边界层参数化方案对“莫兰蒂”台风（1614）登陆阶段影响的数值模拟研究

利用中尺度数值模式WRF v3.8中的YSU、MYJ、QNSE、ACM2、UW、GBM、Boulac七种不同边界层参数化方案,采用高分辨率（1.33 km）数值试验的方法研究了不同边界层方案对模拟台风“莫兰蒂”（1614）登陆减弱阶段的移动路径、强度、结构、降水量、近地层有关物理量场分布等方面的影响,结果表明:（1）“莫兰蒂”台风登陆减弱阶段,不同边界层方案对台风路径、强度、降水量模拟影响显著,24 h内模拟台风路径、最低气压、最大风速及24 h累积降水量极值的最大差异分别达80 km、11 hPa、27 m s?1及241 mm;（2）Boulac方案模拟台风路径与实况最为接近,GBM、YSU和MYJ方案分别次之,ACM2和UW方案再次之,而QNSE方案最差;UW和QNSE方案模拟的最低气压以及MYJ和QNSE方案模拟的最大风速与观测最为接近;不同边界层方案均模拟出台风登陆阶段最低气压逐渐升高以及其升高速率在台风登陆后大于登陆前的特征,这与实况一致,但台风登陆前各方案模拟最低气压升高速度均大于实况,而台风登陆后却又不及实况;（3）Boulac方案模拟的24 h降水分布、强降水落区、结构、强度和各量级降水TS评分均最优,MYJ方案次之;而QNSE、UW和ACM2方案雨带向西北方向推进过快,各量级降水TS评分均较差;（4）综合台风路径、强度和降水模拟,Boulac和MYJ方案相对最优,其中Boulac方案在台风路径和降水模拟上更优,而MYJ方案在台风强度模拟上更优;YSU和GBM方案次之,而QNSE、UW和ACM2方案相对较差;（5）不同边界层方案计算的近地层潜热通量、感热通量显著不同,进而影响台风路径、强度、降水量模拟存在显著差异。比较而言,QNSE方案潜热通量相对异常偏高,MYJ和Boulac方案量值适中,其余方案相对偏低;QNSE方案感热通量相对略偏高,MYJ方案适中,其他方案则相对显著偏低;（6）不同边界层方案模拟降水区边界层热、动力结构显著不同,其中Boulac方案具有较明显优势,尤其是对日间边界层结构的模拟。     

Astronomical frequencies for climate research at the decadal to century time scale

Short-term variations of the elements representing the Earth's motion around the Sun and its rotation have been analyzed over the last 6000 years using 1-year steps. Their low-frequency part is compared first to the values obtained from a secular theory of the planetary long-term motion showing that they can be considered reliable enough to represent adequately the motion of the Earth over the last 5000 years. Spectral analysis of these values shows that the main periodicities are 2.67, 3.98, 5.26, 5.93, 7.9, 9.8, 11.9, 14.7, 15.8, 29, 42, 61, 122, 165 and 250 years for the eccentricity as well as for the climatic precession, with an additional component at around 930 years for the eccentricity and around 840 years for the climatic precession. Periodicities at 2.67, 3.8, 5.9, 8.0, 9.3, 11.9, 14.7, 18.6, 29, 135, 250 and 840 yr are also shown for the obliquity. Spectral analyses of the daily July mid-month insolation at 65°N show essentially the same periodicities as the climatic precession and the obliquity, i.e. 2.67, 3.98, 5.92, 8.1, 11.9, 15.7, 18.6, 29, 40, 61 and around 900 years. Finally a wider analysis of the insolation pattern was performed related to the large periodicity band of the insolation time series for the solstices and the equinoxes for 7 different latitudes. In equatorial latitudes the insolation variance is largely explained by precession. But precession dominates everywhere with the obliquity signal being stronger at polar latitudes at the solstices. The amplitudes of the insolation change at these frequencies is of the order of 0.2 Wm^–2 at the maximum. Offprint requests to: A Berger     

冷暖空气入侵对西南低涡发生发展影响研究

本文采用WRF模式模拟了2008年7月20~22日四川省一次由西南涡活动引发的大暴雨过程,并分析了对流层中层至中低层冷/暖空气入侵在西南涡发生发展过程中的作用,研究结果表明:冷/暖空气从北部入侵会改变对流层中、低层流场,当降低模式北边界温度,增强西北气流南下,致使四川省上空没有形成西南涡,取而代之为一深槽,同时雨区内上升运动减弱、低层辐合减弱,对流层中层温度增加、比湿略减小,雨区集中在深槽附近,雨区范围和强度都显著减弱且小于控制试验。增加模式北部温度引起北部东北气流向南输送,低值系统南移,增温促进了周围空气向降水中心辐合,增强了中低层大气的辐合上升运动,对流层中、中高层增温,雨带南压,雨区强度显著增强且大于控制试验。降低或增加模式西边界温度对流场、低涡强度和位置影响相对较小,降温使得低涡位置偏北、对流层风速增强与减弱区交替分布;增温使得低涡偏东、对流层中层至中低层风速减弱高层风速增强,二者对降水落区影响亦较小,对大暴雨中心强度有不同程度影响。      

青藏高原四季开始日期随海拔高度和纬度变化

利用中国气象局国家气象信息中心提供的青藏高原60个测站1961~2007年逐日气温资料, 分析了青藏高原近47年来四季开始日期随海拔高度和纬度的变化趋势。结果表明, 春季和夏季开始日期是整体提前, 而秋季和冬季开始日期是整体延迟的, 春季和冬季开始日期的变化相对夏季和秋季更为明显;四季开始日期随海拔高度变化分布明显不同, 海拔越高, 春夏季开始日期来临越晚, 秋冬季开始日期来临越早, 海拔越低, 春夏季开始日期来临越早, 秋冬季开始日期来临越晚;海拔越高, 春夏开始日期提前的天数越多, 秋冬开始日期推迟天数越多, 反之低海拔地区相对更小, 由此得知高海拔地区的季节开始日期对当地气温的增温更为敏感;春季开始日期在36°N以南基本随纬度递增而开始日期推后, 36°N以北地区春季相对偏早, 夏季、秋季、冬季开始日期随纬度的变化和春季变化基本相似;四季开始日期来临的早晚受到多种因素包括气温、海拔和纬度共同影响, 季节延迟率也受到气温和海拔的影响, 但是纬度对季节延迟率影响不大;四季开始日期的提前和延迟变化和当地气温的变化几乎一致, 秋冬季节的开始日期对气温变化更为敏感, 高海拔地区的季节开始日期对气温变化更为敏感。      

新一代天气雷达在人工增雨作业中的应用

将雷达资料传输到人工增雨作业指挥系统,指挥中心可以根据作业云的方位、距离、云高、云厚及其移向移速等雷达观测信息和先前输入指挥系统的作业点位置,自动计算出作业方位、作业距离、作业仰角,有效的指挥增雨作业;通过雷达跟踪观测,雷达回波的动画显示,作业前后的回波强度比较,作业点与非作业点之间的比较,还可以科学检验人工增雨作业的效果。     

2008年夏季风期间西沙海域海-气通量交换及热量收支

2008年4—10月在中国南海西沙永兴岛近海进行了第4次海-气通量观测试验,获得了整个夏季风期间近海面层湍流脉动量及辐射、表层水温、波浪及距水面3.5、7.0、10.5m高度温、湿、风梯度观测资料,根据涡动相关法和COARE3.0法计算结果研究了2008年南海西南季风爆发、发展、中断、衰退包括暴雨、台风、冷空气影响等天气过程中海-气通量交换和热量收支变化。结果表明:(1)季风爆发前的晴天太阳总辐射强,而海洋失热量较小,热量净收支为较大正值,海面温度迅速升高。季风爆发期太阳总辐射仍然较强,大气长波辐射也有所增强,而海面长波辐射变化很小,故海面净辐射收支仍为正值;(2)季风活跃期特别是降水阶段感热通量增大,季风中断阶段变小;季风活跃期虽然潜热通量增大,由于太阳短波辐射没有减少,海洋净热量收支稍有盈余;中断阶段潜热通量、感热通量减少,海洋吸热大于季风活跃期;降水阶段由于太阳短波辐射减小,感热通量增大,海洋热量收支出现较大负值,海面温度很快降低。季风衰退期风力减弱,湿度减小,潜热通量减小,海洋热量收入又出现较大正值,海面温度回升;(3)台风影响过程中潜热通量随着风速增强迅速增大;感热通量因降水情况不同而有差异,晴天时减小,大雨时剧烈增大;由于太阳短波辐射减少、潜热通量剧增,海洋热量净收支出现负值,促使海面温度迅速降低;(4)动量通量主要与海表面风速有关;动量通量τ与风速V的关系可以表示为τ=0.00171v~2-0.003809v+0.02213。     

Research on Water-Vapor Distribution in the Air over Qilian Mountains

Based on the remote sensing data, the radiosonde data and precipitation data observed by weather stations, distributions of atmospheric water-vapor and cloud motion wind over the Qilian Mountains are analyzed. Moreover, on the basis of water-vapor and cloud motion wind analyses, relations of atmospheric water-vapor distribution with precipitation~ atmospheric circulation, and terrain are investigated. The results show that distributions of atmospheric water-vapor and precipitation in the Qilian Mountains are affected by the westerly belt, the southerly monsoon （the South Asian monsoon and plateau monsoon）, and the East Asian monsoon. In the northwest Qilian Mountains, water-vapor and precipitation are entirely affected by the westerly belt, and there is no other direction water-vapor transport except westerly watervapor flux, hence, the northwest region is regarded as the westerly belt region. In the south and middle of the mountaili, water-vapor is mainly controlled by the southerly monsoon, 37.7% of the total watervapor is from the south, especially in summer, the southerly water-vapor flux accounts for 55.9% of the total, and furthermore the water-vapor content in the southerly flow is more than that in the westerly flow. The southerly monsoon water-vapor is influenced by the South Asian monsoon from the Indian Ocean and the plateau monsoon in the Qinghai-Tibetan Plateau, thus, the south and middle region is called southerly monsoon region. But in the northeast Qilian Mountains, the East Asian monsoon is the main climate system affecting the water-vapor. Besides west and northwest water-vapor fluxes, there are a lot of easterly water-vapor fluxes in summer. The frequency of easterly cloud motion winds in summer half year accounts for 27.1% of the total, though the frequency is not high, it is the main water-vapor source of summer precipitation in this region, therefore, the northwest region is a marginal region of the East Asian monsoon. On the other hand, atmospheric water-vapor, precipitation, and conver     

县级综合气象业务智能供电系统的设计及应用

该系统采用日本三菱PLC作为主要的控制核心,以中间继电器对系统信号进行采集及转化。系统主要由数据处理模块、市电监测模块、无线通信模块、远程控制器、语音识别模块、显示模块、传感器、切换输出模块和UPS电源组成。系统可以实现当市电停电后,自动启用发电机供电;当市电恢复正常时,自动恢复市电供电的功能。为了提高系统的稳定性,系统设有故障报警功能、远程复位功能和远程查询功能等,可实现市电与发电机无缝切换。有效避免了由于市电不稳定而导致气象数据丢失、延误、网络中断等,解决了基层气象台站的供电难题,特别是夜间,为综合气象观测、预报、预警服务提供了稳定的供电保障。     

气象信息共享平台的开发技巧

构建气象信息共享平台，即充分利用报纸、广播、电视、短信、互联网、警报器等载体，及时发布气象预报、预警，确保公众及时获得气象信息。通过研究气象信息共享平台及关键技术，为气象信息资源的整合与有效共享提供了技术解决方案。     

COMPARISONS BETWEEN DOPPLER AND SIMULATED FEATURES OF A SUPERCELL

Firstly, typical features of a supercell, which occurred in Guangzhou on August 11, 2004, are discussed by using the new generation weather radar data. V-notch, finger-echo, weak echo region, overhang and echo-wall are observed from reflectivity products. A vertical cross section of the radial velocity is made along the direction of the low-level inflow and across the maximum reflectivity core, which displays a part of strong updraft and downdraft. Secondly, a 3-D convective storm model is used to simulate the supercell. The maximum reflectivity and the core thickness of the simulated radar echo are 75 dBz and 14km, respectively. These values are more than the counterparts that are detected by radar. The reason is that attenuation is not calculated in the model. The wind field structure is also given when the storm is the strongest. Divergence, caused by thunderstorm outflow, is in the low level. In the middle and high level, convergence is dominant, but the plume is not simulated at the top. Finally, the evolution of the simulated vertical motion is documented. The interaction between the environmental wind and the updraft, which is formed by the convergence on the ground at the beginning, makes the storm stronger. Then, downdraft occurs and grows. When it becomes dominant, the supercell collapses.     

黄河源区域生态环境演变与对策建议

黄河源区是三江源自然保护区的重要组成部分,在全球气候变暖和日趋频繁的人类活动的共同影响下,黄河源区的生态结构受到严重干扰。通过对黄河源区域生态与自然环境演变特征研究进展的概括总结,从生态系统和物理环境2个方面归纳了黄河源区主要的生态环境问题：（1）植被、冻土和湿地生态系统不断退化;（2）气候暖干化、径流变化、土壤侵蚀、土壤沙漠化、土壤碳流失、鼠害和人为影响加剧。根据面临的生态环境问题提出了区域生态与自然环境保护的相应对策和建议：形成完善的生态补偿机制;加强生态环境保护立法;建立统一的监督管理机构;建立有效的执法队伍;划分功能区;发展生态旅游;强化全社会的环保意识。     

丹东地区沿海和山区降雪气候特征

利用丹东地区4个观测站1955—2010年逐年10月至翌年4月逐日降水量、天气现象、雪深等资料,对丹东地区南部沿海和北部山区降雪气候特征进行了分析,结果表明:丹东地区沿海和山区降雪初日、终日及初终日间隔日数、年降雪日数、年降雪量、降水相态、日最大降雪量、日最大积雪深度等平均特征不同。与山区相比,沿海降雪初期较晚,终期较早,初、终日间日数较短,年降雪日数和年降雪量相对较少。在丹东地区1955—2010年降雪时段平均气温升高趋势显著背景下,丹东地区降雪初期推迟、终期提前、初终日间隔日数缩短;降雪日数减少,其中雨夹雪日数所占百分比显著增多;降雪量减少,其中主要是纯雪量减少;日最大降雪量和积雪深度呈减小趋势;沿海和山区变化幅度不同。     

近40年黄河源区气候要素分布特征及变化趋势分析

用Mann-Kendall统计检验方法对黄河源区13个气象站点1959—1997年日照、气温、降水、蒸发的分布特征和变化趋势进行了分析,结果表明:近40年黄河源区年平均日照时数表现为微弱的下降趋势,空间分布呈明显的从北部向南部减少的态势,变化趋势从中部向西部、东部、北部逐渐减少;年平均气温呈明显的上升趋势,空间分布规律从西向东、从南向北逐渐增加,变化趋势为中部、南部地区上升趋势最小,北部、东部、西部上升幅度较大;多年平均降水呈较弱的下降趋势,空间分布规律从东南向西北逐渐减少,变化趋势表现为大部分地区降水量呈下降趋势;年平均蒸发量的下降趋势幅度较大,空间分布规律从北部向南部逐渐减少,变化趋势表现为大部分地区呈减少趋势,以北部地区最为明显。另外,本文也应用线性倾向估计方法对黄河源区各气候要素进行了分析,这两种方法得到的结果基本一致。     

中尺度大气数值模式发展现状和应用前景

对国内外当前一些先进的中尺度大气数值模式的发展现状,应用前景及发展趋势作了概要综述。其内容包括：模式动力学的改进,叫就度模拟系统特征,区域谱模 发展积云参数化和显式云物理方案,行星边界层参数化,大气辐射参数、四维资料同化,区域实时数值天气预报,中尺度数值天气预报应用前景及新一代中尺度模式发展趋势。     

中国北方近45年蒸发变化的特征及与环境的关系

对整个中国北方及东北、华北、西北区东部和西北区西部四个子区域蒸发皿蒸发时间序列的分析发现,近45年(1960—2004年)中国北方蒸发皿蒸发的下降趋势明显,并且在空间上从东北向西北的下降趋势逐渐增大。同时结合降水、相对湿度、日较差及日照等环境因子对过去45年的变化特征及与蒸发皿蒸发之间的关系进行了分析,结果表明:在中国北方,无论是在半湿润的东北区还是干旱的西北区,气温日较差和风速都是影响蒸发皿蒸发的最重要的因子,这可能是导致蒸发皿蒸发下降的主要原因;而降水、相对湿度、日照等的作用也不可忽视。     

沙尘暴热力结构的个例研究

利用民勤站L波段探空雷达2004年5月23—24日的一次强沙尘暴过程加密探测资料,从气象要素的垂直廓线和能量天气学两个方面,分析了沙尘暴发生发展过程中大气层结及其演变特征。结果表明：沙尘暴过境前,500hPa以下的高空风速较小,低层800hPa以下基本为偏东气流,中高层为偏西气流,沙尘暴过境时近地层风速明显加大,700hPa以下为西北气流,高层为西南气流;相对湿度在沙尘暴过境前,高层明显高于低层,而过境后,整层大气的湿度明显增加,且800hPa附近出现逆湿现象,沙尘暴过境前后整层大气相对湿度在垂直方向上的变化趋势基本一致。沙尘暴发生前,近地层气温较高,200hPa附近存在超低温现象,250hPa附近存在比较厚的下沉逆温层,随着沙尘暴过境,低层的气温显著下降,近地层约800hPa处出现逆温层,而250hPa处的逆温层逐渐减弱;地面气象要素的变化为：沙尘暴过境之前,地面气压比较低,温度较高,风速也比较小,而沙尘暴一到,顿时气压升高,风速猛增,温度下降;沙尘暴过境前,500hPa以下处于对流不稳定,过境期间饱和能差逐渐减小,不稳定能量由高层向低层传递,单站的垂直运动发展加剧;沙尘天气结束后．整层大气的结构基本稳定．不稳定能量衰竭,饱和能差进一步减小,整层大气湿度有了较大的增加。     

1960—2019年山西省地面风速变化分析

利用山西省1960—2019年108个地面气象观测站的风速观测资料,采用线性拟合、M-K检验等方法分析了近60年山西省地面风速的变化特征。结果表明:山西省晋西北及西部山区、晋中市北部、长治市东南部、运城盆地西南部等地风速较大,中部断陷盆地区风速较小;春季风速最大,冬季和夏季次之,秋季最小;近60年山西省年和四季平均风速变化趋势和阶段特征较为明显,20世纪60—70年代前期,风速为增加趋势,之后到80年代末期减少趋势明显,90年代开始风速减少趋势变缓;而冬季风速则自1990年之后显著增加。经M-K检验可知,年、春、夏和秋季平均风速突变时间点均在20世纪80年代初,年和秋季在1982年、春季和夏季在1984年;冬季则没有显著突变发生。     

华中区域极端降水天气形势及物理量异常度特征

选取1960—2012年间共139例极端降水个例,对其降水特征、天气形势及物理量异常度进行了分类对比研究。结果发现:华中区域极端降水主要发生在四种不同的天气形势下,即纬向型、经向型、台风西风带冷槽结合型和短波槽前低涡暖切型,其个例占比分别为42.4%,30.2%,17.3%,10.1%;台风西风带冷槽结合型在暴雨站数、极端降水站数、极端降水量平均值均居四类最大,纬向型和经向型次之,短波槽前低涡暖切型最小;低层水汽辐合、中低层上升速度、低层风场辐合及气旋性涡度,高层风场辐散和大气可降水量的异常比例超过50%,是极端降水物理量异常的共性特征。个性特征为:纬向型500 hPa比湿异常比例较高,经向型中低层暖平流异常比例较高,台风西风带冷槽结合型500 hPa正涡度平流和中低层比湿异常比例较高,短波槽前低涡暖切型与其他类比异常量更集中于边界层且大气可降水量异常比例低。此外,极端降水预报除了要关注物理量异常程度,降水的持续时间也是重要因素之一。     

建站至2016年四川气象台站元数据变动特征分析

利用四川现有156个国家级气象台站历史沿革数据,统计分析了沿革内容05～11项(台站位置、观测仪器、观测要素、周围障碍物、观测时制、观测时间、守班情况)变动情况。结果表明:从建站到2016年,四川气象台站05～11项变动总次数为42588次,平均每站变动273次,其中观测要素和仪器占变动总数的88%。观测仪器变动主要发生在1953、1960、1980、2003、2013、2015年,各观测仪器变化趋势接近,风速风向仪器变动最为频繁。四川省共有132个台站发生过迁站,迁移总数264次,占站点总数的85%,建站初期迁移台站较多,迁移距离一般较近,而2010年后迁移次数呈上升趋势,距离相对较远。      

成都地区城市化对气候影响的模拟研究

为了研究成都地区城市化对当地气候的影响,利用不同时期的下垫面土地利用类型数据和耦合单层城市冠层模型(UCM)的WRF（Weather Research and Forecasting）模式对成都夏季和冬季城市化效应进行了模拟研究,得到以下主要结论:1）成都地区城市化使夏季城区上空出现增温区域。城区地表气温升高约2.8°C,边界层高度升高约150 m,冬季地表气温平均升高约0.6°C,边界层高度升高约25 m。夏冬两季气温日较差均减小。2）受城市化影响,成都地区夏季和冬季2 m相对湿度减小,感热通量增加,潜热通量减小,且夏季变化程度强于冬季。3）城市化使地表的粗糙度增加,进而使夏季和冬季风速在城区减小,减小约0.1~0.6 m s?1,但夏季风速减小区域较冬季更大。城市化还使城市上空低层散度减小,辐合作用增强,垂直速度增大,夏季水汽往高层输送明显。4）夏季,城市化作用使日平均和白天时段降水量在城区的迎风区和下风区均增加,夜间降水量在下风区域增加,对迎风区域影响不明显。