“威马逊”（1409）降水水汽来源和源区定量贡献分析

利用拉格朗日轨迹追踪模式FLEXPART(the Flexible Particle Model)和水汽源区定量贡献分析方法,研究了超强台风"威马逊"登陆期间(2014年7月17日06:00至19日06:00,协调世界时)强降水的水汽来源和源区定量贡献。结果表明,大量目标气块源自目标降水区西南侧和东侧,西南侧气块可追溯到阿拉伯海和孟加拉湾等地区,且大部分气块来自相对较低层大气,高度在输送途中变化不大,来自东侧的气块可追溯到西太平洋海域,气块初始位置相对较高,在输送途中逐渐降低;源区定量贡献分析显示:南海区域(C)贡献最大,目标降水区域(T)局地贡献次之,孟加拉湾(B)和西太平洋南部区域(D)贡献相当且均低于区域T;区域C和T对"威马逊"登陆期间降水贡献较大源于其较高的源区水汽摄取率(尤其是区域C)和较低的沿途损耗率(尤其是区域T);区域B源地水汽摄取量高于区域D,但从前者摄取的水汽到达目标降水区域而未被释放的比例明显高于后者,同时,两者沿途损耗率相当,造成两者对目标降水区域的最终贡献也相当;尽管阿拉伯海区域(A)水汽摄取亦较明显,但由于沿途的显著消耗,导致其对目标降水区域的最终贡献显著降低。FLEXPART轨迹追踪模式和水汽源区定量贡献分析方法,与以往常用的环流和水汽通量进行定性分析相比,可更为清晰和定量地揭示热带气旋降水的水汽来源特征。     

青藏高原那曲地区夏季水汽来源及输送特征分析

青藏高原作为"亚洲水塔",研究其降水来源对我国水安全和水资源利用有重要意义。本文使用中国地面气候资料日值数据集,并用GDAS资料驱动HYSPLIT(Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory)拉格朗日模式,分析了那曲地区2014年夏季的水汽输送轨迹和不同等级降水的轨迹。结果表明:(1)夏季水汽输送轨迹有明显的月、旬变化,主要是由于夏季风的向北推进造成的。印度洋、阿拉伯海、孟加拉湾、大西洋和中亚为5条主要的水汽输送路径。(2)小雨和中雨存在南方路径和西方路径,而大雨只存在南方路径;海洋的水汽输送对降水等级具有决定性作用。(3)1天前水汽来源大值区为雅鲁藏布江流域;3天前水汽来源大值区为印度与不丹的交界;大雨的水汽来源较小雨和中雨更加集中;水汽贡献分布集中的区域与水汽轨迹追踪的终点有较好的对应关系。(4)水汽源地:小雨主要来自阿拉伯海、孟加拉湾、印度、新疆以及中亚地区;中雨主要来自印度洋、阿拉伯海、孟加拉湾、印度、新疆以及中亚地区;大雨主要来自阿拉伯海和孟加拉湾。     

基于FLEXPART模式对黄河源区盛夏降水异常的水汽源地及输送特征研究

依据近10年黄河源区流域气象台站的降水观测资料,提取夏季降水最强月对应的异常特征,利用拉格朗日粒子扩散模式(Flexible Particle Dispersion Model,FLEXPART),针对目标时段开展大气粒子群(气块)的后向模拟,着重分析了流域内降水正负异常状态下的水汽输送特征及其差异,并评估各水汽源地对流域内三类降水的贡献。结果表明,以“S”型跨赤道输送(“由阿拉伯海至孟加拉湾和印度半岛再由青藏高原西南侧进入黄河源区”)和“几”型输送(“由南中国海经长江中下游平原后途径四川盆地再进入黄河源区”)为代表的南支路径是2012年7月黄河源区对应的主要水汽输送路径;而以东、西风急流作用下的两条远距离输送(“由南中国海至孟加拉湾和印度半岛东北部附近后再经由青藏高原西侧或北侧进入黄河源区”以及“由欧洲平原东部和中亚地区进入青藏高原西侧或北侧后到达黄河源区”)为代表的北支路径是2015年7月黄河源区对应的主要水汽输送路径。在对气块后向模拟追踪的同时,对其运动过程中的比湿变化进行了对应经纬度网格的空间平均,变化特征显示出喜马拉雅山南麓、四川盆地周边、孟加拉湾和青藏高原北侧是黄河源区流域降水对应的潜在水汽源地。由定量评估贡献率的结果可知:青藏高原北侧的广大干旱及半干旱草原地区是2015年7月黄河源区降水的最主要水汽来源,其贡献率高达52.9%;而在2012年,三个主要源地的贡献率差异远不及2015年显著;无论对应何种类型的降水,青藏高原西南部和北侧提供了黄河源区主要可供降水的外来水汽。     

1998年长江流域特大洪涝期水汽输送过程的诊断分析

利用基于拉格朗日方法的气流轨迹模式（HYSPLIT_V4.9）,结合轨迹聚类法和气块追踪法,探讨1998年6月12日—8月27日期间长江流域强降雨的水汽输送轨迹、主要水汽源地及其水汽贡献,发现此次强降水过程的水汽源地主要为印度洋、孟加拉湾—南海和太平洋;不同降水阶段水汽输送轨迹、水汽源地存在差异。降水第一阶段水汽主要来自孟加拉湾—南海,水汽输送贡献为35%。降水第二阶段水汽主要由印度洋、孟加拉湾—南海和太平洋三个区域共同提供,水汽输送贡献分别为32%、28%和31%。降水第三阶段则是来自印度洋和孟加拉湾—南海的水汽输送占主导地位,它们对降水的水汽输送贡献分别为33%和41%。降水第四阶段水汽主要来源于孟加拉湾—南海,贡献为40%。强降水过程中大气环流的调整,导致了不同阶段水汽源地的变化及各源地水汽贡献的差异。     

拉格朗日方法诊断2007年7月中国东部系列极端降水的水汽输送路径及其可能蒸发源区

以2007年7月中、下旬中国中东部地区系列极端降水为研究对象,分别以NCEP/NCAR分析资料和中尺度气象模式(WRF)模拟输出驱动拉格朗日三维粒子输送模式(FLEXPART),通过对极端降水有贡献的大气粒子群(气块)的后向轨迹,诊断了极端降水事件的水汽输送路径及其可能蒸发源区,并定量估算了不同水汽源区对降水事件的相对贡献大小。结果表明,极端降水事件的水汽输送可以向上游追溯到阿拉伯海和西亚地区,青藏高原的地形和副热带高压对水汽输送路径具有重要影响。源于热带和副热带低纬度地区的气块在到达降水区域之前,经历了多次的降水和蒸发过程,其中,阿拉伯海、印度半岛、孟加拉湾、中南半岛的缅甸以及中国西南部的川、滇等地区都是水汽的蒸发源区,上述所有源区为极端降水事件贡献了约80%的水汽。但是,不同水汽源区的相对贡献计算结果发现,陆地蒸发对水汽贡献相对重要,尤其是中南半岛的缅甸、中国的川、滇等地区的地表前期蒸发对这次极端降水的贡献超过了40%,这表明上游地区前期的土壤湿度异常可能对极端降水的发生具有重要的指示意义。     

拉格朗日水汽源诊断方法在三江源区的应用

以NCEP/NCAR每日4次的GFS (Global Forecast System) 再分析资料驱动大气三维输送模式FLEXPART (Flexible Particle Model), 借助于拉格朗日水汽输送和源区识别技术, 在考虑了空气块输送过程中的比湿变化基础上, 诊断三江源区大气的水汽来源、输送途径及其空间结构特征。结果表明:夏季三江源区短时输送 (6 d内) 的水汽主要来自于青藏高原以及其西北侧陆地区域, 而更长时间 (8~10 d) 的来源可追踪到阿拉伯海和孟加拉湾等远距离海洋区域; 水汽输送通道主要有两支, 第1支为沿着索马里海到阿拉伯海的跨赤道水汽输送, 第2支为在西风控制下从中亚乃至西亚地区向三江源区的输送。定量分析亦显示:6月青藏高原西侧的水汽输送贡献最大, 7月阿拉伯海成为了主要水汽来源, 8月阿拉伯海水汽输送贡献减小。     

台风“温比亚”影响期间山东极端降水过程水汽来源及源区贡献定量分析

利用拉格朗日后向轨迹追踪模式HYSPLIT，结合蒸发—降水诊断法及相关的水汽贡献定量分析法，分析了台风“温比亚”影响期间山东极端强降水的水汽来源及输送特征。结果表明：区域极端强降水的发生与大尺度的水汽输送和辐合密切相关；影响强降水的水汽源地主要有4个，它们分别位于印度洋→孟加拉湾→南海、低纬西太平洋、中纬度西北太平洋和中国东部；源区贡献定量分析表明，低纬西太平洋对极端降水的水汽贡献最大，中纬度西北太平洋次之，印度洋→孟加拉湾→南海与中国东部的贡献相当且均低于中纬度西北太平洋；进一步对比不同源区的水汽输送差异发现，虽然印度洋→孟加拉湾→南海初期摄取的水汽较多，但输送过程中过高的沿途水汽损耗，显著降低了其对极端降水的水汽贡献，尽管中纬度西北太平洋和中国东部地区初期摄取的水汽较少，但两者沿途的水汽损失亦小并且两者摄取的水汽在目标区实际转为降水的比例较高，因此两者最终的水汽贡献不容忽视。     

基于拉格朗日法的水汽输送气候特征分析——江淮梅雨和淮北雨季的对比

利用基于拉格朗日方法的轨迹模式（HYSPLIT_4.9）,结合海量气块追踪分析法,对比了江淮梅雨和淮北雨季平均水汽输送特征,从水汽来源及源地贡献方面探讨二者的相对独立性,对比两雨季降水异常年水汽输送特征。结果表明,气候态上,江淮梅雨的水汽输送主要来自印度洋、太平洋、孟湾—南海,其中来自印度洋的水汽输送贡献最大,超过50%;淮北雨季来自印度洋、欧亚大陆、孟湾—南海、太平洋的水汽贡献差异不大,但与江淮梅雨的水汽源地对比,淮北雨季来自印度洋的水汽输送贡献少20%,而欧亚大陆偏多19%。对比降水异常年发现,来自印度洋、孟湾—南海以及欧亚大陆水汽贡献的变化对江淮梅雨和淮北雨季降水异常有重要影响。江淮梅雨偏多年,印度洋的水汽输送贡献比梅雨偏少年减少17%,孟湾—南海则增加了11%。在淮北雨季偏多年,印度洋的水汽输送贡献比偏少年多19%,孟湾—南海和欧亚大陆的水汽输送则分别减少6%和17%。     

春季高原东南角多雨中心的气候特征及水汽输送分析

利用藏东南及滇西北的雨量资料和NCEP/NCAR再分析资料,揭示了青藏高原东南角多雨中心春季的"早雨季"气候事实,发现多雨中心雨季长达9个月,春汛期雨量占全年总雨量的30%~40%,降水极大值也可出现在春汛期。通过整层水汽通量诊断分析,研究了春季青藏高原东南角多雨中心的水汽输送特征,结果表明:青藏高原东南角多雨中心上游雅鲁藏布江流域存在一个水汽通量大值中心,在阿拉伯海北部与孟加拉湾北部及印缅北部也存在水汽通量大值区,相关分析发现,多雨中心的降水与上述水汽通量大值区存在显著相关性;水汽流场显示出雅鲁藏布江—布拉马普特拉河、孟加拉湾、阿拉伯海和南支槽前偏西水汽流向多雨中心输送水汽,使其成为"水汽汇",雅鲁藏布江、阿拉伯海的远距离水汽输送是多雨中心水汽来源不可忽视的重要因素。     

基于拉格朗日方法的江淮梅雨水汽输送特征分析

利用NCEP再分析资料,引入基于拉格朗日方法的气流轨迹模式(HYSPLITv4.9),结合用于海量轨迹分析的气块追踪分析方法,探讨了江淮梅雨气候平均的水汽输送特征以及梅雨异常年水汽输送的差异。结果表明,在气候态下,江淮梅雨的水汽主要来自印度洋、孟加拉湾—中国南海、太平洋和欧亚大陆4个区域,其对江淮梅雨的水汽输送贡献分别为35%、19%、22%和19%。其中,印度洋、孟加拉湾—中国南海和太平洋上的输送气流主要来自850 hPa以下的对流层低层,而欧亚大陆的输送气流主要来自600 hPa左右的对流层中层。进一步对比梅雨异常年水汽输送的差异,发现孟加拉湾—中国南海、太平洋和印度洋的水汽输送对江淮梅雨的异常有重要影响,梅雨偏多年来自孟加拉湾—中国南海的水汽输送较多,其对江淮梅雨的水汽输送贡献为24%,比梅雨偏少年约增加了13%,梅雨偏少年则是来自太平洋和印度洋的水汽输送较多,对江淮梅雨的水汽输送贡献分别达到了40%和30%,比梅雨偏多年约增加了5%和10%。     

南方上半月连日阴雨 北方下半月气温偏高——2002年5月

今年 5月 ,与常年同期相比 ,除东北大部、华北北部、华南东部、内蒙古东部和南疆大部等地降水明显偏少外 ,我国其余大部地区降水偏多或接近常年。本月全国大部地区气温接近常年或偏低 ,其中黄淮西部、江淮大部、西南地区东部、湖北和湖南北部等地的气温偏低 1～ 2℃ ,东北和华南东部沿海偏高 1～ 2℃。本月有一个热带风暴生成。1　天气概况5月份降水量 ,西南东部地区、黄淮大部及其以南地区在 10 0ｍｍ以上 ,其中江南及重庆大部、贵州大部、云南西南部、广西、广东中部等地一般有 2 0 0～ 330ｍｍ ,局部地区达 330～ 4 70ｍｍ ;东北、华北、…     

鲁中山区东北部丘陵地区霜冻特征分析

利用临朐县1980-2008年29年间作物生育季节3—11月的所有“黑、白”霜观测记录,对鲁中山区东北部丘陵地区霜冻进行统计分析。结果表明,鲁中山区东北部丘陵地区霜冻有明显的地域特征,即霜冻危害较重的季节在3—4月份;霜冻类型以辐射霜冻为主;霜冻发生的气候特征与当地地形地貌密切相关;从而为鲁中山区东北部丘陵地区霜冻的预测预报提供可靠的依据。     

Fluctuations in the length of the growing season in Minnesota

Fluctuations in growing season length and in the dates of the last spring freeze and first fall freeze between 1899 and 1982 were studied for five rural Minnesota stations with long, high quality records. A general increase in growing season length was found, but there was substantial variation in the pattern of fluctuations among the stations. The increase in growing season length is not clearly and uniformly related to changes in the dates of first and last freezes. The interannual variability of growing season duration is on the order of the increase in duration so that the change would not be readily apparent to a casual observer. Our results do not correspond well with certain other studies of growing season length nor with fluctuations in hemispheric mean temperature. We conclude that extreme care must be used in extrapolating results of growing season length studies in space and in relating them to mean temperature fluctuations.     

2002年夏季山东干旱成因分析

分析了山东省 2 0 0 2年夏季降水、气温特点和干旱情况 ,并从大气环流、北太平洋SST、气候背景等方面对少雨干旱气候的影响进行了分析 ,指出冬季大气环流、北太平洋SST对山东夏季旱涝趋势的预测具有重要的指示意义。     

2014年初冬牡丹江市暴雪天气诊断分析

本文利用常规资料及数值预报产品,对2014年12月1日牡丹江出现的暴雪天气过程进行诊断分析,结果表明:高空阶梯槽的形成和维持,为暴雪提供了有利的环流背景,中低空切变线和低压倒槽是主要影响系统,为暴雪产生提供强的辐合上升运动和水汽条件;冷平流的持续使近地面气温降至0℃以下,保证了降雪所需要的温度条件。     

1994年冬季洛阳机场天气之特点

主要用洛阳１５ 年冬季能见度资料对比,提出１９９４ 年１１ 月—１２ 月出现多日大雾天气在历史上是少见的。通过分析１９９４ 年几例典型大雾形成的具体特点和影响因素及天气形势。指出稳定层的存在,适宜的地面气压场是导致大雾的直接原因     

Fronts in the vicinity of the tropopause

Summary From a study of five cases of pronounced fronts in the upper troposphere, it is concluded that the waterspout model offers the most satisfactory solution to the problem of connecting frontal boundaries and tropopauses. Composite cross sections of temperature, potential temperature, normal wind component and potential vorticity are presented for the five cases. On the basis of the potential vorticity measurements it is suggested that the most likely explanation for the formation of the high-level front is a folding of the tropopause.

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Zusammenfassung Auf Grund einer Untersuchung von fünf Fällen ausgesprochener Fronten in der höheren Troposphäre wird der Schluß gezogen, daß die Wasserhosen-Vorstellung am besten den Zusammenhang zwischen Fronten und Tropopausen darstellt. Kombinierte Querschnitte von Temperatur, potentieller Temperatur, normaler Windkomponente und potentieller Vorticity werden für die fünf Fälle vorgelegt. Auf Grund der Bestimmungen der potentiellen Vorticity wird dargelegt, daß die wahrscheinlichste Erklärung für die Entstehung einer Front in der Höhe in der Annahme einer Faltung der Tropopause besteht.

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Résumé En se fondant sur cinq cas de fronts très nets de la haute troposphère, les auteurs concluent que le schéma de trombe constitue la meilleure solution pour représenter la liaison entre zones frontales et tropopause. Ils donnent des profils combinés de température, de température potentielle, de composantes normales du vent et de vorticity potentielle pour les cinq cas. Ils montrent à l'aide de mesures de la vorticity potentielle que l'explication la plus probable de la formation d'un front en altitude consiste à admettre un plissement de la tropopause.

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With 11 Figures

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Contribution No. 37, Department of Meteorology and Climatology. —The research reported in this article has been supported by the Geophysical Research Directorate, Air Force Cambridge Research Center, under Contract No. AF 19 (604)-1811.     

1994年冬季洛阳机场天气之特点

主要用洛阳15年冬季能见度资料对比,提出1994年11月-12月出现多日大雾天气在历史上是少见的.通过分析1994年几例典型大雾形成的具体特点和影响因素及天气形势.指出稳定层的存在,适宜的地面气压场是导致大雾的直接原因.     

Atomic mercury distribution features in the surface air layer in the Sea of Japan in the fall of 2010

Presented are the results of mercury content measurements in the surface air layer in the Sea of Japan in the period from October 27 to November 11, 2010. It is revealed that the mercury content varied from 0.6 to 3.8 ng/m³. It is demonstrated that the mercury concentration distribution has geographical zoning and depends on the movement of air masses and on the closeness of anthropogenic sources. The maximum mercury concentration is detected in the central part of the sea at the southwestern and southern directions of the wind, that is associated with the industrial emissions of East Asia countries. The minimum mercury concentration corresponding to the concentration in the surface air layer of the Arctic, Atlantic Ocean (Northern Hemisphere), and the Sea of Okhotsk and Bering Sea was observed along the coast of Primorye at the northwestern wind direction.     

1998年洞庭湖流域特大暴雨的雨水情分析

应用１９９８ 年汛期湖南省９７ 个气象站、２００ 多个水文站的雨量、水文资料,分析了同期洞庭湖流域特大暴雨洪涝的雨水情概况和基本特征。