康熙帝对气候和天气的调查和处理

介绍康熙帝关心气候和天气变化,多方调查了解其特点,常亲自课晴问雨,积累气象经验,其目的在于保障农业生产,他所订的“报雨泽”制度,比历代更为精密,他还对预估的灾害作出预防措施。     

评康熙帝的大气物理知识

清帝玄烨(即康熙帝)曾对大气物理学中的大气光象、声象、电象发表过一些通过实地考察的经验性看法,有的还很有意义。本文对此加以评述。     

6月17日风暴的雷达资料分析

1974年6月17日,我省全境自北向南经历一次飑线灾害天气,这次过程的特点是风大雨急。地面风力之大、持续时间之长,在历史上是罕见的。我们用小天气图和雷达观测资料对这次飑线过程进行了初步分析。 一、飑线的初生阶段 17日上午山东半岛的一些地方出现雷雨、大风。13时雷达观测到山东曲阜,临沐和江苏连云港附近有略成带状的对流回波区,此现象表明了飑线在13时以前已形成。14时的地面图上,在豫苏皖交界处有一热低压,在热低压中有一条西北风与西南风的切变线。15时在热低压中可分析出由西北风与西南风     

季风分布及区划问题的初探

本文在前人工作的基础上,根据梯度风原理和大气热力学原理,采用了不同的物理量进行分析,对原划分的季风区域作了科学的合理的修正。分析结果使我们对季风的成因、季风天气的影响有了进一步的认识和了解,且对东亚季风和印度季风的性质差异也更清楚了。     

北京低层高空的风速分布

分析北京1954,1955两年气球测风的原始记录,根据500米高度上的风速,这些记录可以分作三类:大风,中风和弱风三种情形。中风情形的记录最多,因此根据中风情形记录所得到的平均风速分布较有代表性,本文对中风情形的实测风分布作了理论的研究。假定900米以下湍流系数 K 随高度改变,而且 K=(a-bz)~2;900米以上 K 为常数,则由湍流平均运动方程的确解所算得之风速分布几乎和实测者完全一致。最后,本文还讨论了所建议的根据实测风决定湍流系数 K 的方法,指出应用这种方法时所须注意之点。     

东亚西风异常活动对热带西太平洋西风爆发及ENSO发生的作用

本文通过观测资料分析和数值模拟，对80年代两次ENSO事件产生过程中，东亚西风异常活动对热带西太平洋西风爆发及ENSO发生的作用进行了研究。资料分析结果表明，热带西太平洋低层西风异常的发生，与东亚低层西风异常向南向东传播有关。数值模拟结果表明，东亚低层西风异常向南向东传播至赤道附近，然后继续向东传播，可以在赤道中、东太平洋产生El Ni?o现象。相关分析结果表明，东亚西风异常向南传播过程中，欧亚大陆有欧亚遥相关环流形势与之配合，使得赤道西太平洋西风异常猛烈发展，并且随着西风异常东传，从而造成强的 El Ni?o 事件发生。     

清康熙年间气象发展概貌

该文通过对我国气象史料的查阅、分析与思考,对我国气象发展历史作了介绍,着重概述了清康熙年间的气象著作、气象制度、气象观测仪器以及康熙帝在农业气象方面进行的成功实践。并且通过与同时期西方气象发展水平的比较,简要分析了我国明清时期气象科学发展缓慢的原因。     

晴空回波的大气风温湿结构及双偏振雷达参量分析

晴空回波有助于认识大气的风温湿结构,双偏振多普勒天气雷达为探测晴空大气提供了丰富信息。本文以2015年夏季南京信息工程大学C波段双偏振雷达探测的晴空回波为例,结合探空资料分析大气风温湿结构及晴空回波的影响因素,分析了晴空大气的反射率因子Z、径向速度Vr以及差分反射率因子ZDR回波特征。研究表明:大气温、压、湿梯度造成折射指数分布不均以及背景风场引起的湍流增强,均可造成晴空回波,其回波机理为湍流散射;差分反射率因子受到多普勒效应的影响;在风场及大气湍团干湿特性不同的情况下,晴空回波的差分反射率因子呈现不同的特征。研究结果有益于深入认识大气风温湿结构特征对雷达电磁波的散射的影响以及雷达资料质量控制。     

亚里士多德与《天象论》

亚里士多德是对气象学影响巨大的古希腊科学家,他在公元前340年左右完成的《天象论》一书是最早的气象学专著,该书使关于天气现象的知识终于成为一门系统的科学。系统梳理了《天象论》的内容和观点,重点介绍了亚里士多德在诸多天气现象,如降水、风、虹和闪电等方面的认识,以期为气象科技发展史的研究工作提供一些有意义的参考。     

应用卫星云导风进行台风路径预报试验

在国家气象中心台风数值预报业务系统中引入国家卫星气象中心提供的卫星云导风资料,进行三项预报试验．首先用卫星云导风资料厂正客观分析风场;其次将云导风资料加人到输对称的人造台风模型风场上,使之产生非对称风场、在前两项试验的基础上进行相应的质量场调整,使之形成较协调的客观分析场和非对称的人造台风模型。试验结果表明：卫星云导风资料订正客观分析风场对台风路径预报有明显改进;用云导风形成人造台风模型非对称风场对台风路径预报也有所改进;对订正后的客观分析场进行质量场调整可进一步提高台风路径预报的精度,而对非对称人造台风模型进行质量场调整,对减小台风路径预报误差作用不明显。     

基于Endlich迭代调整的全球流函数和速度势计算及风场分解与重建

本文将有限区域求解流函数和速度势的Endlich迭代调整方法(E-T方法)推广至全球区域,并与常用Guass-Seidel迭代求解Poisson方程方法(G-P方法)进行了比较。结果表明:E-T方法适应于全球流函数和速度势的计算,其由内向外调整,不需严格考虑边界条件,可消除边界对计算结果的影响;E-T方法能准确分解和重建原始风场,而由于极地边界和差分格式影响,G-P方法求得的旋转风和辐散风之和不能准确重建原始风场,尤其是经向为固定边界时,两极地附近重建风场误差非常明显;E-T方法与G-P方法另一重要差异是前者利用流函数和速度势与风场偏微分关系直接进行迭代求解,不需计算涡度和散度,不但保证了重建风场的准确性,还防止了涡度和散度计算误差带来的二次污染。     

有限区域流函数和速度势的计算及其在台风中应用

在Endlich提出求解旋转风和辐散风基础上,本文给出了直接利用风场迭代计算流函数和速度势的方法,该方法不但能求解流函数和速度势,还可将原始风场直接分解为旋转风和辐散风。此方法在有限区域中,能大大降低边界条件对计算结果的影响,不仅能计算准确的涡度和散度,还能很好的重建原始风场。采用此方法,对"0808"号台风"凤凰"进行了诊断分析,得到了台风不同时期的流函数和速度势、旋转风和辐散风。结果发现在台风的不同时期,流函数与高度场相似,可用其低值中心来分析台风移动路径和强度的变化,速度势存在高值区,其中心与高度场低值中心不吻合;旋转风的涡旋中心也可用来反映台风中心,台风南侧辐散风较大,故可用来反映南方水汽供应对台风发展、成熟、衰退的影响。     

用有限区域风速场准确求解流函数和速度势场的方法

流函数和速度势是气象业务和研究中常用于表述风速的一组变量。用有限区域风速场, 使用有限差分方法求解得到的流函数和速度势场重建初始风速场, 由于受区域边界的限制往往有明显的偏差。虽然有许多求解方法的研究, 但是, 至今仍尚未见到一种真正准确的求解计算方案。首先, 介绍用Arakawa A网格和D网格分布的有限区域风速场求解流函数和速度势场的一般有限差分计算方法, 探讨用它们的解重建风速场产生误差的原因。然后, 针对这些原因, 对给定的有限区域, 通过线性外推初始风速场, 扩展求解计算区域, 使用协调、一致的有限差分格式方案, 准确计算求解区域的边界有旋风速、散度风速和速度势的定解边界条件, 以及恰当选择流函数、速度势、涡度和散度等变量的分布网格, 设计了用上述两种网格分布的风速场准确求解流函数、速度势场的方案, 并对其正确性加以证明, 它们可以推广应用于其他Arakawa网格。用实际资料试验同样显示, 方案避免了重建风速场误差的出现, 与初始风速场相比, 全场风速最大偏差精度达到10-12m/s或以上, 在计算机精度造成的计算误差影响范围内。本文的研究很好解决了长期以来用有限区域风速场、 使用有限差分方法无法准确求解流函数和速度势场的问题。     

相似误差订正方法在风电短期风速预报中的应用研究

为降低风电场短期预报风速误差,减少风电场短期风功率偏差积分电量,提高风电场发电功率预测准确率,分季节研究了相似误差订正方法对ECMWF单台风机预报风速的订正效果。结果表明:相似误差订正后不同风机预报风速的误差差距减小;预报风速的平均绝对偏差和均方根误差明显降低,其中夏季和秋季华能义岗风电场两个指标降低幅度均超过0.1 m/s、会宁丁家沟风电场均超过0.2 m/s;订正风速削减了原始预报的极值,可反映大部分时段实况风速3 h内的趋势变化,个别时段订正风速与实况趋势相反;订正后预报风速在风功率敏感区的平均绝对偏差明显降低,华能义岗风电场四季降低幅度在0.112~0.242 m/s之间、会宁丁家沟风电场四季降低幅度在0.131~0.430 m/s之间,有效降低了原始预报误差带来的短期风功率偏差积分电量扣分值;订正风速较原始预报更多分布在风功率敏感区。该方法实际应用灵活,对提高风电场短期预报风速准确率有可观的效果,并可有效减少短期风功率偏差积分电量考核。      

风的精细化MOS预报方法研究

利用MM5模式的站点输出产品,采用多元线性和逐步回归的MOS统计方法,预报宁夏25个测站48 h逐时风速、风向,通过对2004年6月~2005年4月近一年的预报效果检验,结果表明:该方法对逐时风速有较强的预报能力,对逐时风向有一定的预报能力,但尚未达到可用程度,还有待于进一步的改进,但都较原MM5模式预报水平有了显著的提高。     

在给定热源与大型水平湍流影响下自由大气中的平均纬向风速与经圈环流

本文在澄清关于Rossby水平湍流影响下的平均纬向风速的看法基础上,用两层模式将其推广到斜压大气,得出的平均纬向风速和经圈环流与经验事实有一定程度的相似处。因而或可供进一步改善假定,设计较合理的模式,探索地球大气中大型运动规律的参考。 本文中有些参数是由经验事实决定的,是一个半经验半理论的工作。     

风廓线雷达风场资料质量控制初探

基于2016年2月和8月江西宜春风廓线雷达探测水平风场数据,分别利用扩展经验正交函数(EOF)分析重构法和高斯滤波法对其进行质量控制。结果发现,相比原始观测风场,EOF分析重构法和高斯滤波法均能有效过滤风廓线雷达原始风场的高频脉动。两种方法对比分析发现,对于空间尺度的瞬时扰动,EOF分析重构法质控效果优于高斯滤波法;对于时间尺度的瞬时扰动,高斯滤波法质控效果优于EOF方法。     

风电场选址模式化研究

本工作旨在风电场已初选，并有一至几个月的短期测风资料为前提的情况下，研究出一种有较先进的方法、较高的精度、较快的速度推算场址风能参数的模式。由于风能是风速立方的函数，因此，习惯上用寻求两地风能参数相关的订正方法误差较大。这次工作立足于先订正原始风速及标准差，再用这两参数推算各风能参数。经计算比较，选择全概率公式订正风向风速，再用差值法订正标准差，最后用韦伯尔公式计算风能参数。风电场选址时风向风速都应该考虑，因此，选择各风向均出现的时段作考察月为好。比较结果发现，９、１０、１１月作为考察期准确性较高。     

诊断量无信度时的资料误差限和诊断场无信度区的鉴别

本文用误差传递公式讨论了涡度攻度计算过程中的误差放大现象，指出放大因子的构造形式由差分方案决定，而放大因子的数值大小由流场的风向结构和风速结构决定。放大率随流场结构的变化而在很大范围内变化，致命部分区域诊断结果无信度，本文提出了散度涡度诊断结果无信度时的风场误差限概念，并相应建立了对诊断场作信度鉴别的方法。     

农田植被层上方湍流通量输送特征分析

根据宵田植被层上方的温湿风梯度观测资料,采用基于莫宁－奥布霍夫相似理论的廓线梯度法计算了农田植被层上方的湍流通量,进而确定出拖曳系数、斯坦顿数和道尔顿数。文中检验了用于农田植被层上方湍流通量计算的普适函数的适用性,讨论了湍流通量以及拖曳系数等随稳定度参数、粗糙度高、平均风速等因子的变化规律。结果表明,农田植被层上方的湍流通量随层结构稳定度变化而变化;拖曳系数、斯坦顿数和道尔顿数也不是常数,而是层结