CAPABILITIES AND LIMITATIONS OF GRAPES SIMULATIONS OF EXTREME PRECIPITATION IN THE WARM SECTOR OVER A COMPLEX OROGRAPHY

A comprehensive observational study on a warm sector torrential rain (WSTR) on 20 May 2016 over south China is presented with a pioneering examination of simulation capabilities based on the Global/Regional Assimilation and Prediction System for Tropical Mesoscale Model (GRAPES_TMM). The results show that the meso-scale convective boundary formed between north wind from mountainous areas and the south wind from plain regions as well as the cold outflows boundary both contribute to the convections over Xinyi, and the convections were blocked and stayed stagnant in the trumpet-shaped topography for about 8 hours which eventually caused the torrential rains. Comparative verifications of the observational studies by simulations showed that GRAPES_TMM had better estimations of large-scale frontal precipitation than the local warm-sector torrential rains. The simulations of local torrential rains in the warm sector showed strong biases in precipitation location and amount. GRAPES_TMM also showed overestimated surface winds and a faster moving speed bias, as well as an overall underestimation of the nocturnal surface temperature during the WSTR. This work may lead to several prospective researches of its model improvements on model physics such as land surface process and PBL parameterization.     

爆发性气旋的合成诊断及形成机制研究

该文对发生在太平洋和大西洋的16个爆发性气旋作了合成分折, 对强弱爆发性气旋作了对比及诊断.研究发现, 基本场上存在不少明显的差异.分析得出, 强爆发性气旋的形成与高空急流的非纬向性以及反气旋性弯曲密切相关.非纬向高空急流为爆发性气旋提供了强的辐散、斜压性、斜压不稳定场.高层强爆发性气旋前部的反气旋曲率易造成重力惯性波在能量北传时发展, 促使气旋快速加深.暖平流及非绝热加热可使反气旋曲率加强.一般情况下, 当气旋西部位涡的大值区与北部位涡的大值区叠加下沉时, 有利于气旋爆发性发展.     

一次多弓状中尺度雨带的成因机理及其与水平涡度的关系

用WRF中尺度数值模式、NCEP/NCAR再分析资料、多普勒雷达观测资料等,对2018年5月5日发生在我国华中地区的一次多弓状雨带降水过程的形成机理及其与水平涡度的关系进行分析发现:雨带发生在切变线南侧的西南气流中,多弓状雨带出现前,大尺度高低层气旋式曲率的水平涡度和对流有效位能为降水提供了有利于上升运动的背景场。弓状雨带最初形成在对流不稳定和低层气流辐合条件下,局地强降水引发的下沉运动使中低层大风出现,大风中心南侧反气旋式的环流与背景场中的西南气流汇合构成了短波槽,尾部雨带出现在短波槽中,弓状头部生成于北侧的气旋式风场切变中,大风中心相较南北两侧更快的移速使雨带中部向前侧凸起。流场上的短波槽发生在700 hPa以下,在西南气流的背景场下,该槽向前后两侧的双向传播是多弓状雨带形成的重要触发因子。中尺度弓状雨带附近低层的水平涡度在强盛期、减弱期和消散期有着明显不同的结构特征;而在高层,雨带发展时和强盛期都为气旋式水平涡度控制,减弱期多为反气旋式水平涡度控制。      

NUMERICAL EXPERIMENT ON THE EFFECT OF URBANIZATION UPON SUMMER LAND-SEA BREEZES IN THE COASTLAND OF GUANGXI

The 2003–2006 observations were utilized to analyze the surface characteristics of summer land-sea breezes along the coastland of Guangxi and the Weather Research and Forecast model was applied to simulate the breeze structure on August 1–2,2006.Results show that 1) the intensity and distributions of the breezes reproduced from improved urban underlying surface were close to observations.In the daytime the coastwise urban band was a convergent belt of sea breeze,corresponding to the centers of torrential rains;in the nighttime hours the surface of the Gulf of Tonkin (the Vietnamese name) or the Northern Bay (the Chinese name) acted as a convergent zone of land breezes,likely to produce convective cloud cluster;2) the experiment on urbanization showed the heat island effect enhancing (weakening) the sea (land) breeze development.Furthermore,the heat island effect mitigated the atmospheric cooling via radiation over the cities in the night,weakening sinking motion correspondingly,thereby suppressing the dominant factor responsible for the steady development of temperature inversion.As a result,the inversion vigor was reduced greatly,but nevertheless no strong effect of the decreased subsidence was found upon the inversion height.     

西太平洋大尺度环境场对TC生成初期的影响

利用NCEP/NCAR水平分辨率为1°×1°、逐6 h的分析资料,以及JTWC(美国联合台风预警中心,Joint Typhoon Warning Center)最佳TC路径资料,对2004—2010年5—9月北半球100°E~180°范围内,118例TC生成时刻周围系统辐散风的大小以及时间和空间分布特征进行了统计分析,根据作用系统的不同将TC分为7种类型,其中:1)越赤道气流型;2)越赤道气流和副高相当型;3)越赤道气流强,副高弱型;4)副高型,这4种类型最多,占总数的91.5%以上。以TC为中心,在新生TC闭合环流外500 km范围内,第Ⅰ象限为副高的影响,在第Ⅱ象限多为副高与大陆高压影响,第Ⅲ象限为越赤道气流影响,而在第Ⅳ象限多为越赤道气流影响,少数为副高影响。区域平均越赤道气流辐散风的影响强度在0.7~3.5 m·s~(-1)的范围内,副高辐散风的影响强度在0.6~1.5 m·s~(-1)的范围内。对0704号的控制试验和敏感性试验表明,去掉TC自身的作用后,仍然会在一段时间后生成新的TC,这也验证了周围系统对TC的生成有重要的作用。     

磁法在内蒙古巴彦淖尔地区磁性矿产勘查中的应用

磁法在内蒙古巴彦淖尔地区的磁性矿产勘查中,在原有小比例尺航磁勘查筛选的异常区域基础上开展大比例尺的高精度磁测工作,进一步确定找矿靶区,经过钻探验证磁性矿产为铁矿化镁铁质麻粒岩,在深度上与物探反演解释基本吻合.     

基于EEMD-CES的单站地面气温资料质量控制方法研究

为了去除或减少我国地面气温观测资料中含有的噪声成分,提高观测资料质量,提出了一种新的单站质量控制算法。该算法融合了集合经验模态分解法(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)和三次指数平滑法(Cubic Exponential Smooth,CES)。利用EEMD方法将气温观测资料分解为一系列相对平稳的本征模分量,并基于能量密度和相关性准则从中分析筛选出目标分量,以完成资料重构;利用CES方法对重构资料建立单站质量控制模型,形成了一种基于EEMD-CES的地面观测资料质量控制算法。为检验该方法的可行性与适用性,选取2008年全国9个观测站地面逐时气温观测资料进行质量控制,并对比传统的单站质量控制法、经验模态分解法和三次指数平滑法的质量控制效果。试验结果表明,基于EEMD-CES的质量控制方法能有效地标记出数据的可疑值,相比传统方法,具有更高的检错率和更强的适应性。     

大渡河流域一次暴雪过程的天气环流特征及关键环境要素特征

对2016年2月下旬大渡河流域的一次大到暴雪天气过程进行分析,通过天气环流特征分析和环境气象参数提炼,指出西路强冷空气爆发是大渡河流域上游大雪至暴雪的先导信号,这种信号可提前2～3 d。大雪的产生除了冷空气条件,也要有暖空气配合,对大渡河流域而言,最主要的暖湿空气来源有两条路径,一条是中层南支槽前暖湿气流北上在流域上游与冷空气相遇,形成高原切变线,是导致流域上游大到暴雪的主要中层天气系统。另一支暖湿气流沿横断山以东从低层进入四川盆地西北部地区,为流域降雪提供充足水汽条件。冷空气爆发后的适宜温度场,利于水汽升华变成雪花的过程。此次过程中,流域降大雪的温度条件可归纳为：700 hPa上气温不高于-5℃,500 hPa上气温不高于-9°C,地表温度低于0°C。在湿度指标上,环境大气相对湿度在70%以上,且空气中的水汽含量达到4 g kg^-1以上。     

遥感图像分类方法研究综述

 综述了遥感图像监督分类和非监督分类中的各种方法，介绍了各种方法的优缺点、适用领域和应用情况，并作了简单评述，最后，展望了遥感图像分类方法研究发展方向和研究热点。     

水汽螺旋度和热力螺旋度在华北强“桑拿天”过程中的分析及应用

"桑拿天"是发生在夏季高温、高湿环境之下的重要天气现象.而过去单靠温度这一变量来诊断预报"桑拿天",有较大难度.而且从已有的研究中,"桑拿天"多发生在下沉运动或相对稳定的环流背景下.因此,寻找一个简单有效、且使用方便的物理变量来揭示"桑拿天"高湿、高湿的综合特征,显得特别重要.本文在前人研究的基础上,将以往暴雨研究中的IM (Ingredients-based Methodology)理论方法拓展至"桑拿天"的研究,将过去表征桑拿天高温、高湿、下沉运动环流特点的这些单个物理量综合进IM方法,尝试性地引入热力螺旋度(TH)、水汽螺旋度(MH)、以及湿热力螺旋度(MTH)等,对发生在2002年7月30日-8月4日和2009年7月7-9日的两次华北地区高温高湿的强"桑拿天"过程进行动力识别和诊断,并与广义湿位涡(GMPV)进行对比分析.分析结果表明,MH的异常大值区相对集中在北京及其周边的华北地区的对流层低层,并维持.而TH的异常大值区涵盖的范围远大于我们要研究的华北地区"桑拿天"的爆发范围.即使结合了温、湿效应的MTH和GMPV的异常大值区,其涵盖的范围亦逊于MH对"桑拿天"的动力识别.可见,在夏季普遍高温的大环境下,湿度是华北闷热的"桑拿天"爆发的一个决定性因素.结合了环流特征与湿度效应的MH,是对"桑拿天"进行动力识别的一个优化因子,具有较大的实际应用价值.