Assessing Disagreement and Tolerance of Misclassification of Satellite-derived Land Cover Products Used in WRF Model Applications

As more satellite-derived land cover products used in the study of global change,especially climate modeling,assessing their quality has become vitally important.In this study,we developed a distance metric based on the parameters used in weather research and forecasting(WRF) to characterize the degree of disagreement among land cover products and to identify the tolerance for misclassification within the International Geosphere Biosphere Programme(IGBP) classification scheme.We determined the spatial degree of disagreement and then created maps of misclassification of Moderate Resolution Imaging Spectoradiometer(MODIS) products,and we calculated overall and class-specific accuracy and fuzzy agreement in a WRF model.Our results show a high level of agreement and high tolerance of misclassification in the WRF model between large-scale homogeneous landscapes,while a low level of agreement and tolerance of misclassification appeared in heterogeneous landscapes.The degree of disagreement varied significantly among seven regions of China.The class-specific accuracy and fuzzy agreement in MODIS Collection 4 and 5 products varied significantly.High accuracy and fuzzy agreement occurred in the following classes:water,grassland,cropland,and barren or sparsely vegetated.Misclassification mainly occurred among specific classes with similar plant functional types and low discriminative spectro-temporal signals.Some classes need to be improved further;the quality of MODIS land cover products across China still does not meet the common requirements of climate modeling.Our findings may have important implications for improving land surface parameterization for simulating climate and for better understanding the influence of the land cover change on climate.     

中国东部夏季降水与同期东亚副热带急流年代际异常的关系

利用中国738个台站的降水观测资料和NCEP/NCAR再分析资料, 分析了我国降水和200 hPa东亚副热带西风急流轴的年代际变化特征, 揭示了东亚副热带西风急流位置的南北移动与我国长江流域和华北降水异常之间的联系。结果表明, 我国东部地区夏季（7、 8月）降水异常主要表现为长江中下游地区多（少）雨, 华北及华南地区少（多）雨, 20世纪70年代末80年代初是这种异常分布型发生转折的时间。与此同时, 东亚高空副热带急流轴位置从70年代末开始逐渐偏南, 急流轴位置的变动将引起对流层低层水汽辐合区和高层散度分布以及垂直环流相应的变化, 进而引起降水区域的变化。相关分析发现, 当急流位置偏南时, 25°~35°N西风增强, 42°~50°N西风减弱, 华北夏季降水减少, 长江中下游地区夏季降水增多; 反之, 当急流位置偏北时, 华北夏季降水增多, 长江中下游地区夏季降水减少。与70年代末开始的我国东部地区急流轴位置逐渐南移相对应, 华北地区夏季降水呈现逐渐减少、 长江中下游地区夏季降水呈现逐渐增多的变化趋势。分析低层水汽通量和高层的散度分布以及垂直环流的差异发现, 1980年以来华北地区对流层中低层水汽通量辐合减弱, 水汽供应减少, 垂直上升运动减弱, 造成了华北夏季降水减少, 而长江中下游地区水汽通量辐合增加, 水汽供应增多, 垂直上升运动增强, 导致该地区降水增加。     

THERMAL FORCING IMPACTS OF THE EASTERLY VORTEX ON THE EAST-WEST SHIFT OF THE SUBTROPICAL ANTICYCLONE OVER WESTERN PACIFIC OCEAN

By employing the NCEP/NCAR reanalysis data sets(1 000 to 10 hPa,2.5°× 2.5°),the thermal forcing impacts are analyzed of an easterly vortex(shortened as EV) over the tropical upper troposphere on the quasi-horizontal movement of the Western Pacific Subtropical Anticyclone(shortened as WPS A) during 22-25 June 2003.The relevant mechanisms are discussed as well.It is shown that the distribution and intensity of the non-adiabatic effect near the EV result in the anomalous eastward retreat of the WPSA.The WPSA prefers extending to the colder region,i.e.,it moves toward the region in which the non-adiabatic heating is weakening or the cooling is strengthening.During the WPSA retreat,the apparent changes of non-adiabatic heating illustrate the characteristics of enhanced cooling in the east side of the EV.Meanwhile,the cooling in the west side exhibits a weakened eastward trend,most prominently at 300 hPa in the troposphere.The evidence on the factors causing the change in thermal condition is found:the most important contribution to the heating-rate trend is the vertical transport term,followed in turn by the local change in the heating rate term and the horizontal advection term.As a result,the atmospheric non-adiabatic heating generated by the vertical transport and local change discussed above is mainly connected to the retreat of the WPSA.     

辽宁雾预报区的划分初探

分析了1997—2006年辽宁境内能见度小于1000 m雾的时空分布特征。结果表明：就雾发生的频率而言,辽宁存在两个高值区和两个低值区,高值区分别位于黄海北部沿岸至辽宁东部山区和锦州北部至阜新一带,低值区分别位于辽宁中北部平原以及朝阳地区。从雾的日变化上看,近86%的雾出现在夜间,近69%的雾出现在02-08时,且多为辐射雾。地域不同但气候条件相近时,雾的日变化与雾发生的次数存在极其相似的特点。依据相似的地理环境和气候条件、雾的日变化特征以及雾发生次数等,将辽宁划分为5个预报区,对雾采取分区预报,以提高雾预报的准确率。     

2012年广东省前汛期气候特点及其成因初步分析

2012年前汛期(4～6月),我省平均气温较常年偏高0.9℃,降水量较常年偏多13.2%。前汛期主要气候特点表现在:4月降水异常偏多71.4%,5月下旬至6月中旬的龙舟水明显偏少,强对流天气频发,热带气旋影响偏早、总体灾情轻。大气环流仍然表现为对前期结束的拉尼娜事件的滞后响应,西太平洋副高强度偏弱、面积偏小、西伸脊点偏东,有利于北方弱冷空气南下与异常旺盛的西南暖湿气流在华南地区汇合,是前汛期内降水偏多的主要原因。     

合肥市雾日气象条件分析

利用合肥市气象观测站2005—2009年常规观测资料,统计分析了该市雾的月、季变化,及雾日地面气象要素特征;同时,应用后向轨迹和聚类分析的方法,研究了雾日大尺度输送特征。结果表明,合肥雾日数12月最多,7月最少;雾日局地气象条件表现为高湿、微风、偏东或西北风向;合肥雾日与输送形势关系密切,雾日近地层(10 m)以偏东方向的轨迹最多,在边界层中上部(1 000 m)以西南轨迹和本地轨迹最多。     

双多普勒雷达风场反演对一次后向传播雷暴过程的分析

利用常规观测、雷达和加密自动站资料,对2013年9月13日上海地区的一次以后向传播为主要特征、伴有强降水和大风的强对流过程进行了分析,并采用双多普勒雷达风场反演等技术,对其形成的环境条件及后向传播机制进行了研究。由于上海连续多日处在副热带高压(副高)西北侧边缘,具备了充足的水汽和较强的不稳定条件,地面辐合线在上海北部触发了初始对流,其出流与地面风场的辐合在西南侧不断触发出新的对流单体,出现了与引导气流相反、指向西南方向的雷暴传播矢量,当单体的新生传播速率大于引导流速率时,雷暴整体产生了与引导气流相反的后向移动。针对该后向传播机制的研究表明:对流单体强下沉运动形成的阵风锋在其西南方向与环境西南风辐合,并与该处原有的地面辐合线碰撞造成更强烈的上升气流,触发新的单体生成,新单体发展成熟后产生强降水和强下沉运动,加强和维持了其西南侧的阵风锋,使得阵风锋向西南方向推进并继续触发新单体生成;风场反演的垂直运动分布和演变也显示了多个对流单体从东北向西南依次表现出消散、成熟和新生阶段的特征。因此,本次过程中形成了"雷暴单体新生发展—成熟后缓慢东北向移动—产生强降水、下沉运动和大风在其西南侧触发新单体"的循环;向西南方向推进的地面阵风锋与原有的地面辐合线共同形成了雷暴西南侧局地锋生区,与新生对流区的位置一致,是该次过程后向传播的主要原因。     

一次暴雨过程预报的多模式NWP产品与物理参数的综合分析应用

对照常规天气图实况资料,检验几种常用NWP产品对2008年7月5日山东一次强降水过程的形势场预报和降水预报,并对其物理量场进行诊断分析.结果表明,暴雨落区与诸多物理量场的配置紧密相关;暴雨区出现在低层水汽辐合中心移动路径上,位于与水汽通量散度强辐合中心和强上升运动中心接近处;暴雨区移动方向与水汽通量大值中心、△θse(500-850)负值中心长轴方向一致,水汽通量散度低层辐合、高层辐散两者均满足时有利于强降水发生;200 hPa高空辐散的抽吸作用远比仅有低层辐合更有利于上升运动发展;地面强降水区出现在200 hPa强辐散中心所在处.     

珠三角地区前后汛期强对流过程物理量指数对比分析及阈值选取

珠江三角洲（简称珠三角）地区前汛期强对流是由锋面系统引起,后汛期强对流则多由热力系统引起。利用2004—2006年探空资料计算的物理量,选取与强对流天气相关性好的大气温湿类（整层比湿积分IQ）、层结稳定度类（K指数）、动力类（潜在下冲气流指数MDPI）、热力动力综合类（瑞士第一雷暴指数SWISS00）作为指示因子,通过对各指数的分布特征进行对比分析,分别得到珠三角地区前、后汛期的物理量指数的阈值,为进一步做好珠三角地区未来12小时强对流预报服务。      

国内外气溶胶观测网络发展进展及相关科学计划

气溶胶是气候变化研究中的一个极大的不确定性因素,国内外在此方面开展了大量的观测和科学研究。本文首先对当前全球两大气溶胶观测网络,世界气象组织(WMO)的全球大气观测计划(GAW)和气溶胶自动观测网(AERONET)的组织、规模、设备、数据和气溶胶网络的规范作了介绍,并对近年来国际上的重大气溶胶科学计划的目标、实验方法、步骤作了介绍,说明观测网络的重要性。在此基础上对中国气溶胶观测网络的地位做了分析,并指出其在正在开展的中国气溶胶科学研究中的重要性。