华北飑线系统的结构与演变特征

1983年6月27日有一次飑线群影响华北、华东地区的七个省市。本文利用天气雷达、卫星云图、高空探空测风和地面加密观测等资料,对飑线系统的结构与演变作了综合分析。飑线群由四个飑线系统组成,它们相继发生发展组成一次影响范围大、持续时间长的强对流天气过程。 本文提出了华北地区飑线系统生命史的中尺度天气模式,包括组织、扩展和消散三个阶段。生命史总共3—5小时。在组织阶段,几个孤立分散的对流单体组织成一条对流带——飑线。在扩展阶段,对流带扩展成一个中尺度对流系统——飑线系统,它包括系统前缘的飑线和后部不断扩大的砧云     

一次强飑线过程的卫星云图及天气雷达回波特征分析

利用常规天气观测资料、自动气象站气象观测资料、卫星云图以及天气雷达观测资料,对2005年5月30日发生在陕西省境内的飑线过程进行了探讨和分析,结果表明:地面到500 hPa各层影响系统的前倾结构,使前倾结构控制区内地区的不稳定度迅速加强,加之蒙古冷涡旋转分裂冷空气触发形成中β尺度对流系统(MβCSs),为飑线形成提供了前期动力和热力条件;地面流场和能量场的分析明显反映出了飑线在地面切变线后部,风向、风速辐合区前部。雷达产品分析表明飑线回波具有线状分布和发展快的特点,而且最大反射率与径向速度的最大值在飑线发生的时段内长时间相伴。当飑线回波上的单体进入“逆风区”时,发展更旺盛,不仅造成了灾害性的大风和冰雹,还造成了影响范围内的短时强降水。     

东北冷涡过程中的飑线分析

利用哈尔滨站的飑线资料和常规高空、地面观测资料,对冷涡过程中的飑线从天气尺度环流背景、大尺度动力条件和中尺度天气系统等几个方面进行了分析。结果指出：①飑线发生在冷涡发展较强阶段,②飑线发生在冷涡浊温压场结构不对称性较强的锋区上,③层结不稳定、低层水汽输送与辐合、强烈的上升运动等是必要的天气尺度条件,④地面上有明显的中尺度系统,⑤飑线发生时天气尺度动能明显向中尺度系统转换。     

山东一次飑线过程的中尺度分析

2005年7月12日山东中西部地区发生了一次飑线天气过程.利用自动气象站、多普勒雷达及NCEP 1°×1°的逐6小时资料,从天气形势、垂直结构、地面中尺度场等角度分析了该飑线过程.结果表明:低涡后部的横槽转竖是这次飑线发生的大尺度环流背景,横槽转竖过程中引导高空冷空气下泻,形成上干下暖的不稳定层结,不稳定层结主要是通过高低空的温度差动效应来实现.与飑线相对应的是一支强盛的上升气流,飑线后部是下沉气流,具有较高动量的高空气流下沉至地面向外辐散,使得飑线后部地面辐散区中的风场大大加强.地面辐合带的走向和摆动对飑线移动有明显影响,辐合强度不断增强和范围不断扩大之后,天气也就愈激烈.地面低压区的移近、合并,有利于形成强对流发展的环境场.     

一次强飑线大风过程分析

2001-06-12日宝鸡地区出现飑线大风天气过程，通过分析，发现此次飑线天气发生在高空槽后强西北气流中，西北气流上携带强的冷平流向南扩展，在宝鸡附近形成不稳定层结，在地面露点锋的触发下，出现强对流天气，飑线发生时红外云图上对应有-50℃的较强高温中心值的白亮云团，雷达回波呈“人”型，高低空环流的有利配置和中小尺度系统的强烈发展是形成这次飑线大风天气的原因。     

大气环境条件对夜间飑线影响的敏感性试验

利用CM1数值模式,以2017年8月7日发生在长江三角洲地区的一次夜间飑线过程为例,开展弱切变背景下中层相对湿度、低层风切变和对流有效位能的敏感性试验。结果表明:中层相对湿度升高,有利于夜间飑线雷达回波面积、回波强度和地面降温幅度增大。湿度降低,虽导致夜间飑线的雷达回波宽度变窄,但有利于夜间飑线结构和强度的维持。中层相对湿度的改变对夜间飑线成熟阶段的地面最大风速的影响并不十分明显,但是中层相对湿度的降低会增大地面最大风速的波动;低层风切变的增大使夜间飑线雷达回波强度增强、面积增大、移速变慢,也使飑线冷池强度增强,而对成熟飑线的冷池厚度和地面最大风速影响不大,但是更弱的环境风垂直切变更容易出现脉冲风暴地面强风。低层风切变的减小不利于夜间飑线的发展以及成熟夜间飑线结构和强度的维持;对流有效位能越大,越有利于夜间飑线雷达回波强度和回波面积以及冷池强度和厚度的增大,也有利于夜间飑线地面降温幅度和地面最大风速的增大。中等大小的对流有效位能更有利于成熟夜间飑线强度和结构的维持。低对流有效位能不利于夜间飑线发展,但在中层湿环境条件下依然能发展成为成熟的夜间飑线。该研究揭示了中层相对湿度、低层风切变和对流有效位能等大气环境条件对夜间飑线发生、发展的影响机制,为夜间飑线的预报提供了参考依据。      

一次飑线过程的三维模拟

用美国俄克拉荷马州大学“风暴分析预报中心”（CAPS）开发的ARPS非静力中尺度数值模式对发生在美国VORTEX－1995试验期间的一次飑线过程进行了三维模拟，ARPS模式成功地模拟了飑线中的β尺度结构特征，该模式对飑线强对流天气系统有较强的模拟能力。试验研究表明，地面中尺度汇合线或切换线是此次飑线过程主要的触发系统和重要的维持机制之一；对流凝结潜热释放在飑线的发生、发展中重要作用；高低空的急流合形势为飑线的发展和维持提供了有利的动力条件。     

2007年4月广西一次强飑线过程的雷达回波分析及数值模拟

2007年4月17日广西发生了一次强飑线天气过程。利用常规气象资料、多普勒雷达资料从天气形势和雷达回波演变特征等分析了这次强飑线过程的成因,并高分辨率中尺度数值模式WRF对该过程进行数值模拟。结果表明,这次强飑线过程发生在欧亚中高纬地区两槽一脊的经向环流形势下,西风槽、地面冷锋是天气尺度的主要影响系统。雷达回波显示,这次强飑线过程的雷达回波有典型的三体散射和弓形回波特征。此外,WRF模式能成功地模拟出本次飑线过程的中β尺度结构特征,表明该模式对强对流天气系统有一定的模拟能力。     

2007年4月广西一次强飑线过程的雷达回波分析及数值模拟

2007年4月17日广西发生了一次强飑线天气过程。利用常规气象资料、多普勒雷达资料从天气形势和雷达回波演变特征等分析了这次强飑线过程的成因,并高分辨率中尺度数值模式WRF对该过程进行数值模拟。结果表明,这次强飑线过程发生在欧亚中高纬地区两槽一脊的经向环流形势下,西风槽、地面冷锋是天气尺度的主要影响系统。雷达回波显示,这次强飑线过程的雷达回波有典型的三体散射和弓形回波特征。此外,WRF模式能成功地模拟出本次飑线过程的中β尺度结构特征,表明该模式对强对流天气系统有一定的模拟能力。     

浙北地区一次飑线天气的数值模拟分析

利用NCEP1°×1°的再分析资料对2014年3月29日发生在浙北地区的一次飑线天气过程进行诊断分析,并用中尺度数值模式WRF3.2.1对该过程进行数值模拟。结果表明,高空槽、低层冷涡和地面气旋为这次飑线天气的主要影响系统;K指数和θse等值线反映了浙北地区大气层结的不稳定性。此外,WRF模式基本上能模拟出本次飑线过程的中β尺度结构特征。数值模拟结果显示,低层正涡度,高层负涡度的配置有利于强对流的产生和发展;850hPa的流场特征能够很好地分析出飑线系统经历发生、发展到消亡的演变过程。     

我国地面气温极值和地面风速极值的渐近分布

利用1951—1982年期间我国173个测站的地面最高气温年极值记录,158个测站的地面最低气温年极值记录和83个测站的地面最大风速年极值记录,通过统计推断,找出了我国地面最高、最低气温年极值和地面最大风速年极值遵循的渐近分布——Weibull分布和Gumbel分布,并简要讨论了它们的形状。     

A dataset of global ocean surface currents for 1999-2007 derived from Argo float trajectories: Comparison with surface drifter and TAO measurements

A dataset of surface current vectors with error estimate from 1999 to 2007 is derived from the trajectories of the Array for Real-time Geostrophic Oceanography （Argo） drifting on surface over the global ocean. The error of the estimated surface currents is about 4.7 cm s-1 which is equivalent to the accuracy of the currents determined from the surface drifters. Geographically, the Argo-derived surface currents can fill many gaps left by the Global Drifter Program due to the greater number of floats, and can provide a complementary in situ observational system for monitoring global ocean surface currents. The surface currents from the Argo floats are compared with the surface drifter-derived currents and the Tropical Atmosphere Ocean program （TAO） measurements. The comparisons show good agreement for both the current amplitude and the direction of surface currents. Results indicate the feasibility of obtaining ocean surface currents from the Argo array and of combining the surface currents from Argo and the ocean surface drifters for in situ mapping of the global surface currents. The authors also make the dataset available to users of interest for many types of applications.     

Influences of Climate Change and Its Interannual Variability on Surface Energy Fluxes from 1948 to 2000

Understanding changes in land surface processes over the past several decades requires knowledge of trends and interannual variability in surface energy fluxes in response to climate change. In our study, the Community Land Model version 3.5 (CLM3.5), driven by the latest updated hybrid reanalysis-observational surface climate data from Princeton University, is used to obtain global distributions of surface energy fluxes during 1948 to 2000. Based on the climate data and simulation results, long-term trends and interannual variability (IAV) of both climatic variables and surface energy fluxes for this span of 50+ years are derived and analyzed. Regions with strong long-term trends and large IAV for both climatic variables and surface energy fluxes are identified. These analyses reveal seasonal variations in the spatial patterns of climate and surface fluxes; however, spatial patterns in trends and IAV for surface energy fluxes over the past ～50 years do not fully correspond to those for climatic variables, indicating complex responses of land surfaces to changes in the climatic forcings.     

ON ASYMPTOTIC DISTRIBUTIONS FOR EXTREMES OF SURFACE TEMPERATURE AND SURFACE WIND IN CHINA

According to statistical inference method,the asymptotic distributions,concretely,Weibull and Gumbeldistributions,for yearly extremes of surface temperature and wind in China were discovered.In this study weused the data of 173 stations for yearly maximum surface temperature and 158 stations for yearly minimumsurface temperature and 83 stations for yearly maximum surface wind during the period from 1951 to 1982.Finally,the characteristics of the asymptotic distributions were discussed briefly.     

中国地表热源与南方涛动的相关分析

利用地表热源的气候学计算方程，建立了中国４７个站地表热源的时间序列，分析了中国地表热源的多年变化规律，进而又分析了中国地表热源与南方涛动指数间的交叉谱，指出中国地表热源与南方涛动指数之间各地都在９年，３年的准周期上有显著相关。这表明中国各地地表热源与南方涛动指数的联系，可能存在某种共同的物理过程。     

敦煌荒漠戈壁地区裸土地表反照率参数化研究

利用敦煌站观测资料,选取其中观测资料完整且连续性好的7个年份每年5～10月的地表净辐射四分量和土壤湿度资料,分析研究了敦煌荒漠戈壁地区裸土地表反照率与太阳高度角和表层土壤含水量之间的关系,结果表明:地表反照率与太阳高度角呈e指数关系,随太阳高度角的增大而减小,当太阳高度角大于40°时,地表反照率趋于稳定。表层土壤含水量的增大可导致地表反照率的减小,地表反照率与5 cm深土壤湿度呈线性关系。另外,建立了敦煌荒漠戈壁地区裸土地表反照率与太阳高度角和表层土壤含水量之间的双因子参数化公式,提出了一种更加适合该地区的地表反照率参数方案,并且选取2002年6～9月的实测资料对拟合的参数化公式进行模拟验证。本文所提出的地表反照率参数化方案能够很好地再现该地区裸土地表反照率的“U”型日变化特征,可准确地模拟出地表反照率的动态变化趋势。基于此参数化方案计算得到的地表反射辐射与实测值基本一致。     

The Effect of Orography on Evaporation

The effect of orography on the spatial variability of surface evaporation is studied numerically for two hill heights and two prescribed forms of surface resistance. A numerical model of the planetary boundary layer carrying scalars of temperature and specific humidity, and with a surface energy balance scheme, is employed. It is found that the difference in mean evaporation between model runs with hills and analogous runs for flat terrain may be explained primarily by an increase in surface area and adiabatic cooling at the hill surface.     

九寨黄龙机场近地面大风浅析

九寨黄龙机场是我国三大高原机场之一,正确认识九寨黄龙机场风的演变规律对于保证飞机的起降安全具有重要意义.本文利用九寨黄龙机场2004～2007年的自动站观测资料,分析了九寨黄龙机场地面风、特别是地面大风的演变特征.此外,还利用WRF模式,模拟了一次大风天气过程.研究结果表明,地面大风的风向和出现时间等均与平均风存在明显的差异.大风主要表现为西北风,均出现在白天.大风出现最多的季节是冬季,而不是平均风速最大的春季.大风的形成与中高纬大气环流的调整密切相关.WRF模式能较好的再现大风的发生时间、强度和风向,这与模式能较好的模拟地表通量和混合层的发展密切相关.     

沪宁高速公路路面温度变化特征及统计模型

使用2006年7月-2007年6月沪宁高速公路沿线梅村和仙人山站附近的逐分钟路面温度、气温、湿度、风向、风速、降水气象资料, 分析了梅村和仙人山不同季节和不同天气状况下路面温度的日变化特征。结果表明:不同季节路面温度和气温具有明显的日变化;日出至日落时段,路面温度与气温有较大差异。在此基础上,应用逐步回归方法建立了梅村和仙人山最高和最低路面温度统计模型, 得出最低路面温度模型模拟结果与实况的变化趋势接近,误差绝对值不超过2℃, 具有很好的实际应用价值; 而最高路面温度模型在一定程度上模拟结果偏差较大,实际应用中需进行适当修订。     

On using mixed-layer transport parameterizations with radiometric surface temperature for computing regional scale sensible heat flux

Recent mixed-layer formulations for computing large-scale surface energy fluxes under daytime convective conditions do not require the estimation of surface-layer parameters, such as the roughness lengths for momentum and heat. This greatly simplifies approaches using operational satellite measurements of surface temperature for computing the surface energy balance at regional scales because the surface roughness parameters are not well known for many landscapes. The utility of such mixed-layer formulations is tested using data from several recent multidisciplinary field experiments (HAPEX-MOBILHY, FIFE and Monsoon 90). The results indicate that specific mixed-layer formulations adequately simulate surface sensible heat fluxes in the grassland and shrubland sites. However, use of the original values of proposed empirical coefficients for the forested site yield poor results. This is probably due to the fact that the forested site has significantly different surface geometry and associated distribution of temperature among the surface components (especially the relative importance of soil background temperatures) compared to the other sites. Therefore, the relationship between aerodynamic and radiometric surface temperature may have greatly differed between the forested site and the other locations. However, differences in aerodynamic roughness between the experimental sites were not correlated with changes required in the values of the coefficients. Instead, a two-source model which makes the distinction between aerodynamic and radiative temperature is proposed, as a means to determine which surface properties significantly affect the magnitude of the mixed-layer coefficients.