由NOAA-9AVHRR资料确定美国大平原的反照率

利用1986年和1987年无雪月份期间美国大平原的NOAA-9 AVHRR(改进的甚高分辨率辐射仪)观测资料推算出地面反照率的季节变化.使用一种简单的与模式无关的方法绘制月反照率分布图,其方法包括按卫星九天周期重新排列无云资料、周期中逐日平均资料的空间内插和对周期求平均获得月平均估计值.应用窄带转换到宽带和对每月晴空反照率的简单大气订正获得地面反照率,分析了四个目标区(两个森林目标区和两个农作物目标区)的物候变化. 在某些地区,生长季节里农作物生长能使反照率成倍地增大.这种变化在辐射收支计算中是重要的.从整体来看,这些结果与其它文献中对各种地表类型的反照率的研究所得的结果相当一致.     

西太平洋地区的中尺度对流复合体

本文运用日本静止气象卫星的增强显示红外圆盘云图,给出了1983-1985年期间西太平洋地区中尺度对流复合体(MCC)的气候学研究.结果指出,在西太平洋地区MCC是常见的系统,并且表现出许多与美洲MCC相同的特征.这种系统活动在夜间,并且往往形成在陆地上或者紧靠陆地的邻近地区.在美洲,它们的冷云罩(Cold Cloud Shield)持续时间约为10小时,而在西太平洋地区则持续约11小时.冷云罩的大小分布与美洲的相似,大多数面积在2～3×10~5平方公里之间.这种系统在西太平洋地区的季节分布也与美洲的相似.具体地说,它们的最高频率在中纬度地区出现在春末夏初,低纬度地区则均匀地分布在整个暖季中.如同西半球系统一样,西太平洋地区的MCC发生在气候学上具有高θ_e空气的低层急流和高层分流出现的区域.而它们的移动路径如同美洲的系统,典型地移向700-500hPa中气候平均气流的右侧(南半球移向左侧).这种对平均气流的偏离朝着高θ_e空气源区方向.少数移动在水面上的MCC形成了热带风暴;同样,少数移动在陆地上的热带系统形成了MCC.由于西太平洋地区与美洲MCC性质和环境很相似,因此可以推断它们在实质上是同一现象.鉴于它们在美洲和西太平洋地区经常出现,很可能使它们对全球水分循环起重要作用.     

中国东北地区中尺度对流复合体的时空分布特征

普查2005年5月1日至2008年9月30日FY-2C每隔30 min一次的红外云图,根据修正的MCC（Mesoscale Convective Complexes）标准,统计分析中国东北地区出现的MCC变化。结果表明：4 a共出现了22个MCC,其中19个出现在7-8月;东北地区MCC生成源地有明显的地域特点,MCC的生成与大兴安岭的地形密切相关,而辽宁和吉林东部极少生成MCC。中国东北地区MCC平均生命史为9.3 h,比美洲及中国南方地区都短,而≤-52℃和≤-32℃冷云罩面积明显大于以上两个区域;东北地区具有明显的夜发性特征,近85 %的MCC生成于午后到傍晚,15-24时是MCC对流最旺盛的时段。     

不同区域海温异常对中国夏季旱涝影响的诊断研究和预测试验

利用季降水异常的典型集合相关预测模式, 研究了前期和同期不同季节全球海表温度距平场与中国夏季旱涝的遥相关分布特征以及这种相关型随季节的变化, 揭示了全球海温的异常变化在中国夏季旱涝中的信号特征.研究表明, 全球不同区域海温对我国夏季降水的影响存在着明显的季节差异.全球特定的海温分布可以作为中国夏季旱涝预报的信号因子.选取不同区域及不同时段的海温场作为因子场分别对1998、 1999年这两个典型年份的我国夏季降水进行了诊断研究和预测试验, 并通过不同区域海温的影响权重做集成预测.试验结果表明:不同区域海温的集成预测不仅可以有效地提高预测的准确性, 而且可以揭示不同时段不同区域海温的异常变化在夏季旱涝中的强信号现象.     

两次MCC红外云图特征与天气实况异同性分析

利用FY-2E红外云图、多普勒雷达资料,结合环境形势及物理量场,分析了2011年8月15—16日(简称"0815MCC")山东北部和河北南部、2015年7月30—31日(简称"0730MCC")山东中部和南部地区两次中尺度对流复合体(MCC)产生的区域性暴雨过程。结果表明:(1)两次MCC过程,降水集中在MCC形成到成熟阶段。强降水分布都具有非对称性,主要在风暴传播方向上黑体亮温(TBB)冷中心附近及其西侧和南侧。地面中尺度辐合系统的强度、移向与新生单体的发展密切相关。(2)正涡度高值区、散度和垂直速度的负值中心的重叠区具有显著的动力条件,对MCC具有强"吸引力",导致明显的后向传播特征。(3)雷达VWP产品显示,有超低空急流的建立,为MCC的形成与维持提供了能量与动力条件。低层风之间的辐合切变,为新对流单体的生成提供了抬升触发机制。当相邻雷达之间的速度差迅速增大时,强降水开始。(4)"0815MCC"的-52℃冷云面积是"0730MCC"的4倍,TBB比"0730MCC"平均低10℃。"0815MCC"低层辐合和高层辐散更强烈,能量更集中,使风暴发展更高,云顶亮温更低;风暴顶强烈辐散将云中冰晶粒子等带到更远的高空,在红外云图上出现较大的冷云面积;同时"0815MCC"强垂直风切变将高空冰晶粒子带到云砧处造成蒸发,降低了降水效率,导致"0815MCC"过程暴雨范围和降水强度小于"0730MCC"。     

关于中尺度对流复合体的若干问题

一、引言近几年美国通过间隔30分钟一张的静止卫星增强显示的红外云图,发现了一类重要的中尺度对流天气系统。Maddox1980年将其命名为“中尺度对流复合体(缩写为MCC)。它以具有较大范围近乎圆形的砧状云罩为主要特征。暖半年(3—9月)MCC在美国中部及中国中东部(103°E以东)频繁地出现。它可以产生许多重要的对流天气,包括龙卷、冰雹、毁灭性的暴洪,下击暴流以及广泛分布的有益降雨。事实上MCC系统控制着美国主要农作物区生长季节的降雨和对流天气以及中国夏半年的暴雨和区城性降雹天气。因此研究其发生发展和移动规律非常重要。1979至1983年国内外发表了一系列有关MCC的研究报     

根据GMS-IR观测资料推断的大尺度云场分布及其季节变化

本文利用GMS-IR云图资料研究了90°E-170°W,50°S-50°N范围内云的分布和云季节变化的大尺度气候学特征.定量描述了自1984年6月至1986年6月3年间(1984年6月除外)云顶高度在700hPa以上的大尺度云场分布及其季节变化.通过算得高云量(云顶高于400hPa)与高、中云量(云顶高于700 hPa)的比率以及考察被云覆盖的1°×1°区域内云顶高的标准差研究了云顶高度和云型的分布和季节变化. 研究结果表明,最大云量(～4/10)区分布在150°E以西的热带,次大云量(3/10～4/10)区分布在中纬度的气旋路径带,最小云量(1/10～2/10)区在副高附近.年平均云顶高度在热带高于中纬度.在两半球中纬度的气旋路径带上,云顶高度差异悬殊:最低纬度气旋路径带上的平均云顶高度大大高于其他气旋路径带上的平均云顶高度. 热带季风区内云量的年变化很大(2/10～4/10).此外,在热带季风区大陆及其邻域(大约1000km以内)冬季云顶高度明显降低.这表明在冬季深对流活动在那里受到强烈抑制,可因冷流而加强的强对流活动限于远离大陆的区域.在冬季,自中国南方至日本这一副热带季风区也可观测到云顶高度的降低.在中国南方和东海,云顶高度大的季节变化伴随着云型显著的季节变化:暖季为深厚对流云,冷季为层状中云.除了热带和副热带季风区,深厚对流云在夏季亚洲大陆上甚至可出现在50°N的较高纬度且高云量增加达2/10.这与澳大利亚大陆明显不同,在那里除热带季风区外,全年高云很少(～0.5/10).     

低纬高原地区一次中尺度对流复合体个例研究

利用地球静止气象卫星(GMS)资料和有限区域暴雨预报模式(HLAFS)分析场,对1999年6月6日低纬高原地区发生的一次中尺度对流复合体(MCC)进行了分析.研究结果表明,MCC发生在副热带高压与滇缅高压之间辐合区中;受两高之间辐合区及云贵高原地形的影响,MCC位于500hPa一个明显的中尺度辐合线上,垂直速度中心强度比其他地区的MCC约大1倍,无辐散层位于400～500hPa之间,北侧准静止锋锋区很强.     

云南及其周边地区中尺度对流系统时空分布特征

依据卫星云图红外辐射亮温资料 (TBB) ,对云南及周边地区中尺度对流系统 (MCS)进行了统计分析 ,获得了该地区MβCS ,MαCS和MCC的时空分布特征。结果表明 :MCS多发生在低纬度高原东部的滇黔和中越之间 ;平均每年 6～ 8月为MCS主要发生时段 (占总发生次数的 6 7.1% ) ,MCS特别是MαCS和MCC发生频率最高的是 6月 ,其与季节性变化 (东亚季风和印度季风爆发 )和下垫面加热易形成空气热对流有关 ;低纬高原地区MCS除了 18～ 2 3时有 1个高峰发生时段外 ,0～ 7时还有 1个次高峰发生时段 ,这与中国其他地区有明显的不同 ,说明高原地区的MCS还具有地域特点。另外还对MCS的移动路径进行了分析。     

贵州秋季绵雨的时空变化和典型绵雨年环流特征

利用贵州76个测站1961—2017年秋季(9—11月)逐日雨量和美国国家环境预报中心/大气研究中心(NCEP/NCAR)再分析资料,借助线性趋势、Mann-Kendall检验、合成分析等方法,对贵州秋季绵雨时空变化和同期典型重、轻绵雨年环流特征进行了分析。结果表明:近60 a贵州秋季绵雨量和绵雨日数呈线性减少趋势,小雨对绵雨贡献率最大; 11月绵雨日数突变发生在1986年前后,1961—1986年为偏多时段,1987—2017年为偏少时段。贵州秋季绵雨从西、西北向东、东南呈递减分布并分析了典型重绵雨年和轻绵雨年的环流特征。     

中尺度对流系统和闪电

1.引言每年春夏时节美国包括大平原和东南地区在内的广大地区的总降水量与中尺度对流系统(Mesoscale Convective Systems,以下简称MCS)过境有关.MCS定义为持续时间至少几小时且在生命史内具有明显对流活动的大范围降水系统(水平尺度为100-500km).根据定义,MCS包括超级单体雷暴,伴有层状云降水区的飑线以及中尺度对流复合体(MCC).MCC是根据云顶最低温度和特定温度阈值的覆盖范围来定义的(Maddox,1980).MCC中的对流单体的分布较为     

西安市大降水的气候特征分析

使用1971—2000年西安市7个气象站的逐日降水资料,统计分析西安大降水的时空分布特征。结果表明:西安地区的大降水有阶段性,1971—1977年是多雨时段,1978—1980年是少雨时段,1981—1986年是多雨时段,1987年以后处于少雨时段,从1995年开始年大降水日数呈回升趋势;受秦岭山地的影响全区大降水分布不均,东部多西部少,南部多北部少;大降水2—11月都有发生,主要出现在7—8月;大降水大部分在1 d内结束,连续发生的较少。     

江苏省持续性雨日分布模式的研究

本文以江苏省城内二十个站点、三十年的逐日降水资料为基础，揭示了省域年及各季两日数和两日平均雨量分布的时空特征，建立了省城内不同站点、不同季节的雨日概率分布模式。研究结果表明用波亚（polya）概率分布模式能够较好地拟合省域雨日的分布特征。有了这些模式人们可以较为科学地估算省域内各地、各季不同持续时段雨日出现的气候概率，合理地安排生产、建设和生活等计划．     

1966～1991年北极海冰模拟结果与观测的对比

利用宇如聪等1995年建立的北极区域冰-洋耦合模式,以1966～1991年期间逐月的月平均实测海平面气温和气压场为强迫场,模拟了上述26年间北极海冰的时间演变和空间分布,着重分析了大西洋及欧洲沿岸一侧的巴伦支海和格陵兰海的海冰状况,并与目前能够得到的北极海冰密集度观测资料做了对比,结果表明:（1）模式对巴伦支海海冰年际变化的模拟是比较成功的,表现在不仅模拟的1969～1979和1979～1987这两个时段的主要变化趋势和观测事实比较一致,而且模拟出了1979和1984这两个多冰和少冰的极端年份。模拟的主要     

江南南部初夏汛期降水特征Ⅰ:降水集中期及其变化

利用1961-2010年江南地区200个气象站的逐日降水资料,对江南地区初夏降水量的时空分布及其演变特征进行分析.结果表明,在江南南部存在显著的初夏降水集中区,位于27.5～29.5°N的纬向带状区域内;江南南部初夏降水具有季节内相对独立的集中时段,平均发生在6月10-30日.近50a江南南部初夏降水量和暴雨日数没有出现显著的增加或减少趋势性变化,但初夏最长连续降雨日数有弱的减少趋势.江南南部初夏降水具有显著的2～3a和5～6a周期震荡,另外还在1979、1987和2001年出现过3次突变变化.     

北半球夏季环流的简化模式季节预报试验

本文在对地气耦合非定常距平模式做了一些改进的基础上，进行了北半球夏季（6～8月）环流的季节预报试验。 对1982～1989年 6～8 月预报结果分析表明:预报效果优于持续性预报；但模式预报存在着明显的系统误差；距平中心向低纬度的漂移严重。用3种不同方法做了消除系统误差的试验，比较了它们的优劣。此外，针对距平模式预报的是月平均距平量这一特点，提出了两种集合预报方案:一种是用滑动的平均量做出多个5月份初始场；另一种是采用不同长度的时段平均，替代5月份初始场；用上述两种方案做了1987年6～8月的集合预报试验，结果表明优于或接近于非集合的单个预报的结果。     

湖南夏季雨量场的EOF的稳定性及其长期预报

利用 1 958～ 1 995年湖南夏季雨量场 ,分析了经验正交函数 ( EOF) ,结果表明 ,它能反映降水的空间分布特征。将该场划分为 1 958～ 1 983年和 1 970～ 1 995年两段 ,对原始场和两个新场的 EOF进行了比较和讨论 ,发现在一定条件下 ,EOF是稳定的。将该场序列延伸至 1 997年 ,并划分为 1 958～ 1 977年和 1 978～ 1 997年两个不重合的时段 ;结果 EOF仍较稳定 ,这可能与场内平均相关状况的差异较小有关。在此基础上 ,采用主成份筛选的建模方案 ,制作了雨量场的长期预报。     

COSMIC反演大气温湿廓线与模式客观分析场的比较

利用2009年不同季节COSMIC湿反演的大气温度和相对湿度廓线数据,分别与时、空相匹配的ECMWF(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,欧洲中尺度天气预报中心)、NCEP(National Centers for Environmental Prediction,美国环境预报中心)模式客观分析场和无线电探空观测数据,进行全球范围的比较分析.初步研究表明,无论夏季还是冬季,各种资料源之间相互比较的偏差和标准差分布相似,与季节无关.就温度而言,三种资料源的温度水平、垂直分布都很接近,ECMWF模式数据比NCEP不论是温度廓线还是湿度廓线都更接近COSMIC反演值.模式的水汽客观分析场在对流层基本上都比无线电探空观测值偏湿,对流层中高层在大部分海洋地区也比COSMIC反演场偏湿.COSMIC反演的相对湿度相对于无线电探空整层偏大,具有明显正偏差,在300 hPa偏差达最大值(约30%).     

大气污染物含量分布与环境气象条件的关系

将1981—1986年我国大气降尘量、SO_2、NO_x及降水物pH平均值的分布特征与同期的平均雨量、雨日、相对湿度和地面风场等的分布作了对照,发现其间存在一定关系,当上述环境气象场发生变动或出现反常时,这些大气污染物的分布也将发生变化。     

两次台风过程近地层湍流度和阵风因子分析

利用2005年台风"麦莎"和"卡努"期间青岛海岸实测三维风观测资料,挑选6个10 min平均风速≥8 m/s的强风时段,使用矢量分析方法研究台风影响华东地区时近地层的平均风速风向变化、湍流度和阵风因子变化等湍流特性,结果表明台风影响期间,近地层湍流脉动风速不稳定,水平方向、垂直方向风速风向快速变化;虽然台风"麦莎"、"卡努"入海地点不同,不同强风时段近地层湍流度差异也较大,但湍流强度都表现为Iu(横向)＞Iv(纵向)＞Iw(垂直向).两次台风影响过程不同强风时段近地层阵风因子的变化与湍流度的变化是一致的,在风速增大风向转变的时段,湍流度和阵风因子明显增大.