黄海北部海域春季一次平流雾特征分析

采用L波段加密探空资料、自动气象站资料、FY-2E卫星观测资料和NCEP全球再分析资料,对2012年4月23—24日黄海北部出现的一次持续性平流雾过程的成因、发展维持及传播特征进行了诊断分析。结果表明:此次平流雾是暖湿气流与其下垫面冷水域相互作用所致,属于平流冷却雾。黄海维持的高压脊阻挡和减弱了冷空气,利于低层建立稳定大气层结;黄海低层偏南水汽输送的持续和加强既为雾的形成提供了丰富水汽供应,又利于雾区的向北传播。黄海北部冷水域和雾层上的“暖干层”是此次平流雾发展和维持的重要原因。浓雾区与近地层的冷平流区和水汽辐合区相对应,冷暖平流交汇之处易发生平流雾。在静稳天气形势下,黄海北部偏南风风速的增大并不影响平流雾的维持,这一特点明显区别于辐射雾。     

The Warming and Wetting Ecological Environment Changes over the Qinghai-Tibetan Plateau and the Driving Effect of the Asian Summer Monsoon

The impact of warming and wetting on the ecological environment of the Qinghai-Tibet Plateau (TP) under the background of climate change has been a concern of the global scientific community. In this paper, the optimized interpolation variational correction approach is adopted for the analysis of monthly high-resolution satellite precipitation products and observations from meteorological stations during the past 20 years. As a result, the corrected precipitation products can not only supplement the “blank area” of precipitation observation stations on the TP, but also improve the accuracy of the original satellite precipitation products. The precipitation over the TP shows different spatial changes in the vegetation growing season, known as the time from May to September. The precipitation in the vegetation growing season and leaf area index (LAI) in the following month show a similar change pattern, indicating a “one-month lag” response of LAI to precipitation on the TP. Further analysis illustrates the influence of water vapor transport driven by the Asian summer monsoon. Water vapor derived from trans-equatorial air flows across the Indian Ocean and Arabian Sea is strengthened, leading to the increase of precipitation in the central and northern TP, where the trend of warming and wetting and the increase of vegetation tend to be more obvious. By contrast, as a result of the weakening trend of water vapor transport in the middle and low levels in southern TP, the precipitation decreases, and the LAI shows a downtrend, which inhibits the warming and wetting ecological environment in this area.     

利用GOCE重力场模型确定全球稳态海面地形及表层地转流

稳态海面地形(MDT)是大地测量学家和海洋学家共同关心的一个重要物理量.该文基于WHU2009全球平均海面高模型和GO_CONS_GCF_2_TIM_R3纯GOCE重力场模型,采用几何法经高斯滤波处理后确定了全球稳态海面地形,与CLS09及DTU10 MDTs相比,其差值均方根RMS均小于8 cm,表明该文结果具有较高的精度;根据地转流方程计算了相应的表层地转流,与GRACE重力场模型GGM03S结果相比,GOCE重力场模型所确定的表层地转流在墨西哥湾流、黑潮及厄加勒斯海流等海域均体现了更强的流速和更多的细部特征,验证了GOCE在洋流探测中的优势.     

第二岛链以东附近海域冬季水文要素特征分析

利用西太平洋冬季海洋综合调查获取的数据资料,分析了第二岛链以东附近海域冬季温度、盐度、声速和密度的分布特征和变化规律。使用Ocean Data View海洋数据软件对资料进行网格化处理,同时采用Wilson方法和垂直梯度法计算声速和声速梯度。分析数据结果表明:第二岛链以东附近海域冬季温度随深度增加而减小,且750 m以浅变化幅度较大;而盐度和声速的垂直结构特征均表现为从表层向下先减小后增大,但各自存在不同的临界深度。海区存在温度和声速双跃层结构,上跃层强度大,厚度小;下跃层强度较小,厚度较大。     

应用谱逼近方法模拟2008年初南方持续性降水过程及其水汽通道周期特征分析

本文利用谱逼近方法,对2008年初发生在我国南方的大范围持续性降水过程进行了对比试验,结果发现使用谱逼近方法的试验模拟所得的雨带空间分布和降水强度明显优于没有使用谱逼近方法的试验。对于低层受槽线、风切变线等频繁影响的区域,使用谱逼近方法的试验得到的经向风场具有2~4天的显著周期特征,与实况较为一致,即该方法能够提高模式对经向风场的模拟能力。综合分析水汽输送通道、模拟区域位置以及水汽通道超前高相关区的周期特征可知:谱逼近方法可能把中南半岛东部区域这一超前高相关区的经向水汽输送信息引入模式,从而改善了模式对降水区水汽收支周期的模拟能力,这可能是该方法能够改善降水模拟的重要原因之一。另外,对于谱逼近方法没有直接作用的模式变量,经过模式内部各变量之间的相互调整,其在谱逼近试验中的统计结果也有不同程度的提高。本文研究结果表明,谱逼近试验通过引入外源性的周期特征因素项,调整了模式与大尺度驱动场之间的协调关系,进而能够提高两周内模式模拟水平。此方法可能会在模式数值预报中具有一定的实际使用价值。     

GM测高数据反演中国近海及邻域精细重力场

综合对比4种波形重跟踪算法,选择改进阈值法处理Jason-1GM数据,联合波形重跟踪后的Geosat和ERS-1GM数据,沿轨2Hz重采样以提高数据空间分辨率。通过数据质量控制剔除粗差数据,考虑海表面地形的影响,基于移去-恢复法和维宁-曼齐兹公式反演了中国近海及邻近海域(0°~45°N,100°~140°E)1′×1′的精细重力场。船测数据检核表明反演结果在开阔海域精度约4mGal,近岸浅水区约10mGal,均优于DTU10和V21.1模型。     

辽东半岛和山东半岛地形对黄、渤海大风影响的数值模拟试验

利用WRF模式和地形有无的2种试验方案,对2010年11月26—27日由东移发展的蒙古气旋引发的黄、渤海偏南大风转偏北大风天气过程中,辽东半岛和山东半岛地形对大风强度和分布的影响进行了数值模拟试验。(1) 辽东半岛地形对渤海偏南大风和黄海北部偏北大风、山东半岛地形对渤海海峡和黄海北部的偏南、偏北大风均有增幅作用。其中,渤海东北部偏南大风及山东半岛东北部海域偏北大风增幅最大达4 m/s,而山东半岛东北部海域偏南大风和辽东半岛东部海域偏北大风增幅都为2 m/s。(2) 地形作用加大了海岸线附近的垂直运动和温度梯度,有利于黄、渤海中尺度强风区的形成和发展。特别是,在辽东半岛东部和山东半岛东北部造成了强风中的极大阵风。(3) 地形的强迫作用局部改变了黄、渤海沿岸强风区的分布。地形强迫产生与环境风场同向的扰动时,风力局部增大;反之,风力局部减弱。      

强台风“海葵”(1211)近海急剧增强的数值研究

近海台风强度急剧增强是预报中的难点。使用新一代中尺度WRF模式对台风“海葵”(1211)近海强度急剧增强过程进行数值模拟,并对数值模拟结果展开分析,研究引起台风强度突变的可能机理及相应结构变化。模拟结果表明,台风“海葵”的急剧增强与低层水汽输入的突然增加以及有利的高、低层辐散、辐合流场配置密切相关,且在“海葵”台风强度迅速增强的前6 h其高低层辐合、辐散流场呈现同时增强。台风结构变化的分析表明,在台风急剧增强时段台风结构趋于对称化,且低层眼壁范围小,高层眼壁范围向外扩展。伴随着台风强度增强,径向风速和切向风速也处在增大过程中,特别是台风急剧增强阶段,径向风速和切向风速增大更明显。另外,暖心强度逐渐加强,且暖心范围明显扩大并向低层扩展。同时随着台风强度的增强,垂直上升运动也逐渐增强。台风的这些结构变化都有利于其强度的维持和发展。      

黄、渤海大风的次天气尺度环流特征及其应用

选取2008年12月出现在黄、渤海的一次大风过程,采用常规观测资料和NCEP全球再分析资料,对大风期间的次天气尺度特征及其与天气尺度系统之间的相互作用进行了诊断分析。结果表明,黄、渤海大风区的次天气尺度环流具有明显的波动特征,这种波动结构的维持与否和大风期间的天气尺度背景密切相关。黄、渤海位于高空槽前,波动结构维持,该区域从次天气尺度系统获得正涡度和动能,气旋发展,大风形成。中纬度斜压带东南移至黄、渤海上空,波动结构遭到破坏,消耗次天气尺度系统涡度,气旋减弱,但低层大气仍获得次天气尺度系统动能,大风维持。在与高空槽相互作用的过程中,虽然次天气尺度环流有不同的分布特征,但低层大气若获得次天气尺度动能,则有利于动能输入地区的风速增幅和大风持续,若消耗次天气尺度系统动能,大风停止。次天气尺度动能大值区主要在850hPa以下的低层。     

STATISTICAL ANALYSIS AND NUMERICAL SIMULATION OF POYANG LAKE'S INFLUENCE ON TROPICAL CYCLONES

Based on the Tropical Cyclone(TC briefly thereafter)Yearbook 1980-2009,this paper first analyzes the number and intensity change of the TCs which passed directly over or by the side of Poyang Lake(the distance of TC center is less than 1°longitude or 1°latitude from the Lake)among all the landfalling TCs in China during the past 30 years.Two cases are examined in detail in this paper.One is severe typhoon Rananim with a speed of 3.26 m/s and a change of 1 hPa in intensity when it was passing the Lake.The other is super typhoon Saomai with a faster moving speed of 6.50 m/s and a larger change in intensity of 6 hPa.Through numerical simulation experiments,this paper analyzes how the change of underlying surface from water to land contributes to the differences in intensity,speed and mesoscale convection of the two TCs when they passed the Lake.Results show that the moisture and dynamic condition above the Lake were favorable for the maintenance of the intensity when Rananim was passing through Poyang Lake,despite the moisture supply from the ocean was cut off.As a result,there was strong convection around the lake which led to a rainfall spinning counter-clockwise as it was affected by the TC movement.However,little impact was seen in the Saomai case.These results indicate that for the TCs coming ashore on Poyang Lake with a slow speed,the large water body is conducive to the sustaining of the intensity and strengthening of the convection around the TC center and the subsequent heavy rainfall.On the contrary,a fast-moving TC is less likely to be influenced by the underlying surface in terms of intensity and speed.