多层城市冠层模型参数优化及对京津冀城市群的高温模拟

针对京津冀高温模拟,综合运用卫星和地面气象观测数据、参数敏感性试验等技术方法,确定了耦合了多层城市冠层模型的中尺度数值模式（WRF/BEP/BEM）的地表反照率、比辐射率和人为热等参数的本地化配置。数值对比试验表明,参照试验中优化地表反照率、比辐射率和人为热（通过本地优化BEM输入参数来实现）等参数后,模式对京津冀高温模拟的效果均有显著提高,65%及以上的城市站点,参照试验比敏感性试验模拟误差降低0.5℃以上。经参数优化的WRF/BEP/BEM,较好地模拟了2010年以来京津冀地区5次极端高温过程,模拟结果与观测的标准差分别为1.4°C、0.8°C、0.9°C、1.0°C和0.7°C,分别较ERA5与观测的标准差减小26.3%、61.9%、40.0%、41.2%和36.3%。参数本地优化的WRF/BEP/BEM,可进一步应用于京津冀极端高温的相关研究,特别是城市化对极端高温作用机理的研究。     

多层递阶预报模型试做长期天气预报

根据预报量与预报因子的实际情况，提出用灰色系统中的关联分析筛选非线性因子。同时利用时变参数跟踪理论，将复杂的非线性系统预报问题转化成简单的带时变参数的线性多层递阶预报问题。经实际应用证明，用此法建立的多层递阶预报模型优于线性因子所建立的多层递阶预报模型。     

双叶模型在冬小麦田冠层CO2通量多层模拟中的应用

综合考虑农田生态系统中水、热、CO2输送所涉及的大气、水文、生物等生物物理过程,以Farquhar等提出的叶片尺度光合作用生物化学过程机理模型为理论基础,对其进行空间尺度扩展,并改进冠层分层方法,建立了均匀农田与大气之间物质输送和能量交换的多层模式,在模式中运用双叶模型,同时考虑叶片氮素水平垂直差异,对2008年4—5月华北平原冬小麦生长旺季农田生态系统中冠层CO2通量进行了模拟研究,并利用涡度相关观测的通量数据对模型的有效性加以验证,结果表明:在冠层多层空间,小麦拔节至孕穗期和开花至乳熟期叶片氮含量随冠层高度的衰减系数分别为0.793(R2=0.698)和1.374(R2=0.728),冠层内叶片氮含量的空间分布可以用以相对累积叶面积指数为自变量的函数来描述;模型分别计算各层阴、阳叶的光截取、气孔传导、光合作用等,最终计算冠层上方CO2通量,冬小麦农田净生态系统生产力模拟值与实测值相关显著(R2=0.78),模拟的CO2通量日变化特征晴天昼间比阴雨天和夜间的效果好;在考虑丛聚影响的叶片非随机分布的密集农田中,阴叶对总初始生产力的贡献率在35.7%左右,对生产力贡献很重要。分层统计显示,作物最终产量的形成主要...     

带有回归系数的多层递阶预报模型

本文针对经典多层递阶方法所存在的缺陷,提出了一种改进的多层递阶预报模型。它的基本思想是将回归分析与经典多层递阶方法相结合,使之有效地消除了因子间量值差异所引起的贡献差异,较好地体现了高相关因子的重要作用。实例计算结果表明,该改进方案的预报精度有显著提高。     

热带西太平洋边界层的多层结构分析

本文主要利用第一次“中美热带西太平洋海气相互作用联合调查”所获得的海洋水文、气象及大气探测资料,分析了热带西太平洋暖水区边界层大气层结特征,指出热带西太平洋边界层大气具有多层结构和多层送温现象,边界层内各层厚度及气温、位温、混合比随高度的变化趋势如下:超绝热层位于地面以上50m左右,气温、位温、混合比迅速减小,系绝热不稳定层;第一层为混合层,平均厚度为351m,位温、混合比变化不明显;混合层上又是逆温层大多为30—100m厚,位温迅速增大,混合比迅速减小,系绝对稳定层;700—1000m为浅对流云活跃层,     

用多层递阶周期分析模型预测贵州春夏旱

较详细地介绍了多层递阶周期分析模型,通过对传统的周期分析方法应用于贵州春夏干旱的预测作对比和试报,发现多层递阶周期分析与传统方法预测效果较接近,略优于传统方法。１９９４年－１９９７年４年试旱率７５％,夏旱１００％。在此基础上,对贵州１９９８－２０００年的夏干旱趋势作了详细的预测分析。     

非线性多层行星边界层风场

本文利用小参数展开法研究非线性行星边界层,将其分为近地层和Ekman层,而Ekman层又分为若干层。在近地层中,取湍流粘性系数K为高度的线性函数;在Ekman层中,取K为逼近O′Brien[1]公式的分段常数。利用上下边界条件和分层界面上由风速连续和粘性应力连续而列出的衔接条件,求得了各层的风速和边界层顶的垂直速度的解析表达式,并计算和作图分析了特定的圆形轴对称气旋和反气旋的个例,得到了一些新的结论。例如,边界层中风速与其顶部风速的最大夹角远小于Wut的结果,只有25°左右,而近地层风速却远大于Wu的结果,50米处即可达地转风的一半左右。这些都与实测更趋于一致。再者,此个例还表明,Wu所得到的关于摩擦作用造成的边界层顶垂直速度在中心处达最大值,而我们得到的却是零,这与近中心处地转风很小,使边界层顶风速很小,因而风速切变很小,摩擦作用便很微弱的结论是一致的。由此可见,边界层中的风分布对湍流粘性系数是敏感的。     

多层递阶双优模式

通过对机械化施工方案技术经济的重要性和分析步骤的叙述，介绍了机械化施工中工程成本的内容和计算方法，并重点描述了施工方案技术经济分析方法中常用的工程成本法和回收期计算法。     

海南岛冬季平均气温的多层递阶自回归长期预报模型

使用海南岛冬季平均气温资料,根据动态系统预测的理论,选用层递自回归预报的方法,建立了海南岛冬季平均气温长期预报的多层递阶自回归预报模型,进行预报。     

夏季西太平洋台风频数异常与ENSO事件的关系及大气环流异常特征

根据西太平洋编号台风资料、NOAA卫星观测OLR资料和NCEP／NCAR风场再分析资料,在统计和探讨夏季西太平洋台风多（少）发年与ENSO事件的关系的基础上,分别对夏季台风异常偏多或偏少的E1Nifio、LaNifia年的OLR特征量和热带夏季风环流进行合成对比分析。分析表明：夏季当南半球马斯可林高压和澳大利亚高压无明显的系统性异常时,Walker环流异常的影响占主导作用,并遵循ENSO事件对大气环流及台风频数影响的基本规律。若E1Nifio期间澳大利亚高压环流出现系统性异常时,南半球环流异常的影响则占主导地位,台风反而异常偏多。对于1999年LaNifia特殊年份,马斯可林高压异常偏强引发的季风西风偏北偏东,台风反而异常偏少。弱风速垂直切变区、西太平洋暖池和季风槽的重叠部分是台风频发源地,本文分别对E1Nifio、LaNifia台风异常偏多（少）年台风频发源地的位詈和范围作了比较分析．     

RELATION BETWEEN SUMMER TYPHOON FREQUENCY ANOMALIES IN WEST PACIFIC AND ENSO EVENTS AND THE ANOMALOUS ATMOSPHERIC CIRCULATION CHARACTERISTICS

By using data of serially numbered typhoons in northwestern Pacific and NOAA OLR data and NCEP/NCAR reanalysis data of wind field, based on the statistics and study of the relationship between the calendar years with more (or fewer) summer typhoons and ENSO events, we compared the composites of OLR eigenvectors and tropical summer wind fields during El Nino and La Nina events with more or fewer than normal summer typhoons, respectively. The results show that, in summer, without remarkable systematic anomalies of Mascarene High and Australia High in South Hemisphere, the anomaly of Walker circulation will dominate and follow the rule of ENSO impacts to atmospheric circulation and typhoon frequency. Otherwise, when systematic anomalies of Australia High appear during the El Nino events, circulation anomalies in the South Hemisphere will dominate, and many more typhoons will occur. In 1999, which is a special year of La Nina events, northward and eastward monsoon was induced by the stronger Mascarene High, and fewer typhoons arose. The typhoon source are regions where weak vertical wind shear, warm pool in western Pacific and the area with monsoon troughs are overlapping with each other. Finally, this paper analyzes and compares the source locations and ranges of more (fewer) typhoons in the events of El Nino and La Nina, respectively.     

1998年长江流域洪涝灾害的气候背景和大尺度环流条件

分析１９９８年夏季长江中游严重洪涝灾害前期以及洪水出现期的和大尺度环流的作用。厄尔尼诺事件为这次长江流域夏季洪涝提供了气候背景。在梅雨前期江南出现７个月的多雨期,这使得梅雨开始时暴雨区的土壤水分接近饱和,江河湖的水位很高。梅雨期出现强降水后,大量雨水只能涌向河流,使得江河泛滥;土壤水分饱和也使得暴雨区的水分内循环增强。研究表明：１９９８年梅雨期降水强度较大,这期间有来自南海南部的两次大气低频振荡,输送大量不稳定的湿空气到暴雨区。７月下旬出现二度梅以及８月长江上游出现５次洪峰都与当时西风带南部静止波列的调整有关。     

驻马店极端气温分析

利用驻马店10个站气象资料,分析了极端温度的时间变化特征、高温天气与6-8月降水量之间的关系和极端晴热高温、极端湿热高温天气形成的天气背景及影响因子,确定了高温出现的前期预报指标。     

驻马店极端气温分析

利用驻马店10个站气象资料，分析了极端温度的时间变化特征、高温天气与6--8月降水量之间的关系和极端睛热高温、极端湿热高温天气形成的天气背景及影响因子，确定了高温出现的前期预报指标。     

2008年初乐山持续阴冷雨雪天气特征分析

2008年1月12日~2月13日,乐山市出现了持续低温、阴雨(雪)冰冻天气。期间,日平均气温低于3℃的连续日数、连续降雪日数都突破了自1951年以来的历史记录。此文分析了2008年灾害性天气、气候事件的环流特点,与历史上几次类似的过程(1977、1984、1996年)进行了比较,并讨论了可能成因。结果表明:极涡偏南、巴尔喀什湖到贝加尔湖维持横槽、蒙古冷高压长时间维持、西太平洋副热带高压持续偏强、以及南支槽活跃等是2008年个例期间环流的基本特点。相比较,尽管2008年与1977、1984、1996年等有相似之处,但副高明显偏强、南支槽活动旺盛、极涡明显南移是2008年的明显特点。最后,分析讨论认为:2007年8月开始的拉尼娜事件,及2007年发生的太阳黑子相对数异常偏低,二者可能对寒冷事件的形成有着重要作用。     

Atmospheric Circulation and Dynamic Mechanism for Persistent Haze Events in the Beijing–Tianjin–Hebei Region

In this study, regional persistent haze events(RPHEs) in the Beijing–Tianjin–Hebei(BTH) region were identified based on the Objective Identification Technique for Regional Extreme Events for the period 1980–2013. The formation mechanisms of the severe RPHEs were investigated with focus on the atmospheric circulation and dynamic mechanisms. Results indicated that:(1) 49 RPHEs occurred during the past 34 years.(2) The severe RPHEs could be categorized into two types according to the large-scale circulation, i.e. the zonal westerly airflow(ZWA) type and the high-pressure ridge(HPR) type. When the ZWA-type RPHEs occurred, the BTH region was controlled by near zonal westerly airflow in the mid–upper troposphere.Southwesterly winds prevailed in the lower troposphere, and near-surface wind speeds were only 1–2 ms~(-1). Warm and humid air originating from the northwestern Pacific was transported into the region, where the relative humidity was 70% to 80%, creating favorable moisture conditions. When the HPR-type RPHEs appeared, northwesterly airflow in the mid–upper troposphere controlled the region. Westerly winds prevailed in the lower troposphere and the moisture conditions were relatively weak.(3) Descending motion in the mid-lower troposphere caused by the above two circulation types provided a crucial dynamic mechanism for the formation of the two types of RPHEs. The descending motion contributed to a reduction in the height of the planetary boundary layer(PBL), which generated an inversion in the lower troposphere. This inversion trapped the abundant pollution and moisture in the lower PBL, leading to high concentrations of pollutants.     

2018年7月北半球极端天气气候事件及环流特征分析

2018年7月北半球天气气候显著异常,极端事件高发。欧洲、北非、东亚以及北美的大部分地区均遭受严重的高温热浪侵袭;印度、东南亚、中国西南部以及日本西部等地出现极端降水;西太平洋台风活动异常活跃,移动路径偏北。初步诊断表明,北半球中高纬度,由低层到高层稳定维持的异常高压系统是导致北半球中高纬度大部分地区高温热浪持续发生的直接原因。其中异常偏强、偏北的副热带高压,以及增强、东伸的南亚高压与东亚地区持续高温和极端降水事件直接相关;低层菲律宾周围异常活跃的对流活动和强盛的西南水汽输送共同导致南亚、东南亚地区极端降水发生。热带太平洋大部分地区偏暖的海温条件和菲律宾附近异常气旋性环流则与异常活跃的台风活动有关。更需要关注的是,北半球尤其是东亚地区大气环流的异常主要受海洋表面热力状况以及其他区域大气环流遥相关的影响。     

A Study on Sulfate Optical Properties and Direct Radiative Forcing Using LASG-IAP General Circulation Model

The direct radiative forcing(DRF) of sulfate aerosols depends highly on the atmospheric sulfate loading and the meteorology,both of which undergo strong regional and seasonal variations.Because the optical properties of sulfate aerosols are also sensitive to atmospheric relative humidity,in this study we first examine the scheme for optical properties that considers hydroscopic growth.Next,we investigate the seasonal and regional distributions of sulfate DRF using the sulfate loading simulated from NCAR CAM-Chem together with the meteorology modeled from a spectral atmospheric general circulation model(AGCM) developed by LASG-IAP.The global annual-mean sulfate loading of 3.44 mg m 2 is calculated to yield the DRF of 1.03 and 0.57 W m 2 for clear-sky and all-sky conditions,respectively.However,much larger values occur on regional bases.For example,the maximum all-sky sulfate DRF over Europe,East Asia,and North America can be up to 4.0 W m 2.The strongest all-sky sulfate DRF occurs in the Northern Hemispheric July,with a hemispheric average of 1.26 W m 2.The study results also indicate that the regional DRF are strongly affected by cloud and relative humidity,which vary considerably among the regions during different seasons.This certainly raises the issue that the biases in model-simulated regional meteorology can introduce biases into the sulfate DRF.Hence,the model processes associated with atmospheric humidity and cloud physics should be modified in great depth to improve the simulations of the LASG-IAP AGCM and to reduce the uncertainty of sulfate direct effects on global and regional climate in these simulations.     

一次超级单体风暴的天气学成因及多普勒雷达回波特征研究

对2002年5月27日发生在安徽蚌埠地区的一次超级单体风暴过程的天气形势、卫星云图、雷达回波进行了分析,此次过程为该地区近50 a来发生的最强烈的一次超级单体风暴过程。本文尝试从常规的高空、地面环流形势中寻找特殊的异常信息,结合卫星云图、多普勒雷达资料对超级单体的结构及其演变过程进行分析。发现这次强对流性超级单体风暴过程是在较为有利的大尺度环流形势下,多尺度天气系统相互作用,由中尺度对流云体激发产生的超级单体风暴;文章揭示了该地区超级单体风暴的多普勒雷达回波典型特征,旨在对这类强天气的监测、识别和临近预报提供天气学及雷达回波分析的参考依据。