卫星遥感结合气象资料计算的西北干旱区地面感热特征分析

选取1981年7月-2006年12月美国国家海洋和大气局(NOAA)系列卫星观测的归一化植被指数(NDVI)资料和Ch-INDV参数化关系式,计算了我国西北干旱区84个测站历年各月的地表热力输送系数Ch值和地面感热通量序列,得到如下主要结论:(1)西北干旱区地面感热通量实际计算值与ERA-40再分析感热资料相比,两者在数值大小、分布形势和年际变化趋势上均较一致,感热实际计算值的空间分布更明显地突出了各气象站所在区域的局地特征。(2)西北干旱区地面感热输送呈单峰型年变化特征,春、夏季非常强,秋、冬季较弱;大部分区域全年均为正值,地表为感热源。(3)以97.5°E为界,西北干旱区东、西部具有不同的年际变化趋势,东部的地面感热四季均有逐年增加的趋势,而西部秋、冬季逐年略有增加,春、夏季逐年减弱明显,气候倾向率分别为-1.15 W.m-2.(10a)-1和-2.08W.m-2.(10a)-1。(4)西北干旱区地面感热输送具有明显的年代际变化特征,1980年代总体偏强,1990年代总体偏弱,2000年以来,西北地区中部的感热输送偏弱,东、西部除个别测站外均偏强。(5)西北干旱区的感热变化并不只由地气温差的变化来决定,它与地面风速和地表状况的变化也有较强的依赖关系。在冬季,主要响应地气温差的变化,春季地面风速和地气温差的影响作用同等重要,夏季以地面风速的影响为主,地气温差的影响次之,秋季与夏季相反。另外,夏季地表状况对感热的影响作用也不容忽视。     

陕西人工气象站与自动气象站气温对比分析

根据国家气象中心气候资料中心1999年制定的《对比观测期间监测资料评估技术方法》．对陕西2003-2005年64个人工气象站和自动气象站气温资料对比分析。结果表明：两种仪器在气温相对较高时的偏差较大;两种仪器之间存在系统性偏差．但偏差因站而异;大部分台站的气温年对比差值及粗差率在允许范围内,说明自动站温度仪器较稳定。     

青藏高原多,少雪年后期西北干旱区降水的对比分析

利用１９５７－１９９０年高原地区的雪深,地面气温,地温以及西北干旱区部分站强降水量资料等,进行了高原地区多,少雪年积雪特下,地震热状况以及西北干旱区的期降水量的对比分析和相关分析。     

青藏高原OLR异常与中国西北干旱区气温的关系

利用中国西北地区82站地面气温资料和NCEP再分析月平均地气系统射出长波辐射（OLR）资料,采用EOF、合成分析、相关分析方法,分析了干旱区气温与青藏高原OLR的关系,结果表明：（1）青藏高原OLR第一模态的高值区相对集中在藏北高原,冬季偏西,春季向东移动,夏季最东在唐古拉山西段。OLR异常影响干旱区的气温。其中,1月...     

观测时间对自动气象站和人工气象站气温资料的影响分析

自动气象站(简称自动站)和人工气象站(简称人工站)气温资料的差异分析对自动站使用后与原来人工站气温资料的衔接有重要的意义。在诸多分析自动站和人工站观测资料差异的文章中,认为观测时间的不一致是造成二者差异的主要原因之一。汉中国家基准气候站自2003年运行地面自动观测     

我国飞机观测气温和常规高空观测气温的对比分析

对2006年1月至2009年12月的飞机观测气温资料进行了质量控制,在此基础上通过其和常规高空气温资料的对比分析对飞机观测气温的可用性进行了评估.我国绝大部分飞机观测资料由B737-800和B737-700型飞机观测而得.统计结果表明:两种型号飞机的观测气温和常规高空观测气温的差值分布存在一定差异;差值呈准对称分布,64%的差值分布在-1℃至1℃;不同高度层上的差值不同.相对于常规高空观测气温,飞机观测气温值在700 hPa及以下偏低,在500 hPa及以上偏高.飞机观测气温和常规高空观测气温的差值大小和飞机型号及飞行状态有关.以北京地区的资料为例,利用北京首都机场上空飞机观测气温统计得到的月值和北京探空站常规高空观测气温月值没有显著性差异,各层次、时次的月值差异基本维持在-1℃至0.5℃之间.     

西北干旱区夏季水汽收支特征及对气温异常的响应

利用欧洲中期天气预报中心（ECMWF）提供的1979—2016年ERA-Interim再分析资料分析了西北干旱区（35°N～48°N，80°E～106°E）夏季水汽收支特征，并通过环流合成分析进一步揭示了气温异常对西北干旱区水汽收支的影响。结果表明：西北干旱区夏季大气水汽含量和水汽净收入均为增加趋势。气温和东边界、北边界以及南边界的水汽通量均在20世纪90年代后期发生显著调整。升温主要使西北干旱区东、南边界的水汽支出减少，进而导致水汽含量增加。气温异常调整环流异常，从而使对流层中下层风速变化，进一步影响西北干旱区各边界的水汽输送。其可能影响机制为气温偏高时，印度西南季风加强，使南边界偏北风减弱，导致水汽支出减少；蒙古异常反气旋加强使东边界、南边界东部和北边界的中低层风速减小，导致东边界、南边界东部水汽支出和北边界水汽收入减少。     

自动站与人工观测常规气象要素差异对比分析

利用青海省海西州所属气象站人工与自动平行观测资料,统计分析气温、气压、相对湿度、风要素观测差异,探讨差异产生的原因。结果表明:自动站与人工观测常规气象要素均存在一定的差异,自动站气温、风普遍高于人工站观测值,气压、相对湿度自动站观测大多低于人工观测值,没有一个站各要素偏差都在评估允许范围内的;观测仪器结构与观测原理的不同、观测时空差异、观测方式的不同是造成偏差的主要原因。     

卫星遥感结合地面观测资料对中国西北干旱区地表热力输送系数的估算

本文利用黑河野外试验 (HEIFE) 地面观测资料, 采用空气动力学方法计算了干旱区内不同下垫面的地表热力输送系数CH, 结合由美国国家海洋和大气局 (NOAA) 系列卫星遥感观测的反映地表植被特征的归一化差值植被指数 (NDVI) 资料, 经拟合得到了针对我国西北干旱区不同下垫面的CH-NDVI参数化关系式, 并对此关系式进行了合理性检验。结果表明: 对于区域尺度而言, 在缺乏用其他方法获得较准确的区域CH值的情况下, 利用卫星遥感结合地面观测资料对其估算是较为可靠的方法。     

西北地区干、湿夏季的前期环流和水汽差异

用西北地区夏季 (6、7、8月) 共19个站降水量观测资料以及NCEP/ NCAR 1958~1997年再分析全球月平均网格点前期 (春季) 资料, 选取西北地区周边范围内夏季干、湿年的前期春季各个物理量场进行相关统计分析, 结果表明前期春季影响西北地区夏季干、湿的相关区域环流特征和水汽特征有显著差异。     

我国西北干燥区地面气象站观测环境代表性思考

气候观测环境代表性和观测资料质量是开展大尺度气候变化监测和研究的前提。为了解我国干燥区气象观测环境变化和台站代表性,作者对河西走廊和北疆九个国家级气象站观测环境开展了调研。本文介绍了调研了解到的情况,并结合先前研究结果,从气候变化监测和研究的视角,讨论了西北干燥区地面观测站代表性问题。目前我国西北地区气象站地面观测,对于干燥区的城市和绿洲区域气候及其变化,具有较高的代表性,但对更广大的荒漠和半荒漠背景气候及其变化,代表性仍显不足。作者发现,早先研究中指出的北疆等地区城镇站地面气温序列负向城市化影响,应与观测场周围局地甚至区域尺度绿洲扩大有直接联系,较难反映绿洲以外干燥区地带性气温变化。针对地面观测环境调研所发现的问题,文章最后提出了几点建议,希望对未来国家基准气候站网设计和建设提供一定参考。     

西北区秋季短期气象要素客观预报检验评估

应用数值预报释用技术,建立了西北地区短期气象要素客观预报系统。本文使用系统的客观预报资料,结合实时气象观测资料,对2006年秋季气温和降水量的客观预报进行检验评估。结果表明,系统对连续性变化气象要素最高气温、最低气温的预报效果较好,预报准确率达到70%左右,在天气预报业务中具有较明显的指导作用,而对非连续气象要素降水量预报效果较差,预报准确率约34%。气温预报的好坏与大气的稳定程度关系较为密切,降水量预报准确率的高低与相对湿度关系较为密切。分析认为按月建立的气温预报方程,其预报准确率较按季建立的方程可提高10%以上。     

城市化对长沙市两气象站气温记录的影响

为深入认识城市对其附近气象站气温的影响,采用位于长沙市区东部和西部两个气象观测站的2007-2009年的逐日气温、风向和风速资料,结合地表覆盖特征数据,对比分析了两站气象记录差异,并通过改进的城市影响指数模型估算了气温资料中的城市影响偏差。分析显示：（1）2007-2009年东、西气象站逐月平均气温（T_mean）、最高气温（T_max）和最低气温（T_min）差异很大,最大差异分别可达0.90℃、0.83℃和1.34℃;（2）受城市及风向的影响,两气象站的逐月城市影响指数（K）差异较大,东、西站平均K值分别为2.01和1.50,年内同一台站的K值存在季节变化规律;（3）两站逐月△K与△T之间存在极显著正相关关系;（4）东、西两站2007年T_mean中的城市增温最大,分别达0.63℃和0.45℃。城市附近气象站气温记录受城市规模、风向和风速等因素影响明显,在分析长历时气候变化特征和利用站点记录数据进行空间分析时,有必要对气温数据进行订正。     

西北干旱区夏半年深厚的混合层与干旱气候形成

为了更好地理解西北干旱区大气混合层(ML)厚度的变化特征及其对当地干旱气候形成的影响,我们利用张掖和民勤站夏季及相关月的实测探空资料及T-log P图解法,首先计算了该两地逐日ML厚度,然后分析并讨论了它的时空间变化特征、与干湿天气气候的关系,以及夏半年的深厚ML,对加剧当地干旱气候的影响.结果表明:(1)河西中东部ML厚度的年变化及地区差异明显.冬季最浅薄,夏半年深厚(特别是5、6月),4月及10月分别是ML急剧增厚及变薄的过渡期;同时,更靠近西北干旱区中心的河西西部及北部的ML更深厚.(2)夏季干(湿)天气通过加强(减弱)地气间的感热交换和干对流,而明显影响当地的ML厚度.平均而言,以高温日最深厚,千日次之,小雨日再次之,而中强雨日最浅薄.千年夏季的ML厚度平均比湿年的对应值增厚300 m左右.夏季典型千日的ML厚度比雨日厚3000 m,典型干日的ML厚度昼宿变化不大.(3)反过来夏半年深厚的ML也通过增加雨滴蒸发损耗,减少了干旱区的降水,加剧了当地干旱的程度,因此夏半年深厚的ML也是形成干旱气候背景的成因之一.     

那曲站与其相邻野外站气象要素的对比分析

利用1955-2009年西藏那曲气象站(NQ站)和2001-2009年BJ野外气象站(BJ站)的观测资料,对NQ站和BJ站气温、风速的变化特征进行了对比分析。结果表明,BJ站的年平均温度和最低温度均低于NQ站,年平均风速反之;两站(NQ站-BJ站)温度差的增长率依次为最低温度(0.117℃.a-1)>年平均温度(0.034℃.a-1)>最高温度(-0.014℃.a-1),年平均风速为0.076m.s-1.a-1;以青藏铁路正式通车的2006年为界,2001-2005年和2006-2009年分别为人类活动影响较弱期和较强期。人类活动影响较强期与较弱期相比,两站温度差异增加的幅度依次为最低温度(0.512℃)>年平均温度(0.152℃)>最高温度(-0.025℃),年平均风速为-0.198m.s-1。     

苏尼尔水文站气象要素对比分析

根据苏尼尔水文站新气象站与原气象站2007年10月—2008年9月的气温、降水量、水面蒸发量等同期观测资料,分析了各气象要素随位置及地形的变化特征。结果表明,气温随高度升高而降低,降水量随高度升高而增大;新气象站位于苏尼尔河出山口,受地形因素影响,风速相对较大,大风出现频次高,蒸发量较大,大多数月份没有出现蒸发量随高度升高而减小的变化趋势。     

靖西县气象观测场环境变化对气象要素的影响

通过对靖西县1957～2008年部分气象要素的对比分析,发现从1957年至1998年后观测场周围环境逐年恶化,年平均气温、最高、最低气温上升,平均相对湿度下降,雾日、大风日、日照时数减少,SE主导风向受阻,目测项目的准确性受到影响。     

气象站迁站前后主要气象要素的差异性分析及对预报服务工作的影响

利用河南近年来7站迁移后新旧站观测资料,采用通用的差值统计方法,分析新旧站观测资料的差异,评估台站迁移对预报服务工作的影响。统计结果显示:新、旧测站平均气温年差值7站平均为-0.8℃;相对湿度年差值平均为5.4%;平均风速年差值平均为0.6 m/s,风向相符率最小为29%,最大为62%,大多数台站风向相符率均未超过50%。新站址气温低于旧站址的,相对湿度、平均风速大于旧址的,新、旧站址风向一致性较差。迁站对最低气温的影响大于对平均气温及最高气温的影响。由于台站旧址受破坏程度、周边障碍物方位和距离、下垫面性质及新与旧站址间距离、高差等的不同,迁站对气象要素的影响也不尽相同。预报员在作预报时,应充分考虑新旧站气象要素的差异。     

利用无人机探测台风海鸥的气象要素特征

2008年7月18日对0807号台风海鸥进行了无人机探测工作。该次探测为中国大陆首次利用无人机直接向台风中心方向飞行, 进行台风基本气象要素的探测。无人机对台风海鸥进行了近4 h的飞行探测, 飞行高度为500 m, 距台风中心最近距离为108.4 km, 成功获得了探测时段内的温度、气压、相对湿度、风向、风速及海拔高度等基本气象要素数据。结果表明:气压和海拔高度呈显著性相关 (r=-0.98);距离台风中心越近, 气压越低, 风速越大, 温度也呈明显下降趋势; 地面至300 m的平均温度梯度为-1.02 ℃/100 m, 300~500 m的平均温度梯度为-0.46 ℃/100 m, 近地面的温度随高度变化较大; 探测时段内, 风速最大值为22.3 m/s, 平均值为15.1 m/s。