西北地区陆地生态系统植被状态参数业务化遥感研究

植被指数(NDVI)和叶面积指数(LAI)是两个非常重要的陆地生态系统植被状态参数.我们首先利用最大值(MVC)合成方法使用先进遥感数据如MODIS、AVHRR3等得到旬合成植被指数(NDVI),然后利用最新的经验方法针对不同的陆地生态系统类型反演得到叶面积指数,重点研究了我国沙尘暴发生频率较高的我国西北地区植被覆被状态及其变化情况.植被指数能够反映区域,乃至全球范围植被年季状态,用于监测陆地生态系统植物光合作用活动及其变化.植被指数作为一个基础参数能够用于计算反演更高级别的陆地生态系统状态参数.叶面积指数直接影响植被的光合作用,蒸腾作用的变化和陆面过程的能量平衡状态.在沙尘暴预测研究中使用的起沙过程模型需要将叶面积指数作为一个关键输入变量,另外,绝大多数生态过程模型模拟碳、水循环时也都需要将叶面积指数作为一个非常重要的输入变量.我们总结了最新的叶面积指数经验反演方法,针对6钟不同的陆地生态系统类型应用不同经验模型计算得到了叶面积指数.     

基于稳定度和能量指标作强对流天气的短时预报指标分析

主要基于1995—2001年强对流天气过程和高空探测资料,计算了K指数、A指数、位势不稳定指标以及能量平衡高度、位势不稳定能量等指标,并进行量化检验和预报指标的对比。结果表明:(1)A指数、K指数的数值大小对于强对流天气的预报具有一定效果。(2)位势不稳定指标I在安徽南方应用比北方的预报效果好,安徽南北方I的临界值有差异,北方I的临界值小,南方I的临界值大。(3)逐年的能量平衡高度和位势不稳定能量都可以分为两个阶段,第一阶段能量平衡高度高于350 hPa且处于极值是强对流天气预报的重要指标。总温度较高、饱和总温度较高、位势不稳定能量较高时,能量平衡高度较高;反之,能量平衡高度较低。这种对应关系可以通过α=0.01的显著性水平检验。(4)强对流天气过程期间,能量平衡高度较高。随着位势不稳定能量的增大,出现强对流天气的可能性也增大。     

磁谐振耦合无线能量传输的研究综述

近年来,无线能量传输在工业、植入式医疗、个人移动电子设备上得到了广泛的应用,成为当前电子领域的一个研究热点.首先介绍了无线能量传输的研究背景和基本概念,然后引出该领域当前研究最热的磁谐振耦合无线能量传输技术.从磁谐振耦合无线能量传输系统的强耦合区、适耦合区和弱耦合区的角度,对国内外的研究现状进行了总结和分析.最后,给出了磁谐振耦合无线能量传输中有待解决的一些问题.     

珠峰北坡地区地表辐射和能量季节变化的初步分析

对青藏高原地区地表能量的研究是一个十分重要的问题.利用中国科学院珠穆朗玛峰大气与环境综合观测研究站2006年5月至2007年4月一年的观测资料,分析了青藏高原珠峰地区的地表能量,即净辐射通量、感热通量、潜热通量和土壤热通量,得到了一些有关珠峰地区地表能量的结果,即太阳总辐射、大气长波辐射、地面长波辐射和净辐射呈现出明显的年变化特征,净辐射、感热通量、潜热通量和土壤热通量得到的日变化是很明显的.并且讨论了计算地表能量通量的方法及其优缺点.     

线性天线阵列空间相关性函数的分析

推导了在线性天线阵列中的9 种典 型角能量分布的空间相关性方程&即高 斯分布%高斯空间分布和均匀分布''其中 高斯分布是由高斯空间分布推导得到 的''空间相关性方程是空间天线&阵列几 何以及角能量分布的一个函数''分别对 在高斯角能量分布和均匀角能量分布下 的空间相关性方程进行了分析&将天线 间的距离和角能量分布的标准差作为参 数在^S3TS. 环境下进行了仿真''结果表 明,在一定范围内增大天线间的距离以 及角能量分布标准差可以减小天线阵列 空间相关性&改善系统性能-同时&在中 长距离内&高斯角能量分布更有利于提 高系能的性能''     

2004.5.3暴雨的高分辨不稳定能量分析

分析了江西省2004年5月3日的暴雨过程中,850~500hPa有限区域内不稳定能量的水平分布情况,发现在提高不稳定能量的分辨率后,可以弥补以往稳定度指数空间分辨率不足的缺陷,且其能量高值中心对强降水落区预报有非常好的指示意义。     

2008年洛阳地区雷暴初日的局地大暴雨分析

2008年4月7日夜间,洛阳市出现了入春以来的首次区域性雷暴天气,栾川县出现局地大暴雨,12 h降水量达到96 mm.利用常规气象资料和乡镇雨量站、新一代多普勒雷达资料,分析了此次区域雷暴过程中伴随的局地大暴雨成因,结果表明:这次局地大暴雨是在强垂直温度梯度条件下,低涡系统的东移,致使涡前切变线移入不稳定能量区,诱使不稳定能量暴发而产生的强对流天气,涡前切变线是这次过程的触发机制;前期晴朗高温天气所积蓄的不稳定能量释放是导致强降水形成的有利条件;K指数、SI指数等对流指数对此次局地暴雨有很好的反映;对流触发后生成的中β尺度对流系统稳定维持在栾川且获得发展是造成强降水的主因;栾川特殊的山地地形(伏牛山脉)对降水有一定的增幅作用.     

均匀植被方向性亮温与半球热辐射关系研究

陆地表面上行长波辐射(UPLW)是全球变化研究中关键因子之一,提高其计算精度将有助于在气象和气候研究中得到可以接受的能量计算误差.为此,利用均匀植被热红模型THERM5A,首先模拟出各个方向的亮度温度,然后对方向性亮温进行半球积分,从而得到上行长波的热辐射值.通过与各个方向的热辐射值比较发现,LAI从0.5变化到3.0...     

双流机场副高西部雷暴起止时间初探

分析了双流机场副高西部雷暴天气形势,结合能量指数,并利用数值预报产品作500hPa、700hPa垂直速度演变预告图,为副高西部雷暴的定性和定时预报提供了一个有用的指标.     

诊断大气环流变化的E-P通量

1.引言在六十年代以前,在大气环流的诊断研究中,特别是在扰动与基本气流相互作用中都是应用动量通量及热量通量。在六十年代初,著名气象学家 Ch-arney 提出用波的折射指数来描述行星波在垂直切变基本气流的传播。与此同时,Eliassen 和Palm 也提出一个与动量通量及热量通量相关联的能量通量矢量来表征行星波在切变基本气流的传播。在七十年代,许多研究定常行星波的学者都用Eliassen 和 Palm 原来所定义的能量通量矢量来表征波的垂直及侧向传播。例如,Matsuno,Kasa-hara 等,Hayashi 和 Golder 都是应用能量通量矢量来表征定常行星波的传播。然而,当波在具有切变的基本气流中传播,波的能量是不守恒的。Anderew 和 McIntyre 从位涡     

旋转球面上行星波的共振相互作用

本文从球面非线性位涡方程出发,应用多重尺度法导出了三波共振的耦合方程.求得非线性耦合方程的通解可以用椭圆函数表示,因而扰动的能量及其变化是有界的.同时,还探讨了共振三波组的守恒律以及共振激发过程中能量的转换.指出在一定的初始条件下,非线性相互作用是可逆的;且就纬向波数谱而言,大波数模态的初始扰动能量在共振激发过程中可以完全转化为较小波数模态的能量.并揭示了旋转大气中非线性行星波动的孤立子性质.     

大气中大尺度扰动超熵的产生和广义 Lyapunov稳定性及其应用

本文把大气中的大尺度扰动与背景场分开,由于扰动与背景场义有能量交换,因而扰动可作为一个开放系统,尔后将耗散结构理论应用于研究大气中大尺度扰动的特性,并指出:大气中大尺度扰动超熵的产生表征了大气中扰动有效位能的增减.在此基础上,得到了一个Lyapunov函数,而这个Lyapunov函数的时间导数表征了大尺度扰动总能量的增减,另外,还按Glandsdorff和Prigogine的工作引入了一个广义Lyapunov函数,这个函数的时间偏导可以与大尺度E—P通量联系起来,最后还用大尺度扰动超熵的产生讨论了阻塞形势的发展和衰减过程.     

分析不稳定能量水平分布的一种方法

前言 近几年来,湿静力能量分析方法在我国天气预报工作中得到广泛应用,并在暴雨、强对流等天气预报中取得了一定成效。由于不稳定能量释放是强对流天气发展所需能量的主要来源,所以,为预报这类天气,除了当前一些能量分析项目外,有时还需要定量计算不稳定能量。通常计算不稳定能量是在热力学图解上进行的,这种计算方法不仅计算烦琐、误差大,而且还受到一定区域内探空报时效等条件的限制,目前用这种方法在某一个区域分析不稳定能量的水平分布是     

东亚-太平洋型季节内演变和维持机理研究

利用850hPa的纬向风异常建立一个逐候东亚-太平洋(East Asian Pacific,EAP)型指数,研究其季节内演变特征,发现东亚-太平洋型经向波列是东亚夏季风季节内变化的主要模态.其演变过程为:扰动首先出现在北太平洋中部,并通过正压不稳定过程从基本气流中获得能量而发展,在高层罗斯贝波能量向南频散,激发热带对流异常和赤道罗斯贝波,并相互锁相,因赤道罗斯贝波受β效应影响而共同向西移动.热带对流和环流异常在菲律宾附近达到最强,此时在东亚沿岸出现经向三极型波列,此后中低纬度异常继续向西北方向移动,使降水异常在长江流域能维持较长时间.东亚-太平洋型在东亚发展和维持有以下原因:首先,菲律宾暖水上空的对流和低层环流之间存在正反馈;其次,由于海陆热力差异导致暖大陆和冷海洋之间存在特殊的纬向温度梯度和北风垂直切变,东亚-太平洋型在经向上有向北倾斜的斜压结构,能通过斜压能量转换从平均有效位能中获得能量,同时,也能从经向温度梯度的平均有效位能中获得能量.     

边界层大气湍流特征的声雷达探测

声雷达可以直接测量温度脉动谱Φ_T(K_0)或温度结构系数C_T~2值。由于大气中谱的尺度很宽,在边界层大气中,用声雷达测得的Φ_T(K_0)或C_T~2是一个随机量,具有正偏态分布的特性,并满足对数正态分布。 从Φ_T(K_0)的频谱分析中得到,在频率为10~(-3)—3×10~(-3)秒~(-1)的范围内,存在着一个能量的峰值区,峰值和高频之间,能量的过渡带很陡。过去一般认为中尺度范围是大气谱段中能量的低值区。本文的分析发现,在中尺度范围内,无论在稳定或不稳定层结,经常存在着几分钟到十几分钟的周期活动,并对能量产生较大的贡献。这对今后大气湍流理论的研究,是一个值得注意的问题。此外,由于大气中谱尺度很宽,必须正确地选取气象要素或其它物理量的平均时间,才能获得稳定的气象要素的平均值。     

动力和能量参数在强对流天气预报中的应用研究

较强的热力不稳定和适宜的动力环境是强对流发展的基础 ,造成灾害的强对流一般是一种深厚对流 ,深对流指数和对流有效位能可反映对流上升运动的潜势和强度 ,对流有效位能还隐含地反映了对流层大气总体垂直热力结构。下沉对流有效位能和大风指数反映了对流下沉运动和下击暴流潜势 ,对流下沉和中层干空气的入侵高度、干燥程度及对流层中下层的稳定度和湿度有关。强风暴特别是超级单体一般都具有很高的螺旋性 ,高螺旋度有利于风暴生命的维持 ,而风暴相对螺旋度则对风暴发生及风暴类型有一定的预示。粗里查逊数反映了对流能量和环境场动力之间的平衡关系 ,能量螺旋度指数反映了动力和能量对强对流天气发展的共同效应 ,它们都综合了动力和热力两方面的因子 ,对强风暴及其类型的预报有指示意义。风暴强度指数和瑞士雷暴指数成功地把动力和对流能量参数结合起来 ,在实际研究和业务工作中这种方法值得借鉴。随着高分辨率中尺度和风暴模式的发展 ,模式输出的对流动力和能量参数将有广泛的应用前景。     

一个能反映梅雨现象的东亚夏季风指数

分析了东亚中纬度地区气候特点的特殊性,并针对此特性定义了一个衡量夏季风强度的指数.对其他东亚季风指数也进行了比较和分析,并针对1998年梅雨个例进行了讨论.这个新的东亚季风指数基本上满足了由Lau等提出的最佳季风指数的原则.该指数的特点为:(1)可以反映逐年季风活动的南北分布;(2)可以较好地描述梅雨现象,尤其对中国江淮梅雨有良好的指示意义,季风指数偏强时,梅雨量大,反之亦然;(3)它与东亚地区大范围的环流变化密切相关,当副高西伸,高纬度地区有阻高(或强脊)活动时属高季风指数,反之为低指数;(4)它也与前期厄尔尼诺现象有密切关联.     

一次局地大暴雨的单站能量分析

通过对2004年6月18日,济南局地大暴雨过程的单站能量廓线,以及850hPa湿静力能量场的分析,结果表明:6.18大暴雨是在有利的环境场下,由强对流运动所引发的.而强对流运动的发生、发展,主要是因为单站前期积累下来的大量位势不稳定能量的集中释放所促成的.其中,潜在不稳定能量的积累和释放在这次强对流运动中有着突出贡献.暴雨落区上空对应着明显的能量锋区,随着能量锋区的消失,暴雨天气过程结束.说明高空能量锋区是本次过程产生局地大暴雨的一个重要条件.     

春季500毫巴西风指数循环及其与角动量输送和能量变化的关系

本文使用七年3,4月份北半球500毫巴逐日高度资料,对北半球西风指数循环规律作了相关分析,并对角动量输送和能量变化的波谱作了分析。得出了南、北支西风指数循环的反相关规律及北半球各区指数循环之间的相关规律,角动量辐合总值与指数循环之间明显的中期规律,并探讨了扰动动能波谱与指数循环的关系.与此同时,还考察了上述规律与长江中、下游地区降水过程之间的一些关系.     

江西秋季一次区域性强对流天气过程的模拟分析

利用常规地面观测资料、卫星辐射率资料以及NCAR/NCEP再分析资料,采用中尺度数值模式WRF及其三维变分同化模块,对2009年11月9日江西的一次区域性秋季强对流天气过程进行数值模拟,探讨了此次强对流天气过程发生发展的物理机制。结果表明:(1)江西省基本均处于K指数大于36℃高值区,具备热力不稳定能量,K指数很好地反映此次过程的热力条件;(2)强的垂直风切变,为此次强对流提供发展的能量;(3)Δt850-500达到26℃,具有强垂直温度梯度;(4)此次强对流过程中,对流层中高层的干侵入可以向下伸展至700 hPa高度层以下,有利于对流不稳定能量在低层的积聚,对流不稳定能量的释放可以将低层的暖湿气流向上输送至较高的层次,加强了强对流天气的发生。