青藏高原冬春季雪盖对东亚夏季大气环流影响的数值试验

利用IAP 2-L AGCM进行了青藏高原冬春季雪盖异常对东亚夏季大气环流、加热场和降水影响的数值试验。结果表明,该影响十分显著,持续性很强。当高原冬春雪盖异常增厚、范围扩大时,夏季（JJA）高原地区及我国北方500 hPa位势高度降低,南方变高,西太平洋副高减弱。大气对雪盖异常的响应呈明显的波列特征。我国北方大部地区土壤温度降低,南方土壤温度升高。夏季各月降水异常分布形势并不完全一致,但与同期500 hPa高度场异常分布形势有关。     

气候模式对北冰洋地区气候变化模拟评估和未来预估

正在全球气候变化研究中,北冰洋地区(包括北冰洋海水和海冰区以及周边陆地和岛屿积雪冻土区)受到极大的重视,因为在全球变暖中,北冰洋的变暖和海冰融化是最引起注意的问题之一。因此,气候模式对北冰洋地区气候变化的模拟评估以及对未来的预估,受到极大的重视,本文将综述近些年这方面的研究~([1-4])。     

Logistic判别模型在强降水预报中的应用

利用Logistiv判别模型进行强降水预报,并设计3种方案进行对比分析。方案1直接使用14个影响因子进行判别预报,受因子共线性作用及噪音信号影响,虽然拟合效果较好,但预报效果明显下降。方案2对14个影响因子进行主成分分析,利用前6个主成分建模,虽然拟合效果较方案1降低,但由于消除了因子共线性作用以及噪音信号影响,预报效果较方案1提高。方案3运用Bootstrap抽样技术得到符干样本并建模计算模型参数,打乱了原有时间序列中的波动,仪保留平稳信息,拟合自由度进一步降低,导致拟合效果较方案案2下降,但预报效果却是3种方案中最好且最稳定的。在上述研究基础上,利用欧洲中心数值预报模式的预报场资料,建立基于Logistic判别模型的强降水客观预报系统,并在中央气象台业务运行。2013和2014年连续两年汛期预报检验结果表明,概模型对强降水预报的TS评分高于数值模式本身,具有一定的业务参考价值。     

中国东部夏季暴雨的年代际跃变及其大尺度环流背景

本文利用1960~2011年中国东部地面测站的逐日降水资料和JRA-55再分析资料探讨了夏季暴雨分布的年代际跃变及其相关联的大尺度环流异常特征。基于暴雨频数和占比(夏季暴雨占比是指5~8月暴雨降水量对总降水量的贡献百分比)的分析结果表明:中国东部夏季暴雨分布在20世纪70年代末和90年代初经历两次反相的经向"三极子"跃变。中国东部夏季暴雨的年代际演变过程可分为三个时段:1960~1979年为华南和华北暴雨偏多、江淮流域暴雨偏少的经向"三极子"分布;1980~1991年为南方和华北暴雨偏少、江淮流域暴雨偏多的经向三极子"分布;1992~2011年为南方暴雨显著偏多、华北暴雨持续偏少,逐渐形成经向"偶极子"分布,并导致近十多年我国夏季"南涝北旱"的整体格局。1970年代末(1990年代初)跃变相关联的大尺度环流异常配置:东亚夏季风的减弱(增强),西太平洋副高的增强西伸但南撤(北抬),南亚高压的减弱南缩(增强东扩),以及蒙古高原中低层的气旋式(反气旋式)环流异常。与此同时,低层局地环流也发生调整:华北和黄淮地区以及华南和江南地区均为反气旋式(气旋式)环流异常,而江淮流域和四川盆地受控于风场切变式辐合(辐散)异常;涡度场发生相应变化,南北方大部分地区的负(正)涡度异常不(有)利于低涡的发展,而江淮流域和四川盆地的正(负)涡度异常有(不)利于低涡的发展,进而引发江南和华南暴雨减少(增加)、江淮流域和四川盆地暴雨增加(减少)、黄淮和华北暴雨减少(增加)的经向"三极子"跃变。     

贵州茶树生长季热量资源的时空分布特征研究

该研究根据贵州省1961—2010年茶树生育期内积温的气象观测资料,分析了贵州春、夏、秋茶季内热量资源的时空变化特征。结果表明:研究区茶树生育期热量资源最充足的是夏茶季,其次是秋茶季,最少的则是春茶季;春茶季、夏茶季及秋茶季热量资源的空间分布特征相似,都是由西到东逐渐增加;而且3个茶季生育期的热量资源从1961—2010年期间都呈增加趋势;春茶季、夏茶季、秋茶季热量资源呈现减少趋势的站点占研究区域总站点数的比例分别为9.9%、46%、12.3%。春茶季、夏茶季、秋茶季热量资源的地区间差异均呈现缩小的趋势。     

高精度温度采集系统设计

针对高精度温度采集的需求,设计了一个以低功耗单片机MSP430F149作为核心处理器,以PT100铂电阻为传感器的温度采集系统。为了提高系统的复用性,采用精密电阻法,从硬件设计上消除了恒流源电流漂移以及A/D转换电路参考电压精度对温度测量数据的影响。重点描述了系统设计方案,详细说明了恒流源选择的原则、电流偏差的消除以及AD7792转换器的操作步骤。实验结果表明,温度测量精度优于0.1 ℃。对比试验表明,系统稳定性良好,已应用于业务产品中。     

弱受迫作用下大气对流运动进入混沌的条件及分岔途径

Guckenheimer和Holmes针对弱受迫系统或如下的小参数受迫方程组     

Impact of reservoir operation and climate change on the hydrological regime of the Sesan and Srepok Rivers in the Lower Mekong Basin

The transboundary Sesan and Srepok sub-basins (2S) are the “hot-spot” areas for reservoir development in the Lower Mekong region, with 12 reservoirs built in the Vietnam territory. This study examines the impacts of reservoir operations in Vietnam and projected climate change on the downstream hydrologic regime of the 2S Rivers by jointly applying the Soil Water Assessment Tool (SWAT) and Water Evaluation and Planning (WEAP) models. Different scenarios of reservoir operation are considered and simulated to assess their impact on annual, seasonal, and monthly flow regimes under maximum hydropower capacity generation with and without taking into account the minimum flow requirement downstream near the Vietnam border with Cambodia. The precipitation and temperature projections from the high-resolution regional climate model HadGEM3-RA under two Representative Concentration Pathways, 4.5 and 8.5, of HadGEM2-AO are used as future climate change scenarios for the impact assessment. The study results show that reservoir operation leads to an increase in the dry season stream flows and a decrease in the wet season stream flows. The monthly flow regime exhibits considerable changes for both the Sesan and Srepok Rivers but with different magnitudes and patterns of increase and decrease. Climate change is likely to induce considerable changes in stream flows, though these changes are comparatively lower than those caused by reservoir operation. Climate change is likely to have both counterbalancing and reinforcing effects over the impact of reservoir operation, reducing changes during dry season but increasing changes in most of the other months.     

旋翼无人机盐城试验观测资料分析及其在一次浓雾天气观测中的应用

2018年3月28—30日、6月20—26日和9月5—13日在江苏省盐城市射阳站开展了旋翼无人机大气边界层垂直结构观测试验,并与L波段雷达探空资料进行对比,验证无人机观测资料精度。结果表明无人机观测的温度、相对湿度、风向、风速廓线与探空观测资料具有较好的一致性。二者温度、相对湿度的相关系数均为0.98,温度绝对偏差为0.57℃,相对湿度绝对偏差为4.25%,风向相关系数为0.98,绝对偏差为11.5°,二者风速的相关系数为0.91,绝对偏差为1.88 m·s~(-1),且无人机探测的风速为对应高度上的瞬时风速,可以更好地反映出边界层内风速细节变化特征。试验期间,无人机观测到一次夏季浓雾过程边界层结构细致变化特征,其观测的雾的边界层结构特征和宏观特征与探空观测基本一致。验证结果表明无人机在边界层气象观测中具有很好的应用前景。     

GRAPES＿GFS中三维参考大气的研究：参考态构造和实际预报试验

GRAPES GFS(Global Regional Assimilation and PrEdiction System,Global Forecast System)采用基于等温大气构造的一维参考大气,前期的研究工作已在GRAPES_GFS的动力框架中引入了三维参考大气,并通过一系列理想试验检验了新方法的正确性以及计算精度。本部分研究工作,主要针对实际资料的预报试验,对比分析了不同三维参考态给定方法的优劣,并采用气候平均法,进行夏季两个月的四维变分循环预报试验。检验结果显示,使用三维参考大气后,模式的综合预报性能得到了提升,对流层高度场、温度场的预报偏差有所减小,长期积分过程中模式质量损失较为严重的问题也得到了明显的缓解。另外,通过动能谱的对比也可以看到使用三维参考大气后,模式在高层的能量耗散明显较小,能谱变化与观测更加吻合。