Temporal Variations of the Frontal and Monsoon Storm Rainfall during the First Rainy Season in South China

The temporal variations in storm rainfall during the first rainy season (FRS) in South China (SC) are investigated in this study. The results show that the inter-annual variations in storm rainfall during the FRS in SC seem to be mainly influenced by the frequency of storm rainfall, while both frequency and intensity affect the inter-decadal variations in the total storm rainfall. Using the definitions for the beginning and ending dates of the FRS, and the onset dates of the summer monsoon in SC, the FRS is further divided into two sub-periods, i.e., the frontal and monsoon rainfall periods. The inter-annual and inter-decadal variations in storm rainfall during these two periods are investigated here. The results reveal a significant out-of-phase correlation between the frontal and monsoon storm rainfall, especially on the inter-decadal timescale, the physical mechanism for which requires further investigation.     

Konforme Abbildung einer Fläche auf eine Andere unter Wählbaren Bedingungen

Резюме Аналогичным образом как и в работе [3] применено в гл. 1 разложение в ряд логарифма масштаба линий в конформном изображении поверхности на плоскости в целях определения параметрических уравнений прямоугольных координат изображения любой кривой и в целях вывода аналогичных параметрических уравнений для логарифма масштаба и дирекционного угла касательной в ее конечной точке. В обоих случаях дается разложение в ряд комплексной функцииZ=X+iY или ξ=LnM+iA по степеням длины кривой. Производные содержат комплексные выраженияG _j1, которые систематически составлены из частных производных логаифма масштаба по прямоугольным плоским координатам с применением преобразованного дифференциального уравнения Лаборда. В каждой производной имеется лишь единственное дальнейшее выражение соответствующего порядка. Разложения определяются уравнениями (1, 1) и (1,2) производные в которых получаются по соотношениям (1,3), (1,19), (1,20). В результате подстановки выражений, заменяющих производные гауссовой (полной) кривизны по прямоугольным координатам на плоскости „производными”^*) по длинам параметрических линий на поверхности в прямоугольных криволинейных координатах из соотношений (1,23b), (1,27b), (1,29b), получатся соответствующие „производные” в форме (1,19a), (1,20a). Чтобы эти выражения были независимыми от вида криволинейных прямоугольных координат, мозно в качестве последних принять или линии кривизны, т. е криволинейные координаты соответствующие главным направлениям поверхности (направлениям экстремальных кривизн нормальных сечений), или те, которые соответствуют направлениям экстремальных изменений гауссовой кривизны и их ортогональным траекториям, т. е. направлениям постоянной гауссовой кривизны. Полученные выражения содержат в первом случае, „производные” гауссовой кривизны по длинам вдоль главнных направлений и геодезические кривизны этих линий. Во втором случае не войдут, „производные” гауссовой кривизны, выведенные по „производной”, в направлениа постоянной кривизны, которая равна нулю. В результате этого будут иметь место упрощенные соотношения (1,33), (1,35), (1,36b,c). В гл. 2 определяются выражения , характеризующие изображение из условия, чтобы данная основная линияс изобразилась при данном соответствии на оси+Х плоского конформного изображения. Эти выражения даются уравнениями (2,6a−f). Результирующие уравнения, дающие производные в разложении для иной кривой с начальным пунктомр ₀ и определеннои угломA ₀ измеряемым от основной кривой, с, и геодезической кривизной в функции ее длиныs (1,38), содержат производные в форме (2,7) для комплексных чисел ш, образованных логарифмом масштаба lnM и дирекционным углом кривой в конечной точкеA. аналогично уравнения (2,8) определяют производные числаZ образованного прямоугольными плоскими координатами. Если в эти уравнения ввести геодезическую кривую, определенную дирекционным угломA _q0 и длиноюs _q, то получатся соотношения (2,11a, b) и (2,12a, b), которые можно считать уравнениями изображения в полярных полугеодезических координатах и уравнениями логарифма масштаба и дирекшионного угла сопровождающей геодезической линии в виде функции тех же координат. В гл. з выведены соотношения между дугами прямоугольных параметрических кривых на поверхности и полярными полугеодезическими координатами, отнесенными к точкеp ₀, лежащей на основной кривой υ₀=konst., вдоль которой измеряются дугиs _{v 0} к точке встречиq перпендикульрной параметрической кривойu=konst., проходящей текущей точкойp. Вдоль последней измеряются дугиs _u отq доp. Результирющие соотношения даны уравнениьми (3,15). Если система линийu=konst. представляет собой геодезические линии, перпендикулярные к основной линии, длиноюS _ng, и образующие на ней дугиs _t , то уравнения трансформирования имеют форму (3,16c). Для случая поверхности вращения, когда в качестве основной кривойc принята параллельc постоянной геодезичесой кривизной, получаются соотношения (3,17d). Подготовительные соображения о конформном изображении поверхности на плоскости использованы в гл. 4 для вывода конформного изображения одной поверхности на другой Последнее определяется кривойc на первой поверхности п, которой соответствует криваяc' на второй поверхности π’. В результате одного конформного изображения отобразится поверхность п на плоскости т так, чтобы криваяc совпла с осБю +X; в результате второго же изобразится поверхность π’ на плоскости π’ так, чтобы криваяc' совпала с осью +X' )рис. 1). Если считать координаты плоских изображений одинаковыми, то получается конформное изображение одной поверхности на другой, которым отображается одна основная линия на другой с точечным соответствием, данным взаимным масштабомm _c =M _c /M' _c . Равенство комплексных функций, составленных из координат на плоскости τ, τ′, дает соотношение для полярных полугеодезических координат на поверхностях, которое решаетсь последовательнтельными приближеними и получается—после введения взаимного масштаба обоих плоских изображений вдоль линийc ис'—уравнение (4,4). Выделением реальной и мни-мой частей получились бы уравнения изображения в полярных полугеодезических координатах. Если прямоугольные плоские координаты совместного плоского изображения считать симметричными, общими для обеих поверхностей, то имеется возможность найти в результате целесообразного выбора масштаба вдоль кривыхc иc′ такой взаимный масштаб, который дает минимальные искажения изображения одной поверхности на другой. Поэтому было определено комплексное выражение, образованное из логарифма взаимного масштаба lnm=lnM−lnM′ и из разности дирекционных углов плоских фигур геодезических полярных радиусов векторов ω _q =A _q -A _g’ ^’, которая здесь названа “поворотом” (линейного элемента) в общем пунктеp. Если линейный элементds образует с геодезической сопровождающей линией на исходной поверхности некоторый угол, то его изображение образует с геодезическим радиусом вектором тот же угол увеличенный на величину “поворота”—в случае, что конформное изображение обладает той же ориентировкой поворачивания. Следовательно, “поворот” зависит от типа линий, которые образуют координатную сеть, в отличие от масштаба линий. При таком выборе симметричных координат величина “поворота” в начале координат равна нулю. Результирующими являются уравнения (4,6b). Дальше исследовались возможности сведения к минимуму разности логарифма масштаба в общем пункте и в начале координат. Члены первого порядка в разложении исчезнут, если справедливы 2 условия (4,7a,b), члены второго же тогда, когда выполняются дальнейших 3 условия (4,8a, b, c). В случае жестких, совместно взаимно соответствующих эллиптических или гиперболических пунктов, условие (4,8b) удовлетворяется лишь тогда, если взаимный масштаб в начале координат дан уравнением (4,9). Наоборот, в случае заданного масштаба в начале координат, можно это услозие выполнить или в результате изменения положения некоторой или обеих исходных точек, или изменением размеров одной поверхности (напр. сферы). Для случая, когда оба первых члена разложения исчезнут, исследовалось значение масштаба, вычисленное по третьему члену, в функции плоских координат конформного изображения, отображающим основную линию на оси +X ^* без искажений (4,10). Дальше сводится к минимуму интеграл (4,11), т. е. предельнсе значение суммы квадратов разностей логарифмов маштабов относительно начала, именно для кругового поля трансформирования в приведенном конформном изображении. Это приводит к уравнениям (4,12) и (4,13). Для соответствующего изображения поверхности на сфере с той же гауссовой кривизной в начале координат, где задается масщтаб равный единице, справедливо соотношение (4,14). Применительно к поверхности вращения получается изображение, аналогичное проекции Гаусса эллипсоида вращения на шаре, приведенной в [3]— соотношение (4,15). В случае круговой области (4,14) дает несколько меньшее абсолютное значение экстремального логарифма масштаба. Следовательно можно сказать, что приведенные формулы позволяют осуществить приведение тригонометрических сетей, обработанных и уравненных на референц-эллипсоиде, к аналитической поверхности близкой геоиду. Дальше они позволяют учитывать действительный размер вновь измеренных базисов посредством выбора масштаба или масштаба линий в данном месте сети. Их можно применить также для смещения, поворачивания и изгиба тригсети, которые могут иметь место. Кроме того они дают возможность привести к минимуму данный интеграл для поля трансформирования, образованного непрерывной, замкнутой и непересэкающейся кривой, которое содержит начало системы, или же позволяют ставить иные целесообразные условия для определения постоянных изображения. Анализ возможностей при решении этих вопросов становится нетрудным тем, что в данных формулах выделены характеристики, определяющие свойства поверхности в окрестности исходного пункта, т. е. геодезические кривизны и их производные, или также геодезические кривизны координатных линий, отдельно от собственных постоянных изображения, заданных точечным соответствием линий.      

František Fiala — Zum 90. Geburtstag

Ohne Zusammenfassung     

Les formes différentielles extérieures dans la géodésie I: Courbure de Gauss

1) , 2) 3) .     

Objective Frontal Analysis Techniques Applied to Extreme/Non-Extreme Precipitation Events

A simple method of the objective frontal analysis (OFA) based on a thermal definition of atmospheric fronts is proposed for the area of Central Europe with the aid of gridded numerical weather prediction model (NWP model) outputs. The OFA includes both mathematical and graphical techniques that enable a computer to draw fronts entirely automatically in atmospheric cross-sections by means of one locating equation and four masking criteria. The OFA also enables to analyse the frontal wave position and the type, activity, and future development of fronts.The OFA is applied to two synoptically analogous cold-frontal situations, which occurred over the Czech Republic in summer season and were characterised by quite different precipitation amounts. The outputs (12h, 18h, and 24h forecasts) of the NWP model Europa Modell/Deutschland Modell are used in computations. The equivalent potential temperature is considered as an input thermal parameter of the OFA. The impact of applying and changing the OFA masking criteria is various and among others also depends on synoptic situation. The comparison between the objective and subjective analysed fronts subserves to evaluate the values of masking threshold constants. Some obtained results of the analysis of the extreme precipitation situation support the possibility of enhanced precipitation amounts. The analysis of the second non-extreme precipitation situation revealed a few different features that do not support the forecast of enhanced precipitation amounts. The results show the OFA could contribute to the improvement of the general short-range weather forecast.     

Letter to the Editor: Reply to Comments on the “Objective Frontal Analysis Techniques Applied to Extreme/Non-Extreme Precipitation Events” by M. Kašpar (Stud. Geophys. Geod., 47(2003), 605-631)

Studia Geophysica et Geodaetica -     

精密卫星钟差两种插值方法的比较

介绍了两种GPS精密卫星钟差插值计算方法,采用实际数据进行了计算,与已知精密卫星钟差进行比较,结果显示线性插值方法略优于拉格朗日插值方法。     

Effects of Resonances in Corrugated Horn Antennas for a 22-GHz Balancing Radiometer

The Stratospheric WAter vapor RAdiometer (SWARA) is a microwave radiometer designed for ground-based measurements of water vapor (H₂O) in the middle atmosphere (20 to 80 km), including the stratosphere and mesosphere. The instrument is operating in a noncryogenic balancing calibration mode. Since its deployment, features have been observed in the spectrum which can be attributed to resonant variations of the antenna pattern of the corrugated horn. This paper presents copolar and crosspolar antenna pattern measurements of two sister antennas of the SWARA horn, as well as water vapor measurements from both antennas on the ground-based microwave radiometer MI ddle Atmospheric WAter vapor RA diometer. We show that small irregularities in the frequency spectrum at the -20-dB level are visible in the copolar pattern, which, due to the balancing operation scheme used for the radiometer, lead to features in the spectrum that have the same or even higher brightness temperature as the line of interest.