傅立叶相位分析导风技术的适用范围和相位重叠分析

本文利用傅立叶相位分析法对示踪云进行频域波谱分析，通过谐波的相位变化计算波速，从而导出云迹风(Cloud Motion Wind—CMW)。本文研究表明，对于给定的导风云图序列，如果示踪云在给定时间间隔内的位移小于两个像距，适用傅立叶相位分析法计算云迹风；否则，在用傅立叶相位分析法计算波速时由于高次谐波出现相位重叠，从而使计算的波速小于实际风速，此时适用最大相关系数法。     

两种导风方法在台风路径分析中的 应用比较研究

基于云导风使用的最大相关法（已经广泛应用）和TCFM法（傅立叶相位分析法和最大相关法相结合）两方法的原理,开发了利用FY-2C静止气象卫星30min间隔卫星云图资料获得云迹风的可视化导风实验系统。利用该系统处理2005年夏季麦莎、卡努、龙王等3个台风期间的卫星云图,对得到的云迹风进行台风路径反演分析。结果表明,TCFM导风方法得到的结果优于最大相关法。     

2005—2020年新疆百里风区精细化逐时风速特征研究

精细化捕捉风速大小及其变化细节过程，是顺利开展风区大风监控预报预警气象服务的关键理论支撑。本文基于百里风区气象观测站的风速数据，对质量控制后的2分钟平均风速、大风日数、日最大风速、日极大风速资料进行计算，给出百里风区2005—2020年精细化逐时风速特征。结果表明：（1）随时间分辨率的提高，24次与4次定时观测值差异明显增大，且偏差随风力等级增高而增大；（2）百里风区风速变化规律与大气环流紧密相关，地形起到加强放大作用。在太阳辐射及地形地貌影响下，百里风区年平均风速8.3 m·s-1，年平均大风日数200.6天，地面风速持续较高；（3）一年中春夏季平均风速最大，且较大风速持续时间长；（4）一日中平均风速高峰时段与大风易发时段不完全重合，平均风速最大值出现在夜间4时前后，大风高发时段峰值集中在17—20时。     

热带大气中的准双周（10—20天）振荡

基于欧洲中期天气预报中心（ECMWF）的资料（1981—1988），本文对全球热带大气中的10—20天（准双周）振荡进行了比较系统的研究，包括其动能的分布及演变。扰动的结构和传播特征等。资料分析充分表明，热带大气10—20天振荡是热带大气中另一重要低频系统，其动能比30—60天振荡还要大，而其结构和活动又同30—60天振荡很不一样。例如热带大气10—20天振荡主要表现为纬向波数2—4；垂直结构以正压特征更显著；主要表现为向西传播；其经向风分量与纬向风分量同等重要。因此，对热带大气10—20天振荡值得更多注     

夜间边界层的一维数值模拟

本文用一维数值模式,模拟了平坦地形情况下小风、晴空夜间边界层内风、温、湿的演变,计算结果与观测事实有较好的一致性。对有高云或少量中、低云存在时的计算结果分析表明,模式对风速的模拟仍然较好,对温度的模拟比实测值可偏低0.3—1℃,对相对湿度的模拟比实测值可偏高5—10％在符合模式使用范围的情况下,本模式可作为夜间边界层预报的一种方法参考使用。     

城市新公害─—高楼风

城市新公害─—高楼风长春市地处东北平原中部，由于特殊的地理位置，风比较大，尤其在春秋多大风季节里，当人们穿行在高层建筑群时，常会受到“怪”风的侵袭。并且随着楼群的高矮、疏密程度和走向的不同，风向、风力也不同，我们称这种“怪”风为“高楼风”．‘高楼风”...     

污染天气下成都东部山地—平原风环流结构的数值模拟

本文利用中尺度模式WRF（V3.9）对2016年12月7日成都东部（龙泉山）一次污染过程下的山地—平原风环流进行了模拟，旨在探讨冬季污染天气下山地—平原风环流的结构和演变特征。此外，通过减少气溶胶光学厚度（AOD，Aerosol Optical Depth）的敏感性试验探究气溶胶污染对山地—平原风环流的影响。结果表明:冬季污染大气条件下成都平原地区存在显著逆温。龙泉山南北长、东西窄且高度较低，由于东、西坡辐射能量的不均匀分布和背景风的强迫，上午、凌晨和夜间均出现越山下坡风环流，上午强度较强，凌晨和夜间强度较弱。午后开始出现平原风环流，最大影响范围为山体宽度的3～4倍，17:00（当地标准时，下同）左右结束。各阶段环流在南北方向上差异较大，越山下坡风环流在南段最强，中段最弱；中、南段山体较低窄，平原风环流易被湍流掩盖，北段平原风环流最为明显。AOD减小后辐射及地表热通量均有所增加，中、南段湍流更加旺盛，边界层显著抬升且降低时间滞后，山体与平原间感热通量差异增加，北段平原风环流增强、持续时间增长。     

长江中下游持续性多雨与南北半球大气环流的季节变化

根据10年实测风资料，在分析南、北半球纬向风场和经向风场演变的基础上，发现长江中下游6—7月持续性多雨年的大气环流的季节变化上有异常现象；即在南半球比常年提前1—2个月结束夏季，在北半球比常年推迟1—2个月进入盛夏。这种异常现象表明长江中下游持续性多雨是全球尺度大气环流异常的反映，为持续性多雨的长期预报提供了新的依据。     

雷达回波移动与高空风关系的统计分析

1引言引导气流的概念不但在短期天气预报中得以广泛应用，在用雷达回波制作降水短时预报时，通常也是把高空风作为引导气流的[1]、[2]，由此可见高空风与雷达回波的移动是有着密切关系的。实际工作中。对于选用哪层高空风作为回被移动的引导气流效果最佳，高空风与雷达回波移向、高空风速与雷达回波移速间的关系到底如何，这对短时预报员来说是需要知道的。本文就这个问题，对吉林省气象台713雷达在1983和1985两年6—8月观测的雷达回波与同一时期的高空风资料进行统计分析。分别按雷达回波的尺度、高度和触发机制分类，分析了雷达回波移向与…     

阿拉伯海和孟加拉湾夏季风气候特征的差异

利用 1 958— 1 997年 3— 1 1月 NCEP/NCAR850和 2 0 0 h Pa再分析风场资料 ,研究了南亚夏季风活动的气候特征。发现南亚不同区域的经、纬向风季节变化及纬向风的峰型结构差异明显。夏季在阿拉伯海和孟加拉湾分别有两个最明显西南风速中心 ,这两个地区的西南风活动明显不同 ,孟加拉湾西南风出现及向北推进到2 0°N时间比阿拉伯海明显偏早 ,结束时间偏晚 ,是南亚季风区西南夏季风维持时间最长的地区。对比分析强、弱夏季风年 6— 8月高、低层经、纬向风距平垂直切变矢量风场发现 ,热带低纬度越赤道气流及南亚季风区的流场结构明显不同。     

基于傅立叶相位分析的卫星云图导风技术

导出云迹风(Cloud Motion Wind)的传统方法．是用最大相关系数法在间隔30min的卫星云图序列上计算示踪云的位移．以获得有关高度上风的估计值。但在用这种方法处理1min间隔云图时产生“亚像素尺度位移”问题。过去对傅立叶分析法的初步研究表明．对示踪云进行频域波谱分析,由谐波的相位变化计算波速。能够避免“亚像素尺度位移”问题。本文在此基础上,给出详细的理论推导和个例验证。     

利用静止卫星云图进行二维傅里叶相位导风试验

根据二维傅里叶相位分析原理,对1 min间隔的IR云图进行由云推导风的反演。利用模块高度频数直方图把云分为高、中、低云。对连续三幅IR云图进行二维傅里叶相位导风计算,得到两个反演风场,对两个风场相同位置上的风矢进行逐点比较,剔除风向或风速差别较大的风矢,再对处理后的风场进行高度调整法的质量控制,把不合理的风矢剔除或调整到合理的高度层,得到连续性较好的风场。     

A PRELIMINARY STUDY OF FOURIER SERIES ANALYSIS ON CLOUD TRACKING WITH GOES HIGH TEMPORAL RESOLUTION IMAGES

Fourier series analysis is proposed as a new technique to address the problem of“sub-pixelmotion”in deriving cloud motion winds(CMW)from high temporal resolution images.Based on aconcept different from that of maximum correlation matching technique,the Fourier techniquecomputes phase speed as an estimate of cloud motion.It is very effective for tracking small cellularclouds in 1-min interval images and more efficient for computation than the maximum correlationtechnique because only two templates in same size are involved in primary tracking procedure.Moreover it obtains not only CMW vectors but potentially also velocity spectrum and variance.Apractical example is given to show the cloud motion winds from 1-min interval images with theFourier method versus those from traditional 30-min interval images with maximum correlationtechnique.Problems that require further investigation before the Fourier technique can be regardedas a viable technique,especially for cloud tracking with high temporal resolution images,are alsorevealed.     

THE USE OF THREE-DIMENSIONAL EOF TECHNIQUE TO ANALYZE CLIMATIC CHARACTERISTICS OF PRECIPITATION IN CHINA

In this paper,a three-dimensional EOF technique is used to analyze the precipitation and its anomalyover whole China and sanely selected regions,i.e.the Changjiang Valley,the Huanghe Valley and the Southpart of China in last decades.The structural characteristics of spacial distribution,seasonal and interannualvariation are revealed.As a better technique than 2-D EOF,the 3-D EOF alse provides a way to expose interac-tions between temporal and spacial variations.     

傅立叶相位分析导风技术中的频谱分析

本文介绍了应用于傅立叶相位分析导风技术中的DFT变换理论,并模拟分析DFT计算中的频谱分离和混叠两种现象及其对导风的影响。结论认为,傅立叶导风技术不需要计算所有谐波的相位,只要计算分离区或混叠区之前的低次谐波的相位,这些低次谐波的相位速度与真实速度一致,且与谐波振幅和初相位的取值无关,可用于风速计算。     

Study of Effects of Beta Term and Nonlinear Advection on the Structure of Tropical Cyclones

The effects of the Beta term on the typhoon structure are examined within the linear framework in terms of an analytical method of 2-D Fourier representation and numerical experiments by a Beta-plane quasi-geostrophic barotropic model. Results show that the joint effects of the difference of Rossby phase velocities and the dispersion of typhoon energy keep the maximum wind velocity reasonably evolving rather than irrestrictively increasing. On the one hand, the nonlinear advection accelerates typhoon vortex damping, and on the other, the high pressure system formed downstream due to energy dispersion makes it easy to maintain.     

近53a中国气温异常分布的非线性特征

运用一种基于神经网络的非线性主成分分析法（nonlinear principal component analysis,NLP-CA）对中国1951—2003年53 a四季气温距平场（surface air temperature anomaly,SATA）进行分析,NLPCA第一模态结果显示中国四季气温异常具有一定的非线性特征,并且具有显著的季节性差异,即春、夏两季的非线性较强,秋、冬两季较弱。一维NLPCA对原始气温距平场的近似比一维PCA（principal component analysis）更好地反映了气温场的实际分布情况。     

RETRIEVAL OF HORIZONTAL WIND PERTURBATION FIELDS FROM SIMULATED SINGLE DOPPLER RADAR OBSERVATIONS

The application of the single Doppler radar dataset analysis is usually confined to the assumption that the actualwind is linearly distributed or uniform locally.Following some dynamic features of convective weather,a conceptualmodel of moderate complexity is constructed,wherewith a horizontal wind perturbation field is retrieved directly fromthe single Doppler radar measurements.The numerical experiments are based on a 3-D cloud model-generatedconvective cell,whose radial velocity component is taken as the radar observations that are put into the closed equationsbased on the conceptual model to retrieve the horizontal wind perturbation field.After the initial field is properlytreated,the retrieval equation is solved in terms of the 2-D FFT technique and the sensitivity to noise is examined.Finally,contrast analysis is done of the retrieved and the cloud model output wind fields,indicating the usefulness of theapproach proposed in this paper.