基于EOS/MODI图像资料的多光谱云分类技术

利用EOS/MODIS图像资料,采用逐个修改聚类和模糊聚类的分类器,设计了基于统计模式识别的云分类技术,并将其应用于2002年6月10日0200台风云系的云理识别,同时借助GMS-5图像资料进行了对比分析.结果发现台风云系的分类结果与台风云系的概念模式存在较好的对应关系,逐个修改聚类和模糊聚类的分类器对典型台风云系有较好的识别能力,极轨卫星的分类结果好于静止卫星,纹理特征的引入对分类结果有一定的影响.     

南海台风与上层海洋相互作用的数值模拟研究

本文建立了一个综合考虑大气-海流-海浪相互作用的区域海-气耦合模式系统,利用该系统模拟研究了南海台风发生发展的大气、海洋动力学机理.结果表明:耦合模式较真实地反映了台风和上层海洋的相互作用过程,提高了对台风路径和强度的模拟准确率;在台风充分发展阶段,上层海洋的反馈作用使台风路径发生左偏,并抑制了台风强度的发展;三种海洋...     

IMPACT OF DESERT DUST ON THE EAST ASIAN SUMMER MONSOON

The radiative forcing (RF) of Asian desert dust and its regional feedbacks to the East Asian summer monsoon (EASM) system are investigated with a coupled regional climate-desert dust model. The statistical significance of desert dust effects are analyzed through 20 summer seasons (1990-2009). In order to estimate the dust effects reasonably, some improvement has been achieved for the coupled model, including the updates of optical properties and desert source area distribution. We find that the desert dust can result in a roughly weakened monsoon in eastern China, Korean Peninsula, Japan and Indian Peninsula and a strengthened monsoon in Indochina Peninsula in the lower troposphere. Moreover, the precipitation comparisons between observational data and simulated patterns are also suggestive of the desert dust effect on the EASM. In the upper troposphere, the southward shift of the westerly jet (WJ) by the dust effect can be seen as an indicator of the weakened monsoon in great part of the monsoon areas. The change of the moist static energy (MSE) contrast between land and ocean is the main reason for the EASM variations.     

RegCM3积云参数化方案对中国南方夏季强降水过程模拟的影响

利用区域气候模式RegCM3的最新并行版本,选择Anthes-Kuo、MIT-Emanuel和Grell 3种积云参数化方案,对2003年7月发生在淮河流域的强降水过程进行了多组模拟试验,重点分析比较了3种参数化方案对降水总量分布、主要降水时段和基本气象要素场的模拟能力,并相对实测降水和要素场进行了统计检验.对比分析试验结果,发现RegCM3对中国南方夏季强降水具有较好的模拟能力,不同参数化方案对中高层流场特征的模拟没有实质性差异.但对低层850 hPa流场结构 (切变线、副高、低空急流、湿舌等) 和水汽输送状况模拟存在一定差异,这也是它们能否正确模拟降水分布及过程、强度等特征的关键,也是Kuo方案降水模拟效果相对优于其他两种参数化方案的主要原因.     

基于全场信息的数值预报产品释用方法研究

对于短期气候时间尺度预报来说, 短期内尚无有效方法提高数值预报产品精度, 建立一种能综合有效利用全场信息的非线性释用方法, 通过统计释用提高短期气候的预报准确率, 是一条可行的途径。通过CCA-BP法建立的典型因子, 可以代表因子场与站点预报要素之间的大部分协方差关系, 使因子与站点要素相关性大为提高, 进而通过神经网络技术 (BPNN) 建立非线性预报模型, 实现上述目标。以平潭、福州站10月旬平均温度、降水距平百分率预报为例, 分别使用CCA-BP-BPNN模型和插值模型对1983-2001年资料建立预报方程, 对2002-2005年的试报结果表明:解释预报对数值预报产品做了较大修正,使预报产品具有一定的使用意义及参考价值。从各项评价指标来看,CCA-BP-BPNN模型优于插值模型。该方法为提高短期气候数值预报产品的释用精度提供了一个值得参考的途径。     

应用统计降尺度方法预估江淮流域未来降水

统计降尺度方法广泛应用于弥补大气环流模式(GCM)模拟区域气候变化能力较弱的不足。利用1960~2009年的NCEP/NCAR再分析资料和江淮流域52个站点降水观测资料,通过敏感性分析,针对4个季节分别选择10个大尺度预测因子,采用主成分分析(PCA)和支持向量机(SVM)相结合的方法,建立了江淮流域降水统计降尺度模型。检验结果表明,该模型获取的江淮流域降水的偏差显著减小,能够描述降水在月、年尺度的变化,适用于HadCM3输出的大尺度气候场,具有预测未来降水变化的能力。将统计降尺度模型应用于HadCM3在A2情景下输出的2020~2099年大尺度预测因子,分3个时段:2020~2039年,2050~2069年和2080~2099年,从年和季节两个时间尺度分析江淮流域未来降水变化。结果表明,相对1960~1999年,未来3个时段的降水有小幅增加,其中2080~2099年增幅最大,为3.6 mm;在未来3个时段的不同季节,降水变化呈现出不同特征。     

近10年东亚沙尘气溶胶时空分布与起尘通量的数值研究

利用一个耦合了沙尘模型的区域气候模式RegCM3和NCEP再分析资料,对近10年(2000-2009年)东亚地区沙尘气溶胶(直径≤20μm)时空分布特征和起尘通量进行了数值模拟。结果表明,(1)耦合模式能较好地模拟东亚地区沙尘气溶胶的时空分布特点。东亚地区沙尘气溶胶光学厚度、柱含量高值区主要位于塔克拉玛干沙漠和巴丹吉林沙漠。沙尘气溶胶柱含量的季节变化特征明显,春季最大,冬季次之,秋季最小。东亚地区110°E以东,沙尘主要以700hPa高度为中心向东传输。(2)东亚地区起沙源区主要位于塔克拉玛干沙漠、巴丹吉林沙漠、藏北沙漠化地区及蒙古国西南部,起沙强度存在明显的季节变化。2000-2009年东亚地区年平均起沙通量为1015.34mg.m-2.d-1,其中62.4%和2.3%分别通过干、湿过程重新沉降在东亚地区,其余35.3%被净释放进入大气或进行远距离传输。     

SIMULATION OF SPATIO-TEMPORAL DISTRIBUTION CHARACTERISTICS AND RADIATIVE FORCING OF ORGANIC CARBON AEROSOLS IN CHINA

The International Centre for Theoretical Physics(ICTP,Italy) Regional Climate Model version 3.0(RegCM3) is used to simulate spatio-temporal distribution characteristics and radiative forcing(RF) of organic carbon(OC) aerosols in and around China.The preliminary simulation results show that OC aerosols are mostly concentrated in the area to the south of Yellow River and east of Tibetan Plateau.There is a decreasing trend of column burden of OC aerosols from south to north in China.The maximum value of column burden of OC aerosols is above 3 mg/m2 and located in the central and southern China,southeastern Tibet,and southwestern China’s Yunnan,Guizhou,Sichuan provinces.The simulation on the seasonal variation shows that the maximum value of column burden of OC aerosols appears in winter and the secondary value is in spring and the minimum in summer.The RF of OC aerosols which varies seasonally is negative at the top of the atmosphere(TOA) and surface.The spatio-temporal characteristics of the RF of OC aerosols are basically consistent with that of IPCC,implying the high accuracy of the parameterization scheme for OC aerosols in RegCM3.     

支持向量机在积雪检测中的应用

针对地球观测系统/中分辨率成像光谱仪EOS/MODIS（Earth Observation System/Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer）影像资料中的积雪检测,提出了基于支持向量机SVMs（Sup-port Vector Machines）的遥感影像分类方法。分析了积雪检测过程中的特征选择和提取,建立基于支持向量机的遥感影像分类模型,并进行了积雪检测试验。结果表明,特征选择对积雪检测起到了积极的作用,同时也证明了支持向量机方法在遥感影像分类中的优势,值得进一步推广使用。     

REGCM2和SUCROS模式的双向耦合模拟试验

文中利用NCAR区域气候模式REGCM2和荷兰WAGENINGEN农业大学的作物生长过程模式SUCROS在中国东部平原进行了作物 大气双向耦合的模拟试验。初步的研究结果表明 ,该双向耦合模拟试验 (R/S)能较好地描述大气和农作物间动态的基于生物过程的相互作用。R/S模拟试验不仅能真实合理地反映植物叶面积指数的逐日变化特征 ,更好地描述中国东部平原的陆面物理过程 ,而且改善了REGCM2对中国东部地区夏季降水和地面温度的数值模拟。该项研究对进一步认识和研究气候系统与陆地生态系统的相互作用具有一定的意义。