主编语

1939年,罗斯贝教授在《海洋研究杂志》上发表了《纬向环流强度变化与大气半永久活动中心位移之间的关系》一文,从理论上推出了在高空天气图上控制和影响大气环流变化的大气长波,在此前后,他与同事还发表了一系列相关文章,创立了大气长波理论,构建了世界气象发展史上的一个重要里程碑。长波理论不仅解释了中高纬度西风带上波动的移动和发展规律,也为日后数值天气预报的发展奠定了理论基础。如果说20世纪初皮耶克尼斯将气象预报问题归结为物理初值问题,从     

2007年7月江淮流域降水过程云分辨尺度模拟研究——数值模拟及验证

利用美国Goddard中心的云分辨尺度模式,对2007年7月2—9日江淮流域的一次暴雨过程进行了高分辨率的模拟研究。首先利用NCAR/NCEP再分析资料、地面降水观测以及卫星云图等常规和非常规观测资料,对此次降水过程开展了天气尺度分析,对过程降水特点有了初步了解;进而利用NCAR/NCEP再分析资料形成云模式大尺度强迫场,对降水过程开展了长度约8天的高分辨率数值模拟。通过观测与模拟的地面雨强以及雷达反射率等的对比分析发现,模式很好地模拟出了此次强降水过程的时空分布和演变特征,以及主要的雷达回波结构特点,模拟结果可用于进一步针对江淮流域地面强降水过程细致的定量诊断分析研究。     

百年前构想终落地——2021年WMO特别届会通过文件的意义

2021年10月22日,世界气象组织(WMO)网站以醒目的标题报道了刚结束的世界气象大会闭幕消息:"世界气象大会以具有里程碑意义的决定结束了历史性会议(World Meteorological Congress concludes historic session with landmark decisions)a"....     

从物理模型到智能分析——降低天气预报不确定性的新探索

本文回顾了气象预报技术发展的进程,人们不断通过创造性的智慧发挥,从传统的经验判断到依靠现代数学物理方法,实现通过模式方程组求解大气演变过程,取得了成功。但面对复杂的天气气候系统,许多非线性不确定问题仍难以解决。随着人工智能(AI)技术的发展,有希望助上一臂之力。文中介绍了一些初步设想和进展,在观测识别、数据处理、短时临近预报、模式参数化、预报结果集成分析等环节都有初步成果,进一步的研发、拓展值得期待。     

MJO对我国降水影响的季节调制和动力-统计降尺度预测

利用1981—2016年中国区域CN05.1格点降水资料和EAR-Interim再分析资料,研究了季节循环对于热带大气季节内振荡(MJO)对我国降水影响的调制作用,并基于模式对MJO的预报建立了针对延伸期降水的动力-统计降尺度模型。结果表明,MJO对我国季节内降水异常的影响明显受到季节循环的调制。当MJO对流在热带印度洋活跃时,我国降水偏多的区域随季节由南向北推进;当MJO对流位于海洋性大陆地区时,在秋、冬季我国东部和高原大部分地区降水异常偏少,而到了春、夏季该关系反转。MJO对流和基本气流(特别是副热带西风急流)的位置和强度的变化所引起热带外环流响应的不同是造成这种季节性差异的重要原因。模式检验表明,BCC_AGCM2.2对目标候MJO的预报技巧可达18d以上,在此基础上利用模式预报MJO信息构建了随季节演变滚动的MJO动力-统计降尺度预测模型。独立样本检验表明,该模型在较长时效(10~20d)下对MJO高影响区低频降水异常的预报技巧高于模式的直接预报,特别是在MJO活跃时期对降水预报技巧的提升更加明显,这为MJO信号释用提供了新的思路。     

主编语

生态气象学是一门交叉学科,它以包括大气环境在内的生态系统为主要研究对象,利用天气学、气候学、应用气象学、生态学原理与方法研究生态系统诸因子间的相互作用及变化规律。在全球气候变暖、生态环境问题日益突出的背景下,生物资源和土地资源退化等问题直接威胁到了人类的生存和可持续发展。考虑到未来气候变化的不确定性和负面影响,如何维持生态系统的健康演变,适应环境变化,需要将气象学和生态学结合起来开展交叉研究,探讨各相关要素相互作用的过程和因果关系,这是生态气象学需要探讨、解决的问题。水生生态系统是全球生态系统重要的组成部分。长江作为我国最长的河流,其流域的生态环境与天气、气候变化对于沿江区域的经济发展有着重要影响。特别是在“万里长江,险在荆江”的荆江流域,夏季的强降水使得这片素有“九曲回肠”之称的流域始终面临着洪水宣泄不畅、极易溃堤成灾的威胁。因此,研究该流域的生态气象特征,对于这里以农业、水产养殖业为特色的地方经济、及清洁环境和健康生态系统的维持具有重要的气象服务价值。近年来,湖北省荆州市气象局在生态气象领域做了大量工作,对一些科技问题进行了积极探索和总结,本期以“刊中刊”的形式集中刊登了依托于荆州市气象局的“江汉平原生态气象遥感监测技术协调创新中心”有关成员单位在湿地生态与农业气象等方面的最新研究文章。本期“进展报告:长江生态气象”在荆州市气象局的支持下,展示了该局科研业务人员独立或与高校等机构学者合作,在江汉生态气象方面近年来取得的主要成果。这些研究分别从产量预报(P36)、洪涝灾害(P51)、农作物遥感(P58、P72)、水体遥感(P85、P91)以及流域生态环境保护(P105)等不同角度阐述了生态气象领域在当地的研究进展,这些研究与长江流域生态保护与可持续发展问题密切相关。     

主编语

中国华云气象科技集团公司(以下简称为“华云集团”)是气象探测设备研发制造和探测系统实施方案设计的高科技企业。在20世纪90年代成立初期,华云集团承担了与美国合作开展新一代天气雷达研发等多个项目,为我国新一代天气雷达的生产以及新一代天气雷达探测网的布设做出了突出贡献。目前,以新一代天气雷达探测网为重要技术手段的实时天气监测系统,为气象部门提高短时临近天气预报水平,特别是暴雨、冰雹等灾害性天气的监测和预警能力的显著提升提供了有力支撑,为使人民生命财产免受灾害损失提供了气象保障。     

主编语

在物理学研究中,尺度特征是一个必须要处理好的问题,大气科学也不例外,在不同的时空尺度条件下,运动所遵循的规律会表现出很大差异,或者说运动的特征会因尺度的变化而完全不同。在以往的多尺度研究领域,尺度分离问题相对比较成熟,可通过有效的方法、技术来实现。相对而言,对不同尺度系统间的相互作用,尽管也从不同角度开展过大量工作,但仍显薄弱。如果不能清晰、合理地分析尺度间相互作用问题,就难以解释大气运动如何在较为平稳的状态下产生变异,并有新尺度系统产生。多尺度相互作用一般用尺度间的能量传输来衡量,但这种传输属流体的内部过程,要靠动力学理论来推断。然而流体力学中较长时间延用的能量传输经验公式有着重大缺陷——能量不守恒,导致我们用此所作的动力学诊断不能如实反映大气内部的物理过程。针对这个问题,过去20年来气象学家从最基本的物理概念出发,通过构造物理意义上自洽的数学工具,在严格意义上导出了流体内部多尺度之间的能量传输公式。     

非地转平衡流激发的重力惯性波对梅雨锋暴雨影响的动力学研究

文中以 2 0 0 0年 6月 1～ 3日的一次梅雨锋暴雨过程为例 ,通过数值模拟 ,得到了降雨区和强度都与实况基本吻合的结果。进一步利用数值模拟场 ,比较详细地分析了大尺度环流调整后的地转平衡被破坏、非平衡流出现、低空急流建立、重力波发生与传播对暴雨过程的影响。研究表明 ,副高的西伸北跳可以造成局部地转平衡被破坏 ,引起环流的适应调整 ,以建立新的平衡。在这一过程中 ,会出现与之相适应、配合的低空急流和重力波的发生 ;重力波的频散有利于急流中心大风区的传播 ,引导气流和水汽集中区对传播方向有显著影响 ;低空急流的建立则是导致暴雨发生的重要条件之一。通过对高时空密度中尺度数值模拟资料的分析 ,可以较清晰地反映出上述结果。     

全球气象和船舶航行跟踪技术研究

介绍了在计算机幕上，把船舶航线迭置在气象、海况环境场上，对船舶航行进行动态跟踪的技术。