藏东南色季拉山气温和降水垂直梯度变化

色季拉山气温和降水垂直梯度变化规律的研究能更好的了解色季拉山动植物分布随高度变化的生理生态特点,也为未来此区域流域水文模拟提供可靠的数据支持。根据色季拉山11个气象站2013-2018年逐日的平均气温和降水量(4-10月)数据,分析了色季拉山及其西坡和东坡的气温和降水量与海拔的关系。结果表明:(1)色季拉山、西坡和东坡2013-2018年各年气温递减率年际变化幅度小,平均气温递减率分别为0.60,0.71和0.55℃·(100m)^-1;(2)季节上,色季拉山气温递减率表现为冬春季高值,夏秋低值的特点,并且在色季拉山受印度季风影响强烈的6-9月季风期是相对的一个低值,这与青藏高原其他受印度季风区域的研究的结果一致;(3)坡向的对比发现,相同时段的气温递减率均表现为西坡的气温递减率均高于东坡的,这可能与西坡降水量比东坡少有关;(4)西坡2013-2018年平均年降水总量与海拔的相关性不显著,而东坡两者相关性显著,降水梯度为10.5 mm·(100m)^-1;(5)除西坡非季风期降水量随海拔升高而增加外,西坡季风期、东坡季风期和东坡非季风期的降水量随...     

Multispectrum Method and the Computation of Vapor Equation

ＭｕｌｔｉｓｐｅｃｔｒｕｍＭｅｔｈｏｄａｎｄｔｈｅＣｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｏｆＶａｐｏｒＥｑｕａｔｉｏｎ①ＪｉＺｈｏｎｇｚｈｅｎ（季仲贞）ａｎｄＷａｎｇＢｉｎ（王斌）ＬＡＳＧ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＰｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡ...     

带TVB限制器的RKDG方法与浸入边界方法在Euler方程中的应用

在求解Euler方程时,带TVB限制器的Runge-Kutta间断有限元(RKDG)方法是一种高精度、高并行效率的方法,而浸入边界方法是一种较新颖且对网格要求较低的方法,适用于处理复杂几何外形的边界.尝试了将上述2种方法结合起来求解Euler方程在笛卡尔网格上具有复杂几何外形的物体绕流问题,数个经典算例的数值结果验证了该方法的有效性.     

江苏秋冬季重度霾的分型研究

利用常规观测资料、探空资料和NCEP再分析资料对江苏秋冬季重度霾的环流背景、边界层特征、热力条件、动力条件及气流轨迹进行了分析,探讨重度霾的形成机制。结果表明,2014年秋冬季纬向环流较常年显著增强,500 hPa转西北气流对重度霾缓解有6-12 h的提前指示意义。重度霾发生时的地面形势可分为3类:均压区型、冷锋前部型和低压倒槽型。东路冷空气驱霾效果优于西路冷空气。重度霾发生时主要是贴地逆温,风速在4 m/s以下,霾消散前一致转北风,日变化明显,下午霾常有所减轻。逆温强度方面,低压倒槽型强于西路冷锋前部型,强于均压区型;逆温持续时间方面,低压倒槽型长于西路冷锋前部型,长于均压区型;逆温厚度方面,3种类型基本相当;东路冷空气影响时逆温消失。不同类型逆温强度不同可能与925 hPa和近地面的风向风速、锋前升温及气团源地有关。逆温层多在300 m以下,逆温强度为1-5℃/(100 m),近地层有浅薄湿区,相对湿度为40%-90%。动力条件方面,低层辐合下沉区域霾常加重,并伴有明显气流停滞区,区域过程累积风矢量和很小,在100-500 m/s范围内,不利于污染物的水平扩散。冷锋前部型气流输送的气溶胶主要来源于西北-华北地区,低压倒槽型则主要来自华南,均压区型主要来源于本地。通过研究江苏秋冬季重度霾的天气特征得到了一些有意义的结果,可为今后预报提供更多参考依据。     

采用隐式立方样条计算平流过程的数值模式及理想实验

本文介绍了一种用隐式立方样条求解平流方程的数值方法,并从理论上对其无条件稳定性进行了证明,在此基础上建立了一个在地形坐标系下的两维原始方程模式,模式在行星边界层参数化中引入了湍流动能方程,在模式顶部引入了吸收层.数值实验表明:模式有较好的计算稳定性,对较高的模式水平分辨率和复杂地形均有较强的适应能力;对复杂地形和下垫面非均匀热源条件下中尺度系统的模拟能获得合理的结果,并具有较高的精确度.     

基于本征微观态方法探究全球地表气压变化特征及其与降水的联系

利用ERA5和GPCP再分析资料及NOAA提供的气候指数,基于本征微观态和传统气象学方法,探讨了全球1950—2022年地表气压变化特征及其与全球降水和环流变化之间的关系。结果表明:全球地表气压的第一大本征微观态主要以南极一致性变化为主,与南极涛动显著相关;第二大本征微观态以北极一致性变化为主,与北极涛动和北大西洋涛动显著相关;第三大本征微观态在热带太平洋呈现纬向偶极子结构,与厄尔尼诺—南方涛动(EI Niño-Southern Oscillation,ENSO)联系紧密。不同本征微观态对全球降水的影响存在显著的区域性差异。第一大本征微观态处于正位相时,南极绕极环流增强,南半球高纬度地区降水增多,中纬度地区降水减少。第二大本征微观态处于正位相时对应北极降水增多,北大西洋及其周边地区降水减少。第三大本征微观态影响范围较广,主要表现为西太平洋降水减少和中东太平洋降水增多。     

基于DEMATEL及SWOT法的广西防雷事业发展战略探索

为进一步探索广西防雷事业长期发展思路,结合防雷减灾形势和实际环境,利用DEMATEL法、SWOT矩阵分析法系统分析其发展因素,建立SWOT矩阵,判断广西防雷事业以结合外部机会和内部优势的SO战略为主的战略地位,并提出相应发展战略要点.     

基于CA-FCM方法的飞机增雨效果检验及分析

采用河南省2013—2017年飞机增雨作业资料,利用CA-FCM方法进行增雨效果检验,以探究CA-FCM方法在河南区域飞机增雨效果检验中的合理性及适用性,并分析相对增雨率与季节、检验物理量、垂直积分液态含水量之间的关系。结果表明：CA-FCM方法应用于河南省飞机增雨效果检验,能够获得定量而合理的增雨效果。多数作业相对增雨率0%—40%,少数作业存在减雨效果。研究中春季、夏季、秋季相对增雨率分别为20.8%、22.4%、-22.6%。春季、夏季飞机增雨效果明显优于秋季,一半的秋季增雨作业呈减雨效果,这可能与作业云层可播性条件有较大关系,春季、夏季云层可播性条件优于秋季。显著性检验表明,65%的作业增雨效果显著。增雨作业区域的垂直积分液态含水量越大,相对增雨率显著增加。具有“作业前回波30—50 dBz”、“作业云层尺度较大”条件的作业,易产生一定增雨效果;作业云层回波20—30 dBz,易产生减雨效果;回波强度及面积的维持或增强对增雨效果有明显贡献。     

The Characteristics of Turbulence Structure and Transfer over the Middle Area of the Tibetan Plateau

In this paper, turbulent data obtained from the Damxung site during the Secondary Tibetan Plateau Science Experiment (TIPEX) in 1998 are used to study the characteristics of the turbulent spectra, turbulence transport, and the dissipation rates of turbulent kinetic energy, temperature variance, and humidity variance in the middle area of the Tibetan Plateau. The turbulent spectra of wind velocity, potential temperature, and humidity satisfy the-2/3 power law in the high frequency range. Horizontal transportation of heat and water vapor is negligible compared with vertical transportation under strong unstable conditions, and as the stability parameter z/L increases (where z is the observational height, and L is the Monin Obukhov length), horizontal transportation becomes dominant under near-neutral, neutral, and stable conditions. The non-dimensional temperature and humidity variances are 20% less than the temperature and humidity gradient variances. These deficits appear to increase as the absolute stability parameter increases. Moreover, the effects of turbulence transportation and pressure variance exist throughout the entire stability region.     

不同气候情景下华北平原蒸发与径流时空变化分析

基于中国气象局国家气候中心生成的IPCC第四次评估报告中23种气候模式的情景集成数据,采用Schreiber公式和Thornthwaite方法计算实际蒸发和径流,分析了2001-2060年SRES A1B、A2和 B1这3种情景下,华北平原气温、降水、蒸发与径流的时空变化。结果表明：未来华北平原气温呈升高趋势,且冬半年升温幅度大于夏半年;降水亦呈增加趋势,而冬半年降水增加幅度小于夏半年;与此相应,华北平原蒸发和年径流呈增加趋势,增幅和空间差异随时间推移而增大,到2041-2060年蒸发将上升7.1%～9.4%,径流将增加8.7%～10.7%。     

基于小波包分解和形态学融合的地基云图边缘检测

采用一种基于小波包分解和数学形态学融合的边缘提取方法用于地基云图的边缘检测．首先对图像进行基于小波包分解的边缘提取,然后对图像进行数学形态学的边缘检测,最后利用图像融合技术对两幅图像进行融合得出最优边缘图像．通过Matlab软件验证和比较,表明该方法实际使用效果较好     

三维变分同化雷达视风速的改进方案及其数值试验

用雨滴末速度改进了万齐林等2005年提出的一种直接同化多普勒雷达径向风和回波强度时空变化所包含的风场信息——视风速的变分同化方法。通过理论推导和尺度分析发现,中尺度系统中雨滴末速度具有较大的量级,故该项在雷达回波守恒方程中起着重要作用。在原方案的基础上考虑雨滴末速度的影响,可以避免云团的局地增长作用对视风速的干扰,视风速能更准确地表示雷达回波的平流信息。台风风神的雷达观测资料分析表明,改进方案计算的视风速分布紧密、有规则,能较好地表现台风云系内的中尺度辐合辐散结构。运用中国气象科学研究院研发的三维变分同化系统(GRAPES-3D-Var)进行了一组模拟观测试验表明,改进方案的水平风场增量和位势高度增量都与模拟观测减自由积分的差值场相似,呈偶极型环流,径向风的垂直变化也得到明显改进。改进的视风速与径向风共同反演出的大气水平风场更准确。原方案的模拟观测试验则不能表现出以上特征。使用改进方案同化广州雷达观测资料后,敏感性试验的初始场中台风的中心位置与实况观测更接近,初始风场的气旋性环流更明显。敏感性试验模拟的6h降水分布与实况观测更相似,降水中心强度较小,但优于控制试验。     

辽河流域水生态功能一级分区指标体系与技术方法

流域水生态功能分区是实现流域综合管理的重要基础,也是水环境管理由水质目标管理向流域水生态管理转变的重要依据。根据辽河流域大尺度水生态空间格局分异的自然属性,结合国内外相关生态环境分区的研究进展,通过对辽河流域水热比（P/T）、径流深（RD）、数字高程（DEM）、多年归一化植被指数（NDVI）和水文地质（RP）等自然因素、河流水环境因子及水生生物指标的典型相关分析（CCA）,筛选出DEM、RD、RP、NDVI指数作为水生态功能一级分区的主要因子,并依此建立了辽河流域水生态功能一级分区指标体系与分区技术方法。结果表明：辽河流域可分为4个水生态功能一级区,即西辽河上游内蒙古大兴安岭东南—冀北山地丘陵水生态区、西辽河中下游西辽河平原水生态区和辽河中下游平原水生态区及浑河—太子河上游山地丘陵水生态区。辽河流域多年历史数据与野外水生态调查数据分析表明,流域内鱼类聚类分析结果与水生态功能一级分区结果在空间分布上具有较好的吻合性。水生态功能分区结果为辽河流域水生态综合管理提供了科技支撑,同时也为中国水生态功能分区技术方法的制订提供了参考依据。     

The Boussinesq-BO equation for algebraic gravity solitary waves in baroclinic atmosphere and the research of squall lines formation mechanism

The gravity solitary waves are a kind of waves which are caused by the disturbance of static equilibrium. The nonlinearity concentration of the gravity solitary waves makes the energy assemble together and forms disastrous weather phenomena, such as squall lines. By the calculation condition and theoretical method limit, previous studies tried hard to reduce the variable numbers and discussed the gravity solitary waves in barotropic atmosphere, but the baroclinic problem of atmosphere is inevitable topic. In this paper, from the basic kinetic equations in baroclinic non-static equilibrium atmosphere, by using multi-scale analysis and perturbation method, a new model is derived to describe the algebraic gravity solitary waves, we call it Boussinesq-BO equation. Comparing with the former models, the Boussinesq-BO model can describe the propagation process of waves in two directions and is more suitable for the real atmosphere condition. With the help of the trial function method, an exact solution of Boussinesq-BO equation is obtained and the fission property of algebraic gravity solitary waves is discussed. Finally, we can find that the fission of algebraic gravity solitary waves is also a possible formation mechanism of squall lines.     

北半球温带气旋活动和风暴路径的年代际变化

基于欧洲中心再分析数据ERA40的海平面气压场和高度场,本文分别采用拉格朗日和欧拉方法研究分析了1958～2001年北半球的不同季节温带气旋活动和风暴路径的年代际变化,以及可能的原因.以客观判定和追踪温带气旋为基础的拉格朗日方法得到了北半球的两个温带气旋主要活动中心,即北太平洋地区和北大西洋/北美地区,同时以500 hPa位势高度天气尺度滤波方差为基础的欧拉方法得到了同主要气旋活动中心相吻合的两条风暴轴.研究表明,44年中北大西洋/北美地区温带气旋活动北移加强,以春季最为显著.风暴轴也同样存在着向极移动并加强的特征,并且温带气旋和风暴路径两者移动趋势的相关性很高.作为一个典型地区,北大西洋/北美地区的气旋活动体现了风暴路径的北移,以及温带地区向极地的扩展.但有意思的是北太平洋的情况完全不同,即北太平洋地区的温带气旋活动和风暴轴向低纬度偏移并加强,以春季的南移趋势最为显著.对于此结论,两种方法也有很高的统计相关性.虽然大量研究表明北半球整体上呈现出风暴路径北移的变化特征,但对于具体地区情况有明显差异.另外,400 hPa最大Eady增长率和气旋活动频率的经验正交展开函数 (EOF) 第一模态的空间分布和时间序列非常相似,北太平洋地区和北大西洋地区风暴路径相反的变化趋势很可能同其大气斜压性的同位相的变化有着密切的关系.这也从另一个方面支持了本文对温带气旋和风暴路径年代际变化的分析.     

SDSM统计降尺度方法对江淮地区地面气温模拟能力评估及其未来情景预估

运用SDSM统计降尺度对江淮地区五个代表站点进行统计降尺度研究,应用独立观测资料验证发现统计降尺度模式具有一定的可靠性.在A2排放情景下,对5个测站的未来情景研究发现,到21世纪中叶,各测站普遍增温1.5℃左右,到本世纪末,增温幅度在4℃左右.这一结论与LMDZ动力降尺度模式结果基本一致,但统计降尺度的模拟值要略高于动力降尺度.     

三种大气可降水量推算方法结果的比较分析

以湖北省为例,分别用气象探空资料累加计算、地面气象资料推算(又有两种)、地基GPS探测资料反演等三种方法计算出该省空中水汽资源含量,并以探空法计算的水汽资源含量为基准来评估其他两种方法计算结果的偏差情况.结果表明:(1)与探空法计算结果相比,地面法计算结果偏小,恩施、宜昌、武汉等3站年平均空中水汽资源含量分别只偏小4.7%、2.9%、5.4%,且两种推算方法计算的月空中水汽资源含量变化趋势一致;(2)宜昌站GPS法比探空法计算结果偏大5.6%,同期地面法比探空法偏小3.5%;(3)对于有降水日的有效空中水汽资源,地面法、GPS法推算的整层水汽含量与探空法计算结果分别相差-1.4%和8.4%.可见地面法和GPS法推算空中水汽资源精度均比较高,可满足空中水汽资源推算要求,且站点多,从而可有效弥补探空站少的不足.总体上GPS法推算空中水汽资源精度略低于地面法,还可在今后应用中进一步订正优化.     

基于FY-2G产品的江西省总云量最小二乘法建模与分析

使用2016年1月至2018年12月FY-2G卫星逐小时总云量产品和江西省26个测站的地面总云量观测资料,分析了两者在江西地区相关性的时空分布特征。结果表明:江西地区卫星总云量和地面观测总云量在数值和演变趋势上一致性较好,两者的总体相关系数超过0.60,但空间分布不均匀,大型水体(鄱阳湖和柘林湖)附近相关系数较低,低于0.45,江西省南部地区相关系数也不高,低于0.50。两者的相关系数在时间上也分布不均,其中14时的相关系数最高。此外,基于FY-2G卫星总云量产品和最小二乘法采用分段建模的方式,构建了江西省地面观测云的回归模型,且模拟的地面总云量在数值和演变趋势上更加接近观测的地面云量。     

四子王旗冬季采暖期和采暖强度的变化分析

利用四子王旗1971—2015年(10月至次年4月)日平均气温资料,通过线性趋势分析方法、度日法和MannKendall方法,分析近45a四子王旗采暖强度、采暖期长度、采暖初日和采暖终日变化特征,根据《民用建筑采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019—2003)的规定确定了理论采暖的初日和终日。分析结果表明:近45a来,四子王旗冬季采暖初日在推迟,终日无明显变化;采暖强度呈显著减少趋势,变化速率为-77.04%;采暖期长度呈现下降趋势,但是下降趋势不显著。     

全国碳交易下中国钢铁行业的基准线法研究

自2011年来,中国碳排放权交易机制不断健全完善,其中基准线法被确定为全国碳交易初始配额分配的主要方法。钢铁行业作为仅次于电力行业的第二大碳排放部门,加快对其开展基准线法碳交易的测算、设计和评价,对纵深推进全国碳交易市场建设具有重要意义。文中基于2018年钢铁企业直报的温室气体排放数据和单位产品碳强度这一关键指标,确定了中国钢铁行业开展全国碳交易的基准线方案。结果显示,钢铁行业碳交易基准线应包括炼钢及之前的6个工序,基准值宜采用效率较高的前70%至80%范围内的企业碳强度均值,在配额确定时无需考虑行业区域差异,但针对企业间碳强度差异较大的工序应设立从历史法到基准线法的过渡期。