论陆面蒸发量的计算

在的著作中,根据基本假定形式x=∫_0~z(dz/((1-(z/z_0))~n)进行了陆面蒸发量的推算。但该式只有在极少数情况下能够进行积分,就是积分所取得的公式也是相当复杂,且仅当n=1及2时能取得z对于x和z_1的显函数。 本丈将的假定形式改成如下形式: x=∫_0~z(dz/(1-(z/z_0))~(1/n)) 上式在n为任何数值时都可以积分,且取得的公式非常简单。根据所得的公式曾计算了不同z值(当z_0=1时)和对应的x值,并利用这些计算的数据绘出了图1上的曲线(以实线表示),同时也将的曲线绘在图1上(以虚线表示)。两曲线比较的结果指出,当(x/z_0)<1.10时所有实线都位于虚线之下,当(x/z_0)>1.10时所有实线逐渐位于虚线之上,且随着(x/z_0)的增加,两组曲钱位置相距愈远。     

利用气象资料计算陆面实际蒸发量

陆面蒸发量可以根据水量平衡原理用降水量减径流量计算得出,或者在测得或间接算出土壤含水量后用蒸发模式加以计算.本文目的在于探讨不涉及径流和土壤含水量资料,仅用一般气象观测资料来计算陆面蒸发量的方法.     

我国陆面蒸发量和蒸发耗热量的研究

本文是《我国辐射平衡、热量平衡及水分平衡的研究》工作中的一部分。在以前工作的基础上,采用了只需要一般气象台站的基本气象要素观测资料就能确定全年及各月蒸发量(蒸发耗热量)的大气候计算方法,并选择了多种方法进行比较,又应用水文资料来验证,最后得出适合于我国实际情况而精度较好、又计算方便的方法——巴哥罗夫,H.A.法。计算了全国209个台站的蒸发量和蒸发耗热量,并绘制了全国全年及各月分布图,分析了时空分布的特征。     

蒸发量的分级计算方法

在预审工作中,发现新会站一直沿用的作为蒸发量取舍判据的计算公式存在较大误差。通过对公式进行分析,对影响蒸发量的相关因素(气温与日照、相对湿度与风速)进行分级计算处理,经试验计算,得出更为准确的蒸发量计算方法,其结果可作疑问数据的判断依据。     

非均匀地表陆面过程参数化研究

地表固有的非均匀性影响近地层大气的垂直结构,甚至改变局地天气条件,亦使得大气数值模式大尺度网格面积水热通量的计算对其具有较强的敏感性。为了提高气候模式性能,非均匀陆面过程参数化已是当前大气边界层和陆面过程模式研究的热点和难点问题之一。本文在调研国内外大量文献的基础上,综述了近年来非均匀地表陆面过程参数化的研究现状,分析和比较了不同的参数化方法的优缺点以及数值模式模拟结果对它们的响应,提出了目前尚待继续探讨和解决的几个关键性问题。     

陆面过程模式BCC_AVIM中地表覆盖数据现状

地表覆盖是陆面和气候模式中的一个重要基础数据。以陆面过程模式BCC_AVIM为例,介绍模式中的地表覆盖数据变量、数据分辨率、不同类型数据的来源,重点比较分类方法差异巨大且类型众多的植被覆盖。综述比较了国际和国内常用的几套全球地表覆盖数据的来源、分类系统和分类方法以及空间分辨率,根据陆面过程模式的地表覆盖数据需求,确定不同全球土地覆盖数据在模式中的应用方法,讨论分析了全球地表覆盖产品在模式应用中存在的差距,提出不同遥感数据产品之间一致性较差的可能解决方案,探讨遥感数据产品在模式中应用的可能方式,以期更好地发挥全球地表覆盖数据产品的作用。     

短时段水面蒸发量计算方法的选择

分别采用折算数法，彭曼公式法，道尔顿公式法计算都昌蒸发站旬与日短时段水面蒸发量，比较表明，用道尔顿公式计算短时段水面蒸发量的误差最小，彭曼公式次之，折算系数法的误差最大，不宜作短时段水面蒸发量的计算。     

水面蒸发量的一种气候学计算方法

用北京日射站和官厅蒸发站的辐射和蒸发资料对彭曼公式进行订正,得出修正公式,其中H0是表示为蒸发量单位的辐射平衡,Ea是由风速和饱和差决定的“干燥力”。     

青藏高原4月陆面状况和地表加热异常与中国夏季降水的联系

利用1981—2002年GIMMS-NDVI资料、中国西部数据中心提供的雪深长时间序列数据集、中国753个测站降水资料及ECMWF再分析地表通量资料,通过相关和合成分析等统计方法,探讨了青藏高原(下称高原)4月植被覆盖、积雪异常与地表加热异常和与后期中国夏季降水之间的联系。结果表明,高原4月的陆面状况与同期的地表加热存在密切的联系,植被覆盖和积雪深度的变化具有较好的一致性;高原植被覆盖(积雪)主要影响地表感热(潜热)通量,从而改变高原地区的地表加热;高原地表加热和中国夏季降水存在较为密切的关系。就年际异常而言,前期高原地表加热异常与长江以南地区6月降水存在明显的负相关,与7月降水的显著负相关区域主要位于华北、东北地区,与8月降水的显著负相关区主要位于长江中上游及淮河一带。相比之下,前期高原地表加热与夏季降水的年际增幅异常之间存在更为密切的联系,即前期高原地表加热年际增幅异常与长江以南及西南部分地区6月降水年际增幅异常为负相关,而与7、8月降水年际增幅异常主要呈南正北负的分布特征。     

不同陆面模式对我国地表温度模拟的适用性评估

基于CLDAS大气驱动数据驱动CLM3.5陆面模式和3种不同参数化方案下的Noah-MP陆面模式模拟得到的地表温度,利用中国气象局2009-2013年2000多个国家级地面观测站地表温度进行质量评估。结果表明:从时间分布看,模拟地表温度与观测的偏差及均方根误差均呈季节性波动;从空间分布看,模拟地表温度与观测的偏差及均方根误差在中国东部地区相对于中国西部地区更小。选择Noah-MP陆面模式3种不同参数化方案模拟结果进行对比,结果表明:Noah-MP模式的非动态植被方案不变时,考虑植被覆盖度的二流近似辐射传输方案的Noah-MP陆面模式模拟的地表温度优于考虑太阳高度角和植被三维结构的二流近似辐射传输方案Noah-MP陆面模式模拟的地表温度;选择动态植被方案的Noah-MP陆面模式模拟的地表温度优于选择非动态植被方案的Noah-MP陆面模式;总体而言,考虑动态植被方案的Noah-MP陆面模式模拟的地表温度优于其他两种参数化方案的Noah-MP陆面模式以及CLM3.5陆面模式模拟的地表温度。     

一种计算区域内气象要素平均值的方法

采用面积分的原理,提出了一种计算区域内气象要素平均值的新方法,通过对湖南全省温度、降水的平均值计算分析,对计算误差进行了检验。结果表明,采用该计算方法可以减少因气象台站分布不均匀对平均值的影响,计算得到的平均值更能反映实际情况。     

一种新的有限区域曲面拟合方法

本文提出一种在有限区域内对物理量进行曲面拟合的新方法(NMOCSF),该法根据滤波原理进行多重拟合,每次拟合时,拟合函数的最大、最小值点位置与原函数的一致。对比试验表明,NMOCSF的拟合精度比有限元法高,能够分辨出尺度为220km左右的天气系统,且拟合函数在计算区域内连续、光滑、方法稳定。因此在诊断分析中的实际使用价值高于有限元法。     

一种新的正定平流方案及其在水汽预报方程中的应用

本文在Smolarkiewicz(1983)[1]方案的基础上,提出了一种新的正定平流方案。它是无条件计算稳定的,形式简单、物理意义清楚且阻尼小,能够很容易地应用到多维模式中。文中通过一简单的平流试验,与其它几种有名的正定平流方案进行了比较;最后将这种方案应用到国家气象中心细网格有限区域业务预报模式水汽预报方程中,避免了原水汽计算方案产生严重负水汽的问题,并对24h降水预报场进行分析。     

估算地表热通量和近地层土壤含水量的变分方法

提出一种反演地表感热通量、潜热通量和近地层土壤含水量的变分方法,该方法把不同高度上的风速、位温以及湿度梯度的观测资料与Monin-Obukhov相似理论计算值的偏差、土壤水分蒸发参数化方案估算的蒸发潜热与由相似理论导出值的偏差在地表能量平衡的约束下融合到一个目标泛函数中,采用最优化算法寻求问题的解.利用2001年6月中国暴雨试验与研究项目在安徽肥西观测资料进行了数值验证,结果表明该方法估算的通量值与Bowen比法具有很好的相关性且又能克服当Bowen比等于-1时计算通量出现的不稳定;同时能克服用廓线法求解热通量与地表能量平衡条件有较大出入的缺点.对观测误差的敏感性试验也表明变分方法是3类方法中最稳定的.反演的近地层土壤含水量对降水具有很好的响应并与观测的0-15 cm深度上平均土壤湿度的变化趋势具有很好的一致性,其绝对偏差小于0.03 m3/m3.     

不同地形和下垫面对冬季地中海气旋发展影响的数值模拟

通过数值模拟方法对一个冬季地中海气旋发生和发展的可能机制进行了研究。控制试验和对比试验结果指出，阿尔卑期山背风坡是气旋的有利生成地；但阿尔卑斯山和阿特拉斯山的存在与否，对冬季地中海气旋发展的影响不大。下垫面替代试验结果指出，冬季地中海作为一个非绝热加热源，对其气旋的发展有着十分重要的作用当以陆面或沙漠代替地中海面时，则气旋的发展显著减弱。地形替代试验结果指出，当青藏高原移到地中海西部，并且二者配合     

下垫面热源对降水的作用研究

本文通过对北京北部山区夏季、渤海及黄海北部冬、春、秋季,下垫面热源对北京的冰雹、山东半岛（及海岛）的降雪、冰雹天气的影响进行分析,阐明下垫面热源作用,在一定天气形势下可产生对流性降水天气。这种天气形势一般是高空有较强冷空气活动且低层也较冷,下垫面热源才容易起作用。此外,考虑下垫面热源作用的同时,要注意与其配合的水汽来源问题。     

求解非球形大粒子光散射问题的一种简明数值计算方法

对于实际大气中传输的非偏振自然光的散射问题,所关心的散射参量通常为散射强度和线偏振度。本文通过对光子沿随机抽样人射路径的散射几率进行统计,建立了计算多粒径大粒子系统单次散射相函数及线偏振度的一种简明数值方法。对于粒子表面具有曲率的情况,该方法可以避免处理由表面曲率引入的“发散因子”。由于大气中液滴的形状一般近似为旋转扁椭球,本文也根据所建立的数值计算方法,计算和讨论了旋转扁椭球形液滴的散射相函数和线偏振度。     

一种新的反映我国降水季节内非均匀性特征的方法

利用中国553个台站1961—2010年逐日降水资料,运用降水集中度PCD、新的集中程度方法Q和旱涝指数W分别讨论了中国夏季降水季节内非均匀特征和变化规律。结果表明:我国西北大部分地区降水相对集中,西北地区中部和西南地区降水较分散,东部整体降水并不集中,但黄河中下游地区降水相对集中。新疆和西藏地区西部、西北地区中部以及东南沿海等地降水集中程度逐渐趋于分散,Q在华北和东北大部分地区显示趋于集中,PCD则相反。我国黄河、长江中下游和华南沿海W值较大,易发生洪涝,西部地区W值较小,相对容易发生干旱。西藏、青海部分地区以及长江、黄河流域发生干旱或洪涝灾害较频繁,西南地区W年际变化很小。1960—1980年代W大多偏小于平均值,1981—1993年W变化幅度较大,1994年后W多偏大于平均值,全国大部分地区W值多为增大趋势。另外W有显著的2~3 a和7~8 a的震荡周期。      

新型湿敏传感器的测试

本文讨论了正在开发中的耐水性高分子新型湿敏传感器的长期稳定性、初步证明这种传感器具有实用前景，所得结论对今后设计实用电路具有一定的指导意义。     

城市下垫面特性对辐射雾生消过程影响的数值研究

针对城市下垫面条件进行合理的参数设置,将城市影响引入辐射雾模式,并结合NCEP/ CFSv2(Climate Forecaset System Verison2)资料及常规气象观测资料,对2010年2月8日发生在上海宝山的一次辐射雾过程进行数值研究。结果表明:(1) 受城市地表影响,感热输送成为城市地表加热大气的主要方式;城市下垫面的湍流交换作用较强,近地面湍流交换系数最大可达2.0 m2/s;(2) 城市辐射雾的起雾高度比农村高,雾首先在32 m高度上形成,且雾顶可发展到150 m高度;上部雾形成的主要原因是长波辐射冷却引起的水汽凝结;而8 m以下气层雾形成的主要原因是重力沉降导致的含水量的累积。