冷空气南下的云型个例(一)

冷空气向暖的海面平流时,由于下垫面加热使其内部有中尺度细胞对流发展,而后生成细胞状云。因此海洋上空出现细胞状云就是冷空气入侵的标志。据荒井(1981年)推测:对流高度等于冷气团的厚度,约为2公里左右。图1是葵花(GMS)1号卫星1980年1月27日上午9时(日本时)开始,每隔24     

我国近海台风发生发展的云型特征

我国近海台风从形成到登陆只有1—2天,其发生发展的预报是当前台风预报中的难题之一。对这一问题,浙江省气象局、福建省气象局、中央气象台和中国科学院大气所等都作过一些分析和研究。本文仅根据近海台风发生发展时的卫星云图特征的分析,概括出几类云图模式。     

全球(Z)双三次数值模式的设计与个例模拟(Ⅱ): 个例模拟结果分析

引入双三次数值模式:通过"双三次曲面拟合—时间步长积分—双三次曲面拟合—……",实现成为一种新算法的数值模式。在球面Z坐标系上,给出全球经纬网格双三次数值模式的一个设计。全球(Z)双三次数值模式采用非静力、全可压、干/湿绝热大气运动动力框架,并采用显式水平方向准拉格朗日/垂直方向欧拉时间积分方案,用NCEP再分析资料做初值场,初步模拟出从极地到热带的基本大气环流。模拟试验表明:因大气运动本质上是非线性的,当限定模式大气作线性"一次运动"时,个例模拟无须任何平滑;但限定模式大气作"三次运动"时,必须有适当平滑。本文认为,未来双三次数值模式可按场变量双三次曲面曲率,以判断采用符合物理诠释的局域(或单点)平滑;又若大气非线性运动不稳定区恰是天气系统发源地,则全球多重/时变套网格双三次数值模式是今后研究的方向。     

南京雾-霾天气个例湍流运动特征的对比研究

利用超声风速仪、能见度仪等探测资料,采用Fortran、Matlab、Origin等软件处理数据并绘图分析,对比了南京郊区2013年12月4日一次霾过程、2013年12月7—9日一次雾过程和2013年12月3日一个晴天的湍流运动特征。结果表明,霾天和晴天平均水平风速、平均动能、湍流动能、湍流强度、摩擦速度、动量通量和热量通量都有明显的日变化,而这些参量在雾天没有明显的日变化,不同天气湍流参量大小有差异;霾、雾、晴天近中性层结下,u、v、w三个方向风速归一化标准差近似为常数,霾天分别为3.15、2.72、1.17,雾天分别为3.11、2.45、1.25,晴天分别为3.40、3.45、1.50;不稳定条件下霾、雾、晴天风速归一化标准差和湍流动能归一化标准差符合1/3幂次律,稳定条件下霾、雾、晴天无因次湍流动能均满足1/3幂次律;不稳定条件下霾、雾、晴天温度和湿度归一化标准差满足-1/3幂次律,稳定条件下霾、雾、晴天温度归一化标准差符合-2/3幂次律;雾天归一化u、v、w谱与Kansas谱吻合度比霾天和晴天高,霾天u、v、w谱峰值频率约为0.01 Hz,雾天u谱峰值频率约为0.004 Hz,v、w谱峰值频率约为0.1 Hz,晴天u、v、w谱峰值频率约为0.01 Hz。得出结论:雾天的边界层结构与霾天和晴天有所不同;不稳定条件下霾、雾、晴天风速、湍流动能、温度、湿度归一化标准差均符合莫宁-奥布霍夫相似理论;雾天归一化u、v、w谱比霾天和晴天更加符合莫宁-奥布霍夫局地各向同性理论,且霾天和晴天以机械湍流为主,雾天既有机械湍流也有热力湍流。     

一九八二年预报服务效益个例编(一)

一、九月十五日,十七号台风正面袭击我区沿海地区。北海市区平均风力11级,最大风力超过12级。涠洲岛12级以上大风维持6小时之久,是北海市自一九五四年以来的第二次强台风。 对这次强台风,区海洋气象台和涠洲岛气象站分别提前2—3天发布了“强台风警报”和“强台风紧急警报”。北海市委、市政府据此部署防台措施。由于有较充裕的时间进行防御,有效地减少了强台风造成的损失。据调查:区内外各种大、中型船只1450多艘,都赶在台风来临前安全进港避风,1000余条小艇基本上无损失;进出口公司仓库约20万元的包装箱及出口的桂皮200吨,炮     

环境与强对流(雹)云相互作用的个例模拟

基于北京2005年5月31日雹云个例数值模拟结果,分析了对流有效位能(CAPE)和水平风垂直切变(下称shear)等环境因素演变对对流活动的影响,并进一步分析了强对流云与局地环境之间的相互作用.长生命史的超级单体风暴需要shear和CAPE之间相互配合,一般用理查逊数(Ri=CAPE/shear)表示.本文给出了个例中这种配合的具体表现:当对流有效位能达到1000 J·kg-1时,小的垂直风切变产生一般单体对流,对应Ri数＞10,较强切变产生超级单体强对流,对应Ri数在1～5之间.环境影响对流形态,同时对流对局地环境也有明显影响:一般单体对流组成的飑线使其移动方向的局地环境shear增大,超级单体强对流随着其发展对环境shear的消耗明显,使得其周边几十甚至上百公里的环境shear明显减小.强对流活动区域局地环境shear的减小和CAPE的降低相配合,使R2数维持在1～5之间,有利于超级单体流型的维持.     

青藏高原对冷空气爆发影响的个例分析(一)

本文通过对1979年4月10—13日在我国的一次寒潮爆发过程进行了有、无地形及修改地形的数值试验和对比分析,发现高原地形对冷空气活动强度及路径等有明显的影响:(1)由于高原地形的存在使冷空气快速沿地形边缘向南推移,冷锋偏南,给我国平原地区带来较大的降温及较多的降雨。(2)这种冷锋的移动快而达到很偏南的纬度主要是低层冷空气沿高原地形边缘绕流所产生的。(3)如果高原大地形不存在,这时冷空气直侵印度,给印度北方带来强降温。     

流体力学(二)

垂直运动方程流体静力方程在以前的一篇文章中我们知道,气象学的运动方程是将气块(层)的加速度与作用其上的力联系起来。在垂直方向上,地转偏向力和摩擦力的分量都极小,可以忽略不计。所以,在垂直运动方程中只有两个相反的力:重力和气压梯度力的垂直分量。因此在多数情况下可表示为: 向上(垂直)的加速度=向上的垂直气压梯度减去重力数学式为:dw/dt=-1/ρ-(?)p/(?)z-g式中W为垂直速度分量,g为重力。在许多     

湍流对云滴谱增长的作用(摘译)

一、引言云中总有一定程度的湍流存在,然而究竟多大强度的湍流扰动对降水形成的微物理过程有影响,目前尚不清楚.研究湍流对处在发展初期的积云中碰并过程的作用是特别有趣的,有研究证实,湍流增强,则微滴增长.又有人认为,在海洋上弱的湍流可以引起云滴谱的明显展宽.其结果是,对于起伏的湍流速度场,不同尺度的云滴对应不同的     

辽宁省特大暴风雪(雨)极端天气个例诊断分析

利用常规观测资料、T213物理量产品,结合分析FY-2C水汽图像,对2007年3月3～5日辽宁省特大暴风雪（雨）极端天气事件的环流背景、影响系统及成因进行了诊断分析。结果表明：①这次极端天气事件发生在前期北半球环流呈现高指数特征,全国大部分地区异常偏暖的背景下,暴雪（雨）伴随大风和剧烈降温天气;②江淮气旋是主要影响系统;高层正涡度平流及低层暖平流的共同作用是江淮气旋生成和发展的主要原因;③低层辐合和高层辐散配置导致的强垂直上升运动是暴雪（雨）形成的动力机制;④江淮气旋生成在高层副热带西风急流和极锋急流之间,在从副热带急流出口区北侧移向极锋急流入口区南侧,低空西南风急流左侧移向左前方过程中强烈发展;⑤干侵入是气旋进一步发展的重要特征;⑥低空西南风和东南风急流向暴雪（雨）区提供了丰沛的水汽,暴雪（雨）发生在850hPaθsc暖湿舌里,降水性质与850hPa温度有直接关系;⑦剧烈降温发生在长波槽发展东移引导极地冷空气南下,地面形成强冷高压形势下,强烈发展的气旋以及与强冷高压之间的强气压梯度造成强风天气。     

积雨云中微物理过程的数值模拟——(二)阵雨、冰雹、暴雨的个例研究

用文(一)的微物理模式在一维时变动力学框架里模拟了江西阵雨云,75·8暴雨和张家口冰雹云。用实测探空作为输入,计算结果同实测的云降水和雷达回波特征相比,在很多方面相当一致。它展示了暴雨云的持续性和冰雹云的低降水效率等,表明了在这些云底较暖的积雨云中贝吉隆过程对降水作用不大,而暖雨过程则是启动降水的主要环节。     

青藏高原上中尺度对流系统(MCSs)的个例分析及其比较

对1995年7月25—28日高原上连续数日出现MCSs的现象进行了红外云图特征及其演变、大尺度环境背景场和对流有效位能的分析。可以发现，所有这些MCSs有着相似的日变化演变过程；它们的初始对流在中午由于日射加热开始活跃，之后迅速发展，这些MCSs在后下午形成，在傍晚达到最强，之后逐渐减弱。其中26日MCS最为强大，它是在单一的强大的近于圆形的高原反气旋高压背景下受强的低层热力强迫和条件不稳定的驱动而发生的。这些发生条件都与高原本身的热力作用紧密相关，所以它的发生发展主要与高原特有的较为纯粹的热力因子相联系。28日MCS是另一个很强的MCS，它明显地受到中纬度西风槽的斜压区的影响，这二个很强的MCS有着不同的发展机制和显著不同的表现特征。     

支持向量机(SVM)方法在气象预报中的个例试验

SVM(Support Vector Machine)方法的基本思想是:通过非线性映射把样本空间映射到一个高维乃至于无穷维的特征空间(Hilbert空间),在特征空间中寻求最优划分或回归线性超平面,从而解决样本空间中的高度非线性分类和回归等问题.利用1998～2000年9～11月T106-36小时预报的各种输出产品构造因子,以单站有无降水为预报对象,采用MOS法方式构造样本,通过训练建立了单站的晴雨SVM分类预报模型,利用1990～2000年4～9月ECMWF北半球的500hPa高度、850hPa温度、地面气压的0小时分析场资料,确定关键区域,构造预报因子,以PP法方式构造样本,通过训练建立了四川盆地内单站气温的SVM回归预报模型,并进行了模拟试验,结果表明,无论是单站晴雨的SVM分类预报模型还是单站平均气温的SVM回归预报模型都显示出了良好的预报能力.     

(二)均值的稳定性

上一讲我们引进了两个基本特征,一组数据x_1,……,x_n的均值与方差。本讲是要进一步阐明均值与方差的联系,揭示均值的变异规律。 现以表1.1(见第一讲)所给的80个数据为例,如果每5年取一个均值,80年的资料共得到16个数据(见表2.1)。计算这16个数据的     

物理量计算(二)

三、水汽通量和水汽通量散度形成暴雨的必要条件之一,是要有足够多的水分。计算表明:单靠当地已有的水分,是不可能形成暴雨的,必须要有水汽源源不断输入暴雨区。这样,在作暴雨分析和预报时,一定要考虑水汽的输送问题。水汽通量和水汽通量散度,就是为了定量描写水汽输送方向、强度以及水汽的积聚情况,从而了解形成暴雨的水汽条件而引入的。     

祁连山冬季降雪个例模拟分析(Ⅱ):人工催化试验

利用部分改进了的中尺度模式MM5V3对2006年2月7～8日甘肃北部地区一次冷云降雪过程进行了人工催化的数值试验,研究加入人工冰晶对祁连山北坡地区冷性层云降雪的影响.进行了不同剂量和不同高度的催化试验,详细分析了催化后的微物理过程和动力热力过程的变化.结果表明:累积降雪中心的上风方含有过冷云水的区域为催化潜力区.催化后累积降雪中心雪量增加,增雪区周围出现分散的减雪区.过冷云水最多并且最缺乏冰晶粒子的层次具有很好的催化条件.加人人工冰晶后消耗了水汽和过冷云水,冰晶和雪的量值均有所增加,雪碰并冰晶过程、冰品转化过程、凝华过程是雪增长的主要过程,相态变化引起的潜热增加导致升温和上升运动加强.这种变化同时使周围的垂直运动和水成物含量发生改变,周围的上升运动减弱,雪的含量减少,产生了减雪区.     

NCAR 大气-地面湍流交换研究(ASTER)装备

由国家大气研究中心(NCAR)研制的大气-地面湍流交换研究(ASTER)装备将支持大气近地面层结构的观测研究。ASTER 将提供地面动量、感热和水汽通量的最先进的测量手段,并对示踪化学物质的地面通量测量给予支持。此装备可于1990年春季提交科学界使用。     

祁连山冬季降雪个例模拟分析(II)： 人工催化试验

利用部分改进了的中尺度模式MM5V3对2006年2月7~8日甘肃北部地区一次冷云降雪过程进行了人工催化的数值试验, 研究加入人工冰晶对祁连山北坡地区冷性层云降雪的影响。进行了不同剂量和不同高度的催化试验, 详细分析了催化后的微物理过程和动力热力过程的变化。结果表明： 累积降雪中心的上风方含有过冷云水的区域为催化潜力区, 催化后累积降雪中心雪量增加, 增雪区周围出现分散的减雪区。过冷云水最多并且最缺乏冰晶粒子的层次具有很好的催化条件。加入人工冰晶后消耗了水汽和过冷云水, 冰晶和雪的量值均有所增加, 雪碰并冰晶过程、 冰晶转化过程、 凝华过程是雪增长的主要过程, 相态变化引起的潜热增加导致升温和上升运动加强。这种变化同时使周围的垂直运动和水成物含量发生改变, 周围的上升运动减弱, 雪的含量减少, 产生了减雪区。     

基于改进mRMR特征选择的云型识别研究

传统的云型识别主要是提取云的颜色、纹理和形状等特征,但这些特征中存在不相关和冗余特征,导致云型识别率降低.在最大相关最小冗余（max relevance and min-redundancy,mRMR）特征选择方法的基础上,运用互信息标准化形式（Symmetrical Uncertainty,SU）克服互信息偏向于取值较多属性的固有缺点,提出了改进的mRMR特征选择方法,对云的综合特征集进行特征筛选,筛选出最优特征子集,运用支持向量机进行云型识别.试验结果表明该方法优于mRMR方法,使层云、积云、高积云、卷云和晴空5种天空类型的总正确率提高,特征选择前、后的总识别率分别为86.96％、89.04％,识别率提高了2％;对于云型识别研究,经过特征选择后可知纹理特征优于形状特征,基于形状的Zernike矩优于HU不变矩,基于纹理的灰度共生矩阵为最优特征提取方法.     

电传打字机的维修(二)

一、如何消除电磁铁的余磁电磁铁在电传机中起着机电转换的重要作用,当线卷中有电流流过时就产生磁性,当无电流时,磁性也立即消失,从而通过衔铁的上下运动导致选择机件的排列。如果电流中断后,电磁铁还有余磁存在,将会使电传机产生畸变,为了解决这个问题,采用下述办法消除余磁比较简便:1.用1毫米铜线,绕制成刚好能装下电磁铁的电感线卷状,然后将电磁铁扦入线卷中,线卷两端通过0.25A的保险丝接到市电电源上,保险丝熔断后,又更换新的,这样连续几次,将使余磁消失。