紫外、可见光和红外谱区总辐射的估算

1.引言在日本全光谱区域的总辐射是由主要气象观测站观测的。有几十个这样台站的资料提供气象业务、气象研究工作以及建筑、农业、医学等部门使用。近年来除这些资料外,要求增加将总辐射分为紫外、可见光和红外谱区的资料。遗憾的是目前气象台站对上述每一种谱区中的总辐射并不分别观测。为了研究从所有总辐射中对上述三种谱区辐射值估算的可能性,在东京气象研究院从1975年秋     

沈阳市区土地利用类型与地表温度关系研究

利用2010年8月Landsat TM数据计算沈阳市三环内地表温度(Land Surface Temperature,LST),基于目视解译与监督分类结合的方法将研究区划分为建筑用地、绿地、农田、弃地、道路和水体6类土地利用类型;以城市中心点为原点,分析城市中心不同距离圆环的LST及其与土地利用类型配置的关系,采用多元线性回归法和偏最小二乘回归法建立LST预测模型,并进行模型验证。结果表明:沈阳市区建筑用地、绿地、农田、道路和中心城区的平均LST均随着距中心原点的距离增加而减小;同一级别缓冲区内,建筑和道路的LST较高,水体的LST最低。城市的"摊饼"式发展,也造成了增强热岛效应的建筑用地和道路面积百分比随着距中心原点距离的增加逐渐降低。研究区范围内最主要的土地利用类型为建筑用地,其次为道路。对比分析表明,多元线性回归法和偏最小二乘回归法建立的模型均能较好的预测LST,采用偏最小二乘回归方法对沈阳地区土地利用类型与LST进行回归分析效果更理想。     

卫星热红外异常与地震关系的研究

利用ＮＯＡＡ卫星的热红外异常对可分析的新疆和其他地区近些年的地震进行分析研究。     

李小食心虫发生与温度的关系研究

用7年时间详细观察，验证了在李树落花期开始的科学依据，同时验证了李树盛花期前10d和李小食心虫出现期前10d平均气温相近，又有差异，提出了防治李小食心虫落花末期打药的科学依据。     

地表温度对太阳常数变化响应的数值试验研究

通过改变太阳常数，利用NCAR气候系统模式CSM1．4就地表温度对强外辐射强迫变化的响应及性质进行了研究。结果表明：虽然局地的增温幅度变化很大，但各试验的全球增温分布特征非常相似，并从一定程度上反映了全球增暖典型试验中的增温分布特点，即陆地比海洋增暖幅度更强，高纬度地区比低纬度地区增暖幅度更强，这一特点在太阳常数增加较大的试验中表现尤为明显。气候系统响应的性质在太阳常数分别增加2，5％、10％和15％与增加25％之间其响应方式有所改变，即气候系统对较小太阳常数变化的响应是线性的，而对较大太阳常数变化的响应则很可能是非线性的。     

前汛期福建地区GMS-5红外云图的亮温度与地面雨强的关系研究

运用1998～2000年夏季青藏高原上182天的极轨气象卫星资料,研究了由计算机客观自动追踪中尺度对流系统(MCS)方法和由此得到的28685个MCSs及提取的相关信息,较为全面地揭示了夏季高原上MCS初生阶段的日频数、强度、形状、日变化、地理分布等诸多特征。得到了高原上每日平均有163个MCSs生成,其中约有76 %的面积仅为数百km2,>104 km2的极少(占4 %);它们的形状多为带状、逗点状以及其他不规则形状,圆形和椭圆形只占近30 %,云顶平均亮温为-51 ℃左右;午后MCS数是上午前期的2倍以上,并且云顶亮温≤-54 ℃的多达5倍以上;它们主要活动在33 oN以南的高原南部,其中在雅鲁藏布江中上游地区和川西至横断山一带各有一个高频中心,这充分展示出南亚季风活动对MCSs初生的主导作用。     

全球典型低云区中各类低云云量与水平温度平流关系的单点个例分析

选取欧洲中心40年再分析资料(ERA40)中2001年7月的775hPa和925hPa等压面上的风场和温度场资料与ISCCP同时段的低云资料,利用条件概率方法(云频数)和逐日演变的动态方法分析全球典型低云区单点的云量与水平温度平流的关系.结果表明:全球典型低云区单点上各种云的云量与水平温度平流之间的关系是十分复杂的,在某种平流下各种云均有可能出现,某种云也能在不同的平流下出现.全球典型低云区单点云量与水平温度平流的逐日演变没有明显的同步性.因此,从已知的水平温度平流条件来预报各类低云云量是没有充分的观测事实作为依据的.     

面向“红外云图晴空区导风”的FY-2E红外通道亮温度敏感性分析

利用MODTRAN辐射传输模式,结合FY-2E星载辐射计红外分裂窗通道的光谱响应特征,计算了中纬度的夏、冬季晴空大气情况下,卫星观测亮温度对大气水汽及气溶胶的敏感性。在模拟条件下,计算星载辐射计红外通道温度灵敏度(0.2 K)对应的大气水汽及气溶胶含量变化的临界值分别为0.42 g/cm2和0.25。以此为参照值,利用FY-2E晴空大气可降水量产品及MODIS大气气溶胶产品实际数据,分析了在导风模块常用尺度(80 km×80 km)内大气水汽、气溶胶含量的变化引起FY-2E星载辐射计红外分裂窗通道观测亮温度差异超过星载辐射计红外通道的温度灵敏度的可能性,结果表明实际大气存在满足上述临界值条件的情况。研究结果为把晴空大气水汽、气溶胶作为卫星红外云图上的晴空区导风示踪物,提供了理论和实际依据。      

多孔硅微拉曼谱的温度效应研究

运用微拉曼谱仪以不同功率的激光入射到用阳极脉冲腐蚀制备的多孔硅样品上,研究多孔硅的热稳定性。用斯托克斯与反斯托克斯散射强度的比率确定样品的温度,观察比较不同温度下多孔硅样品的拉曼谱趋向,发现激光功率与样品温度的关系曲线可分为三个过程,这与拉曼频移和拉曼强度的曲线一致。所有现象都可以用Si—O健和非晶Si被光氧化的机制解释。     

北太平洋海温场与我国西北地区春季沙尘暴的关系

通过聚类分析,将我国355个气象站1954～1998年春季沙尘暴发生频率的变化进行分类,在此基础上得到两个沙尘暴指数,利用其探讨了我国西北地区沙尘暴的发生与北太平洋海温的关系.结果发现,当加利福尼亚海温偏低,黑潮及北温带区域海温偏高时,我国黄河以北的内蒙古、甘肃、宁夏等地区,春季气温偏低,沙尘暴活动频繁.作者同时探讨了海温变化影响沙尘暴发生的可能原因.     

北极海冰对我国梅雨及气候预报的指示意义

分析了北极海冰面积和长江中下游地区梅雨各特征量之间的相关关系，发现北极海冰对未来３－５年的梅雨预测有指示意义，而梅雨对下一年北极海冰有显著的遥相关，这反映了北极海冰与东亚大气环流间的交互作用。     

东亚地区春冬季与夏季大气环流异常相互关系的研究

利用1951~2000年共50年的北半球500 hPa月平均高度距平场资料和奇异值分解技术（SVD）,重点对东亚地区季节间大气环流异常的相互关系进行了初步探讨。结果表明,东亚地区季节间大气环流异常存在着较为密切的关联,并且这种明显的非同步联系具有时空相关显著的特点,尤其是夏季大气环流异常与其前冬和前春大气环流异常的联系更为密切。当前冬和前春北半球东亚大槽和北美大槽及蒙古高压偏强（或偏弱）,极涡偏弱（或偏强）,中高纬度盛行经向环流（或纬向环流）,以及低纬和热带地区高度正距平（或负距平）明显时,则对应于夏季东亚地区西太平洋副高和鄂霍次克海阻高强度偏强（或偏弱）,位置偏南（或偏北）,贝加尔湖阻高强度也偏强（或偏弱）,但位置偏西（或偏东）的大尺度环流形势出现。当春季北半球大气环流具有上述特点以及夏季鄂霍次克海阻高和西太平洋副高强度偏强（或偏弱）,位置偏南（或偏北）,且极涡较弱（较强）时,则东亚地区秋季大气环流对应于蒙古高压加强（或较弱）,西太平洋副高减弱（或加强）,并向南和向东移动（或移动较慢）,极涡向南扩散（或扩散减弱）,大气环流向冬季过渡加快（或减慢）。另外,大气环流异常还具有一定的持续性特征。     

冻滴微物理过程的分档数值模拟试验研究

霰和冻滴是深对流降水的主要来源。由于二者密度差异造成的不同下落末速度必然会导致云微物理过程的变化以及降水时空分布的改变。我们在以色列特拉维夫大学二维轴对称对流云全分档模式的基础上,将水成物粒子从34档增加到40档,修改了霰和雪的密度,加入冻滴分档处理的微物理过程,发展了一个包括液滴、冰晶、雪、霰和冻滴更为详细的云微物理分档模式。利用改进后的模式模拟了一次理想的强对流天气过程,分析了改进模式与原模式模拟的云微物理量场以及水成物粒子的时空分布特征,模拟结果表明:（1）由于冻滴的产生,较大的下落末速度导致在云内-3℃至-8℃较早地出现了冻滴,并造成了大量的冰晶繁生。（2）冻滴形成前期,液态水中心区域位于垂直上升速度大值中心上方,形成液态水累积区;冻滴形成期,液态水累积区位于0℃层以上,雨滴冻结生成冻滴,霰与半径大于100 μm的液滴碰并生成冻滴;冻滴增长期,在垂直上升气流的支撑下,冻滴碰并过冷水增长,导致冻滴含量增大,液态水含量减小。因此,改进模式能较好的模拟冻滴的形成过程,可以将该分档处理的微物理方案耦合到三维WRF（Weather Research and Forecasting model）模式中,更深入地研究强雷暴风切变在冰雹生成过程中的作用。     

长江中下游夏季降水异常变化与若干强迫因子的关系

首先,利用三次样条函数方法对1905～2000年长江中下游夏季降水量和太阳黑子、地球自转速率、赤道东太平洋海温和北极涛动等强迫因子序列进行年代际和年际尺度的分离,并分析了它们年代际尺度的位相变化特征.然后,使用30年滑动相关的方法,分析了长江中下游夏季降水量与上述各因子之间的相关随时间的变化.最后,利用旋转因子分析方法,对年代际及年际尺度因子的潜在结构对长江中下游夏季降水的影响进行了研究.结果表明,长江中下游夏季降水量和强迫因子序列均存在显著的年代际变化特征,它们之间的相关系数随时间变化呈现显著的阶段性,     

Sensitivity of the Size of a TC to Sea Surface Temperatures in Its Outer Region

We investigated the sensitivity of the size of a tropical cyclone(TC) to warming or cooling sea surface temperatures(SST) in its outer region by simulating the SST beyond a radius of 200 km from the TC center. Sensitivity experiments showed that an increased SST outside the core region of the TC had a negative effect on its size. Warming in the outer region contributed to the local enhancement of the latent heat flux from sea surface, which promoted the development of small-scale convection and ...     

从全波段太阳直射辐射确定大气气溶胶光学厚度 II：实验研究

本文通过比较太阳直射表和太阳光度计探测的大气柱气溶胶光学厚度，分析了从太阳直射表探测的全波段太阳直射光强信息确定大气柱气溶胶光学厚度的误差，并应用北京观象台的太阳直射表观测资料，反演得到了 1990—1993年北京大气柱气溶胶光学厚度，分析了该光学厚度月与年变化规律以及1991年菲律宾皮纳图博火山爆发对北京大气气溶胶含量的影响。本文还提出了关于有效水汽含量的一个经验关系式，用于确定水汽对太阳辐射的吸收率。     

Relationships Between Anomalies of Land-Sea Thermal Contrast in North Africa and Summer Flood and Drought Across the Jianghuai Region of China

The flood and drought across the Yangtze and Huaihe River(Jianghuai)areas are frequent in summer,especially in June and July.Therefore,predicting the summer flood and drought in the Jianghuai region is always one of the key topics concerned by meteorologists in China.Previous studies focused more on the skin temperature anomalies in a local area,and paid less attention to the connections between the anomalies of land-sea thermal contrast in remote continents and the summer flood and drought in Jianghuai areas of China.By using the US NCEP/NCAR monthly mean reanalysis data and the rainfall data at 743 stations in China,based on the interdecadal variation characteristics of the flood and drought index(FDI)during 51 yr(1954-2004)in the Jianghuai region of China in summer,the North African areas have been selected as the key regions for the correlation analysis.The results show that the surface temperature anomalies in the key regions have good continuity in winter,and the winter North Atlantic Oscillation(NAO)is perhaps one of the important factors that bring about the continuity of the anomalies.By a singular value decomposition(SVD)analysis between the skin temperature in the previous winter in North Africa and the summer rainfall in the Jianghuai region,it is found that when the North African continent is colder(warmer)and its northwestern sea is warmer(colder),the rainfall increases(decreases)in the Jianghuai region in summer generally.Further analysis finds that the anomaly of the surface temperature contrast between sea and land in North Africa has a good indication for the summer flood and drought in the Jianghuai areas of China.Therefore,a sea and land thermal contrast index(SLTCI)is defined to reflect the intensity of the large-scale land-sea thermal contrast.A positive correlation between the SLTCI in North Africa and the summer FDI in Jianghuai areas is identified,and it can well indicate the extreme flood and drought situations in the Jianghuai region of China.     

利用高光谱红外探测资料反演大气参数

文章介绍了红外高光谱的卫星探测技术以及利用现有的机载和星载高光谱资料的反演方法，着重讨论了美国NASA地球观测系统上携带的大气红外探测仪AIRS的反演方法。     

从红外太阳透过率反演大气可降水量的研究

从红外波段太阳透过率测量中可以反演大气可降水量#AW#a。我们在近、中红外波段选取了三对波长，用LOWTRAN 7辐射传输模式，主要研究了散射和气溶胶对这三对波长反演#AW#a算式的影响。结果表明，通常采用近红外波长对（即0.9422～0.862 μm）反演#AW#a并非最佳选择，因为其反演算式受到大气状态（混浊度）的很大影响；而在稍远段两对波长（1.47～1.55 μm和3.704～3.067 μm）对应的算式较为稳定。