海南岛西部山区人工催化暖底积云随机化效果检验

2015—2016年在海南省昌江县霸王岭开展地面暖云烟炉随机化人工催化效果检验,共取得催化和未催化试验样本34个。利用TITAN风暴追踪系统结合自动雨量资料进行统计和物理效果分析。结果表明:催化样本影响区平均增雨量为3.36mm/2h,未催化样本平均增雨量为2.97mm/2h,催化比未催化样本平均增加雨量0.39mm,相对增加11.4%,显著性分析差异显著;对于增长阶段的积雨云,催化样本反射率增强、含水量增大、回波顶高升高;处于减弱阶段的积云,多数催化样本回波减弱趋势趋缓。     

A newly-discovered GPD-GEV relationship together with comparing their models of extreme precipitation in summer

It has been theoretically proven that at a high threshold an approximate expression for a quantile of GEV （Generalized Extreme Values） distribution can be derived from GPD （Generalized Pareto Distribution）. Afterwards, a quantile of extreme rainfall events in a certain return period is found using L-moment estimation and extreme rainfall events simulated by GPD and GEV, with all aspects of their results compared. Numerical simulations show that POT （Peaks Over Threshold）-based GPD is advantageous in its simple operation and subjected to practically no effect of the sample size of the primitive series, producing steady high-precision fittings in the whole field of values （including the high-end heavy tailed）. In comparison, BM （Block Maximum）-based GEV is limited, to some extent, to the probability and quantile simulation, thereby showing that GPD is an extension of GEV, the former being of greater utility and higher significance to climate research compared to the latter.     

非均匀地表陆面过程参数化研究

地表固有的非均匀性影响近地层大气的垂直结构,甚至改变局地天气条件,亦使得大气数值模式大尺度网格面积水热通量的计算对其具有较强的敏感性。为了提高气候模式性能,非均匀陆面过程参数化已是当前大气边界层和陆面过程模式研究的热点和难点问题之一。本文在调研国内外大量文献的基础上,综述了近年来非均匀地表陆面过程参数化的研究现状,分析和比较了不同的参数化方法的优缺点以及数值模式模拟结果对它们的响应,提出了目前尚待继续探讨和解决的几个关键性问题。     

中国南方夏半年湿期概率特征及其极值风险分析

以中国南方诸代表站近40 a(1965—2004年)夏季(5—9月)逐日降水资料为研究对象,探讨了夏半年各站湿期游程及其极端值的概率分布最佳模式。在对各站湿期游程分别验证指数分布的基础上,作耿贝尔(Gumbel)极值分布和广义帕雷托分布(GPD)拟合,进而对两者的拟合效果进行比较。并由此对湿期长度估计其不同重现期(如20 a一遇、50 a一遇和100 a一遇)的极端湿期长度的分位数概率。经K-S方法的统计检验,证明GPD分布拟合效果较好,能更加精确的模拟出中国南方夏季的极端连雨日数及其概率。     

地表粗糙度非均匀性对模式湍流通量计算的影响

理论分析和数值试验结果表明,地表参量的不均匀性对网格区地表湍流通量的计算有重要影响。近中性大气层结条件下,次网格粗糙度长度的变差系数、网格平均粗糙度及参考高度的选取是影响网格湍流通量计算的主要因素,其中次网格粗糙度长度的变差系数对计算偏差起主要决定作用。实际计算表明,某些特定地区(如植被气候过渡带)粗糙度的地表非均匀性引起的计算相对误差可达40%以上,选取特定的参考高度能改善高网格湍流通量计算的效果。非中性大气层结条件下,由地表粗糙度不均匀性所致的平均风速、位温梯度以及近地层大气稳定度的次网格分布都对网格湍流通量(感热通量)计算产生影响,比较而言,相对误差大小对大气稳定度的次网格分布最为敏感。所以,在目前的数值模式中有必要进一步对湍流通量计算过程中由于地表不均匀性产生的计算偏差加以考虑。     

利用任意时刻AVHRR资料近似估计

根据表征土壤温度日变化的土温方程一阶近似解,提出一种利用一日中任意时刻NOAA-AVHRR图像数据估计地表温度日较差的简易推算方法.该方法尤其可用于反演土壤含水量的计算,当图像数据的时次与热惯量法所要求的最高、最低温度时次配不准的情况下,近似地估计地表温度日较差,进而计算地表热惯量及相应的土壤含水量.用实例验证了该方法的可行性,为进一步推广应用奠定基础.     

INGULAR CROSS SPECTRUM APPLIED ON DIAGNOSTIC ANALTSIS OF AIR-SEA INTERACTION

The Singular Cross Spectrum Analysis(SCSA) method was employed to investigate the coupled-periods of air-sea/mid-low circulation interaction using 1951-1993 500-hpa geopotential heights and the sea surface temperature(SST)in the Northern Hemisphere. Results show that air-sea correlation is noticeable on the 3-7 year scale which is similar to ENSO circle. In this sense, ENSO is a Strong signal. Quasi-ten/quasi-four year periods are prominent in the mid-low interaction, and quasi-if our year oscillation is uniform with the ENSO circle.Studies indicate that the mid-low interaction possess quasi-ten year oscillation beside being affected by ENSO.     

基于雨滴谱的增雨作业微物理特征分析

针对2018年3月16—17日四川盆地西北部一次典型层状云降水天气过程,利用云模式、卫星、雷达、探空等资料,分析了人工增雨作业条件和物理响应。同时,基于雨滴谱观测数据开展了人工增雨作业微物理特征分析,重点研究了粒径速度谱分布特征。结果表明:人工增雨作业后,不同粒径、不同粒速的粒子数变化明显,大滴粒子显著增多,雨滴谱变宽,0.437～1.625mm粒径谱和1.5～5.2m/s速度谱明显变宽;同时,粒径和粒子速度无明显跃变,区间值分布相对集中在粒径0.312～2.125mm、粒速1.1～6.8m/s,人工增雨作业对降水粒子的粒径和粒子速度改变有限。人工增雨作业影响时段,降水强度和雨含水量以及总数浓度和有效粒径,依然保持与自然降水时段各自峰值、谷值、震荡态势的一致性,人工增雨作业不改变各物理量之间的相关性。     

具有门限的一种非线性随机-动力模式

提出一种附加门限控制的具有非线性反馈作用的随机-动力模式,从而对具有线性反馈的随机-动力气候模式加以改进。从理论上说,这种具有门限的随机气候模式可使气候系统内部反馈机制中的非线性特征更为明显,以便更加客观地模拟和预报短期的气候变化。