华南前汛期起止日期的确定及降水年际变化特征分析

利用国家气候中心提供的华南地区74测站1957—2001年的逐日降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,对华南前汛期雨季开始期与结束期的定义标准作了改进;研究了华南前汛期降水雨量、雨日的年际变化特征以及变化趋势的空间分布特征;用小波分析法分析华南前汛期降水的周期分布特征。分析结果发现：45年来前汛期开始期总体上呈现偏早趋势,而结束期具有偏晚的趋势,两者的年际变化十分显著;45年来华南全区总雨量、雨日呈正趋势变化,且两者的空间分布特征非常相似。华南前汛期内雨量、雨日总体上呈现增长趋势并且具有明显的年际变化特征,存在准2年、3～5年、6～8年的振荡周期。     

海气相互作用对热带气旋发生发展影响研究综述

本文回顾了近几十年来海气相互作用对热带气旋形成和发展影响的研究情况.海表温度(SST)和海洋飞沫(sea spray)蒸发对热带气旋的强度和路径有一定的影响,但影响机制和程度如何,目前还存在争议.利用中尺度海气耦合模式进行数值模拟是研究海气相互作用对热带气旋影响的一个有效方法.介绍了国内外一些中尺度海气耦合模式,旨在推动建立适合我国海域用于热带气旋模拟和预报的海气耦合模式.     

消除系统性观测误差的时空梯度信息同化方法研究

随着气象观测手段的进步,各种气象观测资料在数值预报模式中的应用不断发展.然而由于观测资料存在观测误差,尤其一些非常规资料存在系统性偏差,且难以对此类误差进行充分订正,使得观测资料在数值预报模式同化应用过程中的作用没有被充分发挥.文中提出一种消去此类误差的时间及空间梯度信息变分同化方法,其特点在于不需要知道系统性偏差的具体估计,而是用一个梯度信息算子对原变量进行变换从而隐性回避此类误差.通过浅水波模式四维变分同化理想试验结果表明,此同化方法完全消除平整性系统性偏差对同化结果的影响,本身数值较小的模式变量更能够获得好的同化效果,大数值变量则可通过估算来确定适用范围.由于最优解不唯一性质的存在,同化效果更多的吸收观测场的整体时空梯度分布趋势而非观测量值本身,这对具有较低可信度的观测资料是适用的.     

0908号台风"莫拉克"异常路径的诊断分析与数值模拟

采用NCEP再分析资料,通过诊断分析与数值模拟方法,研究探讨"莫拉克"路径异常的可能原因.结果表明:(1)"莫拉克"的移动主要还是受副高南侧偏东气流的引导;"莫拉克"登陆台湾前的移速缓慢主要的影响因素包括这个阶段东侧热带低压"艾涛"的生成对副高引导气流的减弱作用以及大陆高压的阻挡作用;副高主体减弱东退,西南气流的作用以...     

稳定层结条件下非线性相似函数对蒸发波导模型的改进

大气修正折射指数(M)廓线是描述大气折射环境的重要参数,也是评估电波传播的关键因子。为了提高稳定特别是强稳定层结条件下模型预测M廓线的效果,引入三种非线性无量纲相似函数BH91、CB05、SHEBA07对原始的Babin_V25模型进行了改进,并利用铁塔平台实测气象水文数据对改进后的模型预测效果进行了评估,同时将其与改进前的Babin_V25模型以及Local_HYQ92模型的效果进行比较。结果表明:引入非线性相似函数能明显改进模型预测M廓线的效果,尤其是最新发展的SHEBA07,改进后的Babin_SHEBA07模型能在稳定层结条件下预测M值、0~5 m及5~40 m内的M梯度均方根误差分别减少64.5%、16.6%和60.4%,但这种方法对蒸发波导高度的预测效果改进不明显;而基于局地相似理论的Local_HYQ92模型则能使稳定层结条件下M值、0~5 m内、5~40 m内的M梯度以及蒸发波导高度d的预测均方根误差分别减少76.7%、40.2%、83.7%和58.0%。考虑到在电磁波传播特性的评估中,M梯度比蒸发波导高度和M值本身更为重要,最终推荐在强稳定层结条件下选用Local_HYQ92模型和Babin...     

热带气旋Rossby波能量频散问题研究进展

热带气旋是发生在热带洋面上的强烈气旋性涡旋.由于地转涡度梯度的存在,热带气旋在移动过程中不断发生Rossby波能量频散,并在热带气旋运动方向的后部激发出反气旋和气旋交替排列的Rossby波能量频散波列.多热带气旋共存和热带气旋的异常运动是当前国际热带气旋研究领域的热点问题,热带气旋Rossby能量频散被证实与多个热带气旋连续生成和异常运动密切相关.本文从热带气旋能量频散及波列特征、主要影响因子、反馈作用等方面,回顾总结了国内外关于热带气旋Rossby波能量频散的相关研究进展,并提出当前亟待解决的一些科学问题.目的是为深入研究热带气旋Rossby波能量频散及其影响提供基础和参考,以期使更多的研究学者关注热带气旋能量频散问题,从而进一步揭示热带气旋生成、发展和异常运动的动力学机理.     

海浪和海洋飞沫对“珊珊”台风影响的数值研究

台风是剧烈的天气系统,在开放的海上强风激起大浪,改变了海表粗糙度,同时,海浪顶端的白泡沫破碎,在海-气界面处会出现大量的海洋飞沫。基于共享内存的进程间通信技术应用到区域大气和海浪模式的耦合中,大气模式引入了Fairall和Andreas两种海洋飞沫参数化方案,对2006年珊珊台风进行了模拟对比试验,结果表明:耦合模式通过海-气相互作用,对台风的强度产生影响,由于耦合模式在海表粗糙度的计算上考虑了海表状况,使得耦合模式模拟的台风强度更接近实况,而对台风的移动路径影响不大;耦合模式中海-气相互作用主要通过动力因素来对台风产生影响,海表状况影响了海表粗糙度,从而使台风的动量输送发生变化,具体的台风强度增强还是减弱主要取决于海表状况与实况的符合程度;海洋飞沫参数化主要通过热力场的改变来影响动力场,Fairall方案中潜热通量和感热通量得到很大程度的加强,使得台风的热力结构得以改变,台风强度明显加强,从而影响了动力场结构;Andreas方案由于其界面通量算法在高相对湿度条件下计算界面通量时得到的量值较小,虽然高风速条件下感热通量加大,但总的潜热通量、感热通量较Fairall方案为弱,因此,模拟的台风强度不强;海洋飞沫参...     

支持向量机在AMSU-A临边调整中的应用

采用支持向量机(SVM,Support Vector Machine)方法,对AMSU-A进行了临边调整试验。利用全球廓线数据集和快速辐射传输模式计算的理想亮温资料,以及AMSU-A全球实际亮温资料的分析表明,临边效应增大了窗区通道边缘视场的亮温,减小了5～14通道边缘视场亮温。临边效应对于各通道影响明显,且随着视角的增大而增大。通过理想试验分析表明,与多元线性回归方法相比,支持向量机方法对于窗区通道调整效果改进较多,对于通道5～14,同样优于多元线性回归方法。除窗区通道1、2、15边缘少数视场外,各视场调整均方根(RMS,Root Mean Square)误差在AMSU-A仪器噪声范围之内。对实际资料的试验表明,支持向量机方法调整效果同样优于多元线性回归方法。     

登陆台风等熵面位涡演变的数值模拟研究

选取1997年第11号台风温妮为研究个例,通过中尺度模式MM5模拟再现了该台风登陆后经历初期减弱、变性及变性后再次发展的演变过程.引入Ertel等熵面位涡收支方程,深入分析了登陆台风结构演变的过程中绝热与非绝热作用对对流层低层位涡局地变化的影响.研究表明:台风温妮深入内陆的过程中,对流层低层台风中心西北侧位涡增长,且大值中心不再与台风中心重合;由于摩擦和非绝热加热的存在,对流层低层位涡不守恒,其局地变化主要决定于位涡的水平平流(守恒项)、位涡的垂直平流、加热的垂直微分(非守恒项)的分布;台风温妮变性前后,对流层低层位涡的守恒性逐渐减弱,非守恒项尤其是加热的垂直微分对位涡的局地增长的正贡献不断增强直至占有主导地位.     

一次大雾天气下PM2.5二次无机粒子的数值模拟

利用多尺度空气质量模式系统（Models-3/CMAQ）对2002年12月1—3日北京及周边地区发生的一次大雾天气进行数值模拟,分析了大雾天气下PM2.5二次无机粒子的演变及其影响。结果表明,白天相对湿度降低,雾滴蒸发脱水后PM2.5二次无机粒子会悬浮在大气中;夜间在水汽凝结成雾滴的过程中,大量的PM2.5二次无机粒子提供了充足的凝结核,促进大雾天气的进一步发展。午后PM2.5二次无机粒子积聚及较高的相对湿度是造成北京及周边地区低能见度的重要原因,并推断该区域很可能是霾天气。