Mesoscale Precipitation and Temperature Regimes in Sardinia (Italy) and their Related Synoptic Circulation

Summary This paper describes an attempt to define mesoscale daily precipitation and temperature regimes over Sardinia and their relation to different synoptic patterns. In order to address this task an extensive Cluster Analysis was performed on the whole data set using a number of methods, each including several distance measures. Thirty years of daily data, for the period ranging from 1951 to 1980 for the 114 stations with precipitation and 20 with temperature, were used in the study. In order to retrieve homogeneous clusters, non-hierarchical methods were found to be more effective and the use of a correlation-like distance was more effective for precipitation. To discriminate between the different clusters, the corresponding mean mass fields for the 500 hPa height and sea level pressure were used and an analysis of synoptic situations linked to mesoscale regimes was performed. The results show that at least two mean surface patterns exist corresponding to clearly different synoptic situations. Nevertheless, physical considerations led us to consider three distinct clusters, two of which correspond to specific synoptic circulations with slight, but meteorologically significant, differences. Received November 28, 1997 Revised October 1, 1998     

干、湿环境下中尺度对流系统发生的环流背景和地面特征分析

对2007～2010 年暖季(6～9 月)发生在江淮和黄淮流域46 个对流天气过程的环流背景和地面特征进行了统计研究。根据整层可降水量小于或大于等于50 mm 将这些个例发生的环境分成干环境(10 个个例)和湿环境(36 个个例)。干环境下发生强对流的天气形势可以分为槽后型和副高边缘型,湿环境下的天气形势可分为槽前型、副高边缘型和槽后型,湿环境下有明显的暖湿区配合。湿环境下槽前型发生的概率最高,地面系统较为复杂,有静止锋、倒槽、冷锋和暖锋,而干环境下在本研究的个例中无槽前型发生。干、湿环境下副高边缘型的对流,从地面到500 hPa 都发生在副高后部的“S”流型的拐弯处,但部分湿环境个例低层有切变线。干环境下槽后型的发生概率较高,而湿环境下发生概率则相对较少。由这些研究表明,干、湿环境下强对流系统的触发和维持机制存在明显的差异。     

华北平原夏季降水准双周振荡与低频环流演变特征

利用华北地区夏季日降水资料和NCEP/NCAR再分析环流资料,采用功率谱分析、Butterworth带通滤波等方法,对华北地区夏季降水低频特征与大气低频环流演变进行了综合分析。结果表明:(1)华北地区夏季降水存在低频特征,主要以准双周振荡为主。(2)500 h Pa高度场大气低频环流表现为闭合的高、低压系统;850 h Pa低频流场演变要复杂一些,但它们伴随高层低频系统移动会发生有规律的变化。500 h Pa高度场上,在35°N以北,低频系统向东移动,有时也从鄂霍次克海附近向西的扩展;在35°N以南,低频系统表现为由西北太平洋向西北移动,然后再向西移动。华北夏季降水主要是直接受中高纬度低频系统影响,低纬度低频系统很难直接影响华北地区,但它们可以通过偏南偏北气流的变化影响向华北地区的水汽输送或冷空气活动,进而加强或减弱华北地区的降水强度。(3)当500h Pa 40°N-60°N范围内有低频低压从西向东移近华北地区,并诱发850 h Pa气旋或切变线生成,从而在华北地区出现明显的降水过程;当500 h Pa低频低压向东移出而后部低频高压移来时,华北地区低层850 h Pa流场就会转为辐散气流或为一致的偏北气流,降水过程结束。(4)华北地区降水发生时,高、低空低频环流有较好的配合。     

Variations in Regional Mean Daily Precipitation Extremes and Related Circulation Anomalies over Central China During Boreal Summer

The variations of regional mean daily precipitation extreme （RMDPE） events in central China and associated circulation anomalies during June, July, and August （JJA） of 1961-2010 are investigated by using daily in-situ precipitation observations and the NCEP/NCAR reanalysis data. The precipitation data were collected at 239 state-level stations distributed throughout the provinces of Henan, Hubei, and Hunan. During 1961-2010, the 99th percentile threshold for RMDPE is 23.585 mm day-1. The number of RMDPE events varies on both interannual and interdecadal timescales, and increases significantly after the mid 1980s. The RMDPE events happen most frequently between late June and mid July, and are generally associated with anomalous baroclinic tropospheric circulations. The supply of moisture to the southern part of central China comes in a stepping way from the outer-region of an abnormal anticyclone over the Bay of Bengal and the South China Sea. Fluxes of wave activity generated over the northeastern Tibetan Plateau converge over central China, which favors the genesis and maintenance of wave disturbances over the region. RMDPE events typically occur in tandem with a strong heating gradient formed by net heating in central China and the large-scale net cooling in the surrounding area. The occurrence of RMDPE events over central China is tied to anomalous local cyclonic circulations, topographic forcing over the northeast Tibetan Plateau, and anomalous gradients of diabatic heating between central China and the surrounding areas.     

2010年2月大气环流和天气分析

2010年2月主要环流形势为:北半球有三个极涡中心,亚洲极涡的强度偏强,形状扁平;东亚大槽较弱;南支槽接近常年,中上旬较为活跃。这种环流形势使得今年2月影响我国的北支锋区偏弱,冷空气路径偏北。2月主要气候特点:气温偏高,降水接近常年。新疆、浙江降水量较历史同期偏多;云南、贵州、四川南部、广西西部等地气象干旱持续发展;8-13日受寒潮天气影响,我国出现大范围雨雪天气,全国大部地区气温明显偏低,对春运造成严重影响。     

辽宁省人工增雨天气概念模型

为了使人工增雨更有针对性,需要在作业方案制定阶段就对未来影响天气系统有一个明确的判断,需要总结出一套适合辽宁省进行人工增雨作业的天气概念模型。为此,普查了1983～1992年欧亚范围高空及地面天气图,筛选出影响辽宁省并产生降水的天气系统,加以分析归纳,建立了4种有利于辽宁省人工增雨作业的天气概念模型,即西风槽型、东北冷涡型、切变线型及副高型,并分别给出了未来12～24h影响辽宁省的警戒区及最佳人工增雨作业区。     

南宁市气温日较差特征及天气系统影响

运用常规气象资料，对南宁市气温日较差的时空变化进行了分析，结果表明：南宁市气温日较差有逐年减小的趋势，夏秋季气温日较差大于冬春两季气温日较差，不同下垫面对气温日较差影响不同。对气温日较差较大的个例分析表明，引起气温日较差较大的主要天气系统为冷高压控制型、锋面影响型、暖低压影响型、副高影响型。     

海南岛秋季降水异常对应的热带大尺度环流和海温

海南岛的地理环境特殊,具有独特的降水变化特征.作者利用海南岛7个站的月降水资料、NCEP再分析资料及NOAA的海温资料,研究了近45年海南岛降水的变化规律,并给出了产生降水异常的一个可能的物理机制.结果表明,海南岛降水具有明显的季节变化,一年中秋季的9、10月份降水最大,而且这两个月降水的年际方差占全年降水总方差的47.1%.秋季降水的年际异常对应的环流形式主要表现为对流层中下层存在的两个异常的气旋和反气旋中心.当降水偏多时,有两支异常的气流分别从热带太平洋和印度洋吹向海南岛附近地区,为该地区提供了更多的水汽,有利于岛上降水.而当降水偏少时,两支异常的气流变为从大陆吹向海洋,使海南岛上空水汽偏少,不利于岛上降水.另一方面,这种与秋季降水异常对应的环流异常是由赤道中东太平洋海表温度异常造成的,异常的海温将使热带地区的沃克环流发生异常,并最终使海南岛附近环流发生异常,导致降水异常.     

祁连山区夏季降水过程天气分析

以500hPa盛行气流为主,参考FY-2D卫星云图云型特征,将2007年7～8月祁连山区的31次降水过程作天气分型。取30°～45°N范围500hPa110°E的格点平均位势高度与90°E平均位势高度之差值为分类标准。分成3个主型,西南气流型、西北气流型和平直西风气流型。西南气流型又分移动型和阻塞型两个副型。西北气流型分西北气流冷平流型和河套冷涡两个副型。用试验区中尺度自动站网的降水资料,探讨降水量与海拔高度和坡向的关系,分析产生降水过程各天气类型的环流特征及其降水强度,发现在不同的大尺度流型下,地形的动力和热力作用会造成迥然不同的地形强迫中尺度系统。     

福州市大雾天气环流分型研究

利用1981～2005年NCEP再分析资料、常规地面和高空观测资料,结合Lamb-Jenkinson（L—J）环流分型方法和传统天气形势分型方法,分析了福州大雾发生时的天气形势特征。分析结果表明：传统分型方法和L—J分型方法对大雾发生时的主要天气形势分型具有基本一致的气压场分布,即大雾发生时海平面气压为均压场分布;并且L-J分型方法可得到较传统分型方法更细致和全面的结果,可为福州大雾的客观预报提供重要的依据。     

河北冬季降水异常特征及其与环流和海温异常的关系

利用河北省及周边73个台站1961—2009年冬季降水资料、NCEP/NCAR再分析资料、NOAA太平洋海温等资料,应用奇异谱分解（SVD）等多种统计方法研究了河北冬季降水异常特征及其与环流和太平洋海表温度异常（SSTA）的关系。结果表明：河北冬季降水有一定的年代际变化和周期性,从10 a以下尺度看,冬季降水存在8~10和2~3 a的变化周期;冬季东亚地区500 hPa高度场从低纬到中高纬呈正、负、正的东亚—太平洋(EAP) 遥相关型时,河北降水偏多,最明显的区域主要位于沧州和承德的东部;当北太平洋海温场为PDO正位相,赤道中太平洋SSTA为El Nino型时,河北省冬季多雨,邢台、邯郸及沧州一带表现更明显。     

郴州天气雷达估测降水量误差分析

新一代天气雷达系统使用Z-I关系式反演降水,在估测降雨时不同地域具有不同误差;在观测降水时受到水平阵风或短时大风、回波强度、地形、大气折射等因素影响,可能降低雷达定量估测降水的精度。本文利用湖南郴州雷达基数据不同低仰角反射率因子分别估算出降水量,对比分析了不同仰角雷达反演估测降水量与自动雨量站雨量数据之间的误差。通过对雷达估测降水的误差来源分析、估测降水误差并应用数学统计分析误差,初步得出:2.4°仰角估测降水与雨量站的观测数据线性相关系数最高,雷达估测的降水较为真实。而0.5°、1.5°仰角受地型影响估测降水可行性不高。     

凉城地区一次强降水天气过程分析

利用高空和地面实时资料及T213数值预报产品资料,对2005年8月12日凉城地区一次强降水过程的环流背景进行了诊断分析,结果表明:此次强降水过程主要是西太平洋副高西伸与华北脊叠加作用完成了水汽的充沛输送,是此次天气过程中的重要条件,配合地面低压的强烈发展而产生了一次强降水天气过程;具有降水强度大、对流性明显等特点。     

从天气动力学角度看云物理过程在降水预报中的作用

文章讨论了深湿对流过程中的天气动力学过程(宏观过程)与云物理过程(微观过程)对云的形态特征、天气现象演变的影响和它们在降水过程中的作用,从天气动力学的角度阐述了雷暴移动发展过程,比较了不同性质云的降水量估算等基本问题。     

1999年夏季青海多雨形势分析

利用1959-1999年降水，气温、高度场等资料分析得出，1999年夏季青海省多雨与乌拉尔山高压脊偏强，西太平洋副热带高压位置偏北及西伸脊点位置偏东，极涡强度偏强等因素有关，其中，中高纬度地区乌拉尔山高压脊多次建立和稳定维持，以及西太平洋副热带高压脊线位置异常偏北，西伸脊点位置偏东是造成青海省夏季多雨的最关键因子。     

地面能量天气图及软件设计

运用能量学的一般原理分析各地面观测时次邻近地面等压面上单位质量空气的相对湿静力能量和位势能之比，得出地面能量比的时空演变，实现对突发暴雨天气的适时监测。     

日降水量空间插值方法研究

采用反距离权重法和普通克里格方法对26°~34°N, 103°~115°E范围内2004年逐日降水量进行空间插值试验分析, 分辨率为1 km×1 km。采用交叉检验方法和准确率方法对两种方法插值的总体效果及不同等级的降水插值效果进行综合对比。结果表明:两种方法插值效果近似, 插值结果与实测值相关系数分别为0.83和0.82。但对日雨量较大的情况, 两种方法插值效果均有所降低, 相关系数为0.66和0.67。两种方法的实测值与插值结果的相关系数在不同季节非常接近, 并且均以春季最大, 其次为冬、秋季, 夏季相关系数最小; 通过采用平均误差、平均绝对误差和均方根3个指标衡量及不同等级雨量的插值准确率统计比较, 普通克里格方法插值效果略好于反距离权重法。     

中国夏季雨日降水量的概率分布

利用全国174站夏季逐日降水资料估计了雨日降水量的无条件和有条件概率密度函数，并递推得各站1至20d内最大日降水量的概率分布及10d、20d内最大日降水量≥10mm、≥25mm、≥50mm的概率。主要结果是：在无条件和前一天有雨或无雨条件下雨日降水量r分布的形状参数α都小于1，且差别不大，而绝大部分站无条件下的尺度参数口大于前一天无雨条件下的卢。而小于前一天有雨条件下的β；无条件和分条件下，雨日降水量的均值和方差的地理分布都是东南沿海地区大于西北内陆地区，且绝大部分站无条件下的纵盯。分别大于前一天无雨条件下的μ0、α^20，而小于前一天有雨条件下的μ1、α^20；Γ分布能较准确地逼近前一天无雨和前一天有雨两种条件下雨日降水量的样本频率分布；10d、20d内最大日降水量≥10mm、≥25mm、≥50mm概率的地理分布，都是东南沿海地区大于西北内陆地区，与同样等级的样本频率的地理分布非常接近。广西西部、云南东部一带为高值区，安徽南部、江西北部一带为次高值区。     

鹤壁市单日降水量极值估算

利用耿贝尔(Gumber)极值分布原理,对鹤壁市1965-2004年最大日降水量进行降水分布拟合,估算预报时段内可能出现的最大日降水量,得出50 a、80 a鹤壁市可能出现的最大日降水量分别为278.7 mm和301.9 mm;利用二次指数平滑法,得到鹤壁市最大日降水量年际变化总体上呈线性减少趋势.统计结果显示:鹤壁市最大日降水量有峰值增大、谷值减小的趋势,说明在未来一定时期,极端最大日降水量发生的可能性不断增加;最大日降水量集中出现在7-8月份,有明显的季节特征.     

利用VC＋＋开发气象地面小天气图

利用VC＋＋6．0开发，基于单档界面（SDI）的Microsotj Foundation Class(MFC)应用程序，以MICAPS平台为基础，实时地提供地面小天气图。