一类对称空间中元素的标准化

给出典型域ＨＱ中元素的一种标准化表示，ＨＱ＝｛Ｗ１，Ｗ２｝∈Ｃ＾２ｐ×ｅｑ│１／２（Ｗ１，Ｗ１＾－‘）－Ｗ２Ｗ＾－２’〉０，Ｋ＾（２ｐ）０（Ｗ１，Ｗ２）＝（Ｗ２１，Ｗ２）ｋ＾（２ｐ）０｝，其中Ｗ１是一２ｐ阶方阵，Ｗ２是一２ｐ×２（ｐ－ｑ）矩阵，这里ｑ≥ｐ。     

一种浅薄的对流云中产生的暴雨(节译)

本文分析了日本东南部沿海1977年8月24—26日的一次暴雨天气过程,三天总雨量的最大值达942毫米,一小时最大雨量为65毫米。如此大强度的暴雨却发生在500mb 为偏西气流的大尺度下沉运动之中,对流层中层空气干燥,对流云层很浅薄,云高仅3—4公里。这一特殊暴雨个例的分析,对于我们进一步认识暴雨发生规律,开阔思路是很有裨益的。此外,文章分析了对流层低层850mb 位于低压前部,潮湿的偏东海洋气流输送大量水汽,由于山脉的抬升作用和大气的潜在不稳定而产生很大的凝结和很高的降水率,正如我们已经对暴雨的形成所认识的那样,对流层低层很强的凝结过程的确是产生暴雨的充分和必要条件。     

一种评价制造过程中产品质量特征影响因素的模糊方法

为了方便现场工程师选出较重要的影响因素加以控制来保障产品的质量,提出了定量描述和评价制造过程中影响因素对多个产品质量特征影响程度的模糊方法．首先通过模糊方法定量表示一组专家对影响因素对单个质量特征影响程度的判断,并通过模糊矩阵方法从质量特征整体的角度来评估这些影响因素对多个质量特征的影响程度．最后通过一个工件实际加工中分析和评价影响其质量特征的影响因素的实例来验证所提方法的有效性．     

问题讨论(十)——暴雨预报中点面结合的一种方法

看了《气象》上“怎样做好县站预报”的讨论文章和山东莱阳站“点面结合,预报本站大一暴雨”一文,很有启发。现将我站暴雨预报中点面结合的一种方法,作一简要介绍,参加讨论。此方法所用资料为1959—1976     

一种适用于中国夏季暴雨系统诊断的非地转Q矢量ω方程

根据中国夏季暴雨系统的有关特点,导出一种适用于低层（８５０ ｈ Ｐａ 附近）单层ω诊断的非地转ω方程,它有别于迄今各种以“平衡方程”约束的非地转 ω方程。其中还适当地隐含非绝热作用,也包含了低层摩擦强迫。整个强迫场仍可写成一种简洁直观的矢量（ Ｑ）散度形式,以便应用于一般气象台业务分析预报中。     

一种浸润冻结机制冰核测量装置(FINDA)的搭建与应用

为了定量评估降水（雨、雪、雹等）和大气中冰核浓度,搭建了一种新型的离线式冰核测量装置（FINDA）用于检测浸润冻结机制的冰核。对多通道测温元件进行了改装和校准,并利用红外热成像仪动态校准了冷台水平温差,开发了自动化软件实现对测量过程的控制和数据分析。通过超纯水冻结实验、雪水及大气样品中冰核检验评估了FINDA的测量性能。结果表明,FINDA温度测量偏差随温度降低而线性增大,?25℃时误差为±0.75℃;超纯水初始冻结温度平均为?21.27±1.45℃,中值冻结温度（T₅₀）平均为?25.65±0.64℃;对同一降雪融水样品中冰核浓度温度谱检测,FINDA与其他冻滴设备测量结果基本一致,同冰核浓度下温度偏差小于3℃;大气样品中冰核?20℃时比在线连续流量扩散云室测量值略高,与国际上其他学者的结论一致。FINDA能够有效获得0—?25℃每隔0.25℃的冰核浓度谱,超纯水和试验操作引入的冰核对测量结果影响很小。设备的广泛应用可帮助深入了解大气冰核在混合云降水中的作用,为预报和云模式的本地化改进及对云降水理论研究提供重要的实验数据和理论基础。      

TIROS-N/NOAA AVHRR资料在大降水个例中应用的一种尝试

木文利用TIROS-10/NOAA,AVHRR云图的3、4、5通道灰度等级图,对1989年6月30日,9月7日两次大降水天气分析表明:3、4、5通道的灰度级别越高,对应区域的降水也越大。通过3、4、5通道的灰度级别分离,大致可以判断云系的厚度,高中低云的分布情况,对降水落区落点的短时预报有指示意义。     

用IAP/LASG GOALS模式模拟CO_2增加引起的东亚地区气候变化(英文)

用一个全球耦合的海洋──大气──陆地系统模式（ＩＡＰ／ ＬＡＳＧ ＧＯＡＬＳ）研究因 ＣＯ２增加引起的全球增暖,重点是讨论东亚地区气候变化。完成了两个试验,一个是ＣＯ２含量保持不变的对照试验,一个是ＣＯ２浓度按每年１０％增加的扰动试验。结果表明,在对照试验中没有出现气候漂移,在ＣＯ２含量加倍时全球平均地面气温将增加１．６５℃。ＧＯＡＬＳ模式能较好模拟观测的东亚温度和降水的空间分体和年循环,但模拟的年平均温度略偏低、年降水稍偏大。在ＣＯ２含量加倍时,东亚地区温度和降水将分别增加２．１℃和５％,最大增温出现在中纬度大陆上,最大的降水增加出现在２５°Ｎ附近。     

一种可用于登陆台风定量降水估计(QPE)方法的初步建立

借鉴Adler-Negri[1]、Goldenberg等[2]及李俊等[3]的工作,通过对三者工作的有机结合及完善,针对登陆台风GMS-5 IR1TBB特征及逐时观测雨量强度及水平分布特点,初步建立一种可用于登陆台风的定量降水估计(QPE)方法,并结合0104号登陆台风“尤特”个例,从各站点逐时雨量、过程雨量以及区域面雨量角度,分析检验了初步建立的云估计降水方法的定量估计能力。结果表明:(1)所建QPE方法可以反映出登陆台风逐时降水的水平分布不均匀性,可以分离出对流降水和层云降水,但对大于15.0 mm/h的降水强度估计能力有限。(2)51.7%的站点过程雨量相对误差小于20%,过程雨量相对误差小于40%的站点数占总站点数的75.9%,表明所建QPE方法对过程雨量的估计能力还是相当强的,这也间接反映了其对逐时雨量较强的估计能力。(3)所建QPE方法对逐时面雨量也具有一定的估计能力,可以为抗旱、防洪决策服务提供一定的参考。     

一种用于中国年最高(低)气温区划的新的聚类方法

采用聚类分析和旋转主分量分析相结合的方案,对我国年最高（低）气温的年际变化型态进行地理区划。这种两者相结合的分区方案可以互相补充,使区划更具客观性。结果表明,中国年最高气温和最低气温年际变化分别可划为12和11个不同类型的区域。对前者（高温）来说,各区域的年际差异比较大,气温变化的阶段性特征有所不同;对后者（低温）来说,各区域具有较强的增温一致性,但增温的特点和幅度存在明显区域差异。最高（低）气温和平均温度的关系在各区域是不同的。总体来说,年代际变化的一致性要好于年际变化的一致性。     

简单生物圈模式 (SiB2) 中湍流能量通量对近地层两类阻抗系数的敏感性研究

陆—气之间的能量交换是通过近地层湍流热量和水汽通量来实现的.以往的研究表明近地层阻抗对湍流能量通量有着不同程度的影响,但是关于陆面模式中阻抗系数的取值范围却始终没有统一的标准.为了深入了解简单生物圈模式 (SiB₂) 中近地层阻抗系数取值变化对湍流能量通量的影响,我们以那曲站为例,分别采用传统的逐个因子分析法和考虑参数间相互作用的部分因子分析法定量地研究了夏季该观测站近地层湍流能量通量分别对冠层阻抗系数C₁和地表阻抗系数C₂的敏感性响应.结果表明,感热通量对地表阻抗系数C₂更为敏感,而潜热通量则对冠层阻抗系数C₁较为敏感;感热通量随C₁增加而增大,随C₂增加而减小,而潜热通量则随C₁或C₂的增加而减小;不管是感热通量还是潜热通量,它们对阻抗系数的敏感度随阻抗系数的增大而减小,而对阻抗系数的相对敏感度则随阻抗系数的增大而增大.最后,结合那曲站夏季下垫面稀疏短草的分布特点分析了造成感热通量和潜热通量敏感变化各异的原因.     

一种改进后的交叉相关法(COTREC)在降水临近预报中的应用

利用多普勒雷达资料,采用一种改进后的交叉相关法(COTREC)建立了一种降水临近预报方法。COTREC法的基本原理是对传统交叉相关法(TREC)反演的风场进行水平无辐散处理,得到COTREC风场,用新的风场外推得出的回波能够保持平滑连续的形状。但是这种方法也存在缺陷,由于采用水平无辐散限制,使得外推反演得到的风场在不同程度上受到削弱,从而外推后的回波略慢于实况观测的回波。通过引入数值预报平均风场作为TREC风场背景场,较好地解决了TREC风场受到削弱的问题,并用该方法对2007年6月23—24日强雷雨天气和2007年台风“圣帕”两次降水过程进行了预报试验,试验结果表明：采用改进后的交叉相关方法的降水临近预报与雷达实际观测比较一致,可作为台风、强对流等灾害性天气的降水临近预报方法之一。     

中国东部地区SO2, SO4=和HNO3(g)干沉降速度的季节变化

使用中国东部及其邻近地区各主要台站１９９２年全年００点和１２点（ＧＭＴ）地面及探空资料，由中尺度气象预报模式ＭＭ４产生中国东部地区地面以上大约４０ｍ高度（最低模式层）处二维温度、湿度和风场，使用污染物干沉降模块及该地区下垫面类型资料，计算出了该地区ＳＯ２，ＳＯ＝４和ＨＮＯ３（ｇ）全年干沉降速度的区域分布和季节变化。结果表明，由于受气象条件和下垫面类型的综合影响，３种污染物的干沉降速度有明显的变化。对ＳＯ２，全年区域平均极小值为０．０８８ｃｍ／ｓ，极大值为１．２７５ｃｍ／ｓ，平均值为０．４３０ｃｍ／ｓ；对ＳＯ＝４，分别为０．０１４ｃｍ／ｓ，０．２８７ｃｍ／ｓ和０．１１８ｃｍ／ｓ；对ＨＮＯ３（ｇ），分别为０．０６０ｃｍ／ｓ，５．２５０ｃｍ／ｓ和１．１２３ｃｍ／ｓ。ＳＯ２干沉降速度极大值分布在巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠一带，对ＳＯ＝４和ＨＮＯ３（ｇ），除在上述沙漠地带有一极大值区域外，在靠近四川的云贵高原尚有另一极大区。对１９９２年全年来说，ＳＯ２和ＨＮＯ３（ｇ）干沉降速度极大值均出现在七月份，分别为０．５５２ｃｍ／ｓ和１．５１８ｃｍ／ｓ；而对ＳＯ＝４，干沉降速度极大值出现在九月份，其值为０．０９６ｃｍ／ｓ。这些值     

厌氧条件下土壤反硝化气体(N2、N2O、NO)和CO2排放——氦环境培养—气体同步直接测定法的应用初探

反硝化过程是维系闭合氮循环所必需的氮素形态转化环节。土壤反硝化过程速率及产物比的直接测定是研究氮循环过程机理的基础,但却是一个难题。为解决此难题,德国卡尔斯鲁厄技术研究所与中国科学院大气物理研究所最近合作新建了一套通过氦环境培养-气体同步直接测定土壤反硝化气体--氮气（N2）、氧化亚氮（N2O）、一氧化氮（NO）和二氧化碳（CO2）排放的系统和与之配套的三阶段培养方法。为检验该新建系统和配套方法测定土壤反硝化过程的准确性和可靠性,以华北地区广泛分布的盐碱地农田土壤（采自山西运城）为研究对象开展实验室培养试验,在初始可溶性有机碳（DOC）供应比较充足约300 mgC kg–1干土（d.s.）的条件下,测试了不同初始土壤硝态氮含量水平（10、100 mgN kg–1d.s.左右,分别表示为10N和100N）的反硝化气体和CO2排放过程。结果显示：100N的反硝化速率（定义为N2、N2O 和NO 排放速率之和）显著高于10N 处理（统计检验显著水平p＜0.01）;两个处理的反硝化产物均以N2为主（质量比分别占77%和75%）,产物的NO/N2O摩尔比分别为1.2和1.5,N2O/N2摩尔比均为0.19;土壤反硝化气体动态排放速率及相关指标的测定结果表明,培养土壤中消失的硝态氮被回收81%～87%,培养前后的氮平衡率达92%～95%。因此,该新建方法测定土壤反硝化速率和产物比的结果具有很好的可靠性,为定量研究土壤反硝化过程提供了有效的直接测定手段。研究中检测到的土壤反硝化产物NO/N2O摩尔比大于1,不同于以往用液体培养基纯培养反硝化细菌得出的NO/N2O摩尔比远小于1的结论。这意味着,不能用NO/N2O摩尔比小于1与否来推断土壤排放的N2O和NO是主要来源于反硝化作用还是硝化作用。     

2020/2021年冬季大范围低温寒潮过程中一种典型的平流层—对流层耦合演变模态

平流层爆发性增温（SSW）超前于对流层环流异常,是延长冬季寒潮低温预报时效的重要途径之一。然而强SSW事件前后地面温度响应的区域和时间存在不确定性,其中涉及的平流层—对流层耦合过程和机理也不十分清楚。本文采用1979～2021年ERA5再分析数据集,研究了2020/2021年冬季“偏心型”强SSW事件前后中高纬度地区地面温度异常的演变特征,并分析了其与等熵大气经向质量环流平流层—对流层分支的耦合演变模态的动力联系。结果表明,伴随此次强SSW事件,亚洲和北美中纬度地区的寒潮低温事件分别在绕极西风反转为东风之前和再次恢复为西风之后发生。SSW前后大气经向质量环流的平流层向极地暖支与对流层高层向极暖支、低层向赤道冷支之间呈现出三个阶段的耦合演变模态: 同位相“加强—加强”、反位相“加强—减弱”以及反位相“减弱—加强”。加强的质量环流对流层向赤道冷支是SSW前后寒潮低温事件的主要原因,而加强的向极地平流层暖支是SSW发生及其伴随的北极涛动负位相持续加强的主要原因。大气经向质量环流不同的垂直耦合模态取决于行星波槽脊在对流层顶和对流层中低层两个关键等熵面上的西倾角异常。西倾角异常表征大气波动的斜压性,主要通过影响关键等熵面以上向极地的净质量输送和其下向赤道的净质量输送进行调控。尤其在SSW发生后的极涡恢复期,对流层顶处异常偏弱的斜压性会加强对流层向极地暖支,进而加强向赤道冷支,有利于寒潮低温的发生。本次SSW事件前后大气经向质量环流三支的耦合演变模态,与历年平流层北半球环状模（NAM）负事件中极区平流层温度异常信号下传滞后的平流层—对流层耦合演变类型相一致,其在波动尺度方面也存在共同特征,即SSW事件或NAM负事件前期对流层一波加强且上传,后期对流层二波加强但较难上传。     

一种基于可预报性的暴雨预报评分新方法(Ⅱ):暴雨检验评分模型及评估试验

利用2015-2017年6-8月ECMWF高分辨率模式（ECMWF-Hi）的加工产品,结合我国2 400多个国家级气象站逐小时降水观测资料,对ECMWF-Hi产品24 h降水预报的准确度、集中度和相关性进行了评估,并与ECMWF集合预报模式（ECMWF-EPS）24 h降水预报产品进行比较。为更好地描述预报的集中度,避免单纯用标准差比或平均值比刻画预报集中度的缺陷,建立一个综合标准差和平均值的R指数,用之定量描述模式预报的集中度。结果表明：（1）ECMWF-Hi在均方根误差的检验方面并未表现出优势;而分辨率较低的ECMWF-EPS集合平均预报误差最小。（2）ECMWF-Hi对研究区域降水预报的集中度的整体描述较为准确,离散度与观测较为相似,预报期望也与观测降水的期望最接近,ECMWF-Hi比ECMWF-EPS的集合控制预报与集合平均对观测降水集中度的刻画较为准确。（3）研究区域内各站点R指数分布表明,ECMWF-Hi与ECMWF-EPS控制预报、平均预报相比,对平均值预报不足的站点较多,且这些站点的预报集中度普遍大于观测,ECMWF-Hi的降水预报更接近观测降水。（4）评估应用结果表明,R指数不仅能定性评估模式的集中度,也可定量描述集中度大小。

     

处理非线性分类和回归问题的一种新方法 (Ⅱ)——支持向量机方法在天气预报中的应用

将SVM（Support Vector Machine）分类和回归方法首次应用于气象预报试验。利用1990~2000年4~9月ECMWF北半球的500 hPa高度、850 hPa温度、地面气压的00:00 UTC分析场资料，建立四川盆地分区面雨量有无大于15 mm的SVM分类推理模型、四川盆地内单站气温的SVM回归推理模型，进行相应的预报试验，试验结果显示对应的SVM推理模型具有良好的预报能力。     

WRF/Chem模式中两种起沙参数化方案对东亚地区一次强沙尘暴过程模拟的影响

利用耦合了GOCART和Shao04两种起沙参数化方案的WRF/Chem模式对2002年3月19~22日发生在东亚地区的强沙尘暴过程进行模拟,着重考察了不同起沙方案对沙尘暴过程模拟的影响。结果表明,耦合了两种不同方案的WRF/Chem总体上均能较合理地模拟出主要的起沙区域、起沙强度的变化以及沙尘浓度的时空演变特征,模式对沙尘源地附近及下游地区地面沙尘浓度时间变化特征的模拟与站点观测结果也十分接近。但总体说来Shao04方案对沙尘起沙的发生以及强度变化过程具有更好的模拟能力,该方案模拟的沙尘浓度与观测更为一致,整体性能要优于GOCART方案。进一步分析发现,由于GOCART方案中采用的临界起沙风速偏小,导致该方案下模拟的沙尘分布范围偏大;另外该方案忽略了蒙古东南部和内蒙古中东部的潜在沙尘源地,从而使得耦合了GOCART方案的模式未能模拟出上述区域的起沙过程,使得该区域及下游地区模拟的沙尘浓度也偏小。但在塔里木盆地,Shao04方案计算的起沙通量偏小,这可能与Shao04方案未能考虑风速较小情况下空气拖曳力夹卷作用对起沙的影响有关,也可能与该方案中采用的土壤质地数据不准确有关。