双线偏振多普勒天气雷达遥测降水强度和液态含水量的方法和精度研究

利用雨滴谱的Г分布和散射计算模式,研究了C波段双线偏振多普勒天气雷达遥测降水强度、液态含水量和识别降水粒子相态的方法,给出了利用反射率因子ZH、差分反射率因子ZDR、差传播相移KDP反演降水强度和液态含水量的三种公式以及这三个物理量的关系公式,并从雨滴谱的变化和雷达测量误差两方面比较了几种方法的测雨精度.结果表明:雨滴谱在很大范围变化时,利用ZDR和KDP可以很好地反演出降水强度和液态含水量,它受滴谱分布的影响不大,它的探测精度优于(ZH,ZDR)方法.单参数KDP方法优于传统的Z-R关系方法.同时给出的ZH与ZDR和KDP关系公式也基本不受雨滴谱变化的影响,它可以用于降水粒子相态的识别.双参数方法的测量误差主要来源于雷达测量ZDR和KDP的误差,特别是KDP的误差,改善KDP的测量误差是发挥双线偏振多普勒雷达探测降水强度或液态含水量潜力的关键.     

中国格点化日降水极值统计模型及阈值的选取

采用年最大值法（AM）及超阈值峰量法（POT）分别构建基于0.5°×0.5°网格的全国地面日降水极值序列,建立基于广义极值分布（GEV）和广义帕累托分布（GPD）的降水极值统计模型,通过K-S检验评估模型拟合效果,研究全国日降水极值的统计规律及其空间分布特征,提出适用于不同地区极端日降水的极值分布模型与阈值选取标准,结果表明：(1)POT序列比AM序列更符合降水极值序列的要求;(2)为便于比较并提高模型拟合效果,POT序列的阈值由百分位数法确定效果较好;(3)阈值方案优选结果在空间分布上与中国干湿区域的划分有很好的相关性,在湿润地区宜将第90～94百分位数作为阈值,在半湿润和半干旱地区宜将第94～97百分位数作为阈值,在干旱地区则使用第97～99百分位数较为合适。     

河南省冬小麦生产水足迹时空特征分析

为了清晰地描述冬小麦生产中耗水特征,基于水足迹理论和量化方法,分析了河南省小麦生产水足迹特征,并对造成水足迹区域差异的因素进行归因分析。结果表明:小麦生产水足迹的空间分布差异显著,其中豫西、豫中、豫南和豫北的小麦水足迹较高,而豫东地区的生产水足迹较低。豫南绿水足迹比例最高为34.5%,豫北绿水足迹最低为13.6%,绿水足迹所占比例呈现出从南向北递减的空间分布格局。归因分析结果显示,化肥、农机动力、降水量和平均气温是影响小麦水足迹空间差异的主要因素,且农业生产因子对水足迹的影响大于气象因子的。因此,提高农业生产效率和农业水资源利用效率,对河南省水资源的合理配置和高效利用有重要意义。     

热岛环流的动力学分析

文中根据线性化的大气方程组求得了城市热岛环流的理论模式。利用此模式分析了温度场和流场的三维结构,并和观测结果做了对比。在解析解中,研究了大气条件诸如风速、湍流扩散系数、Ragleigh摩擦以及层结的影响,同时讨论了重力波对温度分布垂直结构的效应。     

利用卫星云图作广西强降水短时预报

构造天气学意义明确的卫星云图状态函数模型，在对云层进行分类的基础上，定量提取卫星云图参数，通过与云图模板的相似运算寻找短时预报指标。试报结果表明，这种方法对提高强降雨落区的短时预报准确率是可行的。     

探空资料在地面云观测中的应用

云的观测在地面观测中非常重要,为了提高地面人工观测云的准确性,利用气象台站的探空资料,对相应时段的地面观测数据中的低、中、高三族云进行校对应用,增加目测云的准确性,减少因人为因素而造成的观测误差;并阐明探空资料应用于地面云观测中的可行性。     

台风海棠远距离暴雨中尺度系统特征

利用常规探空、加密地面资料、卫星云图和新一代天气雷达产品资料,对2005年7月22日台风海棠倒槽形成的大暴雨天气进行诊断分析。结果表明:(1)台风北伸倒槽与西风带弱冷空气结合造成了这次大暴雨过程,是典型的中低纬系统相互作用过程。(2)倒槽东侧东南低空急流从低纬海上为大暴雨区输送了丰富的热量和水汽,同时,在它的左前方成为强中尺度对流系统发生的源地。(3)高层反气旋的增强,加强了高空的抽气效应,使辐合上升加强,暴雨增幅。(4)卫星云图上,团状的、密实的强中β尺度对流系统的形成和维持是造成短时强暴雨的直接原因。(5)多普勒雷达反射率因子场上,多条中尺度回波带的汇合使回波增强,暴雨增幅。(6)暴雨发生期间,多普勒雷达径向速度场表现明显的水平风场的非均匀性,表现为中低层大范围强辐合风场;风向的垂直方向不连续性,主要表现在风的垂直切变大,风的垂直切变可以为对流云的发展提供动能,有利于大雷暴云的发展和暴雨的形成;逆风区多次出现在风速较大的入流区中并做气旋性旋转北上与正速度区合并,逆风区附近及所经途中出现强回波,暴雨增幅。     

提高气候预测准确率的有效途径

文中给出了目前我国干旱气候预测的水平和使用的主要方法。指出数值模式的预测方法不仅具有明确坚实的物理基础。而且具有客观、定量的优点。是气候预测方法的一个新的发展方向。20世纪90年代以来，高分辨率的区域气候模式的发展为区域气候的模拟和预测研究带来了新的希望。发展适合西北地区的高分辨率区域气候模式，是目前西北地区气候规律及其预测研究迫切需要解决的科学问题。     

Parameterization of the thermal impacts of sub-grid orography on numerical modeling of the surface energy budget over East Asia

Summary A parameterization scheme for the thermal effects of subgrid scale orography is incorporated into a regional climate model (developed at Nanjing University) and its impact on modeling of the surface energy budget over East Asia is evaluated. This scheme includes the effect of terrain slope and orientation on the computation of solar and infrared radiation fluxes at the surface, as well as the surface sensible and latent heat fluxes. Calculations show that subgrid terrain parameters alter the diurnal cycle and horizontal distributions of surface energy budget components. This effect becomes more significant with increased terrain slope, especially in winter. Due to the inclusion of the subgrid topography, the surface area of a model grid box changes over complex terrain areas. Numerical experiments, with and without the subgrid scale topography scheme, show that the parameterization scheme of subgrid scale topography modifies the distribution of the surface energy budget and surface temperature around the Tibetan Plateau. Comparisons with observations indicate that the subgrid topography scheme, implemented in the climate model, reproduces the observed detailed spatial temperature structures at the eastern edge of the Tibetan Plateau and reduces the tendency to overestimate precipitation along the southern coastal areas of China in summer.     

21世纪新疆农业气象业务与服务发展的思考

分析了近十几年新疆农业气象业务与服务的进展状况及存在的主要问题,提出了２１世纪发展的初步设想。