抗旱型火箭人工增雨效果检验方法初步研究

为了在人工增雨作业中及时进行效果评估，利用2005年江淮地区人工增雨试验基地的资料，采用区域雨量对比分析、地面增雨效果的回归分析和增雨效果的物理检验方法，对2005年6月9日、8月3日两次人工增雨的效果进行了分析。结果表明：两次增雨作业都取得了较好的正效果；相对增雨在120％～140％。     

山东省观测资料的均一性检验

气象台站历史沿革信息包含了可能影响气候资料序列均一性的重要信息,是分析、检验、订正气候资料序列的科学参考依据。通过对站点资料进行均一性检验,再对比台站历史沿革资料,分析了资料非均一性的可能原因。采用山东省123个站建站起至2007年的气温、降水资料,筛选出49个站分别进行4种方法的均一性检验,最终确定22个台站通过检验。对未通过检验的台站,查找沿革,发现迁站是导致非资料均一的主要原因,另外,还有仪器更换、台站加高等原因以及不明原因,需进一步研究。     

多种方法在年平均风速均一性检验中的效果对比

针对安徽省天长和宿松气象站建站至2010年逐年平均风速资料,分别利用直接检验方法和3种间接检验方法：标准正态均一检验（the standard normalhomogeneity test,SNHT）、惩罚最大t检验（the penalized maximal t test,PMTT）和惩罚最大F检验（the penalized maximal Ftest,PMFT）,对这两个气象站逐年平均风速序列进行了均一性检验,并对不同检验方法的效果进行了对比分析。研究结果表明：1）站址迁移、观测场环境变化、仪器变更以及测风手段变化等均能对年平均风速序列的均一性产生影响,其中测风手段变化的影响最为明显。2）由于以气象台站观测记录为依据,直接检验得到的结果最为真实可信;此外SNHT、PMTT和PMFF方法对年平均风速序列的间断点均有一定的检验能力,但遗漏间断点的情况也比较明显。因而在年平均风速序列的均一性检验中,若气象台站观测记录相对较齐全,首先考虑采用直接检验,然后再考虑补充采用其他间接检验手段。     

地面气象测报业务试题库自动化管理系统

将地面气象观测规范、地面气象观测、气象学等多项知识形成题库,利用VB6编程、Access 2003数据库及Word 2003文字处理软件,研制了地面气象测报业务试题库自动化管理系统,实现了以下主要功能:用户管理、数据库管理、试题库维护、自动生成试卷、试卷编辑打印。着重阐述该系统的设计思路、技术方法、功能实现及使用效果。     

振筒气压仪性能测试

根据R97国际建议和《JJG 875-94数字压力计检定规程》关于对振筒气压仪的性能指标要求，对我国气象、民航等各行各业使用的振筒压力仪(型号为DQZ-1)进行了静态性能测试(重复性、非线性和迟滞)、温度测试、湿度测试、短期稳定性试验以及长期稳定性试验。通过对大量实验数据的分析研究，得出振筒气压仪测量误差的主要来源，这对于提高大气压力测量的准确度是非常有益的。     

对比度分析及其应用

给出了对比度的相关显著性检验，使对比度分析能应用于各种容量大小的样本，完善了对比度分析方法，并举出若干例子说明这种方法在天气气候分析和预报方面的可能应用。     

辽宁省春季透雨集合预报误差分析

利用2016—2018年4月1日至6月30日三个全球数值预报业务中心（CMA、ECMWF和NCEP）的24 h降水集合预报资料和辽宁省降水观测资料,采用TS评分、预报偏差B、Talagrand分布以及BS评分等方法对辽宁省春季透雨（4—6月）CMA、ECMWF和NCEP三套全球集合预报结果进行对比分析。结果表明：三个集合预报中心的集合预报系统的离散度均具有偏小的特征,Talagrand都呈U型分布,即各集合预报系统对量级较小的降水预报值偏大,空报率高;对量级较大的降水预报能力不足,极值偏小,容易产生降水预报偏差。将各中心的确定性检验结果和概率性检验结果进行对比后发现,ECMWF相比CMA和NCEP的TS评分值更高,预报偏差B值更接近于1,也就是说另外两个预报中心对辽宁省春季透雨预报漏报更为明显。从BS评分值和其分解评分值结果来看,ECMWF优于另外两个预报中心。ECMWF对辽宁省春季透雨预报的结果与实况最为接近,检验结果最好,可在日后的预报服务工作中作为主要参考。     

1964-2013年大连地区暴雨气候特征及变化规律

利用1964—2013年大连地区6个气象站逐日降水资料,采用线性倾向估计、Mann-Kendall和 Yamamoto检验及最大熵谱分析等方法,对大连地区暴雨的气候特征及变化规律进行分析。结果表明：大连地区3—12月均可出现暴雨,72.7％的暴雨出现在7—8月,7月暴雨出现最多,8月上旬是暴雨出现最集中的时期。4—8月各月暴雨日数均呈上升趋势,且4月暴雨日数上升最明显,8月次之,至9月暴雨日数呈下降趋势。大连地区各站年平均暴雨日数为1.8—2.8 d,暴雨日数分布从大连西北内陆向东南沿海地区逐渐增多,暴雨日数大值中心在庄河（2.8 d）。各站年暴雨日数均呈上升趋势,大连北部普兰店、东部长海和西南部旅顺地区年暴雨日数呈显著上升趋势,其他地区年暴雨日数上升趋势较弱。近50 a来,大连地区暴雨初日有所提前,暴雨终日变化不明显。年暴雨日数、暴雨强度和暴雨贡献率均呈不显著的上升趋势,且均从2003年以来增加明显,均有2.0—3.0 a的周期振荡;此外,年暴雨日数、暴雨强度和暴雨贡献率分别存在准12.5 a、准5.0 a和准16.7 a的振荡周期,仅年暴雨贡献率在1977年和1978年发生显著突变。     

合成风场的统计检验和蒙特卡洛检验

提出了二维风场的F检验及二维风场的蒙特卡洛检验方法.将方法用于长江流域夏季降水与印度夏季风的研究中,表明方法是有效的.     

The Development of a Nonhydrostatic Global Spectral Model

With the development of numerical weather prediction technology,the traditional global hydrostatic models used in many countries of the world for operational weather forecasting and numerical simulations of general circulation have become more and more unfit for high-impact weather prediction.To address this,it is important to invest in the development of global nonhydrostatic models.Few existing nonhydrostatic global models use consistently the grid finite difference scheme for the primitive equations of dynamical cores,which can subsequently degrade the accuracy of the calculations.A new nonhydrostatic global spectral model,which utilizes the Eulerian spectral method,is developed here from NCAR Community Atmosphere Model 3.0(CAM3.0).Using Janjic's hydrostatic/nonhydrostatic method,a global nonhydrostatic spectral method for the primitive equations has been formulated and developed.In order to retain the integrity of the nonhydrostatic equations,the atmospheric curvature correction and eccentricity correction are considered. In this paper,the Held-Suarez idealized test and an idealized baroclinic wave test are first carried out,which shows that the nonhydrostatic global spectral model has similar climate states to the results of many other global models for long-term idealized integration,as well as better simulation ability for short-term idealized integration.Then,a real case experiment is conducted using the new dynamical core with the full physical parameterizations of subgrid-scale physical processes.The 10-day numerical integration indicates a decrease in systematic error and a better simulation of zonal wind,temperature,and 500-hPa height.     

稳态与湍流特征测试对通量数据质量的评价

应用CO2通量、感热和潜热通量稳态测试及垂直速度积分测试相结合的湍流数据质量评价方法对锡林浩特国家气候观象台2009年全年的湍流通量观测数据进行了质量评价。结果表明,锡林浩特通量观测数据质量总体较好;80％以上数据通过质量评价为较好数据;质量评价较好的数据分布呈白天大于夜间、夏季大于冬季的特点。经过对比分析,前期数据处理能剔除大部分质量不好的数据,但应用稳态测试与湍流积分测试筛选后,数据质量仍有明显提高,能量闭合率较前期数据分析前提高2％以上。     

丽水市1953—2010年气温变化对四季长度的影响

根据丽水市国家气象观测站1953-2010年逐日气温资料,按照国家季节划分标准对四季长度进行划分,运用趋势分析、Mann-Kendall检验和滑动t检验对四季长度和气温变化的趋势演变、突变转折进行研究,从而探讨气温变化对四季长度的影响。结果表明：丽水市四季长度表现为夏季最长,冬季次之,春季和秋季相接近,秋季略短。四季长度的变化趋势为春、秋季长度延长缓慢,夏季变长明显,冬季长度缩短显著。近58 a丽水市气温呈明显的上升趋势,气候倾斜率为0.17℃/10a。气温变化对四季长度有较大的影响,尤其以冬季最为显著。突变检验表明,气温上升与冬季长度缩短的突变时间都在20世纪90年代中期;相关性检验显示气温与冬季长度的负相关最明显,通过α=0.01的显著性检验。     

Accuracy of Sonic Anemometers: Laminar Wind-Tunnel Calibrations Compared to Atmospheric In Situ Calibrations Against a Reference Instrument

Two Gill Solent Ultrasonic anemometers, models 1012R2 and 1210R3, weretested in field parallel measurements against a windvane based hot-film anemometerwith additional sensors for temperature and wet-bulb temperature, the MIUU (MIUU:Meteorology Institute, Uppsala University) instrument. This instrument was shown toretain its precision from laminar wind-tunnel tests when used in atmospheric turbulentflow. This contrasts strongly to the observed results for the two sonic anemometers,which were first calibrated in laminar wind-tunnel flow. Individual three-dimensionalcalibration matrices were constructed, and were shown to reduce the remaining calibration uncertainty for the wind speed to 0.4–0.8% for all azimuths and for angles of attack within ±40°. In the field intercomparison tests of the sonics against the MIUU instrument, it was found that the precision not only of the mean wind speed but of all second-order moments studied (variances and covariances, with and without temperature) deteriorated by a factor of typically three to four. Most of the scatter appears to be random, but in the case of the wind speed, a clear dependence on wind direction is found as well. It is concluded that the correction for the effect of the vertical supporting rods of the R2 and R3 instruments, which gives nearly perfect agreement for laminar flow, does not work entirely satisfactory in the natural turbulent flow. This, in turn, is likely to be so because of high sensitivity of the wake behind the cylindrical supporting rods to the character of the approach flow.     

干对流调整对区域气候模拟效果的影响

利用干对流发生时大气层之间质量交换应满足守恒性原理, 改进了p-σ区域气候模式中的干对流调整方案。该方案同时调整温度、比湿和风场。利用1979~1995年NCEP/NCAR再分析资料月平均场作为初始场和侧边界强迫, 模拟1月和7月的气候特征,并用t检验和F检验方法检验敏感试验和控制试验模拟结果差异的显著性。结果表明, 无论是1月还是7月, 敏感试验与控制试验出现干对流调整的区域均一致, 但敏感试验各区域发生干对流调整的次数均比控制试验多。7月各个物理量场的差异均比1月显著。两试验模拟7月比湿场和降水量场的均值差异不明显, 而方差差异比较显著;温度场和风场的均值差异和方差差异均比较显著。敏感试验在20°N~35°N纬度带内对7月500 hPa风场的模拟有了比较明显的改进。在对7月总降水量场的模拟方面, 敏感试验在新疆北部、内蒙古中部呼和浩特一带、吉林东部以及湖北和广东地区有比较好的模拟效果, 基本消除了控制试验中的虚假大值区。     

大尺度凝结水在下落过程中的蒸发对模拟气候特征的影响

将新的大尺度凝结水在降落过程中蒸发量计算的方案引入p-σ混合坐标系初始方程九层模式中, 运用1979～1995年NCEP/NCAR再分析资料月平均场作为初始场和侧边界强迫, 模拟得到1月和7月气候特征, 并用F检验和t检验方法检验了原大尺度凝结方案与新方案模拟结果差异的显著性.结果表明, 在大尺度凝结降水中出现蒸发的大部分地区为我国东部和南部的沿海地区以及相应的海洋上.模拟的气候特征的差异主要集中在我国东部以及东南沿海一带的大陆和海洋, 其中在总降水场的模拟结果中, 较好地消除了原模式在华北地区的虚假大值区.检验结果表明, 7月的差异比1月的显著, 而且各要素平均值的差异不大, 方差的差异比较显著.     

利用MODIS资料对中国西部地区的云检测

许多运用卫星资料的工作首先要求将卫星观测区域内的云去除,而美国国家航空和宇宙航行局(NASA,National Aeronautics and Space Administration)的中分辨率成像分光辐射计(MODIS,Mod-erate Resolution Imaging Spectroradiometer)云检测产品MOD35_L2在光亮表面(如中国西部地区)上空存在较大误差。因而对于云检测结果敏感的工作(如反演气溶胶光学特性),如果简单的采用MOD35_L2,将给最终的结果带来误差。本文提出时间序列方法和MODIS第1(0.659μm)、3(0.470μm)、4(0.555μm)通道多通道方差方法与MOD35_L2中部分云检测方法相结合对中国西部地区进行云检测,得到了较好的云检测结果。     

中国近50a积雪变化时空特征

利用1961～2012年中国1400个站点逐日积雪增量、积雪日数和气温稳定通过0℃日数资料,对我国积雪时空变化特征进行了分析研究。结果表明：我国积雪主要分布在新疆北部地区、东北和内蒙古东北部地区及青藏高原地区,年积雪增量均超过50era;在年代际变化中,1991～2000年我国大部分地区积雪增量偏少;在对我国5个区域的趋势分析中,新疆北部地区、东北和内蒙古东北部地区积雪量有显著增加趋势,积雪日数的变化趋势均不显著,气温稳定通过0oC日数均呈显著减少。     

临河站温度资料的均一性分析

利用SNHT和t检验方法对临河站1956—2008年逐年、季平均气温和地面温度序列进行均一化检验,结果表明：站址迁移和周围高大建筑是造成资料非均一性的主要原因。年平均温度的不连续点分别为1980、1995年,与站点迁移和高大建筑的建设时间吻合,表现在季节上为冬、夏季明显,春秋次之。     

年降水量序列非均一性检验方法探讨

使用我国４００余站１９５１－１９９０年年降水量序列，利用比值法检验其非均一性问题。结果表明，该方法对判断我国年降水量是否均一较为有效的，我国台站迁移及雨量器的改变是引起年降水量序列非均一的主要原因。