风暴尺度天气下利用集合卡尔曼滤波模拟多普勒雷达资料同化试验 II. 考虑模式误差的情形

文章的第I部分(兰伟仁等, 2010), 利用模拟雷达资料在假定模式无误差的情况下进行了一系列的集合卡尔曼滤波(EnKF)敏感性试验, 验证了EnKF方法在风暴尺度天气资料同化中的作用。本文继续探讨EnKF在有显著模式误差的情况下同化模拟多普勒雷达资料的效果问题。试验中假定模式误差主要来源于微物理过程参数化的不确定性。结果表明: 模式误差在不同程度上影响了EnKF分析的效果, 对微物理量的影响尤其明显; 在EnKF分析中, 利用微物理过程参数化集合的方法来考虑模式误差, 对速度场、 位温场以及比湿场有较明显的正作用, 但对于微物理量场分析效果较差; 若包含控制试验的微物理过程参数化方案, 则EnKF对所有变量都有正效果, 随着同化循环次数的增加, 分析结果更加合理; 只考虑冰相过程的微物理过程参数化方案的集合, 分析效果进一步提高。     

1881—2010年哈尔滨市气候变化及其影响

利用哈尔滨站1881—2010年的月平均气温、1909—2010年的月总降水量和1961—2010年哈尔滨所辖区、县（市）月平均气温、月总降水量资料,采用线性趋势分析方法,计算了哈尔滨市气温、降水变化速率,分析了哈尔滨市气候变化特征;阐述了气候变化对哈尔滨市的影响。结果表明：近50 a,除巴彦7月气温略呈下降趋势外,哈尔滨市各区、县（市）各月、季、年平均气温均呈升高趋势。哈尔滨各区、县（市）各月、季、年总降水量变化趋势不一致。近130 a,哈尔滨市年、季平均气温均呈明显的上升趋势,20世纪80年代开始明显增温,21世纪开始增温尤为显著。近百年来,哈尔滨市年、季总降水量均呈减少趋势。气候变化对哈尔滨市农业、能源等方面的影响有利有弊,但对于水资源、人体健康和交通等有较大的负面影响。     

湖南省夏季极端降水异常时空特征及其成因分析

利用湖南省88站常规观测资料、NCEP全球再分析资料,采用EOF分解和合成分析方法研究了湖南省1961—2014年极端降水的年际变化异常和时空特征,以及极端降水异常的环流成因。并主要分析了由EOF方法分析得出的第一类极端降水形态(一致偏多或偏少型)与环流异常之间的联系。结果表明,湖南省夏季极端降水分布有较大的空间差异,且湖南省极端降水呈明显增强的趋势。由于极端降水的变化周期与大尺度环流固有的2～4 a周期相同,因此大尺度环流的变化是湖南省极端降水异常的主要成因。大尺度环流的变异引起中国东部经向排列的环流异常分布,使得高度场和风场等气候场产生变异,从而引起湖南省极端降水的异常。从极端降水偏多年与偏少年大气环流的差值场可以看出:湖南省处于显著差异区,湖南省极端降水偏多(偏少)主要是由于北方的偏北风加强(减弱)和经西太平洋—南海进入湖南地区的西南风加强(减弱)并在湖南地区产生辐合(辐散)。当夏季东亚副热带西风急流偏南时,湖南正处在偏南较强西风急流的南侧,较强西风急流所产生的抽吸现象使得上层空气辐散,增加了湖南省极端降水的强度。副热带高压强度偏强、位置偏南、偏西,使得东亚夏季风偏弱,导致气流辐合稳定在湖南省,造成极端降水偏强。前冬中东太平洋海温偏暖(EI Ni1o)/偏冷(La Ni1a),湖南地区的极端降水容易一致偏多/偏少。同时黑潮暖流区也是影响湖南极端降水变化的可能原因。     

湖南涝年主汛期降水低频振荡特征分析

本文基于1986—2015年湖南逐日降水数据以及同期NCEP/NCAR再分析资料,分析旱涝年主汛期(5—7月)降水低频振荡特征,并利用位相合成方法研究涝年主汛期20～50 d低频环流演变特征。结果发现,湖南地区20～50 d和10～20 d的低频降水方差贡献比都具有南高北低的分布特征,10～20 d的低频振荡在旱涝年中皆较普遍存在,而20～50 d的低频振荡只在涝年普遍存在,20～50 d低频振荡对涝年有一定的指示意义。对涝年主汛期20～50 d低频降水进行位相合成发现,在活跃位相(中断位相),夏季南亚高压和西太平洋副热带高压(简称西太副高)纬向异常接近或者重叠(分离),湖南地区降水偏多(偏少),且两个高压的强度、范围、以及脊线位置和湖南地区主汛期降水关系较密切。南海反气旋(气旋)、河套地区槽(脊)系统以及湖南地区的垂直速度和比湿配合度高,且随位相变化存在明显的周期振荡,其中南海反气旋(气旋)和河套地区槽脊系统配置与湖南低频降水有着高度的时间一致性,湖南地区的低频垂直速度和低频比湿较低频降水有一个位相的超前滞后关系。此外,随着位相的演变,低频南北风高值区皆有明显的北传特征。     

我国春季冷锋后的高架雷暴特征分析

利用常规气象观测资料和国家气象中心对流天气综合监测等资料,对2010-2012年我国春季冷锋后的高架雷暴的时空分布特征和强对流天气特点等进行统计分析,并通过一次典型个例给出影响高架雷暴的主要天气系统,再结合雷暴物理条件的统计特征探讨高架雷暴发生发展的物理机制。研究结果表明,此类高架雷暴主要发生在我国南方地区,具有一定的日变化,常伴冰雹和短时强降水天气。影响高架雷暴的主要天气系统为高低空急流、低层切变线以及500 hPa西风槽等。预报着眼点主要为850和700 hPa大气相对湿度在70%以上;700与500 hPa的温差达16℃以上,有一定的热力不稳定;700 hPa上建立一支低空西南急流,配合500 hPa西风槽以及低层的切变线,这些因素为雷暴触发及发展提供条件。     

砂铁矿土壤种子库组成及出苗规律研究（英文）

砂铁矿的开采对周边荒漠草地产生较大影响,土壤种子库极度破坏,曾经的荒漠草场利用率和生产力几乎为零,严重影响了当地畜牧业发展和生态环境安全。人工补充土壤种子库对生态修复后荒漠草地物种组成影响十分重要。本研究以平整后的砂铁矿为研究对象,采用室内发芽盘方法,对比分析了砂铁矿土壤种子库人工补充前后出苗规律及物种组成以及种子埋深对出苗率的影响,结论认为：(1)青河县砂铁矿区原始土壤种子库仅包含4种植物,均为一年生藜科植物,优势种为刺沙蓬和虫实,且土壤种子库密度非常小;(2)研究区土壤种子库出苗与水分关系密切,增加水分,一年生植被出现“爆发式”出苗现象;(3)种子埋深影响多年生植被出苗率,0-5cm是出苗的最佳埋深。播深合适的情况下,人工补充土壤种子库在7天就可以完成出苗,这些结论均为修复时选择物种及大面积推广提供依据和奠定基础。     

基于氢氧稳定同位素和水化学的青藏高原高寒内陆流域水文过程示踪研究

氢氧稳定同位素和水化学已成为研究水文循环过程的良好示踪剂,两者的结合能很好地揭示流域或者区域(特别是缺少水文观测数据的高寒内陆地区)的水文循环过程.青藏高原地表环境较恶劣,缺乏流域尺度的水文观测资料,不利于对流域尺度水文循环过程的综合理解和认识,成为水资源高效综合利用的瓶颈.为此,本文以青海湖沙柳河流域为研究对象,通过...     

虚拟局域网技术在信息网络管理中的应用

根据新疆维吾尔自治区地震局局域网的现状和存在的问题,将虚拟局域网技术引用到新疆维吾尔自治区地震局局域网管理中,分析和讨论建立虚拟局域网的实现方法和实际意义,解决目前局域网存在的问题,从而提高局域网网络管理和网络服务质量。     

桂北山区两次突发性大暴雨触发及维持机制分析

利用常规观测资料、区域自动站资料、柳州多普勒雷达资料以及ERA5再分析资料对2020年6月24日(“6·24”过程)和7月9日(“7·9”过程)广西柳州元宝山地区先后出现的突发性局地大暴雨过程进行了分析,探讨这两次过程的触发因子。结果表明：在低层偏南暖湿气流持续输送的前提下,元宝山脉动力抬升进一步增强了山脉附近垂直上升运动;白天大量积聚的能量导致热力条件非常不稳定,地面中尺度辐合线及局地地形形成的中尺度辐合中心和大尺度环流的配合致使对流系统先在元宝山脉南侧触发起来,“列车效应”以及高效率、低质心的降雨系统使得小时雨强和累积雨量极大;两次过程与850 hPa西南气流风速脉动密切相关,高温高湿的暖湿气流在元宝山地区强烈辐合为暴雨增幅提供了有利条件,有利于强降水在柳州北部地区维持;“6·24”过程近地层有弱冷空气侵入,低层水汽饱和、中高层有干冷空气卷入;“7·9”过程近地层没有冷空气侵入,湿层深厚,整层为高温高湿的环境。     

基于多指标分析的博斯腾湖表层沉积物有机碳来源

通过有机碳稳定同位素(δ13Corg)、有机碳、氮含量及其比值(C∶N)的测定,结合已有的正构烷烃空间分布特征数据,对新疆博斯腾湖表层沉积物的有机碳来源进行综合研究.结果表明:博斯腾湖表层沉积物δ13Corg值在-26.7‰~-24.1‰之间波动,变幅较小;C∶N的波动范围为4.8~8.5,平均值约为7.4;正构烷烃的碳数分布范围为n C13~n C35,所有采样点样品的主峰碳以n C17和n C23为主.参考博斯腾湖文献调查资料,基于δ13Corg值、C∶N及正构烷烃等指标的空间分布状况,发现博斯腾湖表层沉积物中的有机碳主要来自湖泊内部浮游生物的残体;而不同湖区沉积物有机碳的内、外源贡献比例不同,其中陆源碎屑、挺水植物、沉水植物的贡献空间差异较大.博斯腾湖有机碳来源的空间差异主要表现在湖泊东部近岸水域表层沉积物有机碳主要为外源贡献,中心湖泊东部和西部浅水区表层沉积物有机碳由外源和内源共同贡献,而其余大部分水域表层沉积物有机碳则主要为内源贡献.