基于格点降水场的中国东部冬季降水变化特征

采用1958-2007年国家级2419地面台站0.5°×0.5°格点降水场和NCEP/NCAR月平均再分析资料,对中国东部冬季降水量变化及对应的大气环流变化特征进行研究。结果表明：冬季近50 a降水量时间序列表现出明显的长期气候变化趋势。20世纪90年代降水较多,大气水汽充足, 60、70年代相反,这种特征反映出水汽在东亚地区输送的强弱及从海洋输入中国大陆水汽的多寡。降水量强弱年差值合成的异常降水量可达40 mm以上。降水量与水汽收支时间序列的相关系数为0.605。水汽收支与降水场的回归系数揭示了长江流域以南地区为异常大值区。降水量强年,冬季风偏弱,对流层低层和高层为异常气旋式环流,低层盛行异常偏南风,孟加拉湾、南海异常暖湿水汽输送到中国东部地区,中国东部近海海温偏高,配合加强的异常垂直上升运动,有利于水汽的增加,造成降水量增加。     

6种卫星降水产品在中国区域的精度特征评估

采用2012—2013年国家气象信息中心2419个国家级地面气象站格点化数据和TRMM(3B40RT、3B41RT、3B42RT)、CMORPH、GSMaP、HYDRO共6种0.25°×0.25°卫星反演降水数据,从中国区域、中国东部区域及中国西部区域3种空间尺度综合验证和比较了日尺度上卫星反演降水产品的精度。结果表明：春、夏、秋季卫星反演降水产品对降水描述的准确性高于冬季。相关性、均方根误差等指标随季节变化明显,且差异较大,夏季每种降水产品的评估指标均优于冬季。不同区域之间定量评估指标差异明显,具有月尺度变化特征。卫星反演降水产品对冬季小降水及固态降水的反演能力有限。对于中国区域的大范围降水事件,每种降水产品可以较好进行再现,但均以多传感器联合后的产品质量较高,单一微波、红外或可见光的效果较差。TRMM的3B42RT在夏季对降水反演的落区较好,但极值偏大,CMORPH的综合评价较好。卫星降水产品精度的空间分布与地形有一定的关系。     

适用于温度和气压秒级数据的质量检查方法初探

利用自动气象站秒级观测数据, 应用一种基于百分位阈值法的界限值检查算法, 对温度、气压2种秒级数据进行了界限值检查试验。结果表明: 针对试验站温度、气压秒级数据进行质量检查, 采用百分位(p=99.9%和p=0.1%)阈值法的检查效率较高, 且具有误判率较低的特点。采用6种百分位阈值法系数组合方案以及2种标准差法进行检查试验, 其中有3种方案的“标记”率低于给定的统计预期值, 误检率较低, 检查结果较好, 检查出的“标记”数据分别为33个、3个和0个, 标记率分别为0.076%、0.007%和0.000%。综合分析, 以1 min滑动窗口结合30 min时间区间系数组合方案的百分位阈值法检查效率最优, 具有“标记”数据少, 误判率低, 且计算机运算负荷小的特点。对连续30 d的温度和气压秒级数据运用该算法检查, 结果均较好。对人工构造的错误数据, 能准确检出。该质量检查算法可应用到无长年代历史观测资料的气象站、缺少临近站对比的气象站以及新建气象站使用, 对于地处偏远、条件恶劣的气象站也同样适用。     

1901-2016年印太海域海表温度的偏差订正及数据集研制

海表温度系统性观测偏差的订正是开展长历史序列网格化海表温度气候数据产品研制的关键.本文在引入美国SR02海表温度偏差订正方法的基础上，结合国家气象信息中心自主研发的全球海表观测定时值数据集，进行了相关参数的优化改进，从而研制了1901—2016年印度洋—太平洋核心海域月平均2°×2°分辨率的海表温度偏差订正数据集.对海温偏差订正量的时空分布特征分析表明，基于自主研制的基础数据和优化改进的方法求解的偏差订正量能有效反映海表温度观测手段的历史变迁，以及海表温度系统性偏差随季节变化的规律.同时，与ERSST订正量的对比表明，由于优化改进后的方法其阈值计算随空间样本而变，因而其局地变化特征的表现能力更强，且其订正量在观测手段转型期的变化更为明显.相较订正前的海表温度距平（SSTA）场，订正后的SSTA资料与ERSSTv5 SSTA间的偏差误差和均方根误差均有明显降低.其中，偏差误差的缩减比例在37.7%~87.9%之间，均方根误差可降低0.06℃.此外，与国际同类产品的对比表明，本文发展的SSTA订正数据集与国际同类SSTA产品序列的相关系数不低于0.97，且变化趋势类似.从差异对比上看，除中高纬东亚大陆近海区域外，本文的偏差订正数据集与国际上同类产品的SSTA差异基本在-0.2~0.2℃之间.     

中国地面气温和降水网格化数据精度比较

采用2013年国家气象信息中心逐日的839个中国基准、基本气象站,2419个国家级地面气象站,3万个逐小时中国地面站气温和降水数据,利用ANUSPLIN、SHERPAD和OI插值方法进行网格化,比较了日尺度上不同方法插值不同站网密度站点数据的精度。结果表明:台站点数量多的插值结果,对降水或气温描述的准确性高,相关性随站点密度增加而增大,均方根误差随站点密度增加而减少。不同方法得出的相关性、均方根误差随季节变化明显,且差异较大,并具有月尺度变化特征。夏季站点数量相同的不同插值结果,降水场的相关系数、RMSE等评分指标均优于年平均,气温的相关系数则低于年平均。降水场的评估指标时间序列不确定性更大,波动范围大于气温。国家气象信息中心制作的基于气候背景场OI插值的2419站降水场和考虑高程ANUSPLIN插值的2419站气温的综合评价较好。     

沙尘天气的定量化指数及其应用

按照《地面气象观测规范》规定,能见度VV与风速V是对沙尘天气进行分级的重要指标。我们利用能见度和风速构造沙尘指数,用以衡量沙尘现象的强弱,并通过它对时间和空间的累积来分析某一地区的沙尘天气发生状况。结果表明：所构造的指数能够代表我国沙尘天气多发区的沙尘天气状况。对上游沙区的沙尘指数与下游邻近城市空气污染指数所作的相关分析显示：二者间存在较为密切的关系。因此．利用上游沙区的沙尘指数作为下游邻近城市空气污染预报的重要因子。     

瞬变天气涡旋对北大西洋涛动的增强效应

使用NCEP/NCAR再分析资料计算了冬季北大西洋瞬变涡旋活动强度与北大西洋涛动(NAO)逐日指数的时间序列,结果发现:当涡旋活动强度出现峰值后会伴随NAO模态增强现象;而随着NAO的增强,涡旋能量同落.为了判断是否涡流相互作用将天气尺度的能量转换为低频尺度的能量,使用瞬变涡度通量来研究涡度与能量的传输.通过分析瞬变涡...