中国黄土高原塬区表层土壤水分盈缺状况的研究

陆地表层水分的盈缺直接关系到局地气候变化.本文利用黄土高原塬区初夏至盛夏期两次陆面过程野外试验(LOess Plateau land surface process field EXperiment 2005,LOPEX05和LOPEX06)的野外试验观测资料,分析了试验期间黄土高原白庙塬区不同下垫面的水分蒸散和表层土壤水分盈缺状况.结果表明:在土壤水分比较充足的条件下,植被蒸腾增加量在正午时的峰值为0.05 mm·h-1,而较大降水发生后的首个晴日.冬小麦地和裸地的蒸散分别可达4.60 mm·d-和3.70 mm·d-1.局地降水是影响陆面蒸散量变化的主要因素,而植被冠层的存在增加了陆面蒸散发量中的植物蒸腾量值.2006年4月下旬到7月中旬,裸地的水分缺失为16.3 mm·m2,冬小麦地的水分缺失为39.9mm·m2.其中缺失最严重的时间段为5月下旬到6月上旬,最大旬缺失量达16.5 mm·m2,7月上旬和中旬,由于降水季节来临,土壤水分有少量盈余.在2005年7月中旬至8月下旬,玉米地和裸地的水分盈余分别为17.9 mm·m2和25.3 mm·m2.不同时间尺度的统计均表明,降水不仅是影响陆面蒸散量的主要因素,而且也是表层土壤水分盈缺的决定性因子.     

台风“圣帕”登陆后环流维持和路径变化的诊断分析

利用MICAPS提供的实时探测资料及NCEP全球再分析资料,综合分析了环流背景、冷空气活动和下垫面对台风“圣帕”登陆后的路径和强度变化的影响,并对“圣帕”登陆后的物理量特征进行了诊断分析。结果表明：（1）“圣帕”在陆上长久维持过程中,高层高空槽区正涡度平流使其涡度增加,500hPa自外界获得正涡度补充,衰减缓慢并保持一定强度;（2）水汽输送和低空急流的维持支持积云对流发展,积云对流对台风的维持具有正反馈作用;（3）“圣帕”路径发生西折的主要原因是500hPa大陆副高加强向南伸展,表现为台风西侧环境场的北风风速明显增强,引导气流由东南气流转为东北气流;（4）低层冷空气入侵阻挡登陆后的台风低压继续北上,并促使其路径折向西南。     

1951-2008年辽宁冰雹的时空分布特征

选取1951-2008年辽宁省56个站气象资料和中国气象灾害大典等资料,对冰雹时空分布进行了统计分析。结果表明：辽宁冰雹日数以山地为最多,丘陵次之,平原和沿海最少。移动路径基本与山脉、河流、海岸线等地形走向一致。冰雹具有明显的季节变化,主要出现在4-10月。5-6月为冰雹多发期,6月为最多,5月次之。近30a辽宁省年冰雹日数呈减少趋势。冰雹发生主要集中在中午至傍晚。辽西走廊、辽宁中部平原及辽东半岛南部大连地区为冰雹灾害重点防御区。产生冰雹的天气系统按高空形势分类主要有4种：冷涡、冷涡后部横槽、高空槽和槽后西北气流,对应地面形势多为低压冷锋。     

石河子地区一次大雾天气的诊断分析

应用实测资料、NCEP／NCAR再分析资料对2007年2月8—13日石河子地区出现的大雾天气进行诊断分析。结果显示：地面高压、高空暖脊与大雾的形成与消散有着直接的关系;逆温层的存在是大雾出现的必要条件;与大气层结稳定度有关的物理量对大雾天气也有一定的指示意义。     

河北省霾时空分布特征分析

利用河北省142个气象台站的霾资料,对1971—2007年河北霾的时空分布特征进行了统计分析,发现河北霾出现频数具有明显的地域性和月际分布特征。山麓地区霾平均出现频数最高,明显高于其两侧的平原和山地,山地霾频数最小。霾频数的月际分布特征是12月或1月最多,8月或9月最少。利用2004—2007年500 hPa高度和海平面气压实况资料,通过分析对比,统计归纳出河北地区霾日500 hPa的环流形势有纬向型、两槽一脊型、均值场型、一脊一槽型和两脊一槽型5种。分析结果表明,霾的出现与天气形势有关,霾频数大小与空气污染程度和地形联系密切。这些结果对于了解河北霾的生成机制和预报具有重要意义。     

Rossby波的下游效应引发我国高影响天气的分析

对近几年和历史上著名的深槽型暴雨及台风暴雨的分析表明,欧亚高空急流中Rossby波能量频散而产生的下游发展效应,对东亚高空槽的形成与发展、登陆台风的路径与长生命史有重要的影响。如果沿急流传播的Rossby波能量使110°E附近形成深厚的低压系统或使原有西风槽发展加深,天气尺度强迫产生强上升运动则非常有利于中国东部出现暴雨过程。而当欧亚中高纬Rossby波活动的下游效应导致在40°N附近东亚地区对流层中、高层形成闭合高压,同时有西太平洋台风或热带风暴登陆中国,受大尺度环流场引导气流的影响,台风往往取西行或西北行路径。如果同时来自海上的季风涌强烈,将延长台风环流系统的生命史,产生大范围致洪暴雨。目前业务上使用的全球数值预报模式对Rossby波列的下游发展效应有一定的中期预报能力,建议在日常业务预报中关注亚洲高空急流中Rossby波能量传播过程中大形势的突变与调整。Hovmller图分析方法,是分析Rossby波列下游发展效应的一个简单、直观和有效的工具,可应用于日常业务预报分析中。     

山西中南部区域性暴雪天气诊断分析

利用常规的高低空气象观测资料、物理量场、以及卫星云图等资料,对2009年2月8日发生在山西中南部地区的区域性暴雪天气过程进行了综合分析,结果表明:这次暴雪天气过程,以500 hPa西风槽过境为背景,700～850 hPa存在明显的低空切变,300 hPa以下大气层结处于不稳定状态,湿层厚度高达200 hPa,散度的垂直分布表现为明显的低层辐合、高层辐散的对称结构,在强降雪时段450hPa以下存在明显的正负涡度对。这种物理量场的配置有利于促进低层湿空气的聚合及向上的抬升运动,为暴雪的产生提供必需的条件。     

EXPERIMENTS TO TRACK STORMS USING MODERN OPTIMIZATION ALGORITHMS

Storm identification and tracking based on weather radar data are essential to nowcasting and severe weather warning. A new two-dimensional storm identification method simultaneously seeking in two directions is proposed, and identification results are used to discuss storm tracking algorithms. Three modern optimization algorithms (simulated annealing algorithm, genetic algorithm and ant colony algorithm) are tested to match storms in successive time intervals. Preliminary results indicate that the simulated annealing algorithm and ant colony algorithm are effective and have intuitionally adjustable parameters, whereas the genetic algorithm is unsatisfactorily constrained by the mode of genetic operations. Experiments provide not only the feasibility and characteristics of storm tracking with modern optimization algorithms, but also references for studies and applications in relevant fields.     

华南地区汛期极端降水的概率分布特征

利用1960-2005年华南地区71个测站的逐日降水量资料和NCEP/NCAR南半球月平均海平面气压场再分析资料,采用Le Page榆验、广义极值分布等统计诊断方法,研究了华南地区近46 a前汛期(4-6月)和后汛期(7-9月)极端降水的时空变化及概率分布特征.并讨论了南半球澳大利亚高压和马斯克林高压强度指数与华南汛期暴雨日数间年代际变化的关系.结果表明:(1)1992年华南地区降水发生了由减少趋势到增多趋势的突变,降水趋势发生突变后前汛期极端降水量和日极端降水强度有所下降,而后汛期则是显著增强.(2)华南汛期年平均日最大降水量、50 a一遇日最大降水量极值和暴雨日数的空间分布特征相似,即前汛期的空间分布自南向北呈现"低-高-低"的分布趋势,后汛期呈现由沿海到内陆的"高-低"的分布趋势.(3)1992年发生突变后,前、后汛期年平均日最大降水量和年平均暴雨日数显著增加和减少的空间分布基本一致.(4)就年代际变化而言,南半球澳大利亚高压和马斯克林高压的强度变化是华南汛期降水异常的重要气候背景,即当两高压处在同时增强时期时,华南前汛期极端降水处于偏少阶段,后汛期则处于偏多阶段.