下垫面对WRF模式模拟黑河流域区域气候精度影响研究

利用高精度的土地覆盖、土壤质地类型和地形高度值替换了天气研究和预报模式Weather Research and Forecasting Model(WRF)中的相关数据,通过数值模式试验检验了下垫面数据对WRF模拟精度的影响。同时,通过与黑河综合遥感联合试验中7个测站观测数据的比较,以平均误差、均方根误差和相关系数为指标,分析了WRF模式下垫面数据改变对近地表气象要素的模拟精度的影响。结果表明:(1)WRF模式本身的地形高度信息在黑河流域上游地区有较大误差,造成了一定的模拟误差。而使用高精度的下垫面数据可以提高WRF模式在黑河流域上游复杂区域的模拟能力;(2)2m气温除了随地形高度递减外,还受土壤质地和土地覆盖小幅度影响,而且进行地形订正后的2m气温与2m湿度的模拟在下垫面为水体的区域对比强烈,因此为模式提供准确的水体分布信息也至关重要;(3)2m气温和湿度等要素的模拟差异值与地形高度资料的差异呈负相关,而降雨量的差异与地形高度差异呈微弱的正相关,与土壤质地差异和土地覆盖差异的相关性也比较弱。     

青藏高原地区不同下垫面陆面过程的数值模拟研究

利用陆面过程模式Common Land Model(CoLM),选取青藏高原上3个不同下垫面观测站(藏东南站、纳木错站和珠峰站)的观测资料,对这3个野外观测站进行了单点数值模拟试验。根据3个测站的试验数据,对模式中土壤孔隙度和饱和导水率进行了优化,针对青藏高原地区土壤层薄的特点,对模式中土壤分层方案进行了调整。结果表明,调整分层方案后的CoLM模式对3个测站土壤湿度的模拟性能较原分层方案有明显提高,平均偏差均减小0.014以上。但是与观测值相比,藏东南站土壤湿度的模拟整体偏低,纳木错站和珠峰站则整体偏高。对土壤温度而言,3个测站模拟与观测的相关系数都达到了0.9以上,珠峰站偏差较大,调整分层方案后模拟的偏差有一定的改进。模式较好地模拟了3个测站的净辐射、感热通量和潜热通量的日变化和季节变化情况,调整分层方案后潜热通量的改进最为明显。     

贵州西部两场典型暴雨个例对比分析

利用ECWMF数值预报产品资料、逐日客观分析资料、常规观测资料以及高密度区域气象自动站降水资料和物理量资料,对2011年6月中、下旬发生在贵州西部地区的两场暴雨天气过程进行对比分析。结果表明:①两场暴雨的发生,中低层均有西南低涡沿切变线东南移和强盛的西南暖湿气流,第1场有高原槽,第2场既有高原槽又有南支槽等天气条件的有效合理配置,以及较强的垂直上升运动和充足的水汽、能量条件,为暴雨产生提供充分的条件。②区域气象自动站降水资料显示,中小尺度天气系统演变对强降水落区有很好的指示意义。③WRF模式较准确地模拟出降水落区、强度以及700 hPa上西南涡沿切变线移动趋势,对类似暴雨短时临近预报具有重要的指示意义。     

华南冬春季连续性降水异常的成因分析

根据1959 ～2010年华南逐月降水资料、全球月平均高度场、风场和海表温度等资料,采用合成分析的方法,对华南冬春季连续性降水异常的可能原因进行了初步分析.结果表明:华南冬、春降水的影响系统各不相同,冬季偏旱(涝)年东亚大槽较常年偏强(弱),冬季风偏强(弱),西北太平洋海温偏暖(冷);春季偏旱(涝)年孟加拉湾以北的南支槽偏弱(强),东太平洋海温异常偏冷(暖).影响冬、春季降水的系统之间又不是绝对独立的,在一定程度上存在着相互联系,乌拉尔山阻塞高压偏强,哈德莱环流偏强会导致冬春季持续性降水偏少.西北太平洋海温持续偏暖易导致冬春连旱,热带东太平洋海温持续偏暖易导致冬春连涝.     

淮北地区2010年4月异常低温气候特征及成因分析

利用1961—2010年NCEP/NCAR再分析资料和4月淮北地区气温资料,用累积距平(CA)法、合成分析法对淮北地区气温的时空分布特征以及2010年4月淮北地区持续冷气候背景进行分析。文章分析了淮北地区4月冷、暖年的大气环流异常及要素场的空间分布特征。结果表明:淮北地区4月气温的年代际变化特征明显,在1990年前后发生了突变。贝加尔湖南部,100°E以东的华北地区中低层的冷空气活动与淮北地区4月气温高低存在很好的相关性,该地中低层冷空气强(弱),淮北地区4月气温低(高)。冷暖年,乌拉尔山暖脊、东亚大槽、西伯利亚高压等差异显著,说明以上是影响淮北地区4月气温异常的关键系统。另据分析,El Nino与淮北地区4月气温异常也具有很好的相关性。     

连云港市暴雨天气形势分析

用连云港市7个气象观测站的常规观测资料,对1971-2008年的38 a中29次区域性暴雨天气过程进行数理统计,对连云港市的暴雨天气变化趋势进行探讨,连云港市暴雨天气主要发生在6-9月,7-8月次数最多,占总数79％,雨量极值出现在西连岛站,暴雨日数及雨量极值趋于增大且趋势比较明显.同时,对全市区域性暴雨天气的高空影响系统进行了分类,划分为4种类型:台风减弱型、低压型、横槽类型、低槽类型,各类型几乎各占总暴雨数的1/4.     

沈阳市近50a 10℃活动积温变化特征分析

通过对沈阳近半个世纪10℃ 活动积温不同尺度的年际间、年代际间、极值等数量变化、升幅变化、降幅变化、形态变化的特征分析,得出了若干具有农业生物学意义的、带有标识性意义的不同级别的气候特征值。首次详细地分析了沈阳不同等级的积温数量、积温振幅、积温极值等,从宏观趋势形态特征到微观数值解析,解释了具有不同农业潜力、不同热量潜势及不同类型、不同气候组合的、多极化的高热量年、低热量年及他们的变化特点。结果表明:在50 a的长时间序列中,1998年为典型的高热量年,当年的积温量值4 010.6℃·d为历史第一,积温正距平值502.6℃;积温垂直升幅635.9℃为历史第一;积温升幅极差598.7℃·d为历史第一;当年创12万hm²水稻平均产量7 935 kg/ hm²的大丰收记录。1972年为典型的低温冷害年,其积温量值2 923.8℃·d为历史最低,积温负距平值584.2℃;积温垂直降幅684.9℃·d为历史最低;积温降幅极差647.3℃·d为历史第一。当年全市大面积水稻大歉收,平均只达2 954 425 kg/hm²。     

2007和2008年夏季北京奥运馆大气PM10与PM2.5质量浓度变化特征

为了监测北京奥运主场馆附近大气颗粒物的污染状况以及评估奥运污染源减排措施对北京大气颗粒物质量浓度变化的影响,利用颗粒物在线监测仪器TEOM于2007年和2008年夏季,在奥运主场馆附近的中国科学院遥感应用研究所办公楼楼顶对大气颗粒物PM₁₀和PM_2.5进行了连续同步观测。结果表明,2007年夏季监测点附近大气PM₁₀与PM_2.5质量浓度的平均值分别为153.9和71.2μg·m^-3,而2008年夏季PM₁₀与PM_2.5质量浓度的平均值分别为85.2和52.8μg·m^-3。与奥运前一年同时段相比,奥运时段大气PM₁₀和PM_2.5的质量浓度分别下降44.5%和25.1%。对比分析奥运前后的2次典型污染过程发现,空气相对湿度的增加和偏南气流输送的共同影响易造成大气颗粒物的累积增长,而降雨的湿清除作用和偏北气流则会使大气颗粒物浓度迅速降低。在相近的气象条件下,奥运前后的污染过程中,大气细粒子的日均增长速率分别为25.1和13.9μg·m^-3·d^-1,而大气粗粒子的日均增长速率分别为20.8和2.2μg·m^-3·d^-1,奥运时段污染累积过程中大气粗、细粒子的增长速率分别显著低于和略低于奥运前同时段污染过程中颗粒物的增长速率。污染源减排措施的实施是奥运期间大气颗粒物质量浓度降低的主要原因,从控制效果来看,奥运期间实施的污染源减排措施对大气粗粒子的控制效果明显好于大气细粒子。     

MJO Simulations by GAMIL1.0 and GAMIL2.0

GAMIL2.0 is the newly released version of the Grid-point Atmospheric Model of IAP LASG(GAMIL),in which the major modifications from GAMIL1.0 include an updated deep convection scheme and the incorporation of a two-moment bulk stratiform cloud microphysics scheme.This study evaluates the performances of both versions on Madden Julian Oscillation(MJO) simulations.The results show that GAMIL2.0 obtains an enhanced MJO eastward and northward propagation,which is weak in GAMIL1.0,and it reproduces a more reasonable MJO major structure coupling upper level wind,lower level wind,and outgoing long wave radiation.The contributions of each scheme and factor to the improvement of GAMIL2.0 simulations need further study.     

Evaluating the Performances of GAMIL1.0 and GAMIL2.0 during TWP-ICE with CAPT

CAPT(Climate Change Prediction Program and Atmospheric Radiation Measurement Program(CCPP-ARM) Parameterization Testbed) has been a valuable tool to assess climate models in recent years,and the Tropical Warm Pool-International Cloud Experiment(TWP-ICE) has collected comprehensive measurements to verify its physical parameterizations.The present study evaluates the performances of the two GAMIL(grid-point atmospheric model of IAP LASG) versions during TWP-ICE using CAPT.The results indicate that GAMIL2.0 reproduced better shifts of clouds and rainfall during three distinct monsoon phases than GAMIL1.0,although both of them simulated the large-scale dynamical states well,which are mainly attributable to the different convective parameterizations.