云南土壤湿度长期变化的初步研究

利用1948—2013年美国NOAA/CPC全球0.5°×0.5 °月平均格点化土壤湿度资料、1951—2013年云南地区125个站月降水和1993—2013年22个站月土壤湿度观测资料对云南土壤湿度及其表征的旱涝长期变化进行时空分布及演变特征分析。结果表明:云南地区旱涝变化的空间结构相对简单且具有大尺度特征,长期变化特征明显。由20世纪50年代的滇中部地区偏旱,其余地区偏涝,逐步发展为相反;20世纪90年代开始滇中部地区偏涝,其余地区偏旱,且旱情日趋加重,范围扩展,2010年、2012年和2013年严重干旱蔓延至云南全省。研究揭示,云南冬半年旱涝与前期海温异常密切相关,冬半年云南地区旱涝不同的EOF模态时间变化对应着不同的前期海温异常变化分布。云南全省旱涝一致的第1模态对应前期孟加拉湾、阿拉伯海、西太平洋以及大西洋的海温异常正相关。云南西北—东南旱涝反向的第2模态对应前期孟加拉湾、南海、西太平洋及东太平洋ENSO区海温异常负相关。     

基于多种模型的云南元江哈尼云海景观预报研究

为推动区域旅游事业发展,满足旅游气象服务需求,研究针对云南元江哈尼云海景观进行了立体气象观测和业务预报实验。本研究基于云南元江云海气候站2016—2019年观测数据,利用经验预报法、Logistics回归、支持向量机、决策树分析等方法,进行了云海景观出现与否的二分类预报实验。结果表明：各预报方法间训练样本总体准确率在74.3%—82.2%之间差别不大,但传统经验预报基于云海机理研究背景,预报指标物理意义明确,随着预报经验的积累经验预报2019年TS评分为54.8,优于2016—2018年TS评分46.0,也优于仅使用局地数据的统计学习算法的预报评分,且其他几种统计学习预报方法的检验样本TS评分均不如训练样本评分高。云海景观出现需要水汽条件和大气静稳条件的配合,局地云海气象观测站建设收集的立体气候数据有利于预报人员改进预报指标体系,提高预报准确率,有利于提升区域旅游气象服务能力发展。     

金沙江乌东德水电站暴雨概念模型与云型特征

利用自动气象观测站降水资料、常规地面与高空观测资料及卫星云图资料,对2012—2017年6—10月金沙江乌东德水电站坝区18次暴雨个例的大尺度环流背景及卫星云图演变特征进行统计分析,结果表明,切变冷锋型、两高辐合型、西南涡型、孟加拉湾风暴型、切变线型和高空槽型是金沙江乌东德水电站坝区的六类暴雨概念模型。总结归纳出对应的六类典型云型：切变线云带前界处的对流云团8次(占44.4%)、两高辐合云区内部的对流云团4次(占22.2%)、西南涡西南或东南象限的对流云团2次(占11.1%)、孟加拉湾风暴涡旋云系中分离出来的对流云团或对流云系2次(占11.1%)、切变线云带内部的对流云团1次(占5.6%)、高空槽前盾状卷云区南端的对流云系1次(占5.6%)。     

基于WRF模式和自适应偏最小二乘回归法的风能预报试验研究

利用中尺度WRF(Weather Research and Forecast Model)模式预报了2009年1,4,7和10月甘肃某风电场区域的风速和风向,并与离风电场最近的两座测风塔对应时段50m和70m高度实测资料进行了对比,客观地评估了该模式对风场预报的准确率。在相对准确的风场预报基础上,利用2008年1月-2009年4月风电场200台风机的实际功率记录数据和同期气象要素场预报资料,采用自适应偏最小二乘回归法和单机预报法建立了每台风机未来48h逐15min输出功率记录数据与同时刻轮毂高度预报的风速、风向、气温、湿度及气压之间的非线性统计预报模型。为了对该模型的稳定性和准确性进行长期的客观评估,独立进行了2008年1-12月的预报试验,分别建立了12组独立的非线性统计预报模型。试验结果表明:(1)WRF模式预报的各月风向分布、风频大小与实测风向有较好的一致性;盛行风向基本一致,风频大小相当,风向分布特征也较为一致。(2)WRF模式预报的50m和70m高度逐时平均风速与实测值的相关系数介于0.6～0.8之间,均方根误差介于1.5～2.6m.s-1之间。(3)2008年1-12月逐15min风电场风电功率预报值与风机输出功率记录值的相关性较显著,可较好地预报出各月风电功率的时间变化趋势。两者相关系数介于0.58～0.90之间,均达到了99.9%置信度。(4)各月逐15min风电功率预报值与风机输出功率记录值的误差较小,相对于总额定装机容量而言,均方根误差介于2.76%～12.89%之间。     

影响云南地区适航条件的视程障碍天气气候特征

利用云南省1981—2013年125站逐日逐6h地面观测的天气现象、能见度和气象要素资料,结合考虑地形高度的高分辨率气象要素场插值技术和不适航雾(能见度≤800m的大雾天气)气象要素判识模型,开展了影响云南适航条件视程障碍天气的气候特征分析。结果表明:云南最主要的视程障碍天气是雾与轻雾,影响适航条件的视程障碍天气仅为雾。不适航雾生成与相对湿度、风速以及地气温差关系密切,"高湿—弱风—稳定"的气象条件是其形成维持的关键,其量化判识特征为:相对湿度98%、风速3m/s、地气温差3℃。滇西南、滇南、滇东是云南不适航雾的多发区,尤其景东—思茅—版纳、西盟—澜沧、保山—腾冲和罗平等地区。滇中、滇西和滇东北是少发区。云南不适航雾日变化呈现早晨和深夜多,午间和傍晚少的特征;季节变化具有夏秋季多于冬春季的特点。与台站观测相比,高分辨率资料客观判识的不适航雾空间分布与地形有合理的对应关系,能够合理地反映地形复杂地区的空间分布特征。未来技术发展可利用卫星反演资料与台站资料同化订正获取高分辨率气象要素资料,利用深度学习等建立不适航雾的判识模型。     

云南夏季降水量在21世纪初的突变减少及原因分析

利用1960—2013年云南125个台站观测资料和美国环境预报中心/国家大气研究中心再分析资料,以及1960—2013年美国国家海洋和大气管理局(NOAA)提供的逐月平均全球海表温度资料,分析了云南地区降水量变化的特征以及与之相关联的大气环流背景场。分析结果表明:云南降水量在2002年发生了一次显著减少的突变,而这次突变主要是由于夏季降水的明显减少而形成的。进一步的分析揭示了该地区夏季降水减少主要与印度洋热带赤道地区低层东风加强和高空西风加强有关,亚洲地区中高纬度温度的升高也对该地区夏季降水量显著减少有重要作用。     

云南冰雹的变化特征

利用1961-2008年云南120个测站逐月冰雹资料,分析了近50年云南冰雹的时空变化特征及其对气候变暖的响应。结果表明：（1）云南冰雹具有明显的区域分布。全年冰雹日数从云南西北到东南大致呈多—少—多—少相间隔的区域分布特征;夏季与秋季分布相似,滇西北偏多,滇西南偏少;春季与冬季分布相似,滇西北及滇东北偏少,从西北到东...     

东亚冬季风与中国夏季气候变化

选取NCEP再分析高度场和风场资料、地面长波辐射(OLR)资料以及中国160个测站的降水资料，利用相关分析和合成分析方法，从资料分析入手来研究东亚冬季风异常变化及其对中国夏季降水的影响。研究表明：东亚冬季风有明显的年际和年代际变化特征，1950年代～1980年代中期为强冬季风时段，1980年代中期以后，季风明显减弱，为弱冬季风期。冬季风异常对中国大部分地区，特别对中国长江中下游地区的降水影响较大。分析进一步揭示了强弱东亚冬季风年后期海温分布和夏季流场明显不同的变化特征，并结合以前的许多研究对长江中下游地区降水异常形成的可能原因作了解释，指出正是由于这种不同的海温分布以及夏季环流的异常变化使得中国长江中下游地区在强(弱)冬季风年的夏季降水偏少(偏多)。     

冰冻天气和电线覆冰预报预估业务系统设计与实现

系统以T639数值预报产品为基础,结合考虑地形改进的要素CRESSMAN插值技术、云南冰冻天气判识条件研究成果和结合滇东北电线覆冰考察修正覆冰估算模型,利用C#和Visual Fortran高级开发程序语言,建立了云南冰冻天气和电线覆冰预报预估业务系统。实现了在国内率先提出了电线覆冰消融处理方案并进行了相关研究。系统设计实现上使用了图像处理,数据库操作,多线程,递归算法等编程技术,使用递归算法查找历史数据来替代缺测数据,保证预报服务的完整性,实际使用结果证明这种替代是简单可行的。覆冰消融的处理相关参数还需要实际数据的验证来进行调整。     

2006年9月4—5日四川暴雨过程分析

2006年夏季川渝地区旱灾严重,入秋第一场暴雨过程迅速减弱了川渝地区的高温灾害,同时初步缓解了该地区的旱情,由于雨势强劲亦造成不少地区重大经济损失.采用1°×1° NCEP再分析资料对2006年9月4-5日发生在高原东侧的一次暴雨过程进行物理量的诊断分析.结果表明:本次过程中低空急流的位置与以往的过程不同,它出现在低压的北侧,加快了北方冷空气和水汽的输送,此外低空急流出现和消失都早于风场辐合区,是低压发生发展的动力条件.从视热源和视水汽汇分析表明本次降水积云对流活跃,以对流性降水为主.