降水气候特征的随机模拟试验

本文利用多状态一阶Markov链,根据随机模拟理伦建立一种用以产生单站逐日降水量模拟记录的随机模式。由该模拟模式可推求降水的各种长年气候统计特征,因而这种模拟模式可为缺少逐日资料的地区提供获取足够长年代资料的有效途径。利用该模式对我国上海、北京、广州、沈阳、荆州等5站不同月份逐日降水的试验给果表明,模拟记录与历史资料所统计的气候特征如累年平均月降水量及其方差、累年平均日降水量及其方差、累年平均各月雨日数、最大日降水量等气候统计参数十分吻合,且具有相当的稳定性和可靠性。由于试验站点分属不同气候区域,因而该模拟方法具有普适性。     

极端气温频率与强度的统计模拟试验

本文借助于平稳时间序列的极值分布理论，对南京地区异常低温事件频次和强度建立统计模型。模拟该地区极端低温的频数分布，给出不同水平下低温事件发生次数的估计及平均强度，平均日期及其方差的推算值。试验结果表明，该类模型可以广泛地应用于气象极值规律研究，为能源，经济等部门提供应用气候参考依据。     

湿润气候区非均匀地表平均蒸散发率参数化方案研究

从水文过程的物理机制出发,提出湿润气候区平均蒸散发率的一种统计-动力参数化方案.将陆面蒸散发过程的复杂机制分解为地表层裸土及植被两种下垫面的土壤水分饱和区与非饱和区影响下的通量贡献.从理论上推导出考虑土壤含水量次网格尺度非均匀性的区域蒸散率解析表达式.根据湿润气候区土壤水分空间分布PDF的特点,给出适用于湿润气候区的平均蒸散发计算式.以长江三角洲为例进行的数值试验证明其合理性与可行性.     

地形非均匀性对网格区地面长波辐射通量计算的影响

从理论和数值试验两个方面证明地形的非均匀性(如海拔高度)对网格区地面长波辐射通量的计算有重要影响,海拔高度场的区域平均值及其变差系数是影响网格区地面长波辐射通量的主要因素,仅仅用地表均匀假定下的区域平均参量(如平均海拔高度和平均温度)所计算的网格区地表有效辐射通量值与其真实值之间存在着一定的误差。由于地表有效辐射通量是海拔高度的非线性函数,在特定情况下,其影响相当大,可产生不容忽略的误差。相对而言,海拔高度自身非均匀性对误差的影响远大于地表温度非均匀性项及其混合扰动项所产生的误差。对于不同的地形平均高度,地形非均匀性影响的程度并不相同。平均高度较小时,非均匀性的影响几乎可以忽略,但随着地形平均高度的增加,地形非均匀性的影响程度呈非线性增长趋势。因而,在复杂地形区域,考虑次网格地形的热力作用非常必要。     

L-矩估计方法在极端降水研究中的应用

本文引进具有高精度优良特性的L-矩参数估计方法,应用Gumbel分布模式拟合我国东部地区的极端降水量。结果表明,参数的L-矩估计法使Gumbel分布拟合极端降水的优度有较大的提高,同时在给定重现期条件下估计极值分位数具有良好的效果。相对而言,对短样本序列,L-矩估计比常规矩估计具有明显的优势。     

LOW FREQUENCY VARIABILITY OF INTERANNUAL CHANGE PATTERNS FOR GLOBAL MEAN TEMPERATURE DURING THE RECENT 100 YEARS

The TEEOF method that expands temporally is used to conduct a diagnostic study of the variation patterns of 1, 3, 6 and 10 years with regard to mean air temperature over the globe and Southern and Northern Hemispheres over the course of 100 years. The results show that the first mode of TEEOF takes up more than 50% in the total variance, with each of the first mode in the interannual oscillations generally standing for annually varying patterns which are related with climate and reflecting long-term tendency of change in air temperature. It is particularly true for the first mode on the 10-year scale, which shows an obvious ascending trend concerning the temperature in winter and consistently the primary component of time goes in a way that is very close to the sequence of actual temperature. Apart from the first mode of all time sections of TEEOF for the globe and the two hemispheres and the second mode of the 1-year TEEOF, interannual variation described by other characteristic vectors are showing various patterns, with corresponding primary components having relation with long-term variability of specific interannual quasi-periodic oscillation structures. A 2 T test applied to the annual variation pattern shows that the abrupt changes for the Southern Hemisphere and the globe come closer to the result of a uni-element t test for mean temperature than those for the Northern Hemisphere do. It indicates that the T 2 test, when carried out with patterns of multiple variables, seems more reasonable than the t test with single elements.     

北太平洋SST场的客观区划及其时频相关性

本文采用方差极大正交旋转的因子分析方法,对北太平洋SST场进行客观区划,结果表明,北太平洋SST场可划分为五大海区,即(Ⅰ)赤道东太平洋海区;(Ⅱ)加利福尼亚北信风海区;(Ⅲ)太平洋西部区;(Ⅳ)太平洋北部区;(Ⅴ)太平洋中部区。这些海区分别与整个北太平洋洋流和热通量空间分布具有很好的对应。其中海区(Ⅰ)在北太平洋SST场占有最重要的地位,它常年稳定少变,对SST场贡献最大。文中进一步对各海区SST时间序列作功率谱和交叉谱分析,得到有关各海区SST月际振动的显著周期和各海区之间显著的耦合振荡周期。计算表明,在这些时频相关性特征中,最为重要的周期振动和耦合振荡都与海区(Ⅰ)即赤道东太平洋海区有关。     

基于全球模式对中国极端气温指数模拟的评估

对IPCC 所提供的7 个全球海气耦合模式输出信息(年霜冻日数、生物生长季、温度 年较差、暖夜指数、热浪指数), 利用同期(1961-2000 年) 中国地区极端气温观测资料检测并 评价模式的预估效能。结果表明, 这些模式对中国地区的极端气温都具有一定的模拟能力, 但同时各个模式的模拟场都有各自的系统误差; 综合评价, 在7 个模式中GFDL-CM2.0 和 MIROC3.2 (hires) 两个模式对中国区域极端气温的模拟效果均为最佳。模拟所得的最优指数 为霜冻日数, 其后依次为: 暖夜指数、热浪指数、气温年较差和生物生长季; 而就空间分布 结构来看, 除暖夜指数的模拟效果较差之外, 其余指数均能较好地模拟出其空间分布特征。     

西北地区5-9月极端干期长度的概率特征分析

应用西北地区131个测站1961-2000年逐日降水资料,统计逐年5-9月极端干期长度,分析近40 a年平均极端干期长度的空间分布特征以及极端干期长度与降水量的关系,采用概率加权法(PWM)估计其分布函数的参数,探讨用Gumbel分布拟合我国西北地区极端干期长度的适用性,进而给出我国西北地区极端干期长度的概率以及≥20 d、≥50 d极端干期长度的重现期概率特征。结果表明:西北地区近40 a平均极端干期长度总体上自东南向西北递增,但极端干期最短的地方并不在降水量最大的陕南地区,而在海拔较高的青海南部以及甘肃甘南高原。极端干期长度与5-9月降水总量呈负相关。≥20 d界限的极端干期长度的概率与50 a一遇极端干期长度的空间分布基本相似,降水较少的南疆、青海西部、河西走廊西段,基本上每年多雨期都存在20 d以上的连续无雨期,而祁连山以南的青海、甘肃中南部、宁夏南部、陕西中南部≥20 d极端干期长度的概率不到0\^1。     

基于PC-CCA方法的气象场资料插补试验

引入主成分典型相关分析（ＰＣ－ＣＣＡ）方法建立缺测气象要素场序列的插补模式,对区域性气象场序列（以长江流域月气温距平场为例）各种时空缺测分布型态作插补试验。结果表明,当插补场站网分布型取包含子场在内的混合站网时,建模样本量达２５年就可有最优插补精度,且性能稳定,效果优良。尤其当距平符号单一且大尺度分量占优势时,插补精度随缺测场变化很小