我国东部近百年夏季雨型的大气环流和海温场特征

根据新划分的1900～1998年东部夏季雨型序列,分析了与各类雨型相对应的北半球海平面气压场和海表温度距平场的特征.指出不同雨型对应着不同的环流场和海表温度距平场,而且存在着差异的强信号区.     

近50年热带印度洋海温距平场的时空特征分析

选取印度洋48年的海表温度距平资料,采用经验正交函数法,对热带印度洋的年季平均海表温度距平场的时空分布特征进行了研究。结果表明,印度洋海表温度多年的年季平均距平的空间分布主要表现为三种定常类型：（1）全区一致型;（2）东西差异型;（3）南北差异型。研究还表明,印度洋48年的海表温度变化相对于较大时间尺度的演变来说,主要特征是由冷到暖的年代际变化,50～60年代为偏冷期,70年代为冷暖交替的过渡期,80～90年代为偏暖期;次主要特征反映了印度洋海温东西热力场的异常年际变化,平均海温距平场第二特征向量的时间系数变化同ENSO有较密切的关系,大（小）的时间系数对应LaNina（ElNina）事件。     

冬季北大西洋地区海表温度与500百帕高度的奇异值分解

本文介绍奇异值分解方法的原理及其在分析两个要素场之间线性关系中的应用。并用其对冬季北大西洋地区海表温度与500百帕高度标准化距平进行分析。结果表明,冬季北大西洋地区海表温度主要分布型与该地区的大气遥相关型密切相关。理论分析和实际计算结果都表明,奇异值分解方法在分析两个要素场之间的线性关系是很有效的。     

一个热带太平洋距平模式对风应力异常的响应

本文利用１９７０至１９８９年共２０年的逐月平均的太平着区的表面风应力和海表温度距平的分析资料，检验了以前设计的热带太平洋和热带大气距平模式的模拟性能，通过使用两组风应力异常场即观测场和热带大气模式对观测海温响应所得的模拟场，重点分析了热带太平洋距平模式对风应力异常的响应特征，结果表明，本文海洋距平模式完全有能力再现ＥＮＳＯ循环折际变化性及其水平结构，且赤道中太平洋区域的低频风应力异常对于ＥＮＳＯ事     

辽宁汛期暴雨的大气环流特征分析

应用合成分析、距平分析和位势平均等方法,基于美国NCEP/NCAR的再分析资料和辽宁地区逐日降水资料,对辽宁地区汛期暴雨的大气环流、风场、温度场和湿度场特征进行对比分析。结果表明：在厄尔尼诺或拉尼娜背景下,辽宁夏季多暴雨月与少暴雨月相比,对应的500 hPa高度距平场、500 hPa风矢量与温度距平叠合场以及850 hPa水汽输送矢量场,均存在着显著的差异;同样是暴雨多（少）的月份,对应的厄尔尼诺与拉尼娜背景相比,500 hPa高度距平场、500 hPa风矢量与温度距平叠合场以及850 hPa水汽输送矢量场均有不同的表现。     

大气位势场对海表温度异常线性定常响应的数值试验

利用具有月、季长期天气过程数值天气预报能力的滤波距平模式(FAM)、运用谱方法研究了大气位势场对海表温度异常(SSTA)的线性定常响应,分析了SSTA强迫作用所产生的定常行星波波型、大气中遥相关型以及大气位势场响应对SSTA位置和基本气流的敏感性,得到一些有意义的结果。     

北半球海表温度距平的统计特征

本文分析了北半球月平均海表温度距平场的周期性、持续性和相关性等统计特征,为进一步研究海温异常对长期天气过程的影响提供了事实依据。     

赤道东太平洋海温正异常对西太平洋副高影响的数值模拟研究

利用LASG九层大气环流谱模式及IAP两层大气环流模式，模拟研究了不同持续时间的赤道东太平洋海表温度正异常(海表温度异常的持续时间分别为1月份，1～2月份，1～4月份及1～8月份，其他月份为气候SST)对西太平洋副高的影响。结果表明，尽管海表温度异常的持续时间不同，但其引起的西太平洋副高的异常演变及其分布却十分相似；同时，季风区的异常降水(进而异常潜热释放)随时间的演变及其分布也存在一定的相似性(对应于不同持续时间的赤道东太平洋的海表温度正异常，5月份印度洋至西太平洋地区都表现出赤道辐合带北移偏晚的特征)；季风区降水的这种变化同西太平副高的异常是一致的，从而揭示出这两种现象有可能存在着某种联系。结果还表明，导致这种大气响应场对赤道东太平洋海表温度异常持续时间不敏感的一个重要原因是大气内部过程的影响:中纬大气的内部Rossby波源维持了热带地区激发的扰动在中高纬的存在，同时大气内部Rossby波源对赤道太平洋地区的海表温度异常持续时间表现出不敏感性，正是由于这种不敏感性才导致了响应场对赤道太平洋地区海表温度异常持续时间的不敏感性。模拟结果还表明，在夏季赤道东太平洋存在海表温度正异常的情况，尽管大气内部动力过程的作用十分重要，但夏季赤道东太平洋海表温度正异常对夏季西太平洋副高的影响却明显存在，因此，基于赤道太平洋地区海表温度异常的夏季西太平洋副高的可预报性受到赤道东太平洋海表温度正异常及大气内部动力过程的双重影响。模式的依赖性研究表明，模拟结果具有一定的普遍性。     

前期月OLR场与中国汛期雨带类型分布的关系

利用合成分析和差异显著性等诊断方法．研究前冬、春季对应各月OLR场与中国汛期雨带类型分布的关系。结果表明：三类雨带对应前期OLR场正、负中心主要分布在亚欧大陆、非洲大陆、以及太平洋地区和北美洲南部地区；4月（前春）海温波动逐渐增强，对流活动加剧，这时赤道中东太平洋偏南地区OLR场的分布特征对后期雨带类型的分布产生较大的指示作用。具体表现为前期赤道中、东太平洋地区对流活动强，对应夏季Ⅲ类雨型，对流活动弱对应Ⅱ类雨型，正常情况下对应Ⅰ类雨型。历史回报试验效果表明，特定区域OLR场异常可以作为预测中国汛期主要雨带位置的强信号因子。     

Meridional Wind Stress Anomalies over Tropical Pacific and the Onset of El Nino. Part Ⅰ: Data Analysis

对热带太平洋海表经向风应力异常与EI Nino事件之间的关系进行了诊断分析。结果表明，超前的经向风应力距平场与NINO3区(150°-90°W，5°S-5°N)的海面温度异常(SSTA)有显著的超前相关，这种相关性在超前6个月甚至更早一些就有显示。利用奇异值分解方法分析超前的经向风应力距平场与太平洋海表温度异常场之间的耦合模，结果表明对应于赤道中东太平洋的海面温度异常升高，大气风应力场在超前6个月甚至更早的时候，在赤道中东太平洋表现为辐合的经向异常风应力场，即赤道以北为北风异常应力，赤道以南为南风异常应力。这种耦合模的时间系数与NINO3 SSTA指数所表示的El Nino事件有很好的对应关系，表明这种耦合模反映的正是超前的经向风应力异常与El Nino事件所对应的海表温度异常之间的相关模态。通过与热带西太平洋纬向风应力异常的比较，赤道中东太平洋辐合的经向风应力异常与El Nino事件发生的同样具有重要的联系。     

华南前汛期的锋面降水和夏季风降水 II. 空间分布特征

利用中国730站降水资料和第I部分(郑彬等,2006)得到的华南前汛期锋面降水和季风降水的划分日期,计算出1958-2000年华南前汛期锋面降水量(强度)和季风降水量(强度)的序列,采用EOF和扩展EOF分析方法,得到华南前汛期降水的几个主要分布型,并探讨锋面降水与季风降水的可能联系。分析结果表明:华南前汛期的锋面降水和季风降水分布主要有三种类型——全区旱涝型、西南涝(旱)东北旱(涝)型、东南涝(旱)西北旱(涝)型。各分布型的时间系数与850 hPa风场的相关结果表明不同的分布对应着不同的低层环流形势。统计结果显示华南前汛期锋面降水的分布形式与季风降水的分布形式有一定的对应关系。     

暴雨落区及强度的多维相似预报方法

选取１９７０－１９９５年暴雨个例，采用Ｆ判别方法对产生暴雨的天气形势进行分型，选取发生暴雨的落区及强度预报指标，研制了暴雨的多维相似预报方法。在实际预报中取得了明显的效果。     

南半球西风指数变化与中国夏季降水的关系

根据NCEP/NCAR提供的1950～2007年南半球12～2月、6～8月500 hPa位势高度的月平均再分析资料,采用合成分析方法讨论与中国夏季3类雨型相对应的南半球500 hPa距平高度场的分布特征;运用多变量方差分析方法确定12～2月和6～8月与3类雨型相对应的南半球西风指数波动关键区A;分析关键区A的西风波动与中国夏季降水之间的关系;寻找南、北半球西风相互作用影响中国夏季降水分布的可能途径。分析表明,6～8月与3类雨型相对应的南半球500 hPa距平高度场显示出不同的距平分布形式,并存在显著差异区在（35°N～50°N,35°E～80°E）。12～2月南半球的西风指数变化关键区A在22.5°W～2.5°W,6～8月关键区A在10°E～55°E。南半球关键区A的西风指数强弱变化与中国夏季降水的关系密切,且12~2月南半球的西风波动对北半球夏季关键区的西风环流的变化有预测意义,而前期南半球关键区A的平均西风指数与北半球夏季高度场的显著负相关区在贝加尔湖。南、北半球大气环流经向传播是两半球西风相互作用的可能途径,前期南半球的异常西风使夏季贝加尔湖的平均槽强度变化,进而造成北半球关键区的西风环流异常,从而影响中国夏季雨型的分布。     

我国干旱地区大降水天气过程水汽来源

干旱地区一般远离海洋，大降水天气过程的水汽供应方式往往有其特色。本文提出了我国干旱地区水汽供应方式的几种主要天气形势类型和特点，讨论了先兆过程的作用，南疆低层东风对降水的作用，中层西南气流对水汽的输送，以及本地区内循环水份的重要性。通过以上一些讨论对我国干旱地区大降水的水汽来源和供应方式给出概括的描述。     

梅汛期100hPa南亚高压特征与江苏梅雨关系研究

通过2002～2005年南亚高压特征指数、高空槽变化过程分析,讨论了南压高压对江苏梅雨期和主要降水落区的影响.并结合近15年南亚高压特征指数,探讨了不同梅雨年型的特征指数区域分布关系.同时利用2002～2005年45年NCEP 100 hPa高度场资料,分析了不同梅雨年型高空环流形势差异.得出:(1) 南亚高压特征指数变化和西风槽移动与江苏梅期(入梅、出梅、梅期、梅雨量和落区)特征有密切关系.(2) 梅雨期100 hPa南亚高压的平均特征对梅期特征和梅雨年型有很好的对应关系.6～7月和梅雨期间南亚高压脊线和东伸指数平均值对梅雨强度指数具有一定的预报指示意义.     

基于历史相似天气评估人工增雨效果

文章利用辽宁省1981～1990年10年无人工增雨作业的NCEP 500hPa高度场资料以及1996年、1997年有增雨作业的500hPa资料，对10年间无增雨日及两年中增雨日要素场采用“切比雪夫一傅立叶混合多项式”展开，以寻求两个要素场的最小相关值，藉此给出两年中不同增雨天气型的个例分析及23架次日增雨效果百分率。分析结果表明，在两个要素场达到最小相关值时，一方面两个要素场形势非常相似，另一方面在增雨日播撒区的降水量，大多明显地大于该区历史上非增雨日的降雨量，增雨基本上具有正效果；然而降水一般是由多因素相互作用产生的结果，在统计时也可能出现增雨的负效果或无效果，即“多异性”；但就总体而言，该方法有效地实现了一次增雨效果的评估。     

基于迁移CNN的江淮持续性强降水环流分型

利用新建的1981—2018年区域持续性强降水个例集、1981—2018年中国逐日降水量及NCEP/NCAR全球再分析资料,运用江淮地区持续性强降水典型模态个例样本及残差神经网络（CNN）,通过迁移学习分步训练建立针对江淮强降水的环流客观分型模型;并运用该模型对1981—2015年全国持续性强降水个例的环流进行客观分型,比较其与相似量（R）分型、余弦相似系数（COS）分型的效果,且对2016—2018年逐日环流进行客观识别与分型。结果表明:迁移CNN在拟合准确率达到100%后,测试集损失函数很快稳定,准确率较高,比R分型、COS分型效果好。在强降水客观分型中,迁移CNN所得各型与典型模态降水之间的相关系数远高于R分型、COS分型,其中不一致型个例分析表明迁移CNN所得各型与典型模态降水间的相关系数明显高于R分型、COS分型。在独立样本分型中,迁移CNN所得各型与典型模态降水的相关系数也均高于R分型、COS分型,且对非持续性强降水环流分型也存在一定的识别能力。     

扰动风场对水汽输送过程的作用

给出了梅雨期暴雨过程中水汽输送３种内在输送过程的空间分布实例。指出无论在对流层中层或低层，无论是０８时或２０时的资料分析，均以扰动风场输送平均水汽场和平均风场输送扰动水汽场为主要输送过程，其中又以扰动风场输送平均水汽场占主导地位，故突出扰动场作用对预报降水落区更有参考意义。     

天气雷达回波运动场估测及在降水临近预报中的应用

在常用的基于天气雷达反射率因子图像的相关方法跟踪回波运动的TREC(Tracking Radar Echo by Correla-tion)技术基础上,文中发展了一种基于差分图像(时间梯度图像)的相关方法追踪雷达回波运动(Difference Image-based Tracking Radar Echo by Correlations)技术,简称DITREC,并与TREC技术进行比较。个例分析表明,DITREC矢量场消除了TREC矢量场中由于回波型的迅速变化导致的一些无序矢量,使得DITREC矢量场的时间连续性和空间连续性好于TREC矢量场。在TREC矢量场中不存在无序矢量的地方,DITREC矢量场与TREC矢量场基本一致。分别用DITREC矢量场和700 hPa风场作为回波运动估测场外推合肥CINRAD/SA雷达反射率因子复合扫描图,得到1 h外推降水场。以地面雨量计为标准,对外推降水场进行评估,结果表明,DITREC外推小时降水优于700 hPa外推小时降水,但其精度还与所采用的Z-R关系有关。     

压能场在暴雨分析中的应用

利用简化散度方程将压能场分布的非均匀性与散度场演化联系起来，初步揭示了暴雨和雨带活动与压能密集带相联系的物理机制。并可通过计算压能场的分布来诊断暴雨落区。