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正夏季北极的云、暖空气和气候冷却信号——Clouds,warm air and a climate cooling signal over the summer Arctic.Geophysical Research Letters,2017,in press.虽然大气温室效应导致地表变暖,但向外长波辐射(OLR)却代表着冷却。在进入北极的热和水汽平流事件中,对流层温度和水分的增加影响了云,进而影响了长波(LW)辐     

桑植县一次连续性暴雨成因分析

利用常规天气资料、物理龌场资料、云图资料及非常规高密度等资料,分析了2008年8月15～16日湖南省桑植县出现的一次连续性暴雨过程的水汽来源、扰动机制和强对流运动,解析了"深厚的水汽辐合和伸展到对流层顶的饱和水汽柱、对流层中涡度散度场的合理配置、经向次级环流叠加所形成的强对流运动"是这次连续性暴雨产生的有利条件.此外,还阐明了"向外长波辐射通量(OLR)"资料也对"强对流运动"具有明显的指示作用.     

不同气候区卫星OLR资料的气候特征及其与日照降水的关系

一、前言卫星观测的地气系统射出长波辐射(OLR)是气候研究中很有用的资料。OLR的大小主要由射出长波辐射的地气系统的温度所决定,温度愈高,OLR 值也就愈大,反之亦然。决定地气系统温度的因子很多,如地表海拔高度、地形、植被、降水、云状况等等。近年来,不少人利用 OLR 资料分析赤道辐合线和追踪热带云团的演变,发现了许多有意义的现象,OLR 已成为研究热带天气气候的重要资料。热带月平均的 OLR     

1992年江南异常春雨的诊断研究

根据全球各等压面层的月平均高度场、温度场、风场的格点资料和热带环流、SST、OLR资料,研究了1992年3月我国南方异常多雨的主要原因,发现过量降水主要是与稳定的大气环流型和江南上空对流层低层的冷空气垫、强盛的西南气流和强烈的辐合上升有关,同时也与 ENSO 盛期有联系.     

2008年初全国雨雪冰冻天气的OLR资料分析

2008年1月至2月初,中国发生大范围长时间的雨雪冰冻天气气候事件,用NOAA-18气象卫星的OLR资料,对这一极端天气气候事件做了OLR资料特征分析.统计得出这一时段内OLR候距平与候降水量的关系式:Y=A+B×OLRJP,在江南、华南地区其相关系数为0.60525;计算了中国区域及其主要气象台站1989-2008年的月OLR标准差,得出中国区域月OLR标准差1989-2008年段明显高于1989-2000年段,表明近年来极端气候事件增多;从OLR候、旬等值线图和距平图分析得出:卫星OLR资料的等值线图,特别是距平等值线图,能较好地反映降水天气事件,尤其是长时间降水的极端天气气候事件,在日平均OLR等值线图上,OLR值低表明云系越高,降水越强;在候、旬平均OLR等值线图上,OLR越低表明降水云持续的时间长;而候、旬OLR距平的大小则揭示了观测地区的旱涝程度,候、旬OLR负距平越低表示超过常年同期的降水强度越强和持续的时间越长.     

第二讲 OLR资料应用于热带大气环流系统的分析

引言 如上一讲所述,OLR能很好地反映热带大气中的大规模上升与下沉区。而热带大气中最主要的两大环流系统——热带辐合带(ITCZ)和副热带高压,分别对应于大规模的上升和下沉运动区。故OLR对这两个热带大气环流系统的分析很有用。本讲介绍如何用OLR分析ITCZ及副热带高压,以及用OLR     

OLR与西太平洋副热带高压位置的相关分析

选取NOAA极轨气象卫星AVHRR仪器的红外通道5观测数据处理得到的OLR资料,利用相关分析、合成分析等方法,对海洋性大陆(10°s～20°N,90°E～150°E)的OLR和西太平洋副高位置关系进行分析.通过对OLR与西太平洋副高特征量相关性分析、1979-2008年30年7月OLR分析、西太平洋副热带高压的特征量分析、西太平洋副高特征量与OLR显著相关区的OLR年际变化分析,结果表明:菲律宾群岛以东洋面的OLR变化对西太平洋副高的位置有重要影响.该区域OLR变化与西太平洋副高的位置呈负相关,OLR有负(正)异常时,其以北的西太平洋副高将北(南)移.     

东北地区旱涝的OLR特征分析

该文选取了东北地区4个典型多雨年和4个典型少雨年, 利用OLR资料对该地区旱涝年OLR场的时空分布规律及其低频振荡的传播特征进行了合成对比分析.结果表明, 东北旱涝与低纬OLR的分布及其变化密切相关, 特别是西北太平洋副热带高压、西太平洋ITCZ和印度ITCZ的位置和强度以及赤道中东太平洋OLR的距平在旱涝年均有显著差别, 并且热带和副热带OLR低频振荡的向北传播对东北地区夏季降水也有至关重要的影响.     

中国西部OLR与秋季降水的关系

利用中国西部280站地面降水资料和NCEP再分析OLR资料,采用EOF、相关分析方法,分析了中国西部OLR与降水的关系.结果表明:(1)中国西部秋季OLR高值区与降水低值区相吻合,OLR低值区偏于降水高值区一侧.秋季OLR和降水具有显著的反相变化趋势.(2)西部秋季各月OLR与降水有大片显著的负相关区存在,在西北和东南...     

CLIMATIC CHARACTERISTICS OF EARTH-ATMOSPHERE OUTGOING LONGWAVE RADIATION OVER CHINA

ERBE and ISCCP data are used to investigate the cloud forcing and latitude and atmospheric temperature effectson outgoing longwave radiation(OLR)in the earth-atmosphere system,and the similarity of OLR field to 500 hPa andsurface effective radiation fields.Also,discussion is taken up of the OLR distribution on a nationwide basis,indicatingthat the winter(summer)OLR pattern is roughly a zonal type(asymmetrical saddle)with the annual pattern analogousto the January one.In the end the yearly OLR variation features are addressed on a regional basis.     

基于FY-3/IRAS利用非线性模式反演OLR

FY-3系列卫星星载IRAS仪器设有26个通道,其中20个通道用于探测地球大气在红外波段的热辐射,通道辐射率代表了地球大气系统在大气顶的向外辐射光谱信息,与总波段的射出长波辐射（OLR）通量相关性高。该文基于逐线辐射传输模式计算软件LBLRTM对全球2521条大气廓线的大气顶射出辐射率模拟数据,计算了每条廓线的OLR和FY-3B/IRAS,FY-3C/IRAS通道辐射率,用统计回归方法建立了利用IRAS的多通道辐射率计算OLR的非线性理论回归模式;应用模式和FY-3B/IRAS,FY-3C/IRAS的L1级数据,处理得到2016年4月1-30日的全球日平均、月平均OLR格点产品。与Aqua/CERES,Terra/CERES仪器宽波段观测OLR产品对比表明:对于水平分辨率为1°×1°的全球月平均OLR格点产品,均方根误差为2.22 W·m-2,相关系数为0.9982 W·m-2,平均偏差为-0.2 W·m-2,表明FY-3/IRAS仪器定标及反演模式均达到较高水平。文中还回顾了历史上不同气象卫星的多种OLR反演算法模式,并对不同模式精度进行了比较。     

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...     

中国地—气系统长波射出辐射（OLR）的气候特征

根据ERBE和ISCCP资料讨论了云对地—气系统长波射出辐射（OLR）的强迫作用及纬度、大气温度等因子的影响。分析了OLR场与500hPa及地表有效辐射场的相似问题。阐述了OLR在全国的分布特征，指出冬季OLR场大致呈纬向型．夏季为一不对称的鞍形场。年分布与1月的相似。最后还就各区域的OLR年变化特征进行了讨论．     

Retrieval of outgoing longwave radiation from COMS narrowband infrared imagery

Hourly outgoing longwave radiation(OLR) from the geostationary satellite Communication Oceanography Meteorological Satellite(COMS) has been retrieved since June 2010. The COMS OLR retrieval algorithms are based on regression analyses of radiative transfer simulations for spectral functions of COMS infrared channels. This study documents the accuracies of OLRs for future climate applications by making an intercomparison of four OLRs from one single-channel algorithm(OLR12.0using the 12.0 μm channel) and three multiple-channel algorithms(OLR10.8+12.0using the 10.8 and 12.0 μm channels; OLR6.7+10.8using the 6.7 and 10.8 μm channels; and OLR All using the 6.7, 10.8, and 12.0 μm channels). The COMS OLRs from these algorithms were validated with direct measurements of OLR from a broadband radiometer of the Clouds and Earth's Radiant Energy System(CERES) over the full COMS field of view [roughly(50°S–50°N, 70°–170°E)] during April 2011.Validation results show that the root-mean-square errors of COMS OLRs are 5–7 W m-2, which indicates good agreement with CERES OLR over the vast domain. OLR6.7+10.8and OLR All have much smaller errors(～ 6 W m-2) than OLR12.0and OLR10.8+12.0(～ 8 W m-2). Moreover, the small errors of OLR6.7+10.8and OLR All are systematic and can be readily reduced through additional mean bias correction and/or radiance calibration. These results indicate a noteworthy role of the6.7 μm water vapor absorption channel in improving the accuracy of the OLRs. The dependence of the accuracy of COMS OLRs on various surface, atmospheric, and observational conditions is also discussed.     

改进的FY-3B/VIRR OLR反演模式及其应用效果

FY-3B卫星VIRR仪器的向外长波辐射(outgoing long-wave radiation,OLR)产品处理采用与NOAA/AVHRR相同的算法模型,即用窗区通道亮温-通量等效亮度温度的回归关系式计算OLR,但两星的OLR业务产品与目前国际质量最好的云和地球辐射能量系统(cloud and earth’s radiant energy system,CERES)仪器观测OLR产品相比,存在约10 W·m~(-2)的系统负偏差。FY-3B的原因在于OLR反演模式建立过程中红外辐射传输计算软件的精度不够。鉴于此,本文采用美国21世纪开发的逐线辐射传输模型计算软件(LBLRTM),模拟计算了全球2521条大气廓线的大气顶辐射率光谱,在此基础上计算了每条廓线的OLR和FY-3B/VIRR窗区通道亮温,应用最小二乘法统计回归模拟数据,重新建立了由FY-3B/VIRR窗区通道亮温计算OLR的回归关系式及系数。模式应用于FY-3BL1级数据,处理2016年1,3,7和10月的FY-3B逐日全球OLR资料,该资料与AQUA-TERRA卫星的CERES仪器OLR观测产品相比,得到日平均OLR:RMSE=9~15 W·m~(-2),R=0.9834,Bias=-0.3W·m~(-2);月平均OLR:RMSE=4~7W·m~(-2),R=0.9915,Bias=-0.3W·m~(-2),表明改进的模式能处理出无系统偏差的、精度基本与CERES观测相当的OLR产品,尽管单通道反演算法有着固有的模式回归误差。     

季节转换期间副热带高压带形态变异及其机制的研究Ⅱ:亚洲季风区季节转换指数

在“季节转换期间副热带高压带形态变异及其机制的研究Ⅰ :副热带高压结构气候学特征研究”的基础上 ,进一步讨论亚洲夏季风爆发与当地对流层中上层东西向暖脊的经向位置变化关系。亚洲夏季风相继在孟加拉湾、南海和南亚爆发期间 ,除了对流层高、低空风场及深对流活动在季风爆发前后具有反相的变化以外 ,副热带高压脊面附近大气经向温度梯度亦具有明显的反相特征。对流层中上层 (2 0 0～ 5 0 0hPa)脊面附近建立的北暖南冷的温度结构 ,能够反映亚洲各季风区夏季风爆发共同的本质特征 ,根据季节转换的热力学基础 ,指出对流层中上层经向温度梯度作为度量季风爆发的指标是合理可行的。文中提出了以副热带高压脊面附近对流层中上层大气经向温度梯度作为表征季节转换的指数 ,给出了确定季节转换开始日期的具体定义以及历年季节转换日期序列 ,同时给出由85 0hPa纬向风和OLR表征的季风爆发日期序列。相关分析表明 ,85 0hPa纬向风只是个区域性指标 ,而南北温度梯度具有一定的普适性     

南海地区OLR与500hPa高度场的联系

本文利用1979年南海地区历年各月平均OLR资料,采用EOF分析方法,分析了南海地区冬季(12-2)月共33个月的OLR时空分布特征,并对该地区OLR场与500hPa环流形势进行相关分析,讨论OLR与高度场之间的联系.     

FY-2D静止气象卫星OLR反演模式

介绍FY-2D卫星OLR反演模式的建立过程以及模式与NOAA卫星OLR反演模式的相互对比,包括:地球大气红外辐射传输方程,全球3812条大气廓线的大气顶射出辐射率、射出长波辐射通量密度的模拟计算,3812条廓线FY-2D窗区通道1、2、水汽通道的通道辐射率模拟计算,通道辐射率的临边变暗订正关系式的确立、3个通道波段的窄波段辐射通量密度的模拟计算.通过3812条廓线的窄波段辐射通量密度与OLR的X-Y坐标散点图,建立OLR回归关系式;并通过NOAA-17 AVHRR通道5 OLR反演模式与FY-2D窗区通道2 OLR反演模式形式的互比,得出两星的OLR反演模式接近,给出2007年2～4月OLR产品个例和产品精度分析.     

海陆分布和地形对1998年夏季风爆发的热力影响

应用1980－1995年5天平均的CMAP降水资料、美国NMC850hPa风、卫星反演的向外长波辐射（OLR）和上部对流层水汽亮温（BT）等资料分析比较了南海夏季风爆发前后的基本特征。结果发现：BT能够反映南海夏季风的爆发及其与周围地区降水的关系，但局地降水信息的反映不够具体；OLR能够比较好的反映热带海洋上的降水，但陆地上的低值OLR可能受到地形的影响，仅仅850hPa风场不能完全确定夏季风的爆发。南海季风转换区域定义在南海的中北部比较合适，这是因为南海夏季风爆发前就存在着长年位于南海南部的带海洋对流性雨带；南海夏季风爆发后西南季风气流和季风雨带从印度洋经孟加拉湾和南海伸向西北太平洋，开始了南亚和东亚夏季风的爆发过程。     

中国地区云对地气系统长波射出辐射(OLR)强迫的气候研

本文利用地球辐射平衡试验(ERBE)和国际卫星云气候计划(ISCCP)提供的地气系统长波射出辐射(OLR)和云量资料，计算并讨论了我国各季和年平均云量对地气系统OLR的强迫及其所产生的温室效应。结果表明我国各季的OLR云强迫与总云量、高云量都有较好的相关，且季节变化明显；OLR云强迫和云温室效应的地理分布受云量和云状的影响较大，它们的年变化一般呈弱双峰型，峰值在春、夏季出现。