“七五”期间通过鉴定登记的全省气象科研成果

1、半导体温度系数检定箱完成单位:甘肃省气象局供应站仪器检定室、兰州无线电二厂主要研究人员:朱启明、李毓新、韩广智、王陆东内容提要:本成果采用先进半导体致冷技术,具有致冷致热功能,箱体结构合理,高低温检定能在同一箱内进行。在设备正常情况下使用方便,开机后能较快地达到规定的温度状态,能满足空盒气     

长沙市夏季百叶箱内外温度特征

对长沙市2011、2012年夏季(6—9月)百叶箱内外温度同步观测资料进行统计分析,结果表明:百叶箱内外温度呈现白天箱外温度高于箱内,晚上低于箱内的日变化特征,但不同类型天气交替时间存在早晚不一。箱内外夏季平均温度、极端最高温度的变化趋势一致,但箱外温度高于箱内,且不同类型天气百叶箱内外温度存在差异,阴雨天平均相差1.2℃,多云差2.8℃,晴天差3.1℃,极端最高温差达6.4℃。特别是日最高温度大于等于35℃的高温日数,2年箱内共出现61天,而箱外多达125天;箱内极端最高温度为38.9℃,而箱外极端最高温度高达42.0℃。因此,在高温预报和公共气象服务工作中,应当要考虑外界温度(百叶箱外温度)与百叶箱内温度之间存在的差异。     

探空仪气压检定设备的检修和改进

探空仪气压检定是模拟检测仪器在垂直升空过程中，空盒感应部件产生的形变与对应电码座标之间的变化关系是否符合技术要求来进行的工作。检定设备由气压检定箱（包括常温气压箱、温度系数检定箱）、单管水银气压表、真空泵、波纹机以及检定箱附属设备构成。整套设备部件多，技术指标要求高。气压温度系数检定箱高温要求可升到＋105℃，低温要求能降到＋5℃以下。气压范围970～5hPa。箱体内工作区任意两点温度差值≤5℃。这种温度和气压的大变量，多种仪器设备的相互连接，对完成以上各项技术指标造成了一定的困难。这就要求各种仪器设备的…     

湿度传感器检定条件的影响

在湿度传感器检定过程中,除露点仪和温湿度箱引起检定结果的不确定度外,检定条件、操作不规范也会给检定结果带来附加误差。本文通过对标准器的各湿度点测得值标准偏差、露点仪工作时的热效应、掠过露点传感器的流量变化、露点仪最佳工作环境等进行了实际测试,结合湿度传感器测试历史资料,进行了综合分析。结果表明:(1)露点仪露点传感器的过流孔正对气流方向时,同温度下露点温度测得值偏高,露点仪测量的相对湿度偏小,否则会偏大。(2)在环境温度为20℃时,露点仪在各个湿度点上的n次测量值的标准偏差(离散性)最小。(3)露点仪的温度传感器在吸入式温湿度箱中,安装于露点传感器前端4cm和后端4cm时,其后端测得值比安装在前端测得值的最大值偏高0.45℃,相对湿度偏高0.5%。(4)各湿度点上的稳定时间(当箱内湿度达到设定值并趋于稳定后)应大于或等于20s时,露点仪和被检湿度传感器采集到的标准值和测量值才真实。     

YEI-1型气压检定箱的使用与维护

YEI—1型气压检定箱是一种自动化程度较高的气压检定设备,主要用途是用来检定空盒气压表、空盒气压计及其它用于检测气压的压力传感装置。其采用了较先进的电控设备和气动系统,电控设备通过软件程序的9种功能状态控制电控系统,实现检定工作全过程的自动化操作。     

浅谈DJM10型湿度箱的使用

DJM10型湿度检定箱和DSP-2型数字标准干湿表，是近年来我国研制的新一代湿度检定装置。它对湿度控制的目的是调节特定空间中空气的含水量，装置现代化程度高，湿度箱内的升湿、降湿及稳定过程都通过程序设定来实现，从数据采集到检定结果的处理都可自动完成。从而大大提高了湿度仪器检定的精度和准确度。[第一段]     

浅谈湿度检定箱的维护

探空仪湿度检定箱是一种人工控制的变湿器,用以检查或检定探空仪的湿度感应元件变化情况,目前各气象台站所使用的湿度检定箱的通常是DJM_4型。现介绍一些湿度检定箱的维护方法: 一、清洁擦拭。清除密封间和机架内外的灰尘,擦净玻璃;清洗玻璃器皿和加水器     

一种基于气压温度系数检定设备的设计与实现

温度系数检定是测压仪器检定的前提和关键,为了更准确地对气象用气压仪器进行检定,保证量值传递的准确性,本中心精心设计、研制了一种新型的CCXY一11型温度系数检定箱,本文详细地介绍了主要研究内容、解决的技术难点和关键技术,以及最终达到的目标,最后用空盒气压表温度系数检定实例证明,该设备能够满足广大用户的需求,实现了对测压仪器温度系数的精准检定。     

浅谈百叶箱的改装

百叶箱的作用是防止太阳对仪器的直接辐射和地面的反辐射,使仪器免受强风、雨、雪等影响,并使仪器感应部分有适当的通风,能真实地感应外界空气温度的变化。因此,百叶箱要经常保持洁白,每月至少定期擦洗一次内外箱壁。 百叶箱的箱壁由两排薄的木板条做成“人”字形。进行箱内清洁工作和洗涤之     

简化L波段探空仪基值测定操作方法的探讨

通过日常的高空气象探测工作实践积累和测试分析研判,在对L波段GTS1数字探空仪进行基值测定时,基测箱上的"T/To"的开关一直向上打开,可用基测箱内的温度T(称为温度基测值)代替低湿瓶内的温度To,这样操作方法简便可行,既消除了发生误操作,又提高了工作效率,使工作进一步简化。     

引入考虑凝结作用的连续性方程与积云对流参数化方案修正

文章研究了在热带海洋面上的水蒸发，发现水蒸发进入大气层将改变地面气压场，且蒸发潜热分为内潜热(水汽内能)和外潜热(水汽压力能)，蒸发内潜热立即成为大气热能的一部分，而蒸发外潜热直接对大气层作功，使得大气位能增加；研究了大气中的大尺度凝结降水和积云对流凝结降水对于环境气压场与位势高度场的直接影响。用郭晓岚积云对流参数化方案(已考虑凝结内潜热对大气的加热作用)，加入了考虑因大尺度凝结降水和积云对流参数化凝结降水造成地面气压场及高空位势高度场的变化，后者应是凝结外潜热过程作用的结果。在上述研究过程中，必须引入考虑凝结作用的连续性方程，且最终可以改变有积云对流凝结降水发生的数值预报模式动力框架。     

Temporal characteristics of the Beijing urban heat island

Summary This paper describes the inter-annual trend, and the seasonal and hourly variation of the near surface urban heat island (UHI) in Beijing. The surface air temperature data (mean, maximum, and minimum) from one urban (downtown Beijing) and one rural (70 km from downtown Beijing) station were used for the period 1977 and 2000. It is found that the temperatures in both urban and rural stations show an increasing tendency. Specifically, minimum temperature shows the greatest tendency at the urban station whereas maximum temperature shows the greatest increase at the rural station. The UHI intensity obtained by calculating the difference in temperatures between the two stations identifies that the intensity is greatest and has the greatest increasing trend for minimum temperature, while the UHI intensity of maximum temperature shows a slow decrease over time. UHI intensity for minimum temperature has a strong positive correlation with the increase in the urban population and the expansion of the yearly construction area. Seasonal analyses showed the UHI intensity is strongest in winter. This seasonal UHI variation tends to be negatively correlated with the seasonal variation of relative humidity and vapor pressure. Hourly variation reveals that the strongest UHI intensity is observed in the late nighttime or evening, while the weakest is observed during the day.     

增温停滞背景下黑潮与湾流区域潜热通量年代际趋势变化差异及其成因分析

本文使用美国伍兹霍尔海洋研究所发布的客观分析海气通量项目数据集及日本海洋科学技术中心的Ishii次表层温盐数据,利用经验正交函数分析方法、小扰动展开、线性回归、海水热力学方程2010等方法,主要研究在增温停滞背景（1979～2000年,升温阶段;2001～2013年,停滞阶段）下,北半球两支西边界流区域即黑潮及其延伸区域（简称黑潮区域）和墨西哥湾流区域（简称湾流区域）海表潜热通量的年代际趋势转变和影响因子,以及内部热含量的年代际变化。结果表明,两支西边界流在增温停滞背景下都发生了年代际尺度的趋势反转,而反转的时间节点以及前后的反转趋势都不相同:黑潮区域潜热通量年代际趋势于2001年左右由正转负;而湾流区域潜热通量年代际趋势于1993年左右由负转正。其影响因子在前后阶段也有不同:通过影响海表饱和比湿进而影响海气比湿差,海表温度是影响黑潮区域全时间段以及湾流区域1993～2013年时间段潜热通量变化的主要因素;而风速通过直接的影响以及对空气湿度的影响也会对潜热通量变化产生间接影响,主要在湾流区域的1979～1992年时间段体现。黑潮及湾流区域0～1000 m海水热含量的年代际变化同样存在差异:黑潮区域表层热含量年代际变化同混合层一致;湾流区域表层热含量年代际变化同深层相异,而表层以下的变化较为一致;两个区域的深层热含量变化都体现了增温停滞的现象,黑潮区域可能存在下层至上层的影响;而湾流区域可能存在上层至下层的影响。黑潮与湾流区域表面的差异可以归结为海洋与大气因素的影响差异,而内部热含量年代际变化的垂直差异可能归结为两区域的结构差异。增温停滞对两区域的变化影响显著,而区域的变化可能存在对增温停滞的反馈。     

祁连山老虎沟12号冰川近地层微气象特征分析

利用2009年9月1日-2010年8月31日祁连山老虎沟12号冰川海拔4 550m气象观测资料,分析并讨论了气温、降水、比湿、气压、风速、风向、总辐射、感热和潜热通量的变化特征。结果表明,在冰川下垫面影响下,气温的逐时变化呈现出升温比降温要快,但季节变化则相反,气温变化的位相比风速要超前;降水主要集中在5～9月,占全年降水的68.1%;冬季平均风速最大,夏季最小,春季高于秋季,春、秋季冰川风的强度要大于谷风,夏季则相反,冬季冰川风占绝对主导地位,且冰川风对地气间的能量交换有重要影响;全年感热通量日平均值大部分都为正值,而潜热通量基本都为负值,在气温较高、风速较大的情况下二者均有明显的增加;夏季感热和潜热通量的绝对值都比冬季要大。     

A model for the height of the internal boundary layer over an area with an irregular coastline

A model for the time and space variation of the internal boundary-layer height over a land area with an irregular coastline is presented. It is based on the analytical model of the boundary-layer height proposed by Gryning and Batchvarova (1990) and Batchvarova and Gryning (1991), The model accounts for the temperature jump and the mean vertical air motion at the top of the internal boundary-layer. Four cases from experiments in Nanticoke and Vancouver are used for model validation. The agreement between the calculated and measured internal boundary layer height at the observational sites is fairly good. The input information for the model consist of wind speed and direction, friction velocity and kinematic heat flux in time and space for the area, and the potential temperature gradient and the mean vertical air motion above the internal boundary layer. For the experiments used in the validation the effect of subsidence is relatively important in the afternoon under low wind speed high pressure conditions, lowering the height of the internal boundary layer by up to 10%, and it is negligible in the morning hours. The effect of the mixing height over the sea is found to be negligible.     

大气凝结水汽汇、凝结潜热作用与积云对流参数化

从引入包含质量(水汽)源、汇的连续方程出发,重新推导出大尺度凝结降水和积云对流凝结降水之水汽汇起作用的热力学方程,从而重新给出气压、气温预报方程及地面气压与高空位势高度预报方程。发现,在此基础上,才能实现凝结3个作用:气块水汽质量流失与气压降低;气块虚温降低;加热气块;和通过大气运动方程,实现大气凝结潜热“热机”作功。这时,对于预报气压、气温场,积云对流参数化方案中的参数在凝结3个作用中保持一致。否则,通过积云对流参数化方案,虽可以近似实现对于预报气压和气温场的凝结3个作用,但不可能调好参数的降水物理特性及其时空分布特征。且对于静力模式预报地面气压和高空位势高度场,不可能实现上述的第一凝结作用。最后表明,当模式分辨率提高到只用降水显式方案、不再用积云对流参数化方案后,则必须引入包含水汽源、汇的连续方程。因在热带海洋面上的水蒸发过程,水汽进入大气将改变地面气压场,且蒸发潜热可分为内潜热(水汽内能)和外潜热(水汽压力能),内潜热立即成为大气热能的一部分,而外潜热直接对大气层作功,使得大气位能增加。文中研究了大气中的大尺度凝结降水和积云对流凝结降水对气压场与位势高度场的影响。一般积云对流参数化方案都已考虑内潜热对大气的加热作用,但还须考虑因凝结与降水造成地面气压场及高空位势高度场的变化,后者应是外潜热作用的结果。在上述研究过程中,必须引入考虑凝结作用的连续方程,且最终可以改变有降水(包括大尺度凝结降水和积云对流凝结降水)发生时的数值预报模式动力框架。     

成都地区夏季城市热岛变化及其与城市发展的关系

利用2000-2010年MODIS地表温度产品影像,结合DMSP/OLS夜间灯光数据,分析了成都地区夏季城市温度场及其城市热岛变化的分布特征及其演变规律。结果表明：随着城市化加快,成都地区夏季热环境发生了较大变化,整个区域以中温区向次高温区转换为主。成都地区热岛效应昼夜变化较大：白天热岛面积不断增大,与周围卫星城热岛连成一体,2000年和2010年城市热岛对区域的增温贡献分别为0.13℃和0.29℃,变化量达0.16℃,夜间并不存在大面积强热岛区。旧城区内城市热岛面积有所增加,但不显著,城市扩展区内热岛的规模显著增大,2010年较2000年新增强热岛区域面积166.43 km²,变化幅度达54%。高城市化水平的成都市地区的日较差相对于周边低城市化水平地区明显减少。同时,城市热岛还与人口的平方根具有很好的正相关关系,成都地区非农业人口规模每增长100万人,热岛效应强度增加0.4℃。     

青藏高原及周边地区近地层小气候特征分析

利用中国气象局成都高原气象研究所建立的5个边界层站（湄潭、巴中、什邡、曲麻莱、狮泉河）2019年的观测资料，对比分析青藏高原及周边地区近地层大气要素变化和陆—气能量交换特征及异同点，探讨其原因。结果表明：（1）青藏高原及周边地区近地层大气温度、相对湿度、风速、感热通量、潜热通量、动量通量均符合一峰一谷的常规日变化特征，气压具有双峰双谷的日变化特征。（2）高海拔台站近地层温度日变幅（12℃）高于周边低海拔地区（4～6℃），季变幅与海拔高度的关系不显著。（3）相对湿度与温度关系密切，相对湿度的垂直结构和日变化都具有明显的区域差异，其垂直梯度夜间显著高于白天，峰值出现时间随夏、秋、春、冬季呈现季节性滞后，而谷值超前。（4）风速春季较大，夏、秋季次之，冬季小，季变幅略小于日变幅；低海拔区域的风速及其日变幅均显著低于高海拔区域。（5）低海拔区域气压季变幅（>13 hPa）远高于日变幅（2.5 hPa左右），而高海拔区域气压季变幅（>3 hPa）略低于日变幅（2 hPa左右）。（6）感热通量春季大、冬季小；感热通量和动量通量在高海拔区域均较高，二者具有较一致的日、季变化特征，表明大气动...     

Interdecadal modulation of ENSO amplitude by the Atlantic multi-decadal oscillation (AMO)

The impact of the Atlantic Multi-decadal Oscillation (AMO) on the ENSO amplitude was investigated through observational analyses. During the past 90 years the interdecadal variability of ENSO intensity is significantly correlated with the AMO. ENSO variability was strengthened (weakened) during a negative (positive) AMO phase. An ocean mixed layer heat budget analysis reveals that the thermocline feedback is the main process regulating AMO negative phase dependent ENSO growth characteristic. A further examination indicates that a strengthened atmospheric response to unit SST anomaly, an enhanced thermocline response to unit wind stress forcing and a strengthened subsurface temperature response to unit thermocline variation all contribute to the enhanced thermocline feedback during the negative phase of AMO. Such changes are attributed to the increase of background moisture, the weakening of mean subtropical cell (STC) and increase of upper ocean vertical temperature gradient respectively.

     

Causes of the Extreme Hot Midsummer in Central and South China during 2017:Role of the Western Tropical Pacific Warming

This study investigates why an extreme hot midsummer occurred in Central and South China(CSC) during 2017. It is shown that the western North Pacific subtropical high(WNPSH) was abnormally intensified and westward-extending,resulting in anomalous high pressure and consequent extreme heat over CSC. The abnormal WNPSH was favored by the warming of the western tropical Pacific(WTP), which was unrelated to ENSO and manifested its own individual effect.The WTP warming enhanced the convection in-situ and led to anomalous high pressure over CSC via a local meridional circulation. The influence of the WTP was confirmed by CAM4 model experiments. A comparison between the 2017 midsummer and 2010 midsummer(with a stronger WNPSH but weaker extreme heat) indicated that the influence of the WNPSH on extreme heat can be modulated by the associated precipitation in the northwestern flank.The role of the WTP was verified by regression analyses on the interannual variation of the WTP sea surface temperature anomaly(SSTA). On the other hand, the WTP has undergone prominent warming during the past few decades, resulting from decadal to long-term changes and favoring extreme warm conditions. Through a mechanism similar to the interannual variation, the decadal to long-term changes have reinforced the influence of WTP warming on the temperature over CSC,contributing to the more frequent hot midsummers recently. It is estimated that more than 50% of the temperature anomaly over CSC in the 2017 midsummer was due to the WTP warming, and 40% was related to the decadal to long-term changes of the WTP SSTA.