一阶有限元浅水模式的变分资料同化

一阶有限元浅水方程的伴随模式应用于气象资料同化场,并利用最优化方法对具有随机扰动的初始场进行优化处理。通过极小化算法,使所定义的目标函数达到最小,从而得到最优的气象要素初始场。数值试验结果表明这种处理是很有效的     

1979~2015年青藏高原低涡降水特征分析

为了研究青藏高原低涡降水长期特征,利用1979~2015年高原低涡数据集、依照高原低涡降水范围,匹配高原各站逐日降水信息,对高原低涡降水特征进行统计分析。结果表明,青藏高原低涡降水量呈上升趋势,大值中心位于西藏那曲地区,呈向东南凸出递减分布,并以夏季低涡降水为主,全年和夏季高原低涡降水量与总降水量均存在明显的正相关关系。安多站高原低涡降水呈下降趋势,但对年降水的平均贡献率高达三成;那曲站与托托河站高原低涡降水在总体上却呈上升趋势,递增率分别为0.2 mm/a和0.7 mm/a,其中那曲低涡频数与低涡降水强度的正相关系数达0.66,而托托河低涡降水占总降水的百分比却呈下降趋势。高原低涡日降水量等级主要以小雨为主,但中雨却是低涡降水量的主要贡献者。趋势分析发现高原低涡降水递增中心位于青海北部,递增率达到0.9 mm/a,次中心在西藏西南部雅鲁藏布江沿线地区;同时,高原低涡引发小雨降水基本呈全区一致增加趋势,中心位于西藏东北部和青海西南部地区;中雨降水上升趋势主要集中在西藏西南部、青海地区以及四川西部,其中青海南部存在较为明显上升中心区,下降趋势主要分布在西藏北部和东部。     

Zebiak-Cane数值模式的可预报性分析

用Zebiak-Cane(ZC)模式关于热带太平洋海表温度距平(SSTA)的预报资料,从预报误差发展的角度,考察了该模式关于El Ni(n)o/La Ni(n)a事件生长期和衰减期以及正常年份SSTA的预报技巧.结果表明,ZC模式关于ENSO预报的一个最突出的特征是:El Ni(n)o事件生长期SSTA的预报误差存在着明显的季节依赖性,最大预报误差增长通常出现在春季和夏初(AMJ),存在显著的春季可预报性障碍(SPB);对于El Ni(n)o事件的衰减期、La Ni(n)a事件的生长期和衰减期以及正常年份,SSTA预报误差没有明显的季节依赖性.作者比较了ZC模式关于ENSO事件不同发展阶段(生长期和衰减期)以及正常年份SSTA的可预报性.结果表明,La Ni(n)a生长期SSTA的预报最困难;在El Ni(n)o事件、La Ni(n)a事件和正常年份3种情形中,ZC模式关于La Ni(n)a事件的预报技巧最低.用上述动力学方法,进一步考察了ZC模式预报技巧的年代际变化.结果表明,ZC模式在20世纪80年代SPB现象相对较弱,有较高的预报技巧;而在70和90年代,ZC模式预报技巧明显低于80年代,同时伴有显著的SPB现象.     

风云二号E星和多角度成像仪的云导风资料质量对比

针对现在缺少对风云二号E星云导风资料的详细对比评估,结合多角度成像仪与风云二号E星云导风的特性,提出了将二者云导风资料的交叉对比方法,利用多角度成像仪云导风资料的优势特征作为对比参照,对2010以及2011年的风云二号E星云导风资料进行参照对比,分析风云二号E星云导风资料的特性。选择2010、2011年1～8月的风云二号E星资料分别与多角度成像仪云导风资料进行分析,对两种资料进行匹配处理,并对匹配结果进行准确的统计分析,便于分析风云二号E星云导风资料的优缺点以及质量变化。研究结果表明:风云二号E星云导风资料的整体质量要稍差于多角度成像仪云导风资料;但是就风云二号E星云导风资料自身而言,2011年的资料质量较2010年有不同程度的提高。     

应用多普勒天气雷达资料对四川“7·3”暴雨的变分同化试验

针对2011年7月3日四川地区一次强降雨过程,以NECP/NCAR 1°×1°再分析资料为背景场,采用中尺度数值天气预报模式WRF及其三维变分同化系统3DVAR,同时对多普勒天气雷达的径向速度和反射率因子进行了三维变分同化对暴雨模拟效果影响的研究.结果表明:同化了雷达资料后的初始场能够更加精细的刻画初始风场和水汽通量场的分布与数值,能展现出风场的辐合辐散区域,对水汽通量的中心位置有较大影响,大风速区域和水汽通量高值中心有较好的对应关系;同化了多普勒雷达资料后能较为明显的改变降雨落区及强度的预报精度,前6h有明显的改善作用,随着时间的增加改善作用逐渐减小,前9小时改进作用仍很明显,对比24小时实况降雨仍存在一定的改善作用;经过质量控制后的雷达资料对暴雨预报的改善作用要优于未进行质量控制的雷达资料以及每隔一小时加入一次雷达资料要优于每隔半小时加入雷达资料对于暴雨预报的改善作用.     

2010～2011年西藏雷暴的雷达回波统计特征分析

为了揭示西藏雷暴的雷达回波特征,利用雷暴观测资料和新一代多普勒雷达资料,采用统计分析方法对西藏地区2010、2011年6～9月108个雷暴个例进行了研究,结果表明:西藏高原地区雷暴类型多样,时空分布不均匀,雷暴生命史较短,与平原雷暴有明显的区别。西藏雷暴天气雷达回波源地、移动等有一定的规律性。西藏地区雷暴的回波形状多表现为团块状,其次是孤立的对流云回波;日喀则热力雷暴雷达回波强度大部分在40～50dBz,次之是50～70dBz,动力雷暴回波强度主要在40～60dBz,拉萨热力雷暴和动力雷暴回波强度均主要在30～50dBz;日喀则热力雷暴回波顶高平均5.07km,拉萨热力雷暴回波顶高平均4.79km,日喀则和拉萨地区动力雷暴回波顶高主要集中在6～10km;西藏地区热力雷暴和动力雷暴的垂直液态含水量较低,大部分在30kgm-2以下。     

DRSP和RVP8天气雷达信号处理效果定量分析

为适应国防装备关键部件的国产化进程,选用2014年3~7月,在某型多普勒天气雷达上,国营第784厂生产的DRSP和进口RVP8两型信号处理器分别采集的基础数据,开展处理效果的回波形态结构对比,并引入段百分比、段偏差、段偏差百分比、段平均差及均方根误差进行定量分析,该方法可供类似试验参考。结果表明:两型信号处理器对回波形态结构处理效果基本相当;DRSP对于各区间数据处理效果的定量分析按优排序为速度、强度、谱宽;针对数据差异集中区间和谱宽产品,包括信号处理器参数配置等方面展开优化,进一步提高国产器件的精度。     

青海格尔木大气气溶胶地基激光雷达观测研究

本文利用中国科学院大气物理研究所自行研制的MARMOT(Middle Atmosphere Remote Mobile Observatory in Tibet)激光雷达系统,于2013年8月~2015年5月在青海省格尔木市(36.25°N,94.54°E)开展了准连续夜间气溶胶垂直分布的观测实验,初步获得了青藏高原北部地区上空气溶胶的消光系数反演结果。本文挑选晴朗无云观测时段进行典型个例分析,发现冬季测站上空空气污染程度比夏季和秋季严重。分析发现气溶胶的垂直消光廓线分布与背景天气系统和人类活动都有密切的关系,说明了人类活动对环境气溶胶浓度有非常大的影响。将激光雷达反演的气溶胶消光系数结果与CALIPSO卫星数据进行了对比,两者具有良好的一致性,验证了激光雷达所获数据的可靠性。     

基于通道差异及云指数法的西藏雷暴卫星云图特征分析

利用2006-2008年间我国风云-2C（FY-2C）卫星资料和西藏39个测站的雷暴观测资料,采用通道差异及云指数法对西藏地区雷暴在FY-2C云图上的特征进行了分析。结果表明,西藏不同地区雷暴在FY-2C卫星不同通道云图上存在差异。总体而言,雷暴发生时,雷暴云的红外云顶亮温值一般介于-63～-13℃之间,较东南沿海地区...     

THE APPLICATION OF CONDITIONAL NONLINEAR OPTIMAL PERTURBATION TO THE BINARY TYPHOONS INTERACTION —FENGSHEN AND FUNG-WONG

The interaction between the typhoons Fengshen and Fung-wong over the Western Pacific in 2002 is studied with the Conditional Nonlinear Optimal Perturbation (CNOP) method. The study discovered that the CNOP method reveals the process of one-way interaction between Fengshen and Fung-wong. Moreover, if the region of Fung-wong was selected for verification, the sensitivity area was mainly located in the region of Fengshen and presented a half-ring structure; if the region of Fengshen was selected for verification, most of the sensitivity areas were located in the region between the Fengshen and the subtropical high, far away from Fung-wong. This indicated that Fung-wong is mainly steered by Fengshen, but Fengshen is mainly affected by the subtropical high. The sensitivity experiment showed that the initial errors in the CNOP-identified sensitive areas have larger impacts on the verification-area prediction than those near the typhoon center and their developments take a large proportion in the whole domain. This suggests that the CNOP-identified sensitive areas do have large influence on the verification-area prediction.