华北平原一次中尺度对流系统分析

2002年6月1日在华北平原发生了β尺度的中尺度对流系统(MβCSs)。利用气象常规资料的客观分析产品对这次过程进行了分析,结果表明．在高空东北冷涡影响下,华北平原的东北方向出现急流,MβCSs发生在急流右侧的风速切变区中;由于高空正涡度平流、低空负涡度平流的共同作用,高空辐散,低空辐合,使对流层中层的上升运动得以维持;华北平原低空水汽通量辐合．有源源不断的水汽供应;高层总能量减少,低层总能量增加,使华北平原在垂直方向有大量的不稳定能量积聚。以上分析表明：华北平原具备了对流产生的动力和热力条件。该文揭示了MβCSs产生的原因,并为以后进一步做好MβCSs的预报总结了经验。     

Coupling effect diagnoses of quasi-stationary mesoscale vortex in Guangxi rainstorm process of China

The mesoscale weather system which affected the Guangxi flash-flood-producing rainstorm of China in June 2008 is a quasi-stationary mesoscale vortex. Its genesis and development is closely related to the coupling effects of weather systems in different scales and different latitudes. On the one hand, the coupling of synoptic scale high- and low-level jets provides the environmental conditions for development of vortices and vertical circulations in the mesoscale vortex; On the other hand, the coupling of waves in mid-latitude westerlies and perturbations in low-latitude warm-moist flow under the influence of complex terrain makes the mesoscale vortex circulations strengthened. With the piecewise potential vorticity (PV) inversion method, PV anomalies in different regions are analyzed; also the vortex-vortex interactions and vortex-background flow interactions are diagnosed. Thus, the reasons why the mesoscale is quasi-stationary at first, while developing and deepening later are indicated. Under the condition of coupling effects, the vertical motions accompanied with the mesoscale vortex can be diagnosed with the PV-ω inversion system based on the analysis of quasi-balanced flow.     

Vertical tilt structure of East Asian trough and its interannual variation mechanism in boreal winter

Vertical tilt structure of the East Asian trough (EAT) and its interannual variation mechanism in boreal winter are studied using NCEP/NCAR, ERA40, and NCEP/DOE reanalyses. A vertical tilt index (VTI) is defined as the mean slope of vertical trough line on the longitude-height cross section to describe the tilting extent of the EAT, with high index indicating a more west-tilted trough and vice versa. The VTI series derived from the three reanalysis datasets are highly correlated with each other during the corresponding periods. A significant positive correlation is found between the VTI and the zonal range of the vertical trough line. Based on the close relation, a possible physical mechanism is proposed to explain the interannual variation of VTI. It demonstrates that positive (negative) temperature anomalies within the mean zonal range of the EAT result in expansion (contraction) of the zonal range and lead to high (low) VTI years. The composite analyses based on the three reanalysis datasets well support the proposed mechanism. Furthermore, the general relationship between the VTI and the zonal temperature gradient is discussed based on the proposed mechanism. It is revealed that the asymmetric change of temperature gradient on the western and eastern sides of the EAT plays an important role in the variation of VTI, which suggests that the tilting extent of the EAT is strongly affected by the two-order zonal change of temperature instead of the zonal temperature gradient (i.e., one-order change). Climate variability not only in the simultaneous winter but also in the following spring and summer over East Asia is closely related to the variation of the VTI. This study on the vertical tilting of the EAT may enrich knowledge of the East Asian winter monsoon and the climate variability over East Asia and may be helpful in improving the regional climate prediction in East Asia.     

河套地区一次寒潮天气的环流形势分析

利用常规气象观测资料和Micaps提供的相关资料,对2009年9月19—20日在河套地区发生的寒潮天气的环流形势及物理量进行分析。分析表明:在寒潮爆发前期,500hPa系统,蒙古西部的冷中心强度≥-32℃,且温度场滞后于高度场,为冷空气爆发南下提供了最基本条件;700hPa河套地区及上游≥16m.s-1的西北风急流基本形成,等温线与等高线交角≥45°且10个纬距内有4条及以上等温线的密集区;850hPa河套地区有≥16℃的暖中心,高空槽前后的西北风速≥18 m.s-1,温度线与高度线的夹角>45°;地面蒙古气旋的暖性性质为寒潮爆发的前期提供了有利的热力条件,地面冷锋后部冷高压轴线接近南北向,且冷高压中心强度≥1040hPa,3h变压≥3hPa。     

基于双线性内插值的CD雷达垂直剖面算法

该文针对贵州CD型号新一代多普勒天气雷达反射率因子,采用C#编程,经坐标转换后处理成三维网格数据,基于双线性内插值法,实现任意方向雷达反射率因子垂直剖面制作,结合贵阳雷达分析,结果表明双线性内插值法放大后的图像质量较高,解决了因垂直剖面图像较小不利于显示及放大的问题。     

WRF中土壤图及参数表的更新对华北夏季预报的影响研究

土壤质地及其物理性质的参数化对陆面过程模拟具有明显的影响。研究了土壤质地和土壤水文参数表的更新对WRF（Weather Research and Forecasting）模拟性能的影响。使用北京师范大学土壤属性数据集和修正后的土壤水文参数表替换WRF默认数据,对2017年6—8月华北地区开展数值模拟试验和评估验证。结果表明,模拟结果对土壤类型数据集和水文参数表的更新较为敏感,对地面要素预报有正效果。WRF默认土壤数据集中,中国东部以粘壤土为主,而在北京师范大学土壤数据集里则以壤土为主;修正后的土壤水文参数在Noah陆面过程中增强了裸土潜热蒸发能力。数值模拟试验表明,土壤输入数据和土壤水文参数的更新能够增强陆面向大气的潜热同时减弱感热输送,致使大气底层温度降低而湿度增大。利用华北区域748个地面气象观测站的2 m温度和2 m湿度对2017年夏季的模拟结果进行验证,结果显示更新试验对地面要素的预报偏差有较好的修正作用,能够将2 m温、湿度的预报技巧分别提高3.4%和2.9%。      

呼和浩特市区雷电资料分析

通过对比呼和浩特市区两个气象台站,即53463站、53466站,统计分析两台站1991-2010年20a的雷暴观测资料、呼市市区近20a雷暴日数;分析年雷暴日数变化、月雷暴日数变化、雷暴方向等,得出呼和浩特市区雷暴活动规律,为呼市防雷工作、防雷工程建设、雷电灾害风险评估提供理论依据.     

气象卫星及其产品在天气气候分析和环境灾害监测中的应用概述

随着气象卫星技术的发展,卫星观测能力不断提升,全球气象卫星观测体系逐步形成。美国、欧洲和中国都建立了极轨和静止气象卫星观测系统,日本、韩国等国家也拥有各自的气象卫星。与卫星发展初期相比,现在的气象卫星在空间分辨率、时间分辨率、光谱分辨率以及波段覆盖范围等方面都有了极大的提高。与之相伴,气象卫星遥感资料应用也取得了长足的进步。卫星应用领域不断拓展,新的资料处理方法不断涌现,数据使用也完成了从定性向定量的跨越。本文将在总结目前气象卫星遥感载荷观测能力的基础上,着重介绍卫星资料在天气分析、环境灾害监测以及气候变化研究方面的应用。     

西北东部霾的时空特征与天气特征研究

利用常规地面观测资料和CALIOP/CALIPSO卫星遥感资料统计分析了中国西北东部霾的多年变化以及霾事件期间气溶胶光学特性的垂直空间分布特征,并以2013年3月和11月发生在西北东部的霾天气为例分析了霾发生时大气气溶胶粒子的形状及大小的垂直分布特征、对应的天气形势和气象要素的变化。结果表明:西北东部霾日出现频率由20世纪80年代至90年代末逐渐减小,但21世纪起又明显增加;霾事件主要发生在11、12和1月。霾发生时,在对流层内霾影响最严重的区域在距地面2~4 km范围,垂直方向气溶胶后向散射系数的范围集中于0.8×10-3~2.5×10-3km-1·sr-1,且随高度增加而增大;气溶胶的体积退偏比大部分20%,气溶胶较为规则,不规则的多分布在地表向上4 km以下,随着高度的增加气溶胶不规则性减弱。色比数值大部分0.8,8~12 km气层中主要是色比为0.0~0.4的粒子。当高空受高压系统控制,地面为均压场,近地面出现逆温层时易产生霾。     

近百年西北太平洋热带气旋年频数的变化特征

利用经趋势订正的１８８４－１９８８年西北太平洋热带气旋年频数资料，分析了热带气旋年频数的多年变化及其与海面温度、南方涛动指数、太阳黑子数和环流型日数等的统计关系。初步结果表明，热带气旋年频数的变化具有明显的２１年、３１年、１５年和６年左右的周期和持续期平均为１２年左右的阶段变化；近百年来有三次较明显的转折，分别出现在１９３１、１９５９年１９７７年。热带气旋年频数在厄尔尼诺年有冬春季偏少、夏秋季偏多