1995～1997年T106历史资料应用整理

1　引言1 995～ 1 997年Ｔ10 6 历史资料有 34个要素 ,5 2张光盘。资料以每日为单位建立文件 ,加上时效和层次 ,每日文件就包含 1 6 1 2个要素场 ,为 70～ 1 46°Ｅ ,1 5～ 6 5°Ｎ 1× 1格点资料。文件采用ａｒｊ软件压缩 ,解压后有96兆左右字节。如此庞大的资料在实际开发应用中使用相当困难 ,为此本文按年月分单个要素场从历史资料中提取我省所需的范围资料 ,每月重新建立 1 6 1 2个要素场文件 ,就可以直接从光盘读取要素场资料。2　资料整理思路及步骤资料区域范围缩小为 85～ 1 1 5°Ｅ ,2 0～45°Ｎ ,按年月分单个要素场从 1 995～ 1 …     

广东年、季降水量时空变化分布特征

选取广东省86个气象观测站1966～2007年42年的逐月降水资料,应用EOF分析方法对广东省年、季降水特征进行对比分析,结果表明：年、季降水量距平第1特征向量场分布全省位相比较一致,反映全区一致偏少（多）的主要特性,雨季雨量变化的地域差异比干季大,粤西变化梯度大于粤东,山脉对这种变化分布特征的影响十分明显;上半年降水量多寡的空间变化对年雨量的多寡空间变化具有重要影响,上半年雨量的空间变化特征基本上决定了年雨量的空间变化特征。汛期降水的多寡对该年旱涝特征具有决定性影响,但也有例外。     

祁连山及黑河流域降雨量的分布特征分析

利用祁连山及其周围42个气象站的降水资料,采用EOF,REOF等方法,分析了祁连山区年降雨量的空间变化趋势,并将其分为3个部分。进而采用网格分析法和GIS技术结合的方法,针对黑河流域所在的祁连山中东部的降水分布,进行年降雨量分布的拟合研究,着重分析了模拟雨量场在空间上的复杂变化。结果表明,应用该方法对黑河流域的祁连山区局地降水分布能够很好地模拟,局地降雨量和气象站观测资料基本吻合,同时网格场的降水分布更能反映出山区的复杂地形,其雨量分布为黑河流域的用水分配提供了一定的科学依据。     

松原市雨量场的气候分区和特征

利用气象站点30年气候资料和1995—2004年26个水文气象站点的雨量资料,将松原市雨量场气候区划分为西、中、东、南四片,经客观检验,这种划分是合理的。气候特征分析表明：近十年处于少雨期中,年平均降水量最少;雨量场气候分布特征是自西向东递增,而东部雨量梯度场明显大于中、西部;由降水绝对差值对比,各气候片问夏季（7月）差值最大,春季（4月）和秋季（10月）两季差异最小。结构函数分析表明：夏季西部在100km内变化幅度最大,春秋两季中部和西部变化趋势类似。使用内差技术方法在78个乡镇中选出27个中心站点（占34．6％）作为下步乡镇预报质量检验中的代表站。     

中国近百年夏季雨量场及雨带类型恢复研究

文章将气象要素场转化为秩序统计量场,用ＥＯＦ迭代方案进行气象要素场的恢复研究．利用全国４２个站点１９５１～１９９５年夏季（６～８月）雨量场资料对１９０１～１９５０年夏季雨量场进行了恢复,并在此基础上用Ｂａｙｅｓ判别法对雨带类型进行了恢复．检验表明,所恢复的资料是可靠的．     

盛夏7月500hPa月平均环流场的EOF分析

使用1951—1992年共42年资料,利用自然正交函数(EOF)展开方法,对7月亚欧地区500hPa 高度场进行了分析,根据前3个特征向量及时间系数将7月月平均环流共划分为5种环流型,并研究了亚欧地区7月环流场的时空变化特征及其与我国降水的相关关系     

经验正交函数展开精度的稳定性研究

在文献[1]中,我们已从理论和数值模拟两个方面研究了用经验正交函数作基函数缩减气候数值模式自由度的可行性与有效性。用理论模型作数值试验的结果是令人满意的,应用于实际气候数值模拟,一个还需考虑的关键问题是大气外强迫等各种因子变化允许的范围内,对实际资料作EOF展开的稳定性问题。本文分别用1951—1984年500 hPa月平均高度距平场资料,1966—1975年500 hPa候平均高度距平场资料,1965—1978年夏季500 hPa逐日高度距平场资料作EOF展开,并提出了经验正交函数展开精度稳定性的判断方法,旨在证明实际资料EOF展开在大气外强迫等各种因子变化的允许范围内是稳定的,以便为我们用实际资料的经验正交函数作基函数建立一个合理的简化动力模型提供坚实的资料基础。     

前期大气环流和海温变化对云南汛期雨量的影响

分析了云南汛期6~8月雨量与前期1~5月北半球200、500、850hPa高度场和海温场(40°S～40°N,30°E～70°W)的相关关系,得到两个相关场中显著相关区的时空分布特征、尺度范围和相关场的波列结构。并进一步分析了与云南汛期雨量相关的环流系统的天气气候学意义,得到云南汛期雨量与前期高度场和海温场的遥相关关键区。分析结果表明:通过综合考虑高度场和海温场作为云南汛期雨量预报因子,使预报更具可靠的物理基础,并初步归纳出影响云南汛期雨量的物理概念模型。     

EOF分解与GA优化的热带太平洋海温场动力预报模型反演

基于NCEP/NCAR提供的1950-2000年月平均海温场资料,首先用EOF方法对海温场序列进行时、空分解,在考虑相邻时段位势场空间模态基本稳定的前提下,引入动力系统重构思想,以EOF分解的空间模态时间系数序列作为动力模型变最,用遗传算法全局搜索和并行计算优势,进行了模型参数的优化反演,建立了EOF分解时间系数的非线性预报模型。通过模型积分和EOF时、空重构,实现了海温场的中长期预报。试验结果表明,在1—6月时效预报上,模型预报海温场与实际海温场非常吻合;对于7 15月时效的预报,尽管模型预报的海温场与实际海温场存在一些出入,但基本构型大致相符,特别是对12月以上的海温场形态和范围仍然能较为准确地描述。所有时效的预报结果均能对1997年的El Nino事件特征有不同程度的描述。该研究方法为海温场以及El Nino/La Nina事件的预报提供了一种新的思路,文中提出的反演热带太平洋海温场与El Nino/LaNina的动力统计模型的研究思想和技术途径,在热带太平洋海温场的预测试验中(特别是中、长期预报)表现出良好的预报效果,为热带太平洋海温场及其异常的El Nino/La Nina事件的中、长期预报提供了有益的研究和参考方法。     

江淮下游6～7月雨量趋势的预测

对１９５１～１９９４年６～７月江淮下游（６站平均）雨量距平进行小波变换,结果表明：该区域６～７月雨量存在着两个明显的周期振荡,一个是２８～２９年的长周期,另一个是８～９年的中周期．文中分析了两个周期的不同位相所对应的雨量特征,提出６～７月雨量趋势的预测思路,预测结果与实况对比表明,对雨量偏少年及连续两个干旱年有较好的预测能力     

平流层30 hPa月平均高度场的气候特征

采用经验正交函数分解(EOF)方法对NCEP／NCAR全球再分析资料中1958—1997年共40年,30hPa月平均高度和月平均风场进行了分析,讨论了40年平流层的主要特征向量和相应时间系数的变化特征,发现高度场的EOF第一模态具有很好的空间整体性和明显的季节变化。在平流层中,北半球冬季为一较大的环极冷低压,夏季为一以整个半球为规模的环极暖高压。并以1月和7月代表冬、夏季,选取1月和7月的40年资料作为时间序列,用EOF分析了冬、夏季不同的空问振荡型的特征,运用小波分析方法考察了其年际及年代际变化周期。并据此定义了不同的振荡型指数,为以后分析平流层要素场与气候变化的关系奠定了基础。     

综合指标方法在降水分级预报中的应用

利用１９９５年１月～１９９７年１２月国家气象中心的Ｔ１０６分析场资料,采用因子组合、相关分析等手段,确定与降水关系密切,且有、无雨分类较明确的物理量因子,将样本内每个因子由小到大排列后分段,计算各段上的降水频率,根据各物理量对降水贡献的大小,确定各因子的权重系数,将每个样本中的所有因子所在地庆的降水频率加权累加,得到一个综合降水频率值,通过历史拟合,确定降水ＴＳ评分最大的降水频率值为综合预报指标分     

动能EOF分析和β中尺度雨团中的能量转换

本文针对2008年上海8月25日暴雨过程,利用WRF中尺度数值模式对其较好模拟的结果,应用EOF分析方法对其做了动能偏差场的统计动力诊断。探讨了该暴雨过程中各种尺度天气系统,特别是β中尺度雨 团,其有效位能向动能的转化机制。所得主要结论有:对该暴雨过程,动能偏差场EOF分析的第一、二、三模态可分别称为暴雨背景模态、暴雨系统模态和暴雨雨团模态。在该暴雨落区附近,低层各模态动能偏差场水平梯度的绝对值均较大,系统演变也较剧烈,且尤以暴雨雨团模态为甚;这表明低层暴雨雨团模态该处风场具有强烈的非地转性,有着强辐合,运动是非平衡的,其性质为重力惯性波(含涡旋—重力惯性混合波)。在某等压面上,有效位能的时间变化与位势偏差的时间变化相同,而前者的水平梯度则与后者的空间梯度大致相同,这样讨论某层前者的变化就归结于讨论该层后者的变化。暴雨来临前在该暴雨落区附近,前三个模态都有有效位能向动能的 转化,其表现为动能的增长和有效位能的下降,且以暴雨雨团模态表现更突出。暴雨雨团模态的尺度为β中尺 度,这表明该尺度的系统在有效位能向动能转换中起着关键作用,且扮演着有效位能与涡旋场动能之间转换的中介角色。     

用青藏高原1～3月OLR作我国夏季降水预报的探讨

对青藏高原１～３月ＯＬＲ与我国夏季降水进行时空综合的ＥＯＦ分析,所得高原ＯＬＲ的时空特征与其单获ＥＯＦ分析的时空特征十分相似,由此,对时空综合ＥＯＦ分析法拟合降水场的收敛速度进行了分析,探讨了用亮原１～３月ＯＬＲ预报我国夏季降水场的可行性,并对预报误差的原因进行了分析。     

中国冻雨的时空分布特征及其对特高压输电线路的影响

掌握冻雨的时空分布特征对于电力、交通、通信、农林等部门具有较高的指导意义。前期冻雨研究多基于站点观测资料,受限于该资料长度较短、分布不均与部分缺失等因素,目前对我国冻雨时空分布特征的认识可能尚存不足。新一代ERA5再分析资料中包含了其他再分析资料所未提供的冻雨资料,为进一步认识我国冻雨时空分布特征提供了可能。本文使用ERA5冻雨资料分析了1979～2020年我国年冻雨日数和年冻雨量的时空分布特征,结果表明:我国年冻雨日数和年冻雨量集中分布在贵州、湖南等地,直接影响7条“西电东送”特高压直流输电线路,影响长度总计约4900 km;冻雨集中分布地区的年冻雨日数及年冻雨量均呈下降趋势;年冻雨日数EOF（Empirical Orthogonal Function）第一模态（方差贡献36.96%）主要分布在黑河—腾冲线以东,总体呈下降趋势,且以秦岭—淮河线为界呈南北反相分布;年冻雨日数EOF第二模态（方差贡献11.56%）反映出中国冻雨集中地区的2个局地反相分布区,位相交替周期为1~5年;年冻雨量EOF模态的时空特征同年冻雨日数类似。     

The Relationship between the Meridional Profile of Zonal mean Geostrophic Wind and Station Wave at 500 hPa

The sea-level pressure (SLP), 500 hPa height, zonal-mean 500 hPa height ([Z500]), stationary wave ed dy component of the 500 hPa height (Z*500) and zonal-mean 500 hPa geostrophic wind [Ug ] fields poleward of 20°N are examined for the period 1958-1997, with emphasis on the winter season. The relationships be tween the Arctic Oscillation (AO)index and algebraic difference of the zonal-mean wind in 55°N and 35°N (Ut) index were investigated, making use the Monte Carlo procedure, Singular Value Decomposition (SVD), Empirical orthogonal function (EOF) and regression method. The leading modes of empirical orthogonal function (EOF＇s) of SLP are more robust than the 500 hPa height EOF＇s, not only in the ratio of the two largest eigenvalues, but in more zonally symmetric. Comparing the meridional profiles of zonal-mean wind amplitude associated with the AO and Ut index, the profiles for the two indexes are very similar, both with respect to amplitude and the placement of the maximum and minimum. Comparing the station wave component of 500 hPa height field regressed upon the AO and Ut index, there is one-to-one correspondence between all the major centers of action in the two maps, especially in the North Atlantic and Eurasian continent. The pattern is unlike the prominent teleconnection patterns, they have hemispheric ex tent and cannot be interpreted in term of the individual wavetrains.     

ENSO现象与甘肃省夏季降水

本文利用1958—1986年共29年甘肃省31个测站的夏季(6—8月)降水资料,运用自然正交函数方法进行展开。分析了展开后降水的空间分布特征与第一时间系数的变化规律,並与ENSO现象相对照,发现在ENSO现象发生之年甘肃夏季中部和陇东南降水明显偏少;而在ENSO现象次年夏季降水全省明显偏多。     

1961-2012年京津冀地区不同等级降水日数时空演变特征

利用1961-2012年京津冀地区78个气象站逐日降水资料,采用趋势分析、Morlet小波和经验正交函数（EOF）等方法,分析京津冀地区不同等级降水日数的时空演变特征。结果表明：近52 a来,京津冀地区各等级降水日数的变化趋势不明显。空间分布上,雨日总数和小雨日数呈自西北向东南递减的特征;中雨日数和大雨日数分别存在两个大值中心,二者大值中心的位置相似,一个位于京津冀地区东北部,另一个位于西部太行山区;暴雨日数的空间分布特征不明显,具有随机性。雨日总数和小雨日数存在准13 a和准6 a两个尺度的振荡周期;中雨日数、大雨日数及暴雨日数存在15-18 a和8-11 a两个尺度的振荡周期。EOF第一模态分析表明,京津冀地区各等级降水日数在全区具有较好的一致性;第二模态分析表明,雨日总数、小雨日数、中雨日数和大雨日数具有南北反位相的特征,暴雨日数具有西北部和东部多（少）、中部和西部少（多）的分布特征。     

近40年高层温度场和高度场的时空变化特征

用4种方式对NCEP／NCAR全球再分析资料中1958－1997年300hPa月均温度、100hPa月均高度资料序列进行对比分析，发现300hPa温度资料可靠性高于100hPa高度资料；详细考察近40a高层温度场、高度场的时空变化特征，并通过Morlet小波进一步分析两要素场的周期变化发现，温度场和高度场的EOF第1模态具有很好的空间整体民生和明显的年际和年代际变化，以10a左右和3a左右的周期为主要周期。     

场对场预报模型及其对降水的预报试验

用经验正交函数对预报因子场和预报对象场分别进行分解，将正交展开的时间系数作为预报因子和预报对象，提出了一种场对场预报模型，该模型考虑了预报系统的时变性，并利用云南５月份的雨量资料进行了预报试验。结果表明，用这种模型作区域性降水预报有一定的优越性。