关于线性奇异向量和条件非线性最优扰动差别的一个注记

奇异向量(singular vectors,SVs)和条件非线性最优扰动(conditional nonlinear optimal perturbation,CNOP)已广泛应用于研究大气—海洋系统的不稳定性以及与其相关的可预报性、集合预报和目标观测问题研究。本文首先回顾了SVs和CNOP的发展历史,并简单描述了它们的基本原理;然后针对二维正压准地转模式,使用不同的范数组合,分析了第一线性奇异向量(first singular vector,FSV)和CNOP之间的异同。结果表明,当优化时间较短时,度量SVs和CNOP大小的范数不同也将导致FSV和CNOP相差很大,而当度量SVs和CNOP大小的范数相同时,FSV和CNOP之间的差别则主要是由非线性物理过程作用的结果。因此,针对不同的物理问题,应该选取合适的度量范数研究FSV和CNOP以及其所引起的大气或海洋动力学的异同,从而揭示非线性物理过程的影响机理。     

南疆棉区棉纤维含糖量与气候条件相关分析

采用回归分析方法对南疆主要棉区陆地棉含糖量与气候条件、土壤水分状况进行了相关分析，以确定影响棉花内糖变化的气候因素。结果明显遵循温度、降水量条件影响的变化规律，且依赖于空气相对湿度、5－50cm土壤水分状况的整体分布。     

广义Khasminskii条件下非线性混杂随机时滞微分方程的解的存在唯一性

利用广义伊藤公式证明了混杂随机时滞微分方程(SDDE)在局部Lipschitz和广义Khasminskii条件下存在唯一解,从而涵盖了一大类非线性混杂SDDE.最后给出实例说明了理论的可行性.     

夏季东亚季风区500 hPa月环流异常及与我国降水关系的向量EOF分析

利用NCEP/NCAR1980～1997年夏季月平均风场及同时期我国160个测站月平均降水资料，讨论了运用向量经验正交展开(EOF)方法得到的流场月距平主要模态的时空变化特征。分析了主要模态与中国夏季降水(雨型)的相关分布，指出EOFl及EOF2模态与中国夏季降水最主要分布型式有很好的对应关系。用小波变换方法对主要模态的时间系数进行了分析，揭示了各模态的多时间尺度性质，发现3～6年周期振荡是主要的。     

鱼台县水稻生产与相关气候条件分析

根据鱼台县历年气候资料、水稻产量,结合水稻生长发育每个阶段对温度、水分、光照的具体要求进行分析对比,得出影响鱼台水稻产量波动的主导气象因子是移栽期的降水量及抽穗开花期的低温阴雨,次要因子是灌浆期的温度和日照.通过分析水稻产量与气象因子的关系,找出影响水稻生长的关键期,并提出在今后水稻生产中的相应对策.     

固阳县荞麦产量与气候条件的关系

利用费希尔（Fisher.R.A)提出的积分回归模式、相关分析等统计学方法,对固阳县荞麦产量与气候条件的关系进行了探讨,定量地给出了荞麦发育时期气候要素波动的产量效应。指出固阳县荞麦全生育期内对气象因子最敏感的阶段是开花至成熟期,其中温度对产量形成影响最大,水分和光照次之。     

给定参数条件下海温脉动随机模式的混沌行为

从Ｓａｌｔｚｍａｎ海气随机气候模式出发，得到了海温脉动θ＇的Ｌａｎｇｅｖｉｎ方程以及对应的Ｆｏｋｋｅｒ－ｐｌａｎｋ方程。在给定参数条件下求数值解，得到的概率密度曲线ｐ（ｘ，ｔ）具有多个极大值，并在ｐ（ｘ，ｔ）－ｐ（ｘ，ｔ＋τ）相空间中呈现Ｃａｎｔｏｒ集合图象，表明该随机系统在上述参数条件下出现了混沌行为。     

夏季东亚季风区500hPa月环流异常及其与我国降水关系的向量EOF分析

利用NCEP／NCAR1980－1997年夏季月平均风场及同时期我国160个测站月平均降水资料，讨论了运用向量经验正交展开（EOF）方法得到的流场月距平主要模态的时空变化特征。分析了主要模态与中国夏季降水（雨型）的相关分布，指出EOF1及EOF2模态与中国夏季降水最主要分布型式有很好的对应关系。用小波变换方法对主要模态的时间系数进行了分析，揭示了各模态的多时间尺度性质，发现3－6年周期振荡是主要的。     

咸宁市主汛期降水与前期下垫面热力条件的相关分析

选取咸宁市月平均地面气温、最高气温、最低气温及0～320cm共9层地温，分别计算它们与咸宁市主汛期(6～8月)降水之间的单相关系数，通过相关分析发现，咸宁市部分时段的气温、地温与后期主汛期降水存在较好的相关。结果表明：前期下垫面的热力条件对后期主汛期降水状况有一定的影响。     

伴随敏感性方法、第一奇异向量方法以及条件非线性最优扰动方法在台风目标观测敏感区识别中的比较研究

本文通过深入分析伴随敏感性（ADS）方法、第一奇异向量（LSV）方法、以及条件非线性最优扰动（CNOP）方法在目标观测敏感区识别方面的原理,提出了非线性程度的概念和计算方法,考察了转向型和直线型台风的非线性程度,分析了上述三种方法在不同非线性程度下识别的敏感区的异同,同时对比了转向型和直线型台风的敏感区的差异,并通过敏感性试验探讨了在不同非线性程度下以及在转向型与直线型台风中,预报对敏感区内初值的敏感性程度,进而探讨台风目标观测在不同情况下的有效性。结果表明,转向型台风的非线性程度差别比较大,或者特别强,或者特别弱;而直线型台风非线性程度居中,不同台风个例之间的非线性程度差别较小。对于非线性较弱的台风,三种方法识别的敏感区较为相似,而对于非线性较强的台风,LSV方法与ADS方法识别的敏感区较为相似,但是与CNOP方法识别的敏感区具有较大的差别。对于转向型台风,敏感区主要位于行进路径的右前方,而对于直线型台风,敏感区主要位于初始台风位置的后方。敏感性试验表明,不论台风非线性强弱,转向还是直行,CNOP敏感区内的随机扰动发展最大,而LSV敏感区内叠加的随机扰动发展次之,ADS敏感区内叠加的扰动发展最小;此外,非线性弱的台风,扰动的发展大于非线性强的台风的扰动的发展,表明非线性弱的台风预报受初值影响更大,目标观测的效果可能会更明显。     

A MODEL OF INTEGRATED RANDOM INITIAL VALUES AND RANDOM FORCING AND ITS PRELIMINARY EXPERIMENT

A simple quasi-geostrophic barotropic vorticity equation model is used as the dynamic frame of themodel in this paper.Considering that there are many random errors in model's initial values of meteorolo-gical data,and that it is not perfectly complete about model's physical processes (for example,take no ac-count of the interaction between atmosphere and underlying surface,radiation,etc.),we add the random for-ced term to the model and use the Monte-Carlo method with random initial values.A statistical-dynamicintegrated model is thus built up,and a numerical forecasting experiment of 500hPa monthly mean height fieldof January 1983 has been carried out.The experiment result proves that the forecasting result of the model,considering random forcing and random initial values at the same time,is better than that by the pure dynamicmodel,the random initial value model and the random forced model.     

SVD方法在场分析和预测中的应用

由预报场与因子场的奇异值分解（SVD），可找到影响预报场的主要物理因子，能提取两个场相互作用的主要耦合信号，借助最优化技术，可实现由因子场对预报场的客观预报，以华中汛期降水场为左场，4月北半球500hPa高度场，海平面气压场，北太平洋海温场组成右场，进行SVD分析和预报试验，其结果令人满意。     

C波段双偏振天气雷达降雨和部分地形遮挡衰减订正研究

天气雷达可为中尺度对流系统研究提供高时空分辨率资料, 但降雨衰减和地形遮挡等因子会对雷达信号产生严重影响。针对广东省韶关市新丰县C波段双偏振天气雷达, 选取了2018年6月8日台风“艾云尼”、8月30日华南季风降水和9月16日台风“山竹”三次降雨过程, 采用基于差分相位(Φ_DP)数据的扩展自适应降雨廓线算法对雷达反射率因子(Z_H)数据进行了降雨衰减和部分地形遮挡衰减订正研究, 并将订正结果与广州S波段双偏振天气雷达探测结果进行了直接对比检验, 与中国气象局龙门云物理野外科学试验基地的4台二维视频雨滴谱仪(2D Video Distrometer, 2DVD)实测雨滴谱数据反演的雷达仿真探测量及国内外Z_H-K_DP经验统计公式进行了间接对比检验, 获得较好结果。最后选择具体降雨个例, 订正结果清晰展现了台风螺旋雨带中对流单体雷达回波强度从地面到高空的垂直结构特征, 提高了复杂地形区域雷达对极端天气的近地面探测能力。      

MM4模式积云参数化方案的改进和检验Ⅱ：改进模式的检验试验

为了检验用Fritsch-Chappell积云参数化方案改进的MM4模式^[1]对梅雨锋暴雨系统的模拟能力，初步确定该模型的稳定性，可靠性，用不同的侧边界条件，地形条件，行星边界层参数化方法进行了模拟试验，并将模拟结果与采用Kuo-Anthes积云参数化方案的模式模拟结果分别进行了比较，结果表明，改进模式对高度场和降水的预报均有改善，并能预报出一些细致特征，此外，改进模式对侧边界条件和地形极为敏感，而对行星边界层参数化方法的敏感性较弱，因此在模式侧边界条件选取和地形处理方面应十分谨慎。     

风速随高度变化的曲线模型分析

运用SPSS11．5统计软件包,对广东省新会市双水镇风速随高度变化规律分别作对数曲线、逆曲线、二次曲线、幂函数曲线、S曲线和指数曲线的参数估计。结果表明,在高度〈900m的低空下,幂函数的曲线解释量萨最高、标准误差S．E最小,其拟合效果最好。     

我国大陆地区浓雾发生频数的时空分布研究

利用中国137个站点1956～2001年46年的浓雾发生频数资料,结合地理信息系统分析作图软件,统计和分析了我国浓雾频数的多年空间分布、年代际变化及各区域浓雾频数变化特征,并作出了雾频数与时间序列相关图.结果表明:我国浓雾频数最多的区域集中在东南沿海、四川盆地等,而浓雾频数最少的区域集中在西北、青藏高原及内蒙;我国浓雾频数从1956年开始基本呈现"两头波谷中间波峰"的时间变化趋势;全国大部分地区雾频数与时间序列的相关系数绝对值小于0.3,且相关系数为负的地区明显多于为正的地区,除了华北平原雾频数整体上增加外,其它地区基本上呈减少趋势或者变化不大.     

EFFECTS OF ENSO ON THE RELATIONSHIP BETWEEN IOD AND SUMMER RAINFALL IN CHINA

Based on the data of 1950 – 1999 monthly global SST from Hadley Center, NCAR/NCEP reanalysis data and rainfall over 160 weather stations in China, investigation is conducted into the difference of summer rainfall in China (hereafter referred to as the “CS rainfall”) between the years with the Indian Ocean Dipole (IOD) occurring independently and those with IOD occurring along with ENSO so as to study the effects of El Ni?o - Southern Oscillation (ENSO) on the relationship between IOD and the CS rainfall. It is shown that CS rainfall will be more than normal in South China (centered in Hunan province) in the years of positive IOD occurring independently; the CS rainfall will be less (more) than normal in North China (Southeast China) in the years of positive IOD occurring together with ENSO. The effect of ENSO is offsetting (enhancing) the relationship between IOD and summer rainfall in Southwest China, the region joining the Yangtze River basin with the Huaihe River basin (hereafter referred to as the “Yangtze-Huaihe basin”) and North China (Southeast China). The circulation field is also examined for preliminary causes of such an influence.     

全球月平均高度距平场正斜压性的分析(I)——相关系数分布

利用欧洲中心全球客观分析的7层月平均位势高度距平资料,分别计算了相同格点上12—2月和6—8月各层高度距平之间的同时相关分布。结果表明:全球月平均位势高度距平场的正压、斜压性随地理区域变化很大,并有较明显的季节变化。其中12—2月对流层下部大气环流距平场在海洋上空有较好的相当正压性,在大陆上空正压性较差;对流层上部大气环流异常的正、斜压性分布与下部不同,赤道附近地区是相关系数的高值区,副热带地区主要是低值区;在对流层下部与上部大气环流距平场的相关系数分布图上,海洋上空并不总是高值区,在热带东太平洋区域就出现最强的负相关中心。与6—8月的相关系数分布型比较发现:特别明显的季节变化在非洲大陆和热带印度洋区域,12—2月为强正压区,6—8月为强斜压区。     

全球月平均高度距平场正斜压性的分析(I)--相关系数分布

利用欧洲中心全球客观分析的7层月平均位势高度距平资料,分别计算了相同格点上12-2月和6-8月各层高度距平之间的同时相关分布。结果表明:全球月平均位势高度距平场的正压、斜压性随地理区域变化很大,并有较明显的季节变化。其中12-2月对流层下部大气环流距平场在海洋上空有较好的相当正压性,在大陆上空正压性较差;对流层上部大气环流异常的正、斜压性分布与下部不同,赤道附近地区是相关系数的高值区,副热带地区主要是低值区;在对流层下部与上部大气环流距平场的相关系数分布图上,海洋上空并不总是高值区,在热带东太平洋区域就出现最强的负相关中心。与6-8月的相关系数分布型比较发现:特别明显的季节变化在非洲大陆和热带印度洋区域,12-2月为强正压区,6-8月为强斜压区。     

基于随机森林算法的广州白云机场终端区雷暴潜势预报

利用2014—2015年夏季雷达资料获取雷暴发生有无数据,计算探空资料的对流指数与雷暴发生有无数据的灰色关联度,发现雷暴产生跟抬升凝结高度气压、850～700 hPa的温度和露点温度、风切变的关系最紧密。接着建立广州白云机场终端区内3类区域(离塔台中心8 km、50 km、100 km)的12小时随机森林分类模型,对不同区域的雷暴潜势进行预报和评估,发现终端区区域面积越大,雷暴发生样本比例越高,临界成功指数CSI、预报准确率AF、探测概率POD越来越高,虚假报警率FAR越来越低,表明预报出来的准确率越来越高。离塔台中心50 km和100 km区域的预报准确率AF和探测概率POD超过70%,对航空重要天气MDRS通报业务有指示作用。同时袋外错误率均低于1/3,随机森林算法的泛化性能好。