黄、渤海冷空气海浪场的集合预报试验

利用欧洲集合天气预报系统51个预报风场驱动SWAN海浪模式,对黄、渤海2013年12月-2014年2月期间受冷空气影响的海浪场进行数值模拟试验,并利用浮标观测资料对海浪集合预报结果进行初步检验分析,结果显示:从逐时平均偏差结果可知,24h预报时效内集合平均与控制预报性能相近,48~72h预报时效内,集合平均明显优于控制预报,但均比实况偏小;集合分位值(75、90百分位值和极端值)明显优于集合平均,且预报时效越长,优势越明显,集合预报极端值与实况相当或略偏大;从逐24h平均偏差结果可知,集合分位值(75、90百分位值和极端值)比集合平均和控制预报更接近实况。总的分析表明:集合分位值(75、90百分位值和极端值)对受冷空气影响的海浪场具有较强的分辨能力,可以提高对海浪场的预报水平,且有较好的应用潜力。     

风廓线雷达在一次短时暴雨过程中的应用

利用2014年8月24日天津地区一次短时暴雨天气的3部风廓线雷达资料和降水实况资料,对比分析降水发生、维持和消亡期间风廓线雷达资料的变化特征,以探讨风廓线雷达对降水天气的监测能力。结果表明:1)风廓线雷达不仅能够反映大气层结上冷下暖的结构,并且能够探测到切变线的存在,对风的垂直结构有较强的探测能力。2)当降水出现时,垂直速度和大气折射率结构常数明显增大。4 m·s~(-1)的垂直速度出现和消失时刻,对应降水的开始和结束时刻;降水期间,4000 m高度以下的垂直速度越大降水越强。西青、静海站的折射率结构常数与降水强度之间有很好的对应关系,但不同地区的大气折射率结构常数值对降水强度的指示标准并不一致。3)在降水最强阶段,风廓线雷达数据获取率明显下降,因此低的数据获取率对强降水有一定的指示意义。     

海河流域一次大到暴雨天气过程的预报分析

利用数值预报、常规天气图、各种物理量场、卫星云图、雷达资料等,对2005年7月22—24日影响海河流域的典型暴雨天气过程进行了综合分析。该过程是由高空槽、副热带高压边缘的暖湿气流和5号台风海棠减弱后的低气压云系的共同作用下产生的;其触发机制是冷空气从近地层楔入暖空气中,在高温高湿、层结不稳定等诸多有利条件下,冷空气前沿的上升气流在暖区激发出几个较旺盛的中小尺度的强对流云团造成此次的降水过程;数值预报在对流层中部冷平流入侵海河流域的时间和地点,对于强降水出现的时间和落区预报有一定的指示意义,日本模式和T213在此次海河流域强降水的落区预报上存在优势,德国模式在强降水量级的预报上最接近实况,但三家数值模式预报西太平洋副高西伸的位置不够准确,导致海河流域的降水预报的时空分布有一定误差。     

侧边界融化对北极海冰影响的数值模拟

对NCAR CSIM5 海冰模式中海冰侧边界融化参数化方案进行了详细阐述,并利用CSIM5模式模拟了侧边界融化对北极海冰厚度和海冰面积变化的影响,试验结果表明：（1）侧边界融化热力过程会增大海冰厚度和海冰面积的消融,海冰厚度消融最明显的区域分布在西伯利亚海和格陵兰海,海冰面积消融最明显区域分布海冰边缘地区;（2）侧边界融化过程对夏季海冰厚度影响比冬季更为明显,而对冬季海冰面积的影响要比夏季更为明显;（3）侧边界融化方案能更好地模拟出海冰面积的季节性变化;（4）海水表面温度（SST）是影响海冰侧边界融化过程的重要因子,侧边界融化率的大值区分布在SST零度线附近的狭窄区域。     

华北飑线系统中地闪活动与雷达回波顶高的关系及预警指标

选取代表华北地区经常出现的三类飑线系统--拖曳层状型(TS)、先导层状型(LS)、平行层状型(PS)的3次强雷暴过程为研究对象,利用天津塘沽多普勒雷达资料、京津冀ADTD型地闪监测网资料和北京探空资料,在对资料进行全面质量控制的基础上,运用粗网格化分析方法,分别以飑线系统整体和飑线系统上局部的强回波块为研究对象,探讨6分钟内地闪频数与雷达回波顶高的关系,找寻雷电预警指标.结果表明:3次过程中,出现在云顶达到8～12km 对流云塔中的地闪频数分别为85.8%、78.9%和80.5%;无论是在飑线系统整体,还是飑线系统上强回波块中,6分钟内地闪频数与对流云回波顶高高于11km或12km的回波面积有正相关关系;而且在飑线系统内的地闪活跃区,回波顶高高于11km的回波面积对地闪活动激烈程度具有预警意义.     

Sea Surface Temperature Extremes of Different Intensity in the China Seas During the Global Warming Acceleration and Hiatus Periods

Based on the daily OISST V2 with 0.25o horizontal resolutions, we study the variations of sea surface temperature (SST) extremes in the China Seas for different segments of the period 1982-2013. The two segments include the warming acceleration period from 1982 to 1997 and hiatus period from 1998 to 2013 when the global surface mean temperature (GSMT) was not significantly warming as expected during the past decades, or even cooling in some areas. First, we construct the regional average time series over the entire China Seas (15o–45oN, 105o–130oE) for these SST extremes. During the hiatus period, the regionally averaged 10th, 1th and 0.1th percentile of SSTs in each year decreased significantly by 0.40°C, 0.56°C and 0.58°C per decade, respectively. The regionally averaged 90th, 99th and 99.9th percentile of SSTs in each year decreased slightly or insignificantly. Our work confirmed that the regional hiatus was primarily reflected by wintertime cold extremes. Spatially, the trends of cold extremes in different intensity were non-uniformly distributed. Cold extremes in the near-shore areas are much more sensitivity to the global warming hiatus. Hot extremes trends exhibited non-significant tendency in the China Seas during the hiatus period. In word, the variations of the SST extremes in the two periods were non-uniform spatially and asymmetric seasonally. It is unexpected that the hot and cold extremes of each year in 1998–2013 were still higher than those extremes in 1982–1997. It is obvious that relative to the warming acceleration period, hot extremes are far more likely to occur in the recent hiatus as a result of a 0.3°C warmer shift in the mean temperature distribution. Moreover, hot extremes in the China Seas will be sustained or amplified with the end of warming hiatus and the continuous anthropogenic warming.     

前期热带太平洋、印度洋持续性海温异常事件对菲律宾低层大气环流的影响

利用NCEP/NCAR的1951~2010年逐月再分析资料和NOAA气候诊断中心的1951~2010年的海表温度扩展重建资料,在诊断分析的基础上结合数值模拟试验探讨了前期秋季开始持续的热带海温异常事件对菲律宾低层大气环流的影响。结果表明:1)相比于西南印度洋海温异常事件和北印度洋海温异常事件,前期秋季印度洋上与9月至次年6月的菲律宾异常反气旋(PSAC)关系最为密切的是印度洋偶极子事件(IOD);2)在前期秋季单纯El Nio事件发生时,11月至次年5月在菲律宾海地区均表现出明显的异常反气旋性环流特征。在没有El Nio事件影响时,单纯正位相IOD事件下从11月到次年4月菲律宾海地区依然表现出异常反气旋性环流特征,但再分析资料表明其强度要较El Nio情形下的偏弱;3)当正位相两事件伴随发生时,两事件对El Nio具有协同作用,在该作用下菲律宾海地区的反气旋异常环流相对于单纯某种海温异常事件表现得更加强大,且持续时间更长,甚至到8月仍表现出显著的反气旋环流特征。     

两类短时强降水天气边界层气象要素变化特征

本文基于2013—2015年北京铁塔的气象观测数据,结合VDRAS、地面自动站、NCEP再分析资料等,将短时强降水个例分为地面辐合线型和无地面辐合线型两类,并着重对两类短时强降水天气的边界层气象要素演变特征进行分析,寻找短时强降水发生的预报信号。结果表明:根据铁塔气象要素变化基本无法预判无地面辐合线型强降水的发生;而铁塔气象要素变化对地面辐合线型短时强降水发生具有一定预报指示意义,地面辐合线型在强降水发生前1h,温度和位温减小,温度变率显著增大,最大达每分钟下降0.35℃;在强降水开始前3h,地面至325 m比湿增大,降水开始前20 min,比湿减小3.5g·kg~(-1);低空风切变在强降水开始前20min增大到"强烈"到"严重"程度,比湿跟低空风切变的提前量约为10～20min。因此,预报业务中关注铁塔气象要素及衍生物理量演变,对地面辐合线型短时强降水预报预警有一定指示意义。     

A COMPARISON AND EVALUATION OF TWO CENTENNIAL-SCALE SEA SURFACE TEMPERATURE DATASETS IN THE CHINA SEAS AND THEIR ADJACENT SEA AREAS

Two reconstructed sea surface temperature(SST) datasets(HadISST1 and COBE SST2) with centennial-scale are compared on the SST climate change over the China Seas and their adjacent sea areas. Two independent datasets show consistency in statistically significant trends, with a warming trend of 0.07—0.08 ℃ per decade from 1890 to2013. However, in shorter epochs(such as 1961—2013 and 1981—2013), HadISST1 exhibits stronger warming rates than those of COBE SST2. Both datasets experienced a sudden decrease in the global hiatus period(1998—2013), but the cooling rate of HadISST1 is lower than that of COBE SST2. These differences are possibly caused by the different observations sources which are incorporated to fill with data-sparse regions since 1982. Different data sources may lead to higher values in HadISST1 from 1981 to 2013 than that in COBE SST2. Meanwhile, the different data sources and bias adjustment before the World War II may also cause the large divergence between COBE SST2 and HadISST1,leading to lower SST from 1891 to 1930. These findings illustrate that the long-term linear trends are broadly similar in the centennial-scale in the China Seas using different datasets. However, there are large uncertainties in the estimate of warming or cooling tendency in the shorter epochs, because there are different data sources, different bias adjustment and interpolation method in different datasets.     

京津冀大暴雨个例中尺度诊断分析

利用NCEP再分析资料、地面加密降水资料、雷达资料,采用Shuman-Shapiro滤波方案对2005年8月16日京津冀大暴雨的大尺度流场和中尺度系统进行诊断分析。分析表明：暴雨发生在高低空流场及中低纬系统配置非常有利的天气背景下,是多种尺度天气系统相互作用的结果;在对流性不稳定层结中,冷空气沿等熵面侵入到中尺度辐合系统中,激发了中尺度低涡的迅速发展,在孟加拉湾和南海源源不断输送的水汽配合下,导致了暴雨的发生;中β尺度对流雨团发生在滤波后1000hPa等压面的低涡中心北侧和850hPa中α尺度辐合线南侧,呈现暖式切变的降雨特征。