祁连山树木年轮指数的奇异谱分析

本文采用奇异谱分析（ＳｉｎｙｕｌａｔＳｐｅｃｔｒａＡｎａｌｙｓｅｓ）方法对祁连山地区三棵同种国柏（ＳａｂｉｎａＰｒｚｅｗａｌｓｋｉｉｋｏｍ．）的年轮指数进行了分析，计算结果表明：样本序列长度为９３５年的年轮平均指数在统计上存在着十分显著的振荡周期。在给定信度α＝０．０５的红噪声检验标准下，得到了３１０、２０６．７、１５５、１２４、１０３．３、８８．６、７７．５、６８．９、５６．４、４１．８、３２．６、２５．８、２２．１、２０．７、１３．２、１１．５、９．３年等显著周期。比较用奇异谱分析（ＳＳＡ）方法与用一般功率谱分析方法计算年轮指数所得到的谱图可以发现，奇异谱谱值较一般功率谱谱值的峰值具有单一和集中的特点，并且较容易通过显著性检验。因而，奇异谱分析（ＳＳＡ）方法更能识别在统计上显著的周期。     

天气预报的业务技术进展

该文总结回顾了中央气象台近年来的天气预报业务技术进展。天气预报质量的历史演变显示了预报业务水平的提高, 这种业务能力的提高既反映了预报技术的发展, 也带来了天气预报业务的变化。对业务天气预报中各种预报技术应用进展的分析表明:数值预报在天气预报业务能力提高中发挥着重要的基础性作用; 同时, 基于对不同尺度天气影响系统发展演变过程深入认识的基础上, 天气学的预报方法依然是预报业务中的重要技术方法; 动力诊断预报已成为灾害性天气预报中的重要手段之一, 数值预报产品的解释应用是实现气象要素精细定量预报的技术途径。     

多普勒雷达风场信息变分同化的试验研究

文中试验研究了一个在三维变分框架中直接同化多普勒天气雷达信息,获取雷达覆盖范围内大气风场的技术方案。径向风速是多普勒天气雷达数据中可直接被三维变分同化系统用来反演大气风场的唯一信息。由于风矢量有二或三个分量,径向风速作为风矢量的一个分量,不能为反演风矢量提供足够的信息。如果三维变分同化系统仅仅同化径向风速,所存在的不确定性将可能会给所反演的风场带来错误。文中提出的方案,不仅同化雷达径向风速,还同化雷达回波的移动信息,其关键是将雷达回波强度时空变化转换成一个新的雷达观测变量———雷达“视风速”。由于“视风速”是包含风场信息的变量,这在三维变分同化系统中增加了风场探测信息。通过联合利用“视风速”和径向风速,由单一径向风速确定风矢量所带来的不确定性可以被克服。使用中国气象科学研究院数值预报研究中心开发的三维变分同化系统(GRAPES-3Dvar)和广东省新一代天气雷达的监测资料进行了实例试验,结果表明本技术方案能够对获取大气系统结构是有用和有效的,也可用于形成模式初始场,这对中尺度天气预报是有作用的。     

华北及周边地区夏季分区客观降水预报

在降水客观分区的基础上,对华北及周边地区进行夏季降水预报。利用2006—2008年的6—8月T213资料和相应时段的实况资料,通过概率回归降水等级方案建模,对2009年和2010年6—8月进行了试报。结果表明:分区建模的降水预报与单站建模预报相比,TS评分在不同时效、不同量级上均有提高,并且在空报和漏报上有较大改善,特别是大量级降水预报改善明显。从因子分析上看,分区建模较单站建模所选因子更丰富,利用了模式产品的有用信息,因此做出了更好的预报。分区建模与模式降水预报的对比分析表明:分区建模的降水预报效果好于模式直接降水预报,空报现象改善明显。     

利用TBB资料对西太平洋副热带高压特征的分析和描述

利用卫星TBB资料和500 hPa位势高度场资料, 分析了西太平洋副热带高压(下称西太副高)的北进及南撤特征。结果表明: 西太平洋副热带地区的TBB场呈带状分布, >275K的TBB区随季节的变化从1月至12月表现为先北跳又南落之势, 它与西太副高的北跳和南落同步, 其大值区可以表征西太副高的范围。西太副高脊线(500 hPa上的u=0 线)与TBB大值区轴线的走向基本一致。不同季节可以不同的TBB值来描述西太副高。同时指出, 以TBB大值区所描述的西太副高与雨区的配置较588 gpdm等高线与雨区的配置要好, 并且可以避免588 gpdm等高线所产生的假象。另外, 每3 h TBB场的分析可为暴雨的逐3 h预报提供参考。     

动态最优网格降水消空技术

为了提高5 km分辨率的网格降水预报准确率,针对数值模式网格降水预报产品中尚存在许多降水空报的现象,基于网格降水实况,应用动态建模和机器训练择优技术,借助新检验参数归一化后的单调性、新降水TS公式在计算上的便利性,建立了两种动态最优降水消空技术方案,开展网格降水消空研究。研究表明,两步法抑制了消空阈值偏大现象,归一化法使阈值优选更加直接。用这两种方法,晴雨准确率全部上升,其中,ECMWF(European Centre for Medium range Weather Forecasts)提高最大（2.39%～4.76%）;降水TS评分,ECMWF提高最大,白天提高多（2.98%～3.64%）,夜间提高少（1.61%～1.78%）,但CMA SH9(中国气象局上海数值预报模式系统)和CMA BJ(中国气象局北京快速更新循环数值预报系统)则出现下降。归一化法在白天使晴雨准确率提高最多。分析表明,经过消空处理后,雨空百分率下降数值明显大于雨漏百分率增加数值,从而使空报率出现大幅下降,晴雨准确率也升高明显。     

GRAPES全球三维变分同化系统--基本设计方案与理想试验

中国气象局数值预报研究中心开发了一个全球和区域统一框架的格点三维变分资料同化系统(GRAPES3D-Var).作者给出全球版本的方案设计,采用单点观测试验检验方案设计的合理性和正确性.全球方案选择流函数、速度势、非平衡高度和相对湿度作为分析求解的控制变量,用线性平衡方程作为质量场和风场的动力约束,通过预调方法解决背景误差协方差矩阵阶数过大和难以求逆的问题,其中垂直变换和物理变换以及观测算子设计等方面与区域方案相同,但预调的水平变换采用球谐函数谱滤波表示背景误差协方差的水平相关模型,避免了递归滤波在高纬和极区因相关尺度过大无法实施的问题.另外,设计了一个使极区插值和差分计算完全闭合的网格以及相应的算法,解决了极点分析问题.单点观测理想试验结果表明,GRAPES 3D-Var系统能够合理给出全球任何地区的分析.     

华北汛期降水与亚洲季风异常关系的研究

文中诊断分析了华北汛期降水与亚洲季风区环流异常以及低纬地区热源异常的关系,结果表明:在华北汛期干旱年,亚洲季风偏弱,而在华北汛期降水偏多年,亚洲季风较强,并巳存在两个明显的变化中心,一个位于印度半岛中北部地区,另一个位于菲律宾群岛附近。华北汛期干旱年上述两个地区的热源偏弱,而降水偏多年则偏强。 华北地区干旱年和降水偏多年的前期亚洲季风区热源就已存在明显的不同:华北汛期干旱年前期,亚洲季风区的热源偏弱且位置偏南,表现出季节变化推迟的趋势;华北汛期降水偏多年前期,亚洲季风区的热源偏强且位置偏北,表现出季节变化提早的趋势。 利用IAP L9R15 AGCM气候数值模式,进一步研究了亚洲季风区凝结潜热加热异常对大气环流和华北地区降水的影响,结果表明,印度半岛中北部地区和菲律宾附近地区的凝结潜热加热异常将引起青藏高压和西太平洋副高的异常变化,进而影响到华北地区的降水。     

1998年夏季西太平洋副热带高压的变异分析

该文利用NCEP再分析资料和其他相关资料分析了1998年夏季西太平洋副热带高压的变异特征和机理。与多年平均相比，1998年夏季副高总体偏强、偏西。副高的南北进退出现显著异常，尤其是7月中旬，副高突然大幅度南撤，南撤后，副高偏南维持至8月初，长江中下游及以南地区出现“二度梅”。副高南撤现象从副高带的东部开始，逐渐西传。分析表明:副高的异常变化是东亚大气环流异常调整的结果，其中副热带西风急流的异常变化对副高南撤起着重要的作用，急流位置和强度的变化及伴随的入口区和出口区次级环流和不稳定均有利于副高在7月中旬南撤和南撤后偏南维持。T106L19全球谱模式的敏感性数值试验表明，高度场对急流减弱的响应与观测分析结果一致。热源和水汽汇分析、OLR分析以及热源与位势高度场SVD分析均表明:在副高南撤前，热带季风区非绝热加热显著减弱；这一结果有利于副高偏南维持；经圈环流的分析结果也与此相吻合。     

数值预报产品释用业务系统历史数据存储与检索

该文介绍了在国家气象中心中短期精细化数值预报产品释用业务系统中的历史数据存储结构的设计原理。基于该数据存储结构,依照用户的要求,可方便地选择区域大小,检索出某要素某段时间的数据,还可通过计算机编程实现国家级数值预报释用业务需求的历史数据处理和预报因子分析功能,表明新的历史数据存储结构简炼合理,灵活实用,能够极大地提高数值预报产品释用的工作效率。