热带内外地区环流季内变化的相互作用特征 I. 诊断分析研究

基于ECMWF客观分析资料，本文分析了１９８３／19８４和１９８６／19８７两个典型年份冬季东亚地区季内低频域中热带内外地区的季风环流、热带对流及低频波能之间的相互作用特征，强调了东亚冬季风对于这种相互影响的重要激发作用，同时指出热带地区积云对流可以是联系季内热带内外地区相互作用的一种重要的衔接因子。     

数据同化/卫星反演/数值预报相互循环作用系统

介绍数据同化／卫星反演／数值预报相互作用的一种方案，将原来相互独立进行的操作组成为相互作用的循环系统。国家卫星气象中心（ＮＳＭＣ）和国家气象中心（ＮＭＣ）联合开发这个项目，其目的是改善我国卫星探测反演及其在业务数值预报中应用的情况。该文首先介绍相互作用循环流物基本原理，以及的分析／预报模式和卫星反演的方案，然后给出国家卫星气象中心和国家气象中心联合试验的阶段性成果。研究试验表明，相互循环作用方案有     

1998年东亚夏季风环流相互作用的低频耦合模态及其位相特征

利用1998年SCSMEX试验期降水观测资料和NCEP／NCAR再分析资料，将物理量场在降水EOF分析得到的时间系数上展开，分析东亚夏季风环流低频变化特征。在揭示环流及我国东部降水异常观测事实的基础上，研究了它们之间相互作用的低频耦合模态及其可能机理，并讨论了低频位相变化与长江流域降水的关系，指出暴雨期次级环流是高低空环流相互作用的可能纽带。     

1994/1995年ENSO事件的诊断分析

根据热带大气海洋状况的监测资料，诊断分析了１９９４／１９９５年ＥＮＳＯ事件发生的特殊气候背景，“事件”的发生发展过程和特点，及其对世界天气气候的影响，为热带海－气相互作用和ＥＮＳＯ事件的理论研究，模拟和预测提供较详细的观测资料和分析事实。     

热带气旋对副热带高压短期时间尺度变化的影响

文中用ＮＣＥＰ／ＮＣＡＲ逐日资料对西太平洋副热带高压的短期时间尺度演化进行了诊断研究，接　着对诊断结果进行了理论分析，并用一个正压原始方程模式实施数值试验。结果表明，　副热　带高压南侧东风气流中的热带气旋及其频散生成高值系统与副热带高压的相互作用，可以形　成台风北上副热带　高压断裂后的纬向非对称流型和脊线与纬圈斜交的现象；同时讨论了存在这种相互作用的约　束条件。     

陆面水文过程研究进展

本文回顾了近年来中国科学院大气物理研究所在陆面水文过程的观测、模式发展以及陆气相互作用研究等方面所取得的重要研究成果。首先概述了近年来在中国区域所开展的陆气相互作用野外观测试验,通过资料分析揭示了国际上现有陆面模式对干旱／半干旱地区陆气相互作用模拟的偏差,指出典型干旱／半干旱区陆面过程参数修正的必要性;随后重点描述了陆面过程模式中积雪覆盖度和冻土参数化方案的发展,中国区域土壤湿度的时空分布特征及其对区域气候的影响,以及中国区域大尺度水文模式的研制和应用等;最后给出了陆面水文过程研究的趋势和发展方向的展望。     

热带太平洋风应力距平场的主振荡型分析

利用FSU（Florida State University）风应力逐月资料，运用POP方法，分析了热带太平洋地区风应力异常场结构与ENSO的联系。结果显示：纬向风应力有35、47和57月周期的传播型振荡；经向风应力有28和38月周期的传播型振荡。得到纬向、经向风应力传播型与ENSO振荡的耦合关系。同时指出，对El Nino／La Nina这样的大尺度海气相互作用现象的时空演变，应注重多种振荡混合的作用，而不应只分析单一模态的作用。风应力异常的局地振荡对El Nino／La Nina的影响也不应忽视。     

关于阻塞形势演变过程中波数域能量的诊断分析

本文对北半球冬季维持时间较长的三次阻塞形势形成前的纬向平均西风变化以及阻塞过程中波数域动能及其转换进行了诊断分析。分析结果表明：在阻塞形势形成前，由于波流相互作用，使得平均流减弱，并且波流相互作用在太平洋地区和大西洋地区有不同的特点；分析结果还表明：阻塞形势维持期间，由于波波相互作用，行星波异常增幅；而在崩溃期间，也主要通过波波相互作用使得行星波动能减少。     

利用卫星云图变分同化初始场对热带气旋路径影响的数值试验

通过奇异值分解方法研究了热带太平洋对流活动(OLR)和海温SST的相互关系。结果表明，两场间具有高度的相关性。赤道中、东太平洋和赤道西太平洋上存在类似偶极子型的两个符号相反的显著相关区。ENSO期间，两区对流活动变化趋势相反，由两者之差建立对流涛动指数COI(Convective activities oscillation index)。并以1997／1998年暖事件和1998／2000年冷事件为例分析了COI在ENSO监测中的作用。分析表明，COI能够较好地反映海气相互作用信息，同其他指数相比，具有一定的优越性，是一个较为完善的ENSO监测指标。     

华南地区大气气溶胶质量谱与水溶性成分谱分布的初步研究

利用１９８４年夏季的ＥＣＭＷＦ／ＷＭＯ逐日资料及ＯＬＲ资料，采用带通滤波方法，分析了南海对流活动对北半球中低纬大气环流的影响。结果表明，南海对流活动的低频变化对我国南方地区的大气环流有显著影响，南海对流活动首先影响印尼附近的上升支的强度，然后通过南北半球中低纬地区对流活动相互作用影响西太平洋副热带高压的强度和位置，从而影响我国南方的天气。     

湖北地基GPS大气可降水量变化特征分析及应用

利用探空资料、地基GPS/MET水汽监测资料,对恩施、宜昌、武汉三站地基GPS反演大气可降水量(GPS Precipitable Water Vapor,GPS/PWV)与探空进行了对比,表明GPS/PWV与探空RS/PWV具有良好的一致性。湖北省17站3 a GPS/PWV资料分析表明,GPS/PWV具有明显的月变化及日变化特征,分布具有从南往北逐渐递减,从西至东逐渐增加的特点。强降水个例分析表明GPS/PWV峰值略早于降水以及雷达回波峰值出现时间,高时空分辨率的GPS/PWV配合雷达对天气形势的分析以及降水的判断有一定的指导作用。     

中国自动土壤水分观测网运行监控系统建设

运行监控系统是全国自动土壤水分观测网观测数据分析和观测设备维护保障的实时业务平台,系统建设是全国自动土壤水分观测网建设的重要组成部分。系统采用C/S与B/S相结合的方式设计,总体功能包括设备运行状态监控、探测数据质量监控、探测产品分析显示、维护维修管理、站网信息管理和综合分析评估等6个功能模块。从系统结构、系统实现的主要功能以及系统建设所采用的关键技术等方面全面介绍中国自动土壤水分观测网运行监控系统的建设情况。     

新疆阿勒泰地区大到暴雪日数气候变化特征

基于新疆阿勒泰地区7个测站1961-2011年逐日降水量,运用线性趋势法、Cubic函数、M—K突变检验、R／S分析、Morlet小波变换法,研究了该地区大到暴雪日数的气候特征。结果表明：该地区大到暴雪日数沿阿尔泰和萨吾尔山脉较多,河谷平原较少,阿勒泰站为大到暴雪高发区,福海站为低发区,11月发生频次最高;各站中,除阿勒泰和福海站变化不显著外,其它站均呈显著增多的趋势;Cubic函数拟合显示：1980年代末到1990年代初大到暴雪日数发生了由少到多的转型,各站在1980年代中期到1990年代初发生了转型,但没有发生突变;Morlet小波分析表明,大到暴雪日数存在着显著的年代际和年际尺度的周期变化;R／S分析表明,在未来该地区大到暴雪日数将逐渐转为减少的趋势,尤其是吉木乃和阿勒泰站。     

The Structure and Rainfall Features of Tropical Cyclone Rammasun （2002）

Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) data [TRMM Microwave Imager/Precipitation Radar/Visible and Infrared Scanner (TMI/PR/VIRS)] and a numerical model are used to investigate the structure and rainfall features of Tropical Cyclone (TC) Rammasun (2002). Based on the analysisof TRMM data, which are diagnosed together with NCEP/AVN [Aviation (global model)] analysis data,some typical features of TC structure and rainfall are preliminary discovered. Since the limitations of TRMM data are considered for their time resolution and coverage, the world observed by TRMM at several moments cannot be taken as the representation of the whole period of the TC lifecycle, therefore the picture should be reproduced by a numerical model of high quality. To better understand the structure and rainfall features of TC Rammasun, a numerical simulation is carried out with mesoscale model MM5 in which the validations have been made with the data of TRMM and NCEP/AVN analysis.     

回归诊断在梅雨期大到暴雨预报中的应用

应用回归诊断方法分析发现，梅汛期大到暴雨回归预报模型的残差分布存在着不对称现象，这种不对称现象是由高杠杆点所引起。这些高杠杆试验点的残差存在着统计天气预报意义上的不合理性，导致了回归系数LS估计的误差，从而又引起暴雨预报的误差。针对这些问题提出了大到暴雨的回归诊断预报模型。实例计算说明，回归诊断预报模型要优于常规回归预报模型。进一步分析指出，梅汛期大到暴雨回归预报模型的不合理性并非个别例子的特殊性所造成，而是由模型的数学特点所决定，因此大到暴雨的回归诊断预报模型具有普遍意义。大量的试验和多年的业务应用表明，回归诊断对提高大到暴雨预报准确率具有明显的效果。     

海南岛中低纬冷暖系统相互作用下的非台暴雨分析

通过对1993年～2002年共10年的天气资料分析发现,在海南,中纬度的冷空气与低纬度在南海上活动的低压之间的相互作用,是秋季产生非台暴雨的非常重要的环流形势;同时发现,低空急流的存在与暴雨的产生有密切联系。并且对2000年10月13日～15日的暴雨过程利用T106物理量场诊断分析,说明暴雨形成的原因。     

RELATIONSHIPS BETWEEN DIFFERENT TROPICAL CONVECTIVE ACTIVITIES AND LOW FREQUENCY WAVE－MEAN FLOW INTERACTIONS

Based on ECMWF objective analysis data, and with use of Batterworth bandpass-filtered skill and diagnostic analysis method, the interaction characteristics of low frequency wave and mean flow in midlatitudes during the winter years of 1983 / 1984 and 1986 / 1987 have been studied in this paper. The main results point out the important role of the tropical convective activity on the above mentioned interaction process.     

空间非均匀加热对副热带高压形成和变异的影响Ⅱ:陆面感热与东太平洋副高

在文献［４］尺度分析的基础上,通过对 Ｎ Ｃ Ｅ Ｐ／ Ｎ Ｃ Ａ Ｒ 月平均资料的分析,并利用 Ｉ Ａ Ｐ／ Ｌ Ａ Ｓ Ｇ Ｇ Ｏ Ａ Ｌ Ｓ全球气候模式进行模拟和试验,研究了东太平洋北美地区副热带高压主体的形成及变化规律。基于全型垂直涡度方程的诊断分析指出,北美陆地的表面感热通量是决定该地区副热带高压中心位置及其季节变化的关键因素。数值模拟和敏感性试验进一步表明,夏半年陆面感热加热是导致１０００ ｈ Ｐａ 太平洋副热带高压及５００ ｈ Ｐａ 北美副热带高压形成和变化的最重要原因。     

简评碳气溶胶观测研究中的不确定性

大气碳气溶胶具有重要的气候效应,但其观测研究中的不确定性还很大。作者对目前应用较广泛的气溶胶有机碳(OC)和元素碳(EC)采样观测和分析方法(包括光学法、热学法、热光学法及光学和热学实时在线观测方法)进行了评述。石英滤膜采集和实验室热光学分析方法应用较多,但在升温程序设置、OC/EC的划分和裂解碳校正方面还存在问题,而且需要准确评价样品采集过程中有机气体吸附和滤膜上已采集颗粒物挥发导致的采样偏差。光学和热学在线观测方法有助于避免采样和后期处理过程对颗粒物性质的改变,有利于反映颗粒物在大气中的初始特性,但此类方法尚需改进。对二次有机碳(SOC)的估算,采用将源直接排放的OC进一步划分为燃烧源排放和非燃烧源排放的方案可能更为准确。关于有机物质质量(OM)的估算,尚需开展相关研究以确定适合我国不同环境气溶胶特点的OM/OC估算因子。我国科学家应在碳气溶胶观测方法的改进和完善中做出应有的贡献,努力建立适合我国气溶胶特点的碳气溶胶观测方案和规范。     

Remote sensing land surface wetness by use of TRMM/TMI microwave data

Summary The water cycle analysis is the most important part of the GEWEX project. In the water cycle analysis, the land surface wetness information plays an important role. TRMM/TMI is a new kind of microwave image unit, and has great potential application in land characteristics analysis, especially in remote sensing of land surface wetness information and the monitoring of flood and drought situations. In this study, the wetness index analysis method was used to analysis surface wetness during the summer of 1998 over Boyang and Tongting lake area in China, and we retrieved the land surface emissivity over the same area to estimate the land surface wetness. To accomplish this, we have first studied the TRMM/TMI forward characteristics. By using the VIDSORT model, we developed wetness indexes BWI by combining three window channels of TRMM/TMI. According to our analysis results, the wetness BWI10 are better than the other indexes. So we use the best wetness indexes (BWI10) sensitive to the land surface wetness changes to do our flood classification and monitoring. In our calibration/validation test, the data from the China L-SAR (located on an airplane) and the Canadian Radar-SAR aboard on the Radarsat were used. At the same time we also have tried to retrieve the surface microwave emissivity from the TMI data. We use the emissivity product to estimate the land surface wetness, and we also got a good result. Future work will focus on investigating possible improvements to the algorithm and extending the testing of the algorithm to other regions. Received October 10, 2001 Revised December 18, 2001