-种等压面上流场的可视化方法

结合等压面上高度场及其气象要素矢量场数据的空间分布特征,设计了-种能客观反映大气在等压面上的运动规律的可视化方法表面场线映射,它在气象上有较好的实用价值     

一种利用气象要素场时变信息确定其空间分布状态的方法及数值模拟…

本文将藉观测资料所包含的时间演变信息来建立要素场空间结构的问题提成一个反问题，并利用用共轭方程和最优控制技术把模式初值作为控制变量来求解这个问题；希望对由于空间测站不足而得不到合理初始场的问题以及由于用共轭方程而引起大的计算量的问题获得解决的方法。     

一张存在分析错误的10 hPa等压面位势高度气候图

X．П．Пorocян1972年给出的一张全球6-8月10hPa等压面位势高度气候图被国内许多教科书广为引用，但该图存在一处明显的分析错误。本文指出了分析错误所在，并利用NCEP／NCAR 40a再分析资料，对其作了修正。     

高度场垂直插值方法的数值预报试验

本文假设温度场与气压对数成逐段线性分布。在有地形时,气压梯度力项采用在P坐标系计算的方法,即回插法。分别用理想地形和温压场分布及两个实例检验了高度场垂直插值不同方法的误差。结果表明,假设高度场随气压对数平方成逐段线性分布的方法,可以简化计算,节省机时,计算精度也较高。     

复杂地形气象场对污染物浓度空间分布影响的研究

利用WRF模式与多尺度空气质量模式(CMAQ)系统模拟了试验期间(2005年1月30-2月2日)兰州市城区SO2的地面浓度,并根据模拟结果进一步分析了兰州市冬季污染物的空间分布特征。研究结果表明西固区和城关区各有一处污染物高浓度区域;受排放源空间分布和气象场的综合影响,夜间SO2地面污染范围小于日间,夜间污染物地面最大浓度明显高于日间,夜间模拟区域平均值低于日间;水平流场和山谷风环流形成的垂直运动均对污染物地面浓度有明显影响。     

计算介质球极化场的一种简单方法

各向同性均匀介质球在均匀电场中初步极化而具有电偶极矩,成为激发电场的二次源,在空间发生电场。本文利用一个简单变换,把问题变换为一个均匀带电球体电场问题。此种分析方法不需用特殊函数,而且物理概念清晰,易于理解。     

一种场对场的复合门限统计预报模型及其应用

本文根据对数据总体非线性特征可用逐段线性化来逼近的原理，同时在考虑预报系统中预报对旬场和预报因子场的整体性和突跳性的基础上，获得一种场对场的复全门限统计预报模型。应用该模型对具有明显突跳性的云南五月雨量场进行必预报，结果较为理想。     

用微机做站点插值的一种方法

本文介绍用微机作固定站点插值的方法。此法可在系统建立时,就选择出每一个站的最佳插值站,使由插值站点的选择造成的插值误差尽可能小,并且可以事先计算出插值系数,待插值时调用,因而缩短了插值的时间。     

用500hPa月高度场作月降水预报所提供的可预报性时空分布

研究了用前期2——4个月500hPa高度场预报后期我国160个测站月降水量所提供的可预报性时空分布特征,结果表明：从空间分布上看,可预报性存在着西北高东南低的空间分布特点。从时间变化上看,4、5、6月降水的可预报性没有8、9、11、12、1月降水的可预报性好。同时,探讨了影响这种时空分布变化的可能原因,指出将500hPa高度场作为对我国降水进行月长期预报的唯一因子,会受到时间和空间上的种种限制,为了提高预报效果,还需要考虑海洋等其它预报因子。     

探测仪器特性曲线异常分析

探测仪器感应曲线发生变化,造成升速异常、等压面的温度、湿度错误、雷达〖CD*2〗气压高差偏大、时间〖CD*2〗高度线曲变化异常造成的规定高度上的风误差偏大,使部分资料或整份资料失真,影响探测准确性。本文主要从仪器的感应曲线变化后对各气象要素产生的影响进行分析,得出结论：不同的元件变性对气象要素产生的影响不同,气压变化的影响侧重于高差和升速,温度变化则侧重于规定等压面的温度绝对误差和规定等压面高度的偏差。采用绝对误差计算、加密气象要素计算等方法,结合图形、数据对比,可以确定感应曲线变化时间,从而及时、有效的对探测数据做出合适的处理,进一步提高探测数据的精准度。     

地面气象要素多模式集成预报研究进展

目前,集合预报已成为天气预报业务的主要支撑。然而,由于数值模式本身的限制与不完善以及集合系统存在初值扰动、集合大小等方面的局限,常存在预报偏差。不同预报模式通常具有不同的物理过程参数化方案、初始条件等,导致其预报能力各有不同。为此,如何纠正预报偏差以及如何充分有效地利用不同模式的预报信息以获得更加准确的天气预报广受关注。近年来,利用统计理论与预报诊断,基于多个集合预报系统的多模式集成预报技术得到快速发展,已成为有效消除预报偏差从而提高天气预报技巧的一种统计后处理方法。针对气温、降水和风3个最基本的地面气象要素,首先依据预报形式将应用范围较广的简单集合平均、消除偏差集合平均、超级集合、贝叶斯模式平均、集合模式输出统计等加权或等权平均多模式集成技术,分成确定性预报和概率预报两大类,并做系统介绍。最后,讨论使用和发展多模式集成技术需要关注的问题,包括考虑参与集成的模式个数、发展降水及风速分级预报模型和发展基于机器学习的多模式集成新技术。     

A scheme for pixel-scale aerodynamic surface temperature over hilly land

Hilly-land satellite pixel-scale aerodynamic surface temperatures (AdST) are investigated using LAS (Large Aperture Scintillometer) and meteorological observations during 21-22 May 2001, indicating that the calculated temperatures are predominantly subject to estimated roughness lengths and, to a less extent, to estimated Bowen ratios, with errors to within 3.0 K between the AdST calculations and hilly radiometric surface temperatures retrieved from satellite data with the split window model. The errors depend heavily on the model used and the zenith angles and azimuth of the satellite and sun with respect to the observational site.     

BJ-RUC系统模式地面气象要素预报效果评估

利用自动气象站逐小时地面观测资料,采用客观检验方法对北京市气象局快速更新循环预报 (BJ-RUC) 系统在2008—2010年5—9月的预报结果进行检验,初步评估了BJ-RUC系统对地面气象要素的业务预报性能。结果表明:BJ-RUC系统对地面气象要素预报与实况的变化趋势有很好的一致性。其中,2 m温度预报整体偏高,误差范围为-1.5~1.5℃,早上和傍晚偏大,正午偏小;2 m相对湿度的预报整体偏低,误差为-25%~0,白天偏大,夜间偏小;10 m风速预报明显偏大,午后尤为显著,误差为0.6~1.2 m·s-1;6 h累积降水的晴雨预报效果较好,TS评分可达到0.4。系统在初始起报时次的稳定性较差,从第3个起报时次开始逐渐稳定,但预报误差随着预报时效的增长逐渐增大,12 h内的预报误差较小,预报结果较可靠,在短时临近预报中具有参考价值。     

夏季不同下垫面气象要素的对比分析

对扎龙湿地生态气象站和齐齐哈尔自动气象站2004年6~8月的逐时气温、风速、相对湿度等观测资料进行统计分析,找出了不同下垫面的两站之间不同时次各气象要素的差异,指出两站风速、气温、露点温度、相对湿度、地面温度等的月平均值均存在差异,变化幅度及极值出现时间各有不同;下垫面差异只起到加强或缓和气象要素日变化幅度的作用。所得结果有助于深入了解扎龙湿地的天气变化规律,对未来扎龙湿地气象要素的精细预报以及湿地资源的开发、保护和管理有一定的参考意义。     

一种“准拉格朗日法”和“欧拉法”统一算法时间积分方案

从欧拉算符出发,用泰勒级数展开,给出二阶时空微商余项预报方程,进而讨论一种数值分析新算法——双三次曲面拟合（插值）的准拉格朗日时间积分方案与数值模式。它是将大气运动描述成为非线性的“三次”运动,即是通过对原始大气运动方程中包括标量、矢量的压、温、湿、风、以及“旋转地球上广义牛顿力”加速度场和散度场等,做双三次曲面拟合,实现对各个大气运动变量场的二阶可导,即限定气块上游点在各个不同双三次曲面（片）、具有斜率、曲率和挠率的非线性“三次”变量场上活动,从而可对各个大气运动方程做时间离散积分,即为“双三次曲面拟合—时间步积分—双三次曲面拟合……”,实现成为一种新动力框架数值模式。由于双三次曲面具有数学定律“收敛性”和二阶可导“最优性”,故选用双三次曲面插值求算二阶余差“上游点”,具有“充分必要”的数学理由：它包含了大气运动变量场之斜率、曲率和挠率。因此,埃尔米特双三次曲面片具有对“网格”变量场二阶可导运算“等价性”、及其数学“收敛性”与最佳曲率“最优性”,并且将“准拉格朗日法”与“欧拉法”,以及柯朗 弗里德里希斯 列维判据统一起来。容易实现全球“网格”变量场的双三次曲面拟合,和可按双三次曲面变量场的斜率、曲率或挠率判断,作变量场局域或单点平滑,以此保持“三次”模式的时间积分稳定性。     

2012—2014年常州市大气重污染日的气象条件分析

利用常州市环境监测中心的大气污染监测资料、常州市气象局的常规气象观测资料及NCEP/NCAR再分析资料等分析了2012—2014年常州市的大气污染情况,将大气重污染日的地面形势场进行了分型,并重点分析了污染程度极为严重的2013年1月的气象条件,得到以下结论：1)近3年常州市共计出现大气重污染日54天,冬季为重污染日数最多的季节,首要污染物主要是PM2.5。2)可将重污染日的地面形势场归纳为均压场型、高压底部型、高压后部型、变性高压型和低压型5种类型：均压场型扩散条件差,为大气重污染最常见的地面形势;高压底部型一般伴随有冷空气扩散,往往导致上游污染物的输送;高压后部型、变性高压型分别意味着冷高压移出和变性减弱致使污染物累积导致大气重污染发生;低压型一般易出现降水,若前期污染程度较重或降水较弱,往往导致污染维持。3)2013年1月大气污染极其严重,单月共计出现重污染日14天,降水量异常偏少是本月重污染频发的主要原因之一,高温高湿小风环境则有利于大气重污染的形成。4)秋冬季节多冷空气活动,本地往往经历均压场高压底部冷空气冷高压均压场的循环过程,冷空气“间歇期”为大气重污染高发时段,故地面形势场对大气重污染的预报预警有着较好的指示作用。     

陆面模拟中植被辐射传输参数化方案研究

在冠层二流辐射传输模式基础上新发展了一个描述太阳短波辐射在植被中传输的冠层四流辐射传输模式.冠层四流辐射传输模式是在大气辐射传输理论的基础上得到一组描述短波辐射在植被中传输过程的冠层辐射传输基本方程,引进大气中求解辐射传输方程的四流近似解法,并求得冠层四流辐射传输方程的解析解.方程中各项参量能够反映叶子或冠层特殊的几何和光学特征.冠层向上、向下辐射通量取决于冠层散射相函数、叶子在入射光方向投影面积、单个叶子反射率和透射率、叶面积指数以及直射光入射太阳高度角等.四流模式计算叶子水平倾角时对太阳短波辐射的反照率,与二流模式结果比较可以验证模式的理论推导和建模都是正确的:计算结果的比较,表明四流模式在水平叶角分布时计算的冠层反照率与二流模式结果一致,同时直射光从任何太阳高度角入射的冠层反照率结果也一致,从而证明发展的冠层四流辐射传输模式是成功的.模拟试验中将两种模型同时耦合到同一个陆面过程模式中进行比较试验,结果表明,冠层四流辐射传输模式能够得到更精确的植被反照率,从而使得陆面模式计算的地表吸收的净太阳辐射通量更接近于观测值.