太阳短波辐射的作用下,逐渐建立起下垫面纬圈平均温度梯度及基本气流。下垫面温度具有很清楚的季节变化,位相落后于太阳短波辐射一个月,求得的冬夏季的下垫面温度值与实际的气候值相当。基本气流也有明显的季节变化,夏季风速减弱,急流向北移,冬季风速增强,急流向南移,位相落后于太阳短波辐射一个多月。 北半球实际的海陆分市的热力特性,在冬季能使亚洲及太平洋上空变冷,并能使大西洋及欧洲上空变暖。在非绝热加热和地形的共同作用下,在冬季出现了随时间变化着的东亚大槽和北美大槽,以及冷空气活动过程。这种冷空气活动有其偏爱地区:起源于苏联新地岛上空,并向东南方向移动。     

气象场相关结构对EOFs展开稳定性的影响

本文从矩阵扰动理论出发,提出利用矩阵的范数(norm)作为度量气象场随机扰动的稳定性指标,并由此间接推估EOFs展开的稳定性。经理论论证、数值试验和实例计算表明,气象场的相关性越好,达到稳定相关结构所需样本越小,由此得到的EOFs稳定性也越好,反之则不然。上述规律又直接受样本大小n和站点数目p的影响。对于不同的气象场来说,达到稳定EOFs的样本临界值不同,必须警惕EOFs展开有可能不是稳定的。