多作业管理方式在风能资源数值模拟中的应用

通过对MM5和CALMET风能资源数值模拟耦合模式的计算流程分析,基于并行运算思想,设计了MM5和CALMET耦合模式模拟运算的多作业管理方式。在浙江省风能资源高分辨率数值模拟试验中,完成浙江区域1个月时间段的风能资源参数模拟运算,MM5和CALMET耦合模式在实施多作业管理方式前后,CALMET模式的运算时间由原来的1501.2 min缩短为149.5 min,运算时效提高了9倍;整个耦合模式的运算时间由原来的1709.9 min缩短为358.2 min,运算时效提高了4倍。数值模拟试验证实了多作业管理方式可在现有计算资源的基础上,大幅提高数值模式的运算时效,且随着数值模式模拟时间段的加长和模拟区域范围的扩大,多作业管理方式对数值模式运算功效的增强越加明显。     

热带气旋影响下浙江省强降水过程延伸期预报研究

利用2000—2011年NCEP/NCAR水平风场逐日再分析资料以及浙江省逐日降水量资料,基于低频天气图工具,识别出3种与浙江省台风强降水过程相对应的典型低频大气环流型。通过合成分析,划分了与C型环流场和C+SN型环流场相适配的天气关键区。进而结合历史个例,研究了台风强降水期间关键区内低频系统的活动特征,初步建立了热带气旋影响下浙江省强降水过程预报模型,并提出依据模型开展延伸期过程预报的基本思路。对2012年的回报结果表明,模型表现出较好的性能,并针对强降水过程延伸期预报中需要解决的问题,提出了若干思考与建议。     

浙江省空气质量与大气自净能力的特征分析

利用最新的高时空分辨率ERA-Interim探空和地面资料,计算分析了1979—2015年浙江省大气输送和自净能力的时空分布变化特征,结合环保局空气质量监测数据探讨了浙江省空气质量与大气自净能力的关系,结果表明:大气自净能力在春、夏季表现出沿海地区小,内陆地区大的分布;到了秋、冬季,沿海地区大气自净能力增大,内陆地区则减小;研究时段内全省平均大气自净能力有增大趋势。表征低层输送能力的10 m风速在秋、冬季最大,夏季最小,随时间略有减小,这是浙江省空气污染加剧的可能原因之一;10 m风速的分布基本呈从东部沿海地区往西部山区逐渐减小的变化趋势,秋、冬季风速略大,以偏北风为主。浙江省大部分地区冬季大气自净能力最差,盛行的偏北风又容易将北方污染物带下来,因此冬季是浙江省最易发生空气污染的时段。当风速较小,风向转为偏西北风时,污染物从北方输入并且积累,最易出现较严重的污染天气。中度及以上的空气污染主要发生在杭嘉湖、宁波、绍兴、金华这些经济发达的地区,沿海地区的舟山、温州、台州由于大气输送条件好发生站次很少。丽水和衢州山区海拔高,加之本地工业经济发展较弱,空气污染发生的频次较少。     

近48a浙江省不同气候态下无霜期特征对比分析

采用浙江省气象信息中心提供的1971—2018年逐日最低气温数据,利用常规气象统计方法,对浙江省平均初终霜日和无霜期时空分布特征进行分析,同时基于不同气候态、年代际进行对比分析。结果表明：时间特征上,近48 a浙江省平均初霜日显著推迟,平均终霜日显著提前,平均无霜期显著延长;1981—2010年气候态的平均初终霜日和无霜期推迟、提前、延长的趋势都最为显著;20世纪90年代初终霜日和无霜期变化趋势最为显著;平均初霜日在2003年发生突变,终霜日在1997、2004年发生突变,无霜期在2002年发生突变。空间特征上,近48 a浙江省初霜日在空间上,整体呈现西东晚、北中南早的格局;1981—2010年和21世纪00年代终霜日表现为自浙南向浙北逐步推迟的趋势;1981—2010年和21世纪00年代无霜期整体分布上呈现出西东南长、中北短的特点;1981—2010年和21世纪00年代初霜日整体有推迟的趋势,终霜日整体有提前的趋势,无霜期整体有延长的趋势。     

定量评估极端天气影响农业总产值的方法

选取对极端天气敏感性和脆弱性较高的农业领域为研究对象,将极端天气因子和农业生产因子引入Cobb-Douglas生产函数,构建气候经济模型,定量分析了极端天气事件对浙江省农业总产值的影响。结果表明：极端天气因子与浙江省农业总产值存在长期均衡关系,对农业总产值有显著的负面影响。高温日数、低温日数、强降水日数每增加1%,浙江农业总产值分别减少0.072%、0.046%、0.076%;高温日数和强降水日数的短期波动对农业总产值也有显著的负面影响;不同区域的农业总产值受极端天气影响程度存在差异,浙江西北地区和西南地区相对东部沿海地区受极端天气影响更为严重。     

15~30d延伸期逐日预报在线显示平台的设计与实现

延伸期逐日预报是近年来涌现出的新兴气象业务。详细介绍了浙江省气候中心研发的15~30 d延伸期逐日预报在线显示平台。该平台以CFSv2和DERF2.0两个气候模式的预报产品为依托,基于5日集合平均方案,运用双线性插值技术形成0.25°×0.25°格点预报产品和省、市、县(市、区)三级行政区域站点预报产品,通过绝对误差和空间相关系数两种方法开展预报检验。针对县级气象部门的精细化服务需求,设计了15~30 d预报时间序列显示界面,并通过"包络线法"和"误差线法"分别给出平均气温和降水预报的上下限。业务平台测试版试运行以来表现出较好的预报性能,以2016年4月两次持续性强降水过程为例分析了平台的预报表现,结果表明平台分别提前20 d和16 d预报出这两次过程。针对存在的问题和不足进行了探讨,指出大力发展数值模式解释应用技术和概率预报是业务平台不断走向深入的技术基石。     

气候与健康及气候康养研究进展

气候是人们赖以生存的自然环境,不同气候因素在抑制人体健康、促进病患康复、增加人体免疫系统韧性等方面因人因病而异。本文回顾了温度、湿度、日照、气压、大气污染等气候环境要素与人体健康关系以及四季气候易发病症,介绍了滨海、高山、森林、丘陵与平原等优质气候资源的康养价值和气候康养特性,从趋利避害角度强调了气候康养所应注意问题。在综述有关气候与健康以及气候康养适宜性评估等相关研究基础上,结合我国养生养老产业及医养融合经济发展前景,指出了气候康养未来研究主要方向。     

浙江省人居环境气候适宜度概率分布分析

利用浙江省43年的气候资料,采用人体舒适度指数对浙江人居环境气候适宜度进行分析。结果表明:浙江省出现极热和极冷的概率极小,人居气候适宜度等级为Ⅰ(很冷,极不舒适)、Ⅷ级(热,很不舒适)的概率为0.07%和0.78%,出现Ⅸ级(很热,极不舒适)的概率基本为零;适宜度等级为Ⅳ—Ⅵ级(较舒适至舒适)的天气出现概率为55.0%,其中Ⅴ级(舒适)出现的概率最大,为33.1%。5月和10月是浙江人居环境气候适宜度最好的时段,其中Ⅴ级(舒适)天气出现概率的平均值超过99%;1月是浙江人居环境气候适宜度最低的月份;7月、8月中气候适宜度为Ⅶ级,即暖热不舒适的天气出现概率平均值分别为62.3%和42.8%,出现概率呈现沿海低于内陆,浙南低于浙北,浙中高、浙北浙南低的总体趋势。     

杭州市降水特征及极端降水趋势预估

利用国家气候观象台杭州站百年降水观测数据和CMIP5模式模拟预估数据,分析了杭州市降水长期变化特征,采用累积概率分布函数转换方式(CDF-T),降尺度预估了未来气候情景下杭州极端降水发生趋势。结果表明:杭州市年降水量在百年时序(1907—2015年)上无显著性增加或减小趋势,1980年后春季降水明显下降,下降速率约32.1mm·(10a)~(-1),冬季降水显著增加,增加速率约35.4mm·(10a)~(-1)。1988—2015年的3和6h及日降水的各重现期降水量均较1961—1987年有所增大,1961—1987年的100年一遇日最大降水已演变为1988—2015年的50年一遇甚至是20年一遇。CMIP5模式降水的降尺度分析表明,2020—2039年杭州市日极端降水强度将可能会进一步加强,2020—2039年日降水的R95值和R99p值均较现气候期(1981—2010年)有所提高,超R95p和超R99p的极端降水发生日数分别为11.08和2.24d·a~(-1),分别较现气候期平均值增加了3.52和0.69d·a~(-1)。     

水分胁迫对内蒙古羊草草原生态系统光合和呼吸作用的影响

在全球气候变化条件下,全球陆地区域的降水量及其空间/时间分布模式将发生明显改变,这种变化将对中国的陆地生态系统,尤其是干旱地区的温带草地生态系统碳收支产生重要影响.作为中国陆地生态系统通量观测研究网络(ChinaFLUX)的一部分,本研究利用2003至2004年在内蒙古羊草草原的涡度相关通量观测数据,初步探讨了水分胁迫对羊草草原生态系统光合和呼吸作用的影响.研究发现温度和水分是影响该生态系统在生长季(5～9月)的光合和呼吸作用的主要因子.在土壤水分适宜条件下,生态系统呼吸对温度变化的敏感性较大(Q10=2.0),而当土壤含水量降低时生态系统呼吸对温度的敏感性明显降低(Q10=1.6).高温和干旱会显著降低生态系统的光合生产力.生长季的降水量及其季节分配模式的不同对草地生态系统的生物物候有明显的影响,在2003年6月初生态系统就开始净吸收CO2、在7月初出现最大净生态系统CO2吸收量,而因随后发生的干旱和高温胁迫使其在8月就提早进入休眠期;2004年春季的严重干旱导致生态系在7月初才开始净吸收CO2,并在降水丰沛气温适宜的8月出现最大CO2吸收量,水分胁迫导致该草地植物生长发育比2003年推迟1个多月.观测结果显示该草地生态系统在2004年5～9月比2003年同期多吸收30 g CO2·m-2.我国温带草原植被类型复杂多样,要准确估算我国草地生态系统碳收支还需要开展更多的长期联合观带研究.