卫星遥感中国海域气溶胶特征分析

利用AERONET地基观测,验证MODIS Collection5(MODIS_C005)气溶胶产品在中国海域的适用性。利用其550nm气溶胶光学厚度(AOT550)和小颗粒比例(Fine Mode Fraction,FMF)对中国海域气溶胶分布进行分析,结合气象场对其形成机制进行探讨,结果表明:首先,MODIS_C005气溶胶产品在中国海域有很高精度,适用中国海域;其次,中国海域AOT550与FMF存在明显的时空分布特征。时间上,AOT550在冬、春季最大,在夏、秋季最小;FMF在夏、秋季最大,冬、春季最小。空间上,在经向上,AOT550在30°N—40°N达到最大,向南北递减;FMF从南向北逐渐增加,到达30?N附近后增加减弱。在纬向上,AOT550和FMF随着经度的增加而减小;最后,中国海域气溶胶主要来自于陆源气溶胶,借助风场传输到达中国海域,同时还受到降雨的影响。     

INTERRELATION BETWEEN EAST-ASIAN WINTER MONSOON AND INDIAN/PACIFIC SST WITH THE INTERDECADAL VARIATION

Investigated statistically is the interrelation between East Asian winter monsoon(EAWM)and SST over sensitive areas of the Indian and Pacific Oceans.with focus on the relation of EAWMto strong ENSO signal area.i.e.,the equatorial eastern Pacific(EEP)SST.Evidence suggeststhat the EAWM variation is intimately associated not only with the EEP SST but with theequatorial western Pacific“warm pool”and equatorial Indian/northwestern Pacific Kuroshio SSTas well:the EAWM and ENSO interact strongly with each other on the interannual time scales,exhibiting pronounced interdecadal variation mainly under the joint effect of the monsoon QBO andthe monsoon/SST background field features on an interdecadal basis—when both fields are in thesame phase(anti-phase).strong EAWM contributes to EEP SST rise(drop)in the followingwinter,corresponding to a warm(cold)ENSO cycle;the EAWM QBO causes ENSO cycle to bestrong phase-locked with seasonal variation,making the EEP SST rise lasting from April—May toMay—June of the next year,which plays an important role in maintaining a warm ENSO phase.     

人工神经网络方法在夏季降水预报虽的应用

在夏季雨型预报中引进了人工神经网络方法,首先,根据雨型与前期环流和海温的关系,从前期冬季资料场中找预报因子;然后,用人工神经网络方法对我国夏季的雨型进行模拟预报,以前４０年资料做训练样本,让网络在一定的学习规则下进行学习。     

冬夏季热带太平洋至印度洋次表层海温变化的模态特征

采用美国Scripps海洋研究所的1955—1998年全球海洋上层海水温度月距平资料，对热带太平洋至印度洋各层海温进行经验正交函数分解，分析其主要模态特征。结果表明：热带太平洋至印度洋次表层海温场主要表现出东、西太平洋海温异常反位相变化的特征，异常强度冬季明显强于夏季。冬季赤道东太平洋40m层，东印度洋至西太平洋120m层，夏季赤道东太平洋40m层，东印度洋至西太平洋160m层为海温异常的显著区域。冬季0—60m层第一特征向量表现出厄尔尼诺（拉尼娜）模态特征，第二特征向量表现出海温异常的东西运移模态特征，80—400m层第一特征向量表现出西太平洋暖池模态特征，第二特征向量表现出海温异常的东西运移模态特征。夏季0—60m层特征向量表现出厄尔尼诺（拉尼娜）模态，80—400m层特征向量表现出西太平洋暖池模态特征。     

夏季菲律宾低空越赤道气流与南半球大气环流的关系

采用NCEP/NCAR再分析资料,定义了1950-2009年菲律宾越赤道气流强度指数,并研究其与南半球大气环流的关系。结果表明,菲律宾越赤道气流受南半球低层极地高压、绕极低压带和中纬度副热带高压,以及高层巨大的绕极低压影响;南半球环流对菲律宾越赤道气流的影响主要是通过南极涛动的调整,对澳大利亚高压产生影响来发挥作用,从南极涛动发生调整到对越赤道气流及北半球环流产生影响,有约4a的时滞;澳大利亚高压强度和位置的变化对菲律宾越越赤道气流有重要影响,关键区位于澳大利亚高压西北方向的洋面上。     

中国气象台站迁移对年平均气温均一性的影响

在确定中国1951-2010年753站观测数据的迁移状况的基础上,采用t检验方法和标准正态检验(standard normal homogeneity test,SNHT)差值法,分析了迁移对中国年平均温度序列均一性的影响,并对非均一温度序列进行订正.结果表明:将有业务代替的台站序列合并起来后得到了714站数据,714站中完全没有迁移的台站只有148站,其他566站共计有950次迁移;t检验表明950次迁移中235次迁移前后年平均温度差异显著;而SNHT检验表明950次迁移中有237次年平均温度的均一性受到迁移的影响,其中79次需要调整0.5℃以上;84％的非均一性序列经订正后相对符合均一性条件.     

多光谱卫星云图的高维特征聚类与降水天气判别

基于静止气象卫星（GMS-5）多光谱云图的天气采样数据，分别对各样本数据在红外、水汽及可见光通道的灰度、梯度和纹理高维特征空间的投影点进行聚类分析，以确定诸天气样本在特征空间中的类属区域，进而用其对云图进行天气区的判别分类。针对传统聚类方法存在的缺点，本文采用了模糊C均值聚类（FCM）、遗传算法（GA）和模糊减法聚类（FSC）相互交叉、优势互补的思想，既克服了GA／FCM算法局部／全局寻优的不足，又可客观确定出聚类中心数目。对高维特征空间中的重叠和交叉部分的样本点类属，通过计算其与空间中各聚类中心点的欧氏距离来予以甄别，最后得到高维特征空间中各天气的类属域，实况云图中诸像素点通过计算和判断其灰度-梯度特征量在高维空间中的投影点落区位置，即可确定其天气类属，进而实现对天气区的自动分类。试验结果表明，该方法具有良好的分类效果，判别结果与天气实况基本一致。     

春季黑潮区海温异常与我国夏季降水的关系

利用海温资料、NCEP/NCAR 53 a(1951～2003年)再分析资料和全国160个站的月降水资料,采用小波、合成和相关分析等方法,分析了春季黑潮区域海表温度异常与我国夏季(6～8月)降水及其与夏季500 hPa高度场、水汽输送的关系。结果表明:春季黑潮区域海表温度具有明显的年际和年代际变化特征,海温的增加趋势非常显著,存在不同尺度的周期振荡,其中23 a左右的周期最显著。春季黑潮海温偏高时,中高纬地区的槽和脊加深,西北太平洋副热带高压加强、西伸,导致副热带高压西侧的暖湿气流输送到长江中下游及华南地区,从而使长江中下游及华南地区的夏季降水增多;水汽输送合成场表明来自南海、西太平洋的水汽输送较气候平均年偏强,向长江流域以北的水汽输送减少,使长江中下游及华南地区夏季降水增多;相反,海温偏低时,长江中下游及华南地区的夏季降水减少。     

CHARACTERISTICS OF MIDDLE EAST JET STREAM DURING SEASONAL TRANSITION AND ITS RELATION WITH INDIAN SUMMER MONSOON ONSET?

By using the NCEP/NCAR pentad reanalysis data from 1968 to 2009, the variation characteristics of Middle East jet stream(MEJS) and its thermal mechanism during seasonal transition are studied. Results show that the intensity and south-north location of MEJS center exhibit obvious seasonal variation characteristics. When MEJS is strong, it is at 27.5°N from the 67 th pentad to the 24 th pentad the following year; when MEJS is weak, it is at 45°N from the 38 th pentad to the 44 th pentad. The first Empirical Orthogonal Function(EOF) mode of 200-hPa zonal wind field shows that MEJS is mainly over Egypt and Saudi Arabia in winter and over the eastern Black Sea and the eastern Aral Sea in summer. MEJS intensity markedly weakens in summer in comparison with that in winter. The 26th-31 st pentad is the spring-summer transition of MEJS, and the 54th-61 st pentad the autumn-winter transition. During the two seasonal transitions, the temporal variations of the 500-200 hPa south-north temperature difference(SNTD) well match with 200-hPa zonal wind velocity, indicating that the former leads to the latter following the principle of thermal wind. A case analysis shows that there is a close relation between the onset date of Indian summer monsoon and the transition date of MEJS seasonal transition. When the outbreak date of Indian summer monsoon is earlier than normal, MEJS moves northward earlier because the larger SNTD between 500-200 hPa moves northward earlier, with the westerly jet in the lower troposphere over 40°-90°E appearing earlier than normal, and vice versa.