三维空气质点轨迹的计算

首先讨论了空气质点轨迹的计算方法,然后利用一个十层有限区域原始方程模式作了计算。根据计算的流场和12小时一次的常规观测资料,进行了时间分辨率从30分钟到12小时的轨迹精度分析。结果表明,3小时以内的时间采样可以很好地描述质点轨迹,而12小时采样对于绝大多数质点都有明显的误差。     

浙北沿岸海域海面风场反演方法的研究

高质量的海面实况风场是海洋气象监测和预报的基础,卫星反演的大陆沿岸海域海面风场的准确率不高。文章基于反映近地面风速廓线变化的指数律公式,利用浙江北部沿岸海岛或滩涂上布设的中尺度自动站来反演附近海面风场,并使用客观分析方法将反演的离散风场值转换到中尺度网格上,从而获得完整的高分辨率海面风场。指数律中参数α值对于反演风场的准确率至关重要,它主要受到下垫面状况以及大气层结状态的影响,而后者的影响较前者更大。文章使用多个风塔站的风廓线率值进行了反演风场的误差试验,结果表明:目前单一风速廓线还无法取得最优的反演效果,有必要分季节使用多站风速廓线。使用混合风速廓线得到的总体样本的平均偏差为0.04 m·s~(-1),平均绝对误差为1.51 m·s~(-1),均方根误差为2.01 m·s~(-1)。对海面反演风场的优化可以将总体样本的平均绝对误差和均方根误差分别降低到1.28和1.68 m·s~(-1)。     

一种新的台风海面风场的拟合方法

基于台风风场的经验风公式和修正的梯度风方程并考虑了台风气压场的非对称性,提出了一种新型的台风风场合成模式。经过对10多个不同类型热带气旋(台风)的检验,结果表明,新的模式可以模拟出各种强度及不同眼半径台风的海面风场,比以往常用模式能更真实地反映实际台风风场。     

气候变化对江西省主要室外空气计算参数的影响

利用江西83个地面气象站1963—2022年逐日平均气温和14时气温数据,计算每10 a滑动平均采暖室外计算温度、夏季空气调节室外计算日平均温度、冬季通风室外计算温度和夏季通风室外计算温度,分析江西省气候变化及其对室外空气计算参数的影响。结果表明：江西省年平均气温呈明显上升趋势,其中赣北地区上升幅度大于赣南、赣中南部,冬季平均气温增加趋势（0.31℃/（10 a））大于夏季（0.14 ℃/（10 a））,冬季平均气温在1997年发生显著突变,之后冬季平均气温较多年平均值高0.6℃。气候变化背景下,室外空气计算参数变化明显,采暖室外计算温度、夏季空气调节计算温度和冬季通风室外计算温度呈升高趋势,夏季通风室外计算温度的变化趋势不明显。其中,冬季室外计算温度的上升幅度高于夏季,赣北地区的东部和中南部升高趋势较大。采暖室外计算温度升高,建筑的传热负荷设计值减小;夏季空气调节室外计算温度的升高使新风负荷增加,增加室内空气冷却能耗;冬季通风室外计算温度的升高有利于减小冬季通风负荷。     

空气动力学方法在湍流通量计算中的误差分析

采用迭代方法检验了在近地面层大气中使用空气动力学方法时，温度、湿度和风速梯度等观测误差对感热和潜热通量计算的相对误差，结果表明，在微风和低温环境中，空气动力学方法的使用受到限制。     

FY2海面温度产品质量检验方法与误差分析

主要介绍了风云二号静止气象卫星海面温度产品的质量检验方法及检验流程,给出了FY2E业务海面温度产品和FY2F海面温度算法的质量检验结果,并从误差统计、反演算法、系统设计等方面分析了目前FY2海面温度产品与国外卫星海面温度产品差异大的原因。现场海面温度质量检验和分析场海面温度交叉检验各有优缺点。现场海面温度质量检验能够对FY2 SST产品给于客观的评价。国外分析场海面温度具有时效性好、全球覆盖且质量均一的优点,分析场海面温度交叉检验能满足FY2 SST质量检验的时效性,是对FY2 SST的相对检验。通过静止卫星海面温度产品质量检验信息可以为产品研发人员和相关用户提供参考。     

基于交叉极化数据的海面风速反演研究

全极化数据可以获取比单极化数据更多的目标信息,研究发现C波段交叉极化数据同样可用于海面风速反演。针对RADARSAT-2 Fine Quad模式具有全极化成像的特点,以我国东部海域为研究区,结合同极化数据和交叉极化数据反演海面风速模型,探究各种极化数据的最优风速反演方法。对于同极化数据采用地球物理模型函数(GMF)和极化率模型(PR)组合的方式进行海面风速反演,对交叉极化数据采用C波段交叉极化海面散射模型(C-2PO)进行海面风速反演,反演结果与ERA-Interim风场数据进行比较分析;此外,对Scan SAR模式交叉极化数据的后向散射系数与海面风速的关系进行探索分析。研究结果表明,RADARSAT-2 Fine Quad模式四种极化数据选用合适的模型均可反演出高精度的海面风速,其中VH和HV极化数据的反演结果基本相同,交叉极化数据反演风速效果好于同极化数据,同时,Scan SAR模式交叉极化数据的后向散射系数随海面风速的增大表现出一定的线性变化趋势。全极化模式数据在海面风速反演上表现出比单极化模式数据较为明显的优势,将成为未来海面风速反演的发展方向。     

海面温度对热带气旋路径的影响初探

利用NOAA卫星AVHRR的3个红外通道的探测资料推算的海面温度场,分析了海面温度对热带气旋路径的影响,其结果是在127段热带气旋路径中有100段路径偏向暖海水区。     

南海海面风场变分融合的初步研究

利用二维变分同化(2DVar)方法,把南海海域(110.12~117.92 °E,10.12~17.92 °N)QuikSCAT散射计风场资料融合到区域高分辨率数值模式(华南中尺度天气预报模式GZMM)风场资料中,并利用独立的观测数据(西沙站海面风场观测值)对融合效果进行了检验。得到结论:(1) 风场单点融合试验表明,风场融合设计方案基本合理;(2) 与独立观测数据的偏差分析表明,融合后的风场在经向和纬向的均方根误差分别为2.59 m/s、2.76 m/s,明显好于模式风场(3.63 m/s、2.81 m/s)和散射计风场(2.79 m/s、2.80 m/s),这说明融合的风场优于模式风场和散射计风场;(3) 与独立观测数据的相关性分析表明,融合后的风场在经向和纬向的相关系数分别为0.80和0.81,好于散射计风场(0.74和0.79),而比模式风场(0.91和0.94)的要差。最后讨论了均方根误差与相关系数不一致的可能原因。      

基于星载SAR数据和模式资料的海面风场变分融合方法研究

为实现合成孔径雷达数据与数值预报模式资料融合,提高海面风场精度和业务化运用水平,提出了一种基于星载SAR数据与模式资料的变分融合方法。其研究思路是采用二维连续小波变换提取SAR图像中高精度风条纹风向,结合地球物理模型函数求解海面风场的经向分量和纬向分量,然后采用Kriging插值方法将数值预报模式风速插值到SAR海面风场覆盖区域,得到SAR风速观测算子,由此构建SAR风场与模式风场融合的代价函数,并采用变分方法求解分析风场,最终得到融合后的海面风场结果。仿真分析结果表明,变分融合后的海面风速和风向结果更接近于理想值,尤其在SAR海面风场覆盖区域更为明显。选取ENVISAT/ASAR资料和与其时空匹配的欧洲中期天气预报中心模式风场资料开展实例验证,结果表明融合后的海面风场结果比模式风场更加接近于浮标观测结果。     

斜压大气中海面边界层摩擦偏角的动力学研究

本文在Ekman动量近似下，引入关于水面粗糙度的Charnock公式，求得了斜压大气中海面边界层的风速的解析表达式，进一步得到边界层摩擦偏角的公式，并获得了边界层摩擦偏角的有关结论。例如海面的摩擦偏角远小于陆地的摩擦偏角；低纬的摩擦偏角比高纬的要大：理论分析和个例计算均表明，垂直平流惯性力与水平平流惯性力对摩擦偏角分别起着减小和增大的相反作用，而且反气旋性涡度处与气旋性涡度处的摩擦偏角可相差达20多度。冷暖平流下的摩擦偏角相差很大，甚至可达七、八十度。这些结论对斜压大气中的海面边界层风场摩擦偏角的预后都具有指导性作用。     

琼州海峡海面风场特征的观测分析

在检验资料可靠性的基础上，利用船载自动站、浮标站与岸基自动站测风资料分析了琼州海峡海面风速空间变化规律，以及秋冬季节的海面风场的日变化特征。结果表明：(1) 琼州海峡海面风速平均比沿岸风速大3～4 m/s，当沿岸风速≥8.0 m/s(5级)时，海面风速比沿岸大5～6 m/s；(2) 海峡海面阵风系数随着风速加大而减小。沿岸风速<5级时，海面平均阵风系数在1.4～1.5之间，风速≥5级时，平均阵风系数为1.35左右；(3) 秋冬季节，海面的平均风速日较差与风一致率均小于沿岸，当海面出现≥10.8 m/s(6级)强风时，海面与沿岸的风速日较差减小，风一致率增加。     

南中国海10 m风和海面动态粗糙度特征研究

根据海面粗糙度(z_0)与海面10 m风速的关系,本文提出一种适用于海上10 m风速求解算法。通过和ERA-Interim风速比较,发现用这种动态z_0法订正的风速比固定z_0法更接近ERA-Interim风速,相关性更好。基于这种动态z_0法,利用南中国海两个海上平台站的资料,计算得到近4年逐时10 m风速及对应的动态粗糙度。分析发现风速主要集中在3~13 m·s~(-1),4—9月平均风速较小,从10月到次年3月平均风速较大。从风速日变化来看,14—17时风速达到最小;06一09时达到最大。另外,z_0有明显的季节变化和日变化,与风速变化一致。分析了台风韦森特中心过境时,气象要素的变化说明订正后的风速及z0_0符合实际观测值。     

714CD雷达数据网络共享的方法

将714CD多普勒天气雷达资料在网络终端上显示.     

一种台风海面非对称风场的构造方法

针对台风数值预报中由于采用对称模型而导致预报误差的现实，通过引入非对称分布的台风最大风速、最大风速半径等因子，在得到台风报告中7级风和10级风的半径的基础上，利用最佳权系数方案来得到非对称的台风外围风速分布因子，从而对Chan and Williams 1987年提出的切向风廓线方案进行改造，进而得到了台风海面非对称风场的计算式。检验表明，该方法能够描述台风海面风场的非对称分布，具有较好的应用前景。     

热带西太平洋海面通量与气象要素关系的诊断分析

用ＴＯＧＡＣＯＡＲＥ加强期在赤道带西太平洋暖池中的观测船ＭｏａｎａＷａｖｅ和浮标获得的小时风、温、湿、海温资料计算了海面各种通量。分析潜热通量随海面温度ＳＳＴ的变化特征,发现小风期潜热通量ＬＨ在某ＳＳＴ处出现最大值,大风时不出现此现象,即ＬＨ随ＳＳＴ变化的主要原因是风随ＳＳＴ的变化,其次是气海湿度差Δｑ及传输系数ＣＥ随ＳＳＴ的变化。用相关分析法分析小风期、西风爆发期、对流扰动期等不同时期中各通量与各气象要素的关系发现,潜热通量和动量通量主要决定于风,对感热通量起作用的主要是气海温差,降水也可通过气海温差和风影响感热通量。