非线性惯性重力内波的特征及天气意义

对大气非线性惯笥重力内波方程组,利用相平面分析法导出了相应的ＫｄＶ方程。采用直接积分法求出两类有意义的孤立波解,讨论了波解的基本特征,并着重分析了一类奇异孤立波与某些天气系统（如青藏高原５００ｈＰａ低涡）的可能联系。     

南半球中纬度偶极模态与亚洲—非洲夏季降水

南半球大气环流第一模态为南极涛动, 它表现出较好的纬向对称结构。本工作利用经验正交分解方法研究发现, 在南半球的东半球, 夏季(6~9月)大气环流还存在一个重要的模态。不同于南极涛动, 该模态表现为显著的纬向偶极分布, 本文定义其为偶极模态。在海平面气压场上, 该模态的解释方差可以达到20%以上, 表现出显著的年际变化特征。进一步的研究发现, 该偶极模态与亚非夏季降水存在密切联系, 尤其与我国华南、南亚以及热带非洲东部地区的夏季降水存在显著的正相关关系。机制分析表明, 南半球这一偶极模态的异常会影响东半球越赤道气流的变化, 从而造成向上述三个地区的水汽输送的多寡, 并最终导致这三个地区夏季降水发生变化。本工作揭示的偶极模态变化独立于南极涛动, 研究结果不但可以深化对南半球环流系统变化特征及影响的认识, 而且对亚非夏季降水的变化特征和机制研究也具有重要意义。     

THE EFFECTS OF THE PLATEAU'S TOPOGRAPHIC GRADIENT ON ROSSBY WAVES AND ITS NUMERICAL SIMULATION

By using barotropic model equations, this article analyzed the characteristics of Rossby waves, the propagation features of wave energy and the influence of dynamic and thermal effects of the Tibetan Plateau on Rossby waves, and the focus is on discussing the plateau's topographic gradient effects on atmospheric Rossby waves. Then based on the WRF3.2 and the NCEP/NCAR FNL reanalysis data, we devised comparative tests of changing the plateau's topographic gradient and simulated a process of persistent heavy rain that happened in May 2010 in South China. The results are shown as follows. The Tibetan Plateau’s topography is conducive to the formation of atmospheric Rossby waves. while the plateau's terrain, its friction and heating effects can all make the atmospheric Rossby waves develop into the planetary waves; The effects of plateau's north and south slopes on the Rossby wave’ phase velocity is opposite, and when the slope reached a certain value can the quasi-steady normal fluctuations be generated; Simultaneously, due to the plateau's topographic gradient, descending motion appears at the west side of the plateau while ascending motion appears at the east side, and the vertical movement increased with the amplification of topographic gradients. The plateau's topographic gradient also obviously amplified the precipitation in South China, and the rainfall area increased with the amplification of topographic gradients and gradually moved from south to north and from west to east, which is conducive to the occurrence and development of convective activities in the downstream areas of the Tibetan Plateau; Moreover, for the plateau’s dynamic and thermal effects, the Rossby wave’ propagation shows upstream effects of energy dispersion, so the plateau can then affect the weather in downstream areas. Moreover, the wave group velocity increased with the degree of topographic slope.     

一次东移型西南低涡的数值模拟及位涡诊断

利用非静力中尺度模式WRF对2011年6月16-18日引发强降水的一次东移型西南低涡过程进行了数值模拟,结果表明,WRF模式较成功地模拟了此次西南低涡所引起强降水的范围和移动。低涡首先在低层850 hPa形成,9 h之后在700 hPa出现闭合低涡,发展成熟。西南低涡的初生和成熟阶段在对流层低层都维持与正涡度和高位涡中心相耦合的动力结构,并伴有上升运动;在成熟阶段,上升运动、正涡度柱和高位涡柱明显加强、发展至对流层高层(300 hPa)。低层水汽通量散度对降水带的强度和移动都具有较好的指示意义。位涡收支诊断分析表明,非绝热作用项的垂直结构与垂直通量散度项相反,潜热释放造成的非绝热作用项有利于低层位涡增长、抑制高层位涡增长,对西南低涡的生成、发展有重要作用。     

京津冀科技合作网络的演变特征及影响因素

构建层次分明、结构合理的科技合作网络对于推动京津冀协同创新具有非常重要的作用。本文从基于知识创新的科研合作网络和基于技术创新的技术合作网络的角度,使用合作论文和合作专利数据,采用社会网络分析法对2013—2018年京津冀地区地级及以上城市之间科技合作网络的演变特征进行了分析,并基于半参数估计和面板计量模型实证检验了影响京津冀78个城市对之间科技合作的主要因素。主要结论为：① 京津冀科研合作网络快速成长,呈现北京与天津双核引领,以京津为主轴、京保石为次轴的空间结构。② 京津冀逐渐形成了以北京为主中心,天津、石家庄为次中心,廊坊、保定、沧州为三级枢纽,其他城市为节点的技术合作网络结构。③ 空间距离越近的城市之间越容易产生科技合作,高铁开通带来的时空距离压缩可以减弱科技合作的空间衰减系数;相对于科研合作,技术合作对于空间距离更为敏感;技术邻近性是促进城市间科技合作的主要驱动因子,尤其是对技术合作的促进效应更为明显;经济发展差距越小的城市之间相对容易产生技术合作。     

青藏高原500hpa暖性高压生成的热成风适应机制

本文利用热成风适应原理,采取分解分析法对青藏高原500hpa暖性高压的生成机制作了一些定性和定量的讨论。结果表明:在扰动的水平尺度大于热成风适应的特征尺度的条件下,当源地有明显的负值非热成风涡度出现时,流场将向温度场适应,而温度场由于高原的加热作用存在暖中心或暖脊,则适应的结果在高原大气500hpa形成暖性高压,并伴随高层辐合,低层辐散及下沉运动。     

热源强迫的非线性惯性重力内波及其应用

利用动力学分析中的相平面方法,由z坐标系下的非绝热大气运动方程组导出了与非线性惯性重力内波有关的KdV方程,然后利用直接积分法得到两类有天气意义的孤立波解.初步建立了孤立波解与高原低涡的联系,进一步从理论上论证了高原低涡具有与热带气旋类低涡类似的涡眼和暖心结构的特征.     

中国经济空间格局演化与区域产业变迁——基于1952～2010年省区经济份额变动的实证分析

从区域经济份额变化出发,分析了1952~2010年中国经济空间格局的演化过程。通过有序样本聚类的方法,将省区经济份额变动划分了8个阶段,并采用偏离-份额法分析了不同阶段驱动省区经济份额上升的产业及其变迁,以及与区域产业结构和竞争优势变化的关系。研究发现,1949年以来中国区域经济布局总体上经历了沿海-内地均衡发展、沿海化非均衡发展以及东、中、西部相对均衡发展的过程,且整体上区域经济份额变动趋于减小。1979年以前,不同区域的经济份额在不同阶段变化差异较大,主要由第一和第二产业驱动。1979年以后,区域经济格局呈现明显的沿海化趋势,但驱动产业在不同阶段有所变化。2001年以来,中国区域经济格局经历了重大调整,经济份额上升的省区明显由东部向中、西部地区转移。东部省区在第二产业上仍具有明显的结构优势,但第二产业竞争优势已由东部向中、西部地区转移。东部的北京、上海、广东在第三产业上呈现更加显著的结构优势,显示出结构升级和服务化的发展态势。     

近10a气候变化影响下四川山地暴雨事件的演变特征

利用近10 a (2010—2019年)国家气象基本站与加密气象自动站降水资料从气候态探究了四川省山地暴雨事件的空间分型与时间变化特征。在将四川山地暴雨事件划分为川西暴雨(SC-A)、川东北暴雨(SC-B)和川西、川东北两地并发型暴雨(SC-C)这三种类型的基础上,统计分析得到以下结果:(1)近10 a四川山地暴雨的频次略有减少,但累计降雨量和地质灾害却有所增加。SC-A近10 a发生的频次和强度呈增加趋势,而SC-B表现出不规则的振荡趋势。在三类暴雨事件中,SC-A在发生频次和强度上均为四川山地暴雨中最高的一类。(2)暴雨峰值逐年变化中,SC-A暴雨峰值雨量总体大于另两类暴雨,近10 a中,峰值雨量除在8月呈上升趋势外,其余月份山地暴雨强度无明显的线性增减趋势。(3)三种类型的山地暴雨事件累积雨量和频次变化趋势比较一致,5—7月逐渐增加,7月达到最高,8—9月逐渐下降。5月和9月发生的暴雨事件主要为SC-B山地暴雨,6—8月则为SC-A山地暴雨为主。(4)四川山地暴雨事件夜间出现暴雨峰值的频次远高于白天,主要集中在北京时00—06时,在研究的三种类型山地暴雨事件中,SC-A的夜间暴雨峰值出现次数最多。     

青藏高原大地形对华南持续性暴雨影响的数值试验

利用新一代中尺度数值预报模式WRF3.2及NCEP/NCAR 逐日4次1°×1°的FNL再分析资料,通过有、无青藏高原以及将高原高度降低到临界高度的数值试验,研究了青藏高原大地形对我国华南地区2010 年5 月一次持续性暴雨过程的影响。试验结果表明:高原大地形对降水的影响显著,随着高原高度的升高,降水增多,高原以东地区的雨带也由北向南移动;高原地形的机械阻挡作用使迎风坡一侧的近地面层附近为强上升运动,背风坡为下沉运动,并分别对应降水的峰值和谷值区;高原对西风气流的爬流、绕流作用明显,高原升高后爬坡作用减弱,以绕流作用为主;高原的加热作用使气流过高原时南支减弱,北支加强,并加强了高原及其东部地区低层的正涡度和高层的负涡度,使高原上空为强烈的上升运动;高原的热力作用使西太平洋副热带高压位置偏南、偏西并稳定维持;高原大地形对形成稳定的高原季风环流圈有重要作用;高原地形高度的作用有利于定常波的形成,波动中心对应强上升运动,形成降水的大值区,稳定维持的定常波使得降水持续集中在同一地区,造成持续性暴雨。