一次江淮强暴雨过程的湿有效能量及其收支特征

利用高分辨率的WRF模式模拟结果,采用基于格点的湿有效能量计算方案,对一次江淮梅雨期强暴雨发生发展过程中湿有效能量的时空演变特征进行分析,并从定性和定量的角度探讨了能量方程转换项、平流项和垂直输送项对强暴雨过程中湿有效能量的输送和积聚作用。结果表明,强暴雨过程中湿有效能量的时空特征与强暴雨发生发展具有良好的对应关系,对流层低层800 h Pa湿有效能量40×104J·h Pa-1·m-2的等值线范围和该等值线伸展至500 h Pa附近可作为判断强暴雨发生的必要条件。暴雨发生前2~3 h的能量快速积聚及其对暴雨区移向的引导,对强暴雨预报具有良好的指示作用。湿有效能量的水平和垂直输送及转换确保了能量的积聚和对流层中层能量的增加,为强暴雨的发生和维持提供了充足的能量。     

2013年7月1日河北宁晋极端短时强降水成因研究

2013年7月1日午后至夜间,华北出现一次区域性暴雨和局地大暴雨过程。局地极端降水出现在河北省邢台市宁晋县四芝兰镇,过程雨量409 mm,其中当日17—19时连续2 h雨量超过100 mm。利用常规高空和地面观测资料、NCEP再分析资料和石家庄新一代天气雷达资料,探讨了宁晋极端短时强降水的形成原因。主要结论是:(1)低槽、冷锋、副热带高压及其外围低涡切变线为其主要影响系统,海南附近台风远距离影响加强了水汽自南向北的输送,半定常的地面辐合切变线对新生对流的触发和已有对流的维持及加强起到重要作用;(2)宁晋最强降水期间,其上空具有较强的垂直风切变,有利于高度组织化的对流系统发展;(3)对流系统的后向传播使回波主体移动缓慢、持续时间长,而回波强度大和雨强很强,则导致四芝兰镇极端强降水,此外,具有弱中气旋的超级单体相对较长时间的影响使其对四芝兰镇强降水具有重要贡献;(4)产生极端降水的对流系统属于高质心发展强烈的大陆强对流型,而非更易导致强降水的低质心系统。同时,针对众多学者研究北京"7.21"特大暴雨得到的一些结论进行了进一步探讨和验证。     

中国区域逐日融合降水数据集与国际降水产品的对比评估

中国国家气象信息中心基于2400多个国家级台站观测日降水量和CMORPH卫星反演降水产品,采用概率密度匹配和最优插值相结合的两步数据融合方法,研制了中国区域1998年以来的0.25°×0.25°分辨率的逐日融合降水产品(CMPA_Daily)。通过该数据集与广泛应用于中国天气气候领域的两种国际上降水融合产品TRMM 3B42(Tropical Rainfall Measuring Mission, 3B42)和GPCP(Global Precipitation Climatology Project, 1 degree daily)的对比评估,考察CMPA_Daily产品的质量,评价其能否合理体现中国降水的天气气候特征。首先利用2008—2010年5—9月独立检验数据定量对比了CMPA_Daily、TRMM 3B42和GPCP 三种降水产品的误差,结果表明,在误差的时间变化和空间分布上,CMPA_Daily均具有最高的相关系数和最小的平均偏差及均方根误差,TRMM 3B42其次,GPCP的误差相对较大。CMPA_Daily只低估了大暴雨,TRMM 3B42低估了大雨以上量级的降水,而GPCP低估了除小雨以外的所有降水。CMPA_Daily产品因融入了更多的站点观测信息,不论在中国东部沿海,还是中西部地形复杂区,其精度均优于TRMM 3B42和GPCP产品,即使在站点稀疏的青藏高原地区,CMPA_Daily降水量也更加接近站点观测,呈现明显的高相关。CMPA_Daily与独立检验数据的高相关在地形起伏时效果也较稳定,TRMM和GPCP的相关系数则随着地形变化幅度陡变而非常明显地降低。进一步通过对比分析各降水产品1998—2012年的气候平均降水特征表明,3种资料对中国区域气候平均降水量、降水强度、频率分布以及年际变化的总体描述基本一致,因有效融入了更多的中国站点观测信息,不论降水空间分布还是降水量,CMPA_Daily与地面观测均最为接近,在中国的中东部大部分地区对降水的估计精度明显更高,而在站点分布较稀疏的青藏高原地区,CMPA_Daily的降水分布型与TRMM、GPCP卫星融合资料类似,较地面站点插值产品更能体现出合理的降水分布。对中国强降水事件监测对比表明,CMPA_Daily产品可以更加准确地描述降水的强度变化,细致刻画降水空间分布,在把握降水小尺度特征上具有明显的优势,体现出高分辨率、高精度降水产品的特点。     

中央气象台台风强度综合预报误差分析

本文从总误差、逐年趋势、误差分布等方面对2001—2012年中央气象台（Central Meteorological Observatory, CMO）的台风（TC）强度综合预报水平进行分析,初步分析了强度迅速变化台风预报偏差大的原因。结果表明,强度预报水平没有明显改善,预报误差呈现逐年波动状态,强度稳定TC的预报误差最小,迅速加强TC的预报误差最大。24、96~120 h预报偏强的概率较大,而48~72 h预报偏弱的概率大。南海东北部等海域的预报误差较大,应在业务预报中特别予以关注。随着TC强度的逐渐增强,强度预报在120 h内预报偏强的可能性变大,而强度预报偏弱的可能性减小。根据误差分析结果,提出了一个强度概率预报方案,检验结果表明可在业务中参考使用。     

交通限行对细颗粒物浓度及其谱分布的影响

采用电迁移率粒径谱仪SMPS 3936对颗粒物数浓度及其谱分布进行了实时监测,对2013年兰州市国际马拉松赛交通管制期间细颗粒物浓度及其谱分布特征开展研究,并通过多元对数正态分布拟合和主成分分析方法分别对数浓度谱特征及其影响因素进行了分析,以阐明2013年兰州国际马拉松赛期间交通管制对细颗粒物浓度及其谱特征的影响。气象条件相似的交通限行期间,交通限行日50~100 nm,100~200 nm和200~500 nm粒径段颗粒物数浓度均较正常周六有所降低,特别是50~200nm粒径段颗粒物表现最为显著,在此期间,交通限行日50~100 nm和100~200 nm粒径段平均颗粒物数浓度分别为2567.5±807.4 cm-3和1567.8±193.8 cm-3,分别较正常周六相应时段低60.2%和67.2%。交通限行对颗粒物数浓度的影响主要集中在107 nm为峰值粒径的积聚模态附近,而气象条件对10~300 nm粒径段颗粒物数浓度均有较显著的影响,最大影响在80 nm附近。     

A REGIONAL COUPLED AIR–SEA–WAVE MODEL: SIMULATION OF UPPER-OCEAN RESPONSES TO AN IDEALIZED TROPICAL CYCLONE

In this study a coupled air–sea–wave model system, containing the model components of GRAPES-TCM, ECOM-si and WAVEWATCH III, is established based on an air–sea coupled model. The changes of wave state and the effects of sea spray are both considered. Using the complex air–sea–wave model, a set of idealized simulations was applied to investigate the effects of air–sea–wave interaction in the upper ocean. Results show that air–wave coupling can strengthen tropical cyclones while air–sea coupling can weaken them; and air–sea–wave coupling is comparable to that of air–sea coupling, as the intensity is almost unchanged with the wave model coupled to the air–sea coupled model. The mixing by vertical advection is strengthened if the wave effect is considered, and causes much more obvious sea surface temperature (SST) decreases in the upper ocean in the air–sea coupled model. Air–wave coupling strengthens the air–sea heat exchange, while the thermodynamic coupling between the atmosphere and ocean weakens the air–sea heat exchange: the air–sea–wave coupling is the result of their balance. The wave field distribution characteristic is determined by the wind field. Experiments are also conducted to simulate ocean responses to different mixed layer depths. With increasing depth of the initial mixed layer, the decrease of SST weakens, but the temperature decrease of deeper layers is enhanced and the loss of heat in the upper ocean is increased. The significant wave height is larger when the initial mixed layer depth increases.     

2007年12月南京六次雨雾过程宏、微观结构演变特征

利用2007年冬季南京信息工程大学对雾的综合观测资料,包括能见度仪、雨滴谱仪、雾滴谱仪、宽范围颗粒粒径谱仪(WPS)观测资料,并结合地面常规气象观测资料和NCEP(National Centers for Environmental Prediction)再分析资料,分析2007年12月南京六次雨雾过程的宏、微观结构演变特征。结果显示:(1)南京2007年12月的六次雨雾过程主要是受天气系统的影响,以雨中雾为主,最低能见度均大于250 m。雨雾多出现在偏东气流的作用下,南京地区先发生弱降水,空气近饱和,随后受到来自北方的弱冷空气影响,水汽凝结,雾形成。(2)雨雾发生前贴地层多有逆温,雨雾过程中2 m高度与地表温度差由正转为负,逆温消失。但900 hPa以下,雨雾发生前和过程中,都少有逆温层,雨雾结束后均无逆温结构。雨雾前中低层有云,云状为高积云Ac或高层云As及层积云Sc或碎雨云Fn,低云高0.3～2.5 km,雨雾过程中,600 hPa以下都是饱和层,多伴有Fn,低云高度明显下降,雨雾过后,近饱和层仍然有可能存在。雨雾前900 hPa附近有明显的风切变。(3)雨雾形成初期,大粒子(粒子直径D≥10 μm)和小粒子(1 μm相似文献   

M 87核区X射线辐射起源的研究

利用耦合的吸积-喷流模型,对巨椭圆星系M 87(NGC 4486)核区的高分辨率观测到的多波段能谱分布进行了研究,重点是核区的X射线辐射起源问题.研究结果表明,M 87核区的X射线辐射是由喷流主导的,而不是此前认为的由径移主导的吸积流(ADAFs)主导的.     

江陵凹陷沙钾3井古近系沙市组地球化学特征及成钾指示

在盐湖沉积演化过程中,钾镁盐在盐类矿物沉积的中晚期才开始结晶析出。因此,研究含盐系地层中盐类矿物的沉积地球化学特征,不仅可以从侧面获取岩盐的沉积物物质来源和成盐期古卤水蒸发浓缩程度等地球化学信息,而且可以直接揭示古盐湖期钾盐富集趋势及规律。目前,除在江陵凹陷的古近系沙市组等含盐系内发现了富钾卤水外,还在中-南部的钻孔盐矿盐岩中,发现了微量钾石盐和钾石膏,这些说明该凹陷古近纪具有成钾潜力。本文通过对SK3井蒸发岩特征研究及岩芯中K、Mg、Cl、Br离子含量与Br×103/Cl系数的垂向变化分析,揭示古盐湖浓缩演化与钾盐富集趋势,进一步揭示该层段沉积时期及所在凹陷古盐湖卤水钾的富集程度。     

格尔木－额济纳旗地学断面岩石图结构的磁场分析

在格尔木－额济纳旗地学断面的综合研究中，处理和解释了沿断面实测的高精度磁测剖面和大范围的航磁资料．所采用的处理方法有视磁化率填图、长波磁异常提取、方向滤波和航磁数字图像处理，并反演了地壳磁层的上、下界面深度．依据资料处理结果，对研究区内构造断裂的分布、不同地体和构造单元的划分与边界位置及岩浆活动性等都提出了新的认识．利用位场模拟方法，得出了代表格尔木－额济纳旗地学断面内地壳结构的磁模型．