上海城市湿岛与城区雾

本文根据1984年上海城区11个气象站和郊区10个气象站的观测记录和天气图,分析上海城乡水汽压的差异及其与城区雾的关系,发现在气团雾出现前,上海在20时和02时常出现三种城市湿岛,即凝露湿岛、结霜湿岛和雨天湿岛（含雨中湿岛和雨后湿岛两型）。在辐射雾和平流辐射雾（主要出现在秋冬季节）中还有雾天城市湿岛。以上各类湿岛形成都伴有城市热岛的存在。本文用大量观测事实论证了以上几种城市湿岛的存在及其形成过程,并指出城市湿岛的出现可以作为城市辐射雾、平流辐射雾和平流雾的先兆。     

干、湿环境下中尺度对流系统发生的环流背景和地面特征分析

对2007～2010 年暖季(6～9 月)发生在江淮和黄淮流域46 个对流天气过程的环流背景和地面特征进行了统计研究。根据整层可降水量小于或大于等于50 mm 将这些个例发生的环境分成干环境(10 个个例)和湿环境(36 个个例)。干环境下发生强对流的天气形势可以分为槽后型和副高边缘型,湿环境下的天气形势可分为槽前型、副高边缘型和槽后型,湿环境下有明显的暖湿区配合。湿环境下槽前型发生的概率最高,地面系统较为复杂,有静止锋、倒槽、冷锋和暖锋,而干环境下在本研究的个例中无槽前型发生。干、湿环境下副高边缘型的对流,从地面到500 hPa 都发生在副高后部的“S”流型的拐弯处,但部分湿环境个例低层有切变线。干环境下槽后型的发生概率较高,而湿环境下发生概率则相对较少。由这些研究表明,干、湿环境下强对流系统的触发和维持机制存在明显的差异。     

干、湿球取值精确性的体会

干、湿球记录是最主要、最基本的气象要素。干、湿球记录的准确与否、牵涉到一系列其它要素。本人根据十多年的观测经验,体会到精确取值的关键是读数方法。因为观测员在开百叶箱门时产生的气流改变了原来相对稳定的箱内气流及人体这一热源     

2018年北京城区和远郊区低层大气风场特征分析

基于FNL再分析资料的风场数据,利用矢量平均法及数理统计理论,对太原（37.37°N,112.35°E）上空0.8～47 km的大气风场垂直分布特征及风切变特性进行了分析。根据太原上空风场特征和对飞行器发射的影响,本文以风场特征为标准重新划分为四个时期：4月、5月、6月为雨季前期,7月和8月为雨季,9月、10月为雨季后期,11月、12月、1～3月为冬季。根据风场时期变化的差异,垂直结构以5、20 km两个高度层为标准分为3层。在20 km以下,雨季的平均风速要小于其他三个时期;在20 km以上,冬季和雨季风速大于雨季前期和雨季后期。利用综合矢量风方法计算了风切变特征,风切变在冬季40～47 km高度范围内强度最大,其他时期在12 km附近出现次大强度值;最大风引起的风切变主要影响范围在±8 km内。利用新的λ-概率密度函数（λ-PDF）多项式混沌展开法,有效地拟合出风场参数,解决了风场分布的不确定性问题,为复杂的飞行问题提供理论上的支撑。

     

2018年北京城区和远郊区低层大气风场特征分析

利用2018年1月1日至12月31日在北京国家综合气象观测实验基地获得的风廓线雷达资料和同时期在河北香河的华北香河全大气层野外科学观测研究站获得的多普勒声雷达资料,比较分析北京城区和远郊区的低层(0～600 m)大气风场特征.结果 表明:水平风速随高度增加而增大,同一高度层,远郊区的平均水平风速大于城区,且受湍流活动影...     

北京“三伏时节”气候特征分析

为了解\"热在三伏\"的程度及其随年代的变化,统计分析了三伏时节北京观象台1971～2006年气温等气象要素.结果表明:①三伏时节的平均气温与相对湿度比夏季分别高0.8℃和5%;②\"短三伏\"的平均气温比\"长三伏\"高0.6℃.而\"短三伏\"的平均相对湿度比\"长三伏\"低5%;③平均气温、平均相对湿度及平均降水量随年代延续的变化幅度为每年0.42℃,-3.13%、-11.25 mm.了解北京三伏时节的高温高湿气候和增温、减湿、少雨的特点.可以给城市供水、供电、交通等行业和市民消夏避暑提供气象服务的科学依据.     

干、湿月游程的Markov链模拟

本文以文献^[1]中提出的游程和转折点的概念。利用Markov链研究我国各大气候区若千代表测站干、湿月游程的统计特征,得到许多有实际应用意义的气候统计信息。此外,文中还对干、湿月转移概率矩阵的稳定性及其极限分布作了计算和讨论,其结果可直接提供长期预报的气候背景。     

“硫磺雨”还是花粉雨

每年春季,在我市郊区和同安县,遇有降水过程,在地面积水处常发现有黄色的漂浮物,群众习惯称为“硫磺雨”,并传说这是引起早稻秧苗烂秧死苗的一个原因。 “硫磺雨”究竟是什么东西?是不是引起烂秧的原因?为了进一步做好气象服务工作,我们注意了这方面的试验研究。     

北京“7.21”暴雨雨团的发生和传播机理

基于京津冀5部新一代天气雷达、区域5min自动站和中尺度数值模式模拟资料,通过雷达资料快速更新循环四维变分同化技术和三维数值云模式对低层三维动力和热动力特征的模拟分析,为北京\"7.21\"特大暴雨中尺度对流系统(Mesoscale Convective System,MCS)的结构特征和传播机理的分析提供了佐证。结果表明:(1)低层动力场和地形强迫对MCS的触发、增强和维持起到关键作用。在MCS形成阶段,地形强迫有利于低空偏南气流带来的暖湿空气在山前的辐合上升。随着MCS的加强,强降水区域呈现与地形走向接近的\"西南—东北\"向带状分布,单体移动具有明显的\"列车效应\",而MCS整体则向东偏南缓慢传播。在MCS传播前沿(山前)形成强的出流风场,低层2 km以下均为深厚的辐合上升区且进一步加强,表明地形强迫和低层风辐合对偏南暖湿空气抬升起到重要作用,有利于MCS长时间\"列车效应\"的维持和MCS的发展。MCS出流风场与平原地区近地面偏南风交汇,使得在距MCS传播前沿约50 km的、已经存在的一个接近\"西西南—东东北\"走向的出流边界明显增强。在MCS传播前沿存在较为明显的0-3 km风垂直切变,由MCS出流与低层偏南风形成的风向切变以及地形强迫造成的风速切变构成,切变区域与地形走向及MCS伸展方向密切相关,切变强度达到中纬度低层强切变阈值范围。低层风垂直切变与MCS存在明显的正反馈效应,亦有利于MCS的长时间发展和维持。(2)低层热动力场为MCS的发展、传播提供了重要条件。在MCS传播前方的环境低层是明显的暖湿区,而在传播后方的低层则是由于地面冷锋及MCS降水造成的冷区,冷暖空气交汇对MCS的高度组织化和强降水的持续起到重要作用。低层的热力层结不稳定区域主要分布在MCS的南部到西南部地区,为MCS尾部风暴单体的不断新生和移动传播创造了良好的热力条件。最后,通过观测和模拟结果综合分析,初步得出了与此次强降水MCS发展演变密切相关的低层热、动力配置的概念模型,为MCS\"列车效应\"和后向传播特征的机制分析提供了依据。     

北京奥运赛期温、湿、风、云、雨的气候信息分析

分析北京城近郊区奥运会赛场临近的气象台站(南郊观象台、朝阳站、海淀站、丰台站、石景山站)1995～2004年10年8月的气温、相对湿度、风向风速、低云量、降水量等5个气象要素的气候变化,结果表明:1)19～22日有2次阴雨天气过程,气温下降幅度较大;2)5个台站的主导风向是S-SE,逐日平均风速的峰值出现在16时(北京时间),其值为2.0～3.1m.s-1;3)白天各雨量等级合计≥35%的频率出现5天;4)奥运会开幕时间(2008年8月8日20时),晴天到少云的频率占90%,阴天为10%,无雨为80%。这种气候特点为奥运会组委会、参赛运动员和观众提供了赛场环境5个气象要素的日变化规律。同时,对于奥运会的短期气象服务也有一定的参考价值。     

强台风“妮妲”降水过程惠州雨滴谱特征分析

利用惠州市惠阳观测站雨滴谱数据,分析了强台风“妮妲”过程期间台风降水的雨滴谱特征。强台风“妮妲”过程期间最大雨滴浓度为28 662 m^-3,最大瞬时降雨强度为96 mm/h,以小雨滴居多,直径小于1 mm的雨滴占总浓度的91.08%,平均雨滴直径D_m在0.5mm左右,众数直径D_d最多为0.437 mm,平均体积直径D_v的平均值为0.723 mm,优势直径中最多的为1.375 mm的雨滴,中数体积直径集中在1.062～1.375 mm之间,强台风“妮妲”惠州的降水以非对流性降水为主。随着强台风“妮妲”登陆靠近,大小雨滴的浓度均急剧增加,出现少量大于6.5 mm的大滴,接近台风中心后呈下降趋势,随后又增加并保持较高浓度小雨滴。应用指数分布和Г分布模型对雨滴谱进行拟合,结果表明指数分布拟合效果略优。     

湿日与干日随机变化的概率

本文提出用正则马尔科夫链计算湿日与干日随机变化的概率,这些计算结果对于单站补充预报有一走用处。其次,本文还直接根据条件概率推导出高阶转移概率的循环公式,其计算结果和马尔科夫链计算结果是一样的,根据这些循环公式还可以求得计算高阶转移概率样本值的公式。根据高阶转移概率样本值的计算,可以检查马尔科夫链的计算结果是否符合于实际情况。     

北京一次大暴雨过程视热源和视减湿特征分析

应用高分辨ＴＢＢ亮温资料和逐６小时一次的ＮＣＥＰ／ＮＣＡＲ再分析资料,分析了１９９８年７月５日北京地区发生的一次大暴雨天气过程。结果表明：北京地区雨量分布不均是由于西部山区出现两次对流活动而东部平原地区仅为一次,ＴＢＢ低值区右前方下沉区有利于其后部对流的发展;暴雨阶段视热源（Ｑ１）的视减湿（Ｑ２）局地变化项和平流项均非小项,两者具有反位相变化特征,垂直输送项是视热源和视减湿的主要贡献者;Ｑ１和Ｑ２     

西北地区干、湿夏季的前期环流和水汽差异

用西北地区夏季 (6、7、8月) 共19个站降水量观测资料以及NCEP/ NCAR 1958~1997年再分析全球月平均网格点前期 (春季) 资料, 选取西北地区周边范围内夏季干、湿年的前期春季各个物理量场进行相关统计分析, 结果表明前期春季影响西北地区夏季干、湿的相关区域环流特征和水汽特征有显著差异。     

干与湿东北季风寒潮的相关天气形势

中国南部地区在冬季经常受东北季风寒潮影响，当遇上较强的寒潮时，香港的天气相当寒冷。例如1996年2月18～24日，香港天文台每天都录得10℃以下的低温，此外，连日的阴雨天气，更令日间气温维持在12℃以下。期间个别传媒将一些老年人的死亡归咎于寒冷的天气。在这种情况下，预测严寒天气何时结束，有着实际而迫切的需要。1数据我们分析11986－1995年期间12、1和2月每月影响香港最寒冷的寒潮。每个寒潮以在天文台录得最低温的日期命名。由于其中两个个例（即31．1．90和1．2．90）实为同一个寒潮，所以共有29个个例。在分析过程中，发现其中…     

中尺度干、湿对流影响环境场的差异分析

用1999年6月一次梅雨锋大暴雨过程高分辨的敏感性数值模拟结果分析了对流活动对大尺度环境的反馈作用,共设计了两个敏感性方案：干绝热过程(干调整)和包含水汽及凝结潜热释放的湿过程(湿调整),两种调整过程包含的不稳定能量不同,对环境场造成的影响也不同。通过分析,得到以下几点结论：在对流强盛期间,湿调整比干调整更能增强底层辐合和高层辐散;当对流消失后即大气从不稳定调整到稳定状态后,两种调整过程对水平风场的影响基本相同;湿调整比干调整产生的垂直速度更大;湿调整比干调整更能使大气底层温度降低、高层温度升高。干、湿调整过程都是不稳定能量释放过程,当层结不稳定能量释放、产生强对流时,强上升运动中心的中下层辐合增加、高层辐散增加,当对称不稳定能量释放时,高层指向冷区一侧的水平风分量增强,底层指向暖区一侧的水平风分量增强。水平风场受对流影响后改变的量值与原有量值相当;不稳定能量释放可影响到对流中心周围5个经纬距以上的范围。     

北京“6.23”局地强对流天气的雷达产品特征分析

利用北京逐时降水资料以及雷达组网产品、RPG衍生的风暴跟踪产品和Cell Trend产品,针对北京"6.23"雨强大、局地性明显的暴雨过程进行较为细致的诊断分析。结果表明,雷达监测产品较好地反映出此次过程是由大量中小尺度涡旋构成的对流性系统暴雨,中尺度特征显著。雷达组网产品较好地捕捉了整体降雨系统的演变过程,单站雷达组合反射率、多仰角基本反射率和径向速度揭示了该暴雨系统的多个对流单体结构和更替变化,其剖面刻画了局地对流降雨系统的典型回波特征,伴随强降雨出现了明显的后向干冷空气侵入弱回波区、前向回波悬垂和穹窿,以及倾斜式的低层辐合、高层辐散结构特征。RPG衍生的风暴跟踪产品和Cell Trend产品很好地监测出暴雨过程中小尺度系统的活动信息。其中,中小尺度涡旋的回波顶高和底高、最大回波高度的变化揭示了造成局地降水的对流单体发生发展过程中的强度、结构、内部气流运动变化特征和雨滴活动;液态水含量以及冰雹概率在整个降水过程中一直处于极大值,表明了该系统的强度与降雨雨量、雨强一致。     

北京城区夏季污染建立、维持、消退的天气过程

利用北京城区污染观测站2006~2013年夏季可吸入颗粒物PM10逐日浓度检测资料,挑选所有PM10浓度大于150μg/m~3的个例,合成分析华北及北京地区风场变化情况,发现风速在污染当天变化不明显,南风与PM10的相关性普遍为正,污染当天各区南风增加较大,太行山一带甚至增长了5倍。南风异常可能会使河北、山东等地污染物向北京输送,造成北京大气污染。同时我们分析北京夏季空气污染时大气环流特征。在500 h Pa与200 h Pa,北京和内蒙古上空有显著的高压异常。在850 h Pa,环流场表现为东正西负的高度场异常,其中北京在正负异常分界线上。低层气压梯度异常会造成北京和以南地区南风异常。同时,我们发现北京污染天气伴随的高空环流异常具有准定常特征。在污染前4天,蒙古上空存在一个显著的高层高压异常。该高压异常增强并向南延伸,在污染当天控制北京和内蒙古。在污染消退期,该异常也逐渐消退。但在消退后第四天,北京和内蒙古上空依然受高压异常控制。这表明北京夏季污染和高空准定常环流异常有关。     

梅州城区雾和霾的气候特征分析

为了研究本地区雾和霾的规律和趋势,利用梅州市气象局1990-2008年近20a的雾日和霾日统计资料,通过线性回归分析的方法从年、季和持续时间上分析了梅州城区的雾、霾气候特征.结果表明：1990-2008年期间梅州城区雾日数呈逐渐显著性减少的趋势,年雾日数减少幅度为0.4561d/a,霾日数从2005年之后开始呈明显增加趋势;雾在冬季最多,秋季和夏季最少,霾在冬季最多,夏季最少.另外,霾一年四季均有出现,且出现的几率不断增加,持续时间也不断增长.     

天津城区暴雪的环流形势与雷达特征分析

利用常规观测资料和天津新一代天气雷达资料,对20022017年发生在天津城区的4次暴雪天气过程进行了分析,结果表明:4次暴雪过程均属于回流型降雪,但环流形势和影响系统却不尽相同;暴雪主要产生在500 hPa和700 hPa高空槽、850 hPa切变线东移的形势下;水汽主要来源于700 hPa西南急流及850 hPa低空和925 hPa超低空急流的水汽输送。回流东北风在天津地区形成冷空气垫,有利于西南暖湿气流的爬升,加强了地面的动力抬升作用。通过对暴雪过程的雷达径向速度场分析看到,暴雪过程具有零速度等值线闭合特征,此特征是冬季降雪过程独有的特征,反映了近地面层与中高层之间的风切变,闭合越完整表明切变越强烈,可以直观地预警暴雪量级。另外,高仰角上中尺度辐合线维持时间的长短与降雪量之间对应关系较好,可以作为预警降雪量级的一个指标。VWP图上从观测到西北风出现到降雪结束平均需要12 h,这可以作为暴雪结束时间的预报指标。