TRAJECTORY ANALYSES OF THE DUSTSTORMS OVER EAST ASIA*

The transports of dust are calculated using 3-dimensional(3-D) trajectory method for three cases of duststorms in the terrain-following coordinate system,and the synoptic processes are also discussed for each case.The case of 17-20 April 1980,a severe duststorm was associated with the rapid development of a cyclone over the Mongolia Plateau.The dust moved from west to east across several deserts,formed a typical dust path in spring.The other two were weaker and the dust was triggered by the strong wind behind the cold front from northwest or north.Because the vertical velocity is considered in 3-D trajectory analysis,trajectories calculated should better reveal the transport rule of the dust particles and the results seem to be more consistent with the synoptic processes.The trajectory analysis on the 2-D isobaric surfaces is simpler but can be used only in the conditions with weak vertical wind shear and weak vertical velocity.The difference of trajectories at lower levels between two methods may be caused by the different treatment of orography.     

澳大利亚气象研究中心的轨迹计算及其应用

从天气分析和预报提供的后向轨迹信息可以加强预报指导。澳大利亚气象研究中心（ＢＭＲＣ）开发了一个计算三维后向和前向轨迹的软件，使用的资料是澳大利亚气象局有限区域３６小时３个风速分量的业务预报。它们有三种可用的输出形式；后向轨迹、前向轨迹及３６小时气块垂直位移等值线场。这个软件已用于分析诊断研究。     

非绝热条件下适定性系统的相轨道分析

利用相法分析了简单的非绝热条件下的适定性系统的相轨道。结果表明:在非绝热条件下,适定性系统的特征方程显示了复杂性;中心点的周期性相轨道,在一定条件下可转换为非周期的相轨道,除了错位转移外,还会因能量的微小差异而发生不同轨道的转换.     

基于PSCF与CWT方法的赣江新区大气污染物潜在源区个例分析

利用TrajStat软件和GDAS全球同化气象数据,对江西省赣江新区2011—2020年四季72 h气团后向轨迹进行聚类分析,并结合PM2.5和O3逐小时浓度数据,运用潜在源贡献因子分析法（PSCF）和浓度权重轨迹分析法（CWT）分析了2016年12月2—10日一次污染天气过程中大气污染物输送对赣江新区上空污染物浓度的贡献。结果表明,赣江新区2011—2020年四季气团后向轨迹中占比最大的均为短支气流,其中春季的短支气流来源于东侧,其他季节均来源于东北方向的安徽省,夏季和冬季的长支气流与季风的季节性变化一致。在2016年12月2—10日的污染天气过程中,赣江新区的PM2.5潜在源区主要分布于江西省北部、湖北省东南部,O3潜在源区主要分布于江西省北部、湖北省南部和湖南省东北小部分地区;同时天气形势显示,赣江新区处在槽后脊前,湖北省东南部存在偏强西北风,为大气污染物向赣江新区的输送创造了条件。     

中国沿海城市的气块后向轨迹分析

该文讨论了大连、青岛、上海、福州、厦门和广州６个沿海城市的气块长距离后向输送轨迹。输送层假设在１５００ｍ上。计算了１９８５年１、４、７、１０月份的轨迹。轨迹分析得出：①气块后向轨迹与天气形势和季节有关，且南北方有差异；②北方沿海城市的７２小时气块后向轨迹输送距离要比南方沿海城市远些。     

TRAJECTORY DIAGNOSIS OF AIR PARCELS IN HIGH-AND LOW-LEVEL JETS FOR A HEAVY RAINFALL CASE DURING MEIYU SEASON OF 1991

Trajectory diagnostic methods were used to analyze air parcels of high-and low-level jets during the heavy rainfall of 4-6 July 1991.It is found that air parcels above rainfall area travelled from the entrance of the high-level jet,passing through the jet center and reached the exit region.Upper tropospheric divergence over rainfall area resulted from decelerative motion of the jet flow.Warm and moist southwest flow converged and ascended ahead of the low-level jet.The decreasing of low-level pressure as a result of high-level divergence that caused the low-level jet became unexpectedly strong.     

On the variability and correlation of surface ozone and carbon monoxide observed in Hong Kong using trajectory and regression analyses

This paper investigates, the variability and correlation of surface ozone (Os) and carbon monoxide (CO) observed at Cape D'Aguilar in Hong Kong from 1 January 1994 to 31 December 1995. Statistical analysis shows that the average O3 and CO mixing ratios during the two years are 32±17ppbv and 305±191 ppbv, respectively. The O3/CO ratio ranges from 0.05 to 0.6 ppbv/ppbv with its frequency peaking at 0.15. The raw dataset is divided into six groups using backward trajectory and cluster analyses. For data assigned to the same trajectory type, three groups are further sorted out based on CO and NOX mixing ratios. The correlation coefficients and slopes of O3/CO for the 18 groups are calculated using linear regression analysis. Finally, five kinds of air masses with different chemical features are identified: continental background (CB), marine background (MB), regional polluted continental (RPC), perturbed marine (P*M), and local polluted (LP) air masses. Further studies indicate that O3 and CO in the conti     

风对BL 1A型增雨防雹火箭弹道的影响及修正

当风速较大时,BL-1A型增雨防雹火箭发射后的飞行轨迹与厂家提供的火箭弹弹道曲线相差很大。火箭顺风发射飞行时,风使火箭弹体仰角抬高,逆风发射时,风使火箭弹体仰角降低;右侧侧风将使弹体向右侧滑,左侧侧风将使弹体向左侧滑,对出膛后火箭飞行方位角产生影响;火箭飞行中还会随风漂移。使火箭不能进入云体有效部位播撒作业,影响作业效果,有时甚至超出安全射界,造成安全隐患。结合近几年的作业实践,提出参照BL-1A型火箭标准射角对应的弹道曲线,并根据地面和高低空风向风速情况,通过对发射仰角和方位角的调整来进行风修订,使调整后的发射角保证催化剂开始撒播时的火箭高度、方位满足预定作业要求,自毁点控制在预定范围内。     

北京春季沙尘暴的近地面特征

分析了 2 0 0 0年 4月 6日沙尘暴期间北京近地层气象要素的变化和沙尘期间土壤尘谱分布及其来源。结果表明 ,沙尘暴发生时 ,近地层风速明显增大 ,空气相对湿度迅速减少 ,边界层湍流交换强烈。沙尘暴期间土壤尘浓度高达 390 6 μg·m-3 ,是1 999年春季非沙尘期间土壤尘浓度的 4 0倍以上。其中粗粒子占了大部分 ,粒径大于1 6 μm、8μm和 2 μm的土壤尘浓度分别占总土壤尘浓度的 6 7%、78%和 94 %之高。沙尘暴过后 ,粗粒子的浓度和所占总浓度比重明显下降 ,但仍大大高于非沙尘期间。后向轨迹分析结果表明 ,此次沙尘暴主要来源于蒙古和内蒙古地区 ,并在强烈的西北气流的推动下经过高空长距离输送到达北京。     

1991年梅雨期中冷空气活动的个例分析

通过对1991年7月4—6日江淮地区大暴雨过程中冷空气的轨迹分析表明，来自西北方向的冷空气造成了冷暖空气在长江流域的对峙和高原东侧50hPa槽的发展，后者又进而促使了梅雨锋上的气旋发展。     

中国沿海城市的气块后向轨迹分析

该文讨论了大连、青岛、上海、福州、厦门和广州６个沿海城市的气块长距离后向输送轨迹。输送层假设在１５００ｍ上，计算了１９８５年１、４、７、１０月份的轨迹，轨迹分析得出：（１）气块后向轨迹与天气形势和季节有关，且南北方有差异；（２）北方沿海城市的７２小时气块后向轨迹输送距离要比南方沿海城市远些。     

半拉格朗日方法在全球原始方程模式中的实现

简单介绍了半拉格朗日平流方案的基本概念,并详细总结了基估全球原始方程模式,特别是在ＩＦＳ的具体实现过程,拉格朗日平流的观点是着流体质点看流体运动,基贩关键是流体轨迹的计算。轨迹中点和起始点水平坐标的示得可以利用球面三角,直接在球极坐标中进行,并采用一些较高的近似。为了充分获得半拉格朗日方案析益处,在起始点的内插能工巧匠春阶数至少应在四阶以上,为避免昂贵的三维三次内插,可以采用三维“准三次”内插 。     

Ten-year climatological features and air origin of midlatitude double tropopauses

The 10-year climatological features related to midlatitude double tropopause events(DTs) are examined using ERAInterim data from 2003 to 2012. The analysis is based on tropopauses defined by lapse rate. Results show that DTs are permanent or semi-permanent in the midlatitudes,and high DT frequency bands move poleward in winter and equatorward in summer,which is consistent with the seasonal movement of the subtropical jet. Based on our statistics,the second tropopause is found at about 100 h Pa in the subtropics and at slightly lower altitudes in sub-polar regions. The thickness between the first and second tropopause is smaller in the subtropics and increases with latitude. Next,the origin of air sandwiched between the first and second tropopause of DTs is studied with a revised version of the UK Universities Global Atmospheric Modelling Programme Offline Trajectory Code(Version 3) diabatic trajectory model. The results show that,in the lower or middle troposphere,air is transported into the DTs from lower latitudes,mainly in the tropics. The dominant source regions are mainly areas of deep convection and steep orography,e.g.,the western Pacific and Himalayan Mountains,and they show strong seasonality following the seasonal shift of these strong upwelling regions.     

2011年长春市一次持续浮尘天气成因分析

利用气象探测资料和环境监测数据,采用统计分析、环流演变分析、物理量诊断以及后向轨迹法分析了长春市浮尘发生气候特征和2011年5月12日长春市出现的一次持续时间较长、污染程度较重的浮尘天气过程。结果表明：长春地区浮尘天气整体上呈波动性减少趋势,3-5月是主要发生时期;本次浮尘天气过程沙源来自蒙古国中部和内蒙古中东部,并随高空急流的输送影响东北地区,本地沙源没有补充;高空急流明显、地面风速较小、温度露点差较大、内蒙古东部辽宁省北部存在弱风区、整层大气稳定是该区域未出现沙尘暴而出现浮尘的主要原因。     

临安地区地面SO2变化规律及其源地分析

利用后向轨迹的簇分析方法,研究了1994年9、10月份不同流场条件时,临安地面SO2的变化规律。采用Lagrangian传输、扩散、沉降模式计算了中国大陆以及东部较发达的几个区域对临安地面SO2的贡献。与实际观测资料对比表明,模式能够较好地模拟出临安地面SO2的浓度量级和变化趋势。同时,模式结果也表明,作为区域污染背景监测站,临安站观测的SO2浓度大小及变化趋势能反映中国东部发达地区SO2的浓度水平。     

鄂中东部两次秸秆焚烧引发的严重灰霾天气分析

利用气象卫星监测、微波辐射计、常规气象观测、NCEP再分析资料及环境监测等资料,采用气流后向轨迹模拟,对2012年6月11日和6月15日发生在鄂中东部的两次灰霾天气,从特征和成因进行了综合分析。结果表明,这两日的污染物指数（API）分别达到233 μg/m3和139 μg/m3,11日PM2.5最高值达141 μg/m3 ;两日的能见度均在2 km以下,11日平均能见度仅565 m,最低能见度246 m。这两次灰霾天气与北方冬小麦主产区大范围秸秆集中焚烧,造成大量污染物排放有密切关系。在115°E,39°～32°N存在大范围逆温层,垂直高度950~850 hPa 厚度为一致的东北气流,使得排放的污染物在“逆温层盖”的阻挡下不能向高空扩散,而随东北气流向鄂中东部输送。同时鄂中东部近地面静风、地面“均压场”、逆温、近地层弱垂直速度、正涡度和负散度等物理量条件,及适宜的湿度条件等因素,导致污染物不能及时扩散或沉降,为灰霾在本地形成和维持提供了有利的气象条件,加剧了灰霾的严重性。     

江苏地区连续性雾霾天气的污染物浓度变化和特征分析

针对2013年1月江苏淮安地区发生的一次连续性雾霾天气过程,分析该天气过程中PM10和PM2.5的质量浓度演变特征、能见度与气象要素之间的关系、中低层环流特征以及污染物来源。结果表明:雾霾期间PM10和PM2.5质量浓度最低值出现在05:00至07:00(北京时间,下同)和13:00至17:00,最高值出现在21:00至23:00,PM10和PM2.5质量浓度并非同时达到极大值;持续变化较小的气压梯度、较低的风速、相对湿度的增大以及PM2.5和PM10质量浓度的增高是雾霾发生发展的必要条件;能见度与气压、相对湿度、PM2.5质量浓度的相关性较好,建立回归方程,对能见度的整体变化趋势拟合效果较好;高空环流形势平稳、中低层的暖平流、持续稳定少动的地面高压场分布为雾霾天气的持续发生发展提供了有利的形势背景;稳定的层结结构、中低层偏东及偏东北方向气团的输送、本地污染源以及严重的空气污染是此次过程中能见度偏低、霾天数较多的主要原因。     

KINEMATIC ANALYSIS OF TYPHOON POLLY(No.9216)*

We partition the observed wind field into rotational and divergent wind fields to analyze the stream field of Typhoon Polly(No.9216),which landed on 31 August 1992 and caused severe weather and large damage in the eastern China.The results indicate that the preservation of typhoon intensity after landing and the heavy rainfall took place onthe northern periphery of typho on are due to the strong divergent winds on the regions of low level jet(LLJ) and high level jet(HLJ) around the typhoon.The direction of divergent winds in the LLJ is perpendicular to the observed wind.But,the direction of divergent winds around the HLJ axis is parallel to the observed winds.The stream function and the rotational wind corresponding to the horizontal vorticity display the vertical circulation associated with the heavy rain,which is stronger than the vertical circulation around the typhoon center.The three-dimensional trajectories exhibit the warm and moist air parcels of LLJ traveling northward into the heavy rainfall region and ascending,then turning eastward in the HLJ.     

浮尘和重污染天气过程个例分析

利用MICAPS资料、NCEP再分析资料和环境监测站大气成分监测资料,分析2015年3月29日连云港地区一次浮尘及重污染天气过程,结果表明:由于上游地区出现沙尘天气后,空气中大量沙尘粒子随着高空西北气流携带向东南输送,影响连云港,从而形成浮尘天气;高空有西风急流带,400hPa下沉运动加强,高空动量下传是形成浮尘天气的动力条件;连云港处于弱气压场中,大气层结稳定,空气干燥,风力较小,不利于沙尘粒子和污染物扩散;由浮尘的质点后向轨迹模拟得知,沙源来自蒙古国东部地区,与高空形势分析结果一致。     

利用卫星资料制作天气系统移动预报

本文使用交叉相关及后向轨迹预报的方法,对未经人工处理的两张不同时次的卫星云图灰度进处理,在前一时次卫星云图上定义一个象素子集,并在后一时次卫星云图定义的区域内计算逐个象素子集的相关系数,然后找出与前一区域具有最大相关系数的象素子集,把这两个象素子集中心的连线看作是象素子集内云的移动。利用天气系统运动的连续性和保守的性质,找出其移动的规律,并由此客观地作出天气系统的移动趋势,预报取得了较为满意的结果。