利用TRMM PR和IGRA探测分析的拉萨降水云内大气温湿廓线特征

利用热带测雨卫星测雨雷达(TRMM PR)降水回波反射率因子廓线(降水率廓线)与全球探空大气温湿廓线(IGRA)的多年融合资料,研究了青藏高原拉萨站夏季降水结构及相应的大气温湿结构特征。结果表明,该站降水回波反射率因子分布在17~45 dBz,大部分小于26 dBz;回波顶高度达17 km,呈现“瘦高”外形;相应的大气低层湿润,降水云内大气并非饱和,但温度露点差比全部状态时的值小。深厚降水系统的回波外形也呈现“瘦高”,按照降水率随高度的非线性变化,其垂直结构可分为三层,而浅薄降水系统的垂直结构呈现一层,即平均降水率斜率随高度呈对数线性变化,最大平均降水率(0.7 mm·h^-1)出现在地面。深厚降水与浅薄降水云体内400 hPa高度(7.5 km)上下的露点温度递减的速率不同。降水云体内的零度层高度大约6.3 km,但PR没有探测到零度层亮带。统计结果还表明拉萨探空站及附近的大气可降水量为20.89 mm·d^-1,降水转化率为27.0%,深厚降水系统的降水转化率是浅薄降水系统的2.9倍,深厚降水系统和浅薄降水系统的CAPE值分别为1941.7 J·kg^-1和1451.8 J·kg^-1。本研究结果为模式模拟青藏高原降水云内的温湿结构提供了观测依据。     

一种基于TMI观测结果的海表温度反演算法

基于星载微波仪器观测结果反演海表温度,能很好地克服云对反演结果的干扰,实现对海表温度全天候的监测.文中利用热带测雨卫星所搭载的微波成像仪的观测结果,建立了一种新的适用于非降水条件下的海表温度反演算法.作为一种半经验统计算法,它以辐射传输方程为基础,通过理论模拟计算,建立海表温度与微波成像仪多通道亮温之间的关系,较好地反...     

夏季江淮地区降水的气候变化研究进展

针对夏季江淮地区降水的气候变化进行了文献综述和展望。首先回顾了中国大陆东部夏季降水进退研究情况,然后重点概述了中国大陆东部降水气候变化的研究成果、江淮梅雨气候变化和该地区夏季极端降水的研究成果、中国大陆中东部对流降水与层状降水的气候变化研究现状,随后对引起江淮地区夏季降水气候变化的影响机理研究做了回顾。文章最后指出未来要加强五个方面的研究,即江淮地区降水气候变化的综合机理研究、天气学研究、大气污染作用研究、云物理学研究和观测技术方法研究。     

青藏高原典型下垫面通量印痕特征分析

下垫面的非均匀性影响地气通量观测的准确性和代表性,青藏高原复杂下垫面通量印痕分布的研究对地气相互作用的观测、模拟及其天气气候影响均具有重要意义。印痕分析是研究通量观测信息空间代表性的重要方法,通量印痕模型FFP(Flux Footprint Prediction)为计算通量印痕提供了一种行之有效的方法。基于西藏珠穆朗玛大气过程与环境变化国家野外科学观测研究站、阿里荒漠环境综合观测研究站、西藏纳木错高寒湖泊与环境国家野外科学观测研究站、慕士塔格西风带环境综合观测研究站和藏东南高山环境综合观测研究站5个台站2013年观测数据,利用FFP模型对通量印痕进行了模型参数敏感性分析,探讨了不同站点通量印痕分布的时空特点、具体影响因素,进而对观测台站架设提供指导。研究结果表明,通量印痕的主要影响因素为观测高度、风速、风向,下垫面类型为常绿针叶林的林芝站对观测高度、行星边界层高度较其他台站敏感。在青藏高原,使用三维超声风速仪观测数据得到的通量印痕的空间尺度为250～500 m。5个台站中珠峰站白天稳定层结时次最少,占白天数据点的15.69%,阿里站夜间不稳定层结时次最少,占夜间数据点的13.32%。在...     

TRMM-observed summer warm rain over the tropical and subtropical Pacific Ocean: Characteristics and regional differences

Based on the merged measurements from the TRMM Precipitation Radar and Visible and Infrared Scanner, refined characteristics (intensity, frequency, vertical structure, and diurnal variation) and regional differences of the warm rain over the tropical and subtropical Pacific Ocean (40ffiS-40ffiN, 120ffiE-70ffiW) in boreal summer are investigated for the period 1998-2012. The results reveal that three warm rain types (phased, pure, and mixed) exist over these regions. The phased warm rain, which occurs during the developing or declining stage of precipitation weather systems, is located over the central to western Intertropical Convergence Zone, South Pacific Convergence Zone, and Northwest Pacific. Its occurrence frequency peaks at midnight and minimizes during daytime with a 5.5-km maximum echo top. The frequency of this warm rain type is about 2.2%, and it contributes to 40% of the regional total rainfall. The pure warm rain is characterized by typical stable precipitation with an echo top lower than 4 km, and mostly occurs in Southeast Pacific. Although its frequency is less than 1.3%, this type of warm rain accounts for 95% of the regional total rainfall. Its occurrence peaks before dawn and it usually disappears in the afternoon. For the mixed warm rain, some may develop into deep convective precipitation, while most are similar to those of the pure type. The mixed warm rain is mainly located over the ocean east of Hawaii. Its frequency is 1.2%, but this type of warm rain could contribute to 80% of the regional total rainfall. The results also uncover that the mixed and pure types occur over the regions where SST ranges from 295 to 299 K, accompanied by relatively strong downdrafts at 500 hPa. Both the mixed and pure warm rains happen in a more unstable atmosphere, compared with the phased warm rain.     

东亚与南亚雨季对流和层云降水云内的温湿结构特征分析

为认知降水云内的大气温湿结构特点,本文利用1998至2012年热带测雨卫星的测雨雷达(TRMM PR)和全球探空数据集(IGRA)的探测结果,融合计算获得了一套大气温湿廓线和降水廓线的准时空同步资料,并利用该融合资料研究了雨季东亚和南亚降水云内的温湿结构和不稳定能量特点。个例研究结果表明深厚对流降水表现出整层大气湿润、高空风速小的特点,层云降水则表现出850 hPa以下大气湿润、水汽随高度升高显著减少、高空风速大的特点。统计结果表明东亚季风区降水强度更大,对流和层云降水的回波顶高度分别可达17 km和12 km;南亚季风区降水强度较弱,回波顶高度比东亚约低1 km;统计结果还表明南亚季风区对流活动受季风推进的影响显著。两个季风区降水云团内的温度结构差异主要出现在近地面,南亚的近地面温度比东亚约高4℃,南亚对流降水云内的大气较东亚更干燥;整个雨季南亚降水的对流有效位能(CAPE)要大于东亚。本研究结果为模式模拟降水云温湿结构提供了观测依据。     

GPCP与中国台站观测降水的气候特征比较

文中利用GPCP降水资料和中国大陆740个台站雨量计降水观测结果,分析研究了1980—2000年中国大陆范围内两者的异同。平均降水率分布结果表明:在中国台站雨量计分布密集地区(100°E以东)两者的多年年平均、季平均和月平均降水率分布具有很好的一致性,即均能表现自春季至冬季中国大陆降水分布自东南向西北伸展,然后向东南后退的气候变化特点。对长江中下游、华北、东北、西南的降水距平随时间的变化分析表明,两者的月距平随时间变化也具有很好的相似性,相关系数均超过0.8。差异分析还表明,由于中国降水季节性变化和台站雨量计密度不均匀,造成春秋冬三季节GPCP和台站雨量计之间的差异较小,而夏季差异较大。总体上GPCP有过高估计降水率的趋势。在GPCP逐月降水资料既能很好地反映出100°E以东中国大陆降水的气候分布,又能很好地表示出上述地区降水量异常变化的基础上,我们利用GPCP降水资料对青藏高原和中国大陆西北地区西部降水分布及变化进行了分析。结果表明20世纪80年代前期青藏高原西部降水偏多,而90年代后降水量减少;中国西北地区降水总体偏少,但没有明显的变化趋势。     

利用热带测雨卫星的测雨雷达资料对1997/1998年ElNio后期热带太平洋降水结构的研究

利用热带测雨卫星的测雨雷达 (TRMMPR)的探测结果 ,对 1 997 1 998年ElNin～o后期热带太平洋的降水结构进行了研究 ,并对比了非ElNin～o的 1 999年和 2 0 0 0年的同期降水情况 ,取得如下结果 :( 1 ) 1 997 1 998ElNin～o后期与非ElNin～o期间相比 ,1 997 1 998ElNin～o后期 ,热带东、中太平洋层云降水和对流云降水的比例明显增大、平均降水率也增大 ,并且层云强降水的比例增多 ,而层云弱降水比例减少。 ( 2 )在非ElNin～o期间 ,热带东、中太平洋对流云降水系统较为浅薄 ,冻结层高度比西太平洋低约 0 5km ;而在 1 997 1 998ElNin～o后期 ,这种差异明显减小 ,热带东、中太平洋对流云降水和层云降水都变得深厚 ;对流云降水和层云降水的降水率随高度的变化也发生了变化。 ( 3)对大气环流的分析表明 ,对应于降水结构的变化 ,热带太平洋地区的高空辐合辐散分布也发生了改变 ,导致Walker环流在 1 997 1 998ElNin～o后期减弱。     

热带测雨卫星对淮河一次暴雨降水结构与闪电活动的研究

文中利用热带测雨卫星 (TRMM )搭载的测雨雷达 (PR)、闪电成像仪 (LIS)、GOES卫星红外通道辐射亮温(TBB)对 2 0 0 3年淮河汛期一锋面气旋系统的两个时次的探测结果 ,分析研究了降水结构及闪电活动 ,并与“98.7.2 0”武汉附近地区中尺度强降水的结构和闪电活动进行了比较。GOES的TBB、降水系统中的对流降水与层云降水比例、闪电活动频数随时间的变化均能表征锋面气旋系统的发展。TRMMPR探测结果表明 :冷锋降水狭窄细长 ,且均为强对流降水 (特别在冷锋加强时 ) ;暖锋宽广 ,且为大片层云降水 ,但其中存在面积不等的强对流降水云团 ;与“98.7.2 0”武汉附近地区中尺度强降水垂直结构的比较表明 ,锋面气旋降水的最大降水率出现在近地面 ,而中尺度强降水的最大降水率出现在低空 (3.0～ 3.5km) ,表明两者之间的降水微物理过程存在差别。TRMMLIS探测结果表明 :闪电活动均发生在冷锋的强对流降水云团中 ,暖锋中虽有强对流降水 ,但无闪电活动 ;闪电活动频数高所对应的降水廓线中、上部存在大量的冰相粒子。     

热带太平洋西风异常对ENSO事件发生的作用

本文从观测资料对80年代两次ENSO事件产生过程中，热带太平洋西风异常及其对赤道中、东太平洋表层海温增暖的作用进行了分析和比较。分析结果表明:在这两次ENSO事件的产生过程中，赤道西太平洋上空均有较大的西风异常，并且它由赤道西太平洋向赤道中、东太平洋传播，随着西风异常从西向东传播，赤道中、东太平洋的表层相继增温。分析还表明，1982／1983年ENSO事件发生过程中，热带太平洋西风异常的强度要比1986／1987年热带太平洋西风异常强得多，这使得1982／1983 ENSO事件的强度比1986／1987_ENSO事件强得多。为了说明热带西太平洋西风异常对赤道中、东太平洋ENSO事件发生的作用，本文还利用IAP太平洋环流模式对西风异常在ENSO事件产生过程中的作用进行了数值模拟。模拟的结果说明了热带太平洋的西风异常对赤道太平洋暖水的向东传播和赤道中、东太平洋的增温起了很重要作用，这与观测事实分析一致。