淮河流域持续性强降水过程的环流变化特征

利用淮河流域4省20：00-次日20：00逐日降水量资料,界定了1961-2006年淮河流域持续性强降水过程,并利用NCEP资料,应用合成分析方法对强降水过程和前期环流特征进行了研究。结果表明,从持续性强降水开始之前到强降水过程中乌拉尔山附近阻高减弱,贝加尔湖以北到鄂霍次克海附近的阻高偏强;西太平洋副热带高压在500hPa上表现为西伸北抬,但在850hPa上西伸明显,基本无北抬;南亚高压范围明显扩大,尤其是淮河流域以北地区200hPa高度明显增大,在中国东部到日本上空200hPa急流中心也有明显变化。850hPa西南急流的建立与西太平洋副热带高压的西伸有关,同时乌拉尔山附近高压减弱,冷空气南下,东西气压梯度增大也有利于西南急流的建立。     

不同热盐环流平均强度下北大西洋气候响应的差异

基于美国大气研究中心的CCSM3（Community Climate System Model version3）模式,对淡水扰动试验中不同热盐环流（thermohline circulation,THC）平均强度下,北大西洋气候响应的差异进行研究。结果表明：1）在不同平均强度下,北大西洋海洋、大气要素的气候态差异显著。相对于高平均强度,在低平均强度下,北大西洋地区海表温度（sea surface temperature,SST）、海表盐度（sea surface salinity,SSS）、海表密度（sea surface density,SSD）、表面气温（surface air temperature）异常减弱,最大负异常位于GIN（Greenland sea--Iceland sea--Norwegiansea）海域;海平面气压（sealev—elpressure,SLP）异常升高,相应于北大西洋海域降温,表现为异常冷性高压的响应特征;海冰分布区域向南扩大;北大西洋西部热带海域降水减少,导致热带辐合带（intertropical convergence zone,ITCZ）南移。2）在不同THC平均强度下,SST、SSS和SSD年际异常最显著的区域不同;在高平均强度下,最显著区域位于GIN海域,而在低平均强度下则位于拉布拉多海海域。3）在高平均强度下,北大西洋SST主导变率模态的变率极大区域位于GIN海,而在低平均强度下该极大区域不存在;北大西洋SLP的主导变率模态表现为类NAO型,但在高平均强度下,类NAO型表现得更明显。     

利用CAM5.1模拟中国东部大规模城市化对东亚地区夏季大气环流及降水分布的影响

利用CAM5.1大气环流模式研究中国东部大规模城市化对东亚夏季大气环流及降水分布的影响。通过在模式中修改中国东部地区(22～42°N,110～125°E)城市比重的方法,探讨东亚地区夏季大气环流与降水等气象要素在一般城市化及极端城市化两种情景下的响应。结果表明:(1)CAM5.1模式能够很好地模拟出东亚地区夏季大气环流形势及降水分布。(2)城市比重增大后,晴空时地面吸收的净辐射增多,近地层气温升高,低层增温中心上空的大气由于受热产生上升运动,35°N以南的气流向增温区辐合,东亚夏季风出现增强的趋势,大量暖湿水汽往北输送,导致降水在中国北方地区增多而南方减少。(3)城市化的发展程度越高,它所产生的气候效应对各气象要素的影响就表现得越明显。     

热带太平洋与印度洋相互作用的年代际变化

利用全球海表海温资料（GISST）和NCEP／NCAR再分析资料,研究了热带太平洋与印度洋之间的相互作用及其在不同年代二者作用关系的变化。结果表明：热带印度洋偶板子指数超前热带太平洋Nin03指数2月时相关最大,印度洋单板子指数滞后Nin03指数3～4月时相关最大。印度洋偶板子在一定程度上影响E1 Nino事件的发生,而E1 Nino事件的发生、发展会影响印度洋单板子事件的发生。热带印度洋偶板子事件与热带太平洋ENSO事件的相互作用在1961年发生了明显跃变,其原因可能是1961年之前热带印度洋偶板子对热带太平洋上空的纬向风影响很小,而1961年以后其影响明显加强。热带印度洋单板子事件与热带太平洋ENSO事件的相关一直显著,没有明显跃变。     

基于HJ-1A卫星数据的衡水地区冬小麦面积遥感估算应用

采用HJ-1A遥感数据,研究了衡水市冬小麦种植面积提取的分类方法。分别运用最大似然法、最小距离法、马氏距离法和ISODATA算法对2010年、2012年和2013年衡水市冬小麦种植面积进行提取,并与实际种植面积进行比较分析。结果表明,最大似然法、马氏距离法、最小距离法和ISODATA法提取的冬小麦种植面积的平均误差分别为6.1%、25.9%、24.9%和17.2%。因此,最大似然法具有较高的估算精度,能够满足研究区域冬小麦种植面积估算要求。     

基于统计降尺度方法的夏季降水精细化预报

利用1999—2009年安徽省淮河以南地区60个县市站夏季逐日降水资料和安庆市探空站逐日资料,研究了中低层不同风向配置下局地降水与大尺度降水场之间的关系,以3种不同预报对象及相应的预报因子分别采用神经网络和线性回归方法设计6种预报模型对观测资料进行逼近和优化,从而实现空间降尺度.分析对比6种预报模型46站逐日降水量的拟合和预报效果,结果表明:采取相同的预报对象及预报因子的BP神经网络模型在拟合和预报效果上均好于线性回归模型,可见夏季降水场之间以非线性相关为主;神经网络模型预报结果同常用的Cressman插值预报相比,能很好地反映出降水的基本分布及局地特征;预报对象为单站降水序列的神经网络模型在以平原、河流为主要地形的区域预报效果较好,预报对象为REOF主成分的神经网络模型则在山地和丘陵地形区域预报效果较好.     

南亚和东亚热带夏季风分界域变化

利用1948—2012年NCEP/NCAR逐日再分析风场资料,对亚洲两个热带夏季风子系统 (南亚夏季风和东亚热带夏季风) 边界进行划分。根据所得出的边界提出了亚洲两大热带夏季风子系统分界域的观点,定义偏向指数来确定两大热带夏季风子系统边界的偏向;通过对比,确定出边界在纬向上的变动较大的区域,并以确定的变动较大的纬度区域来研究亚洲两大热带夏季风分界域的变化规律;最后通过边界指标刻画出季风强度的变化情况,分析其关键环流特征。选取涡度作为边界的确定指标,边界的变动可以分为东部型、中部型、西部型。根据边界的振幅情况选取10°~17.5°N作为主要研究区域,由边界指标定义的夏季风指数得出,亚洲两大热带夏季风子系统强度的一致性变化占主导地位,其次为反相变化。     

中国夏季降水的水汽通道特征及其影响因子分析

利用NCEP／NCAR的1958～1998年再分析资料研究夏季东亚季风区水汽输送特征，综合这些特征划分出夏季输送到中国大陆主要有来自低纬的三条水汽通道：西南通道、南海通道和东南通道，此外在高纬还有一条很弱的西北通道，分别体现了南亚季风、南海季风、副热带季风和中纬度西风带对中国夏季降水的影响。定义和计算了四条水汽通道强度指数来表征水汽通道的强弱，并研究其年际变化。相关分析表明四条水汽通道对我国夏季降水的影响范围分别是：西南通道是华南中部和西南边境降水的水汽来源，南海通道对华南降水有直接贡献，东南通道为长江流域降水输送水汽，西北通道则为黄河中上游及华北东部降水输送水汽。物理分析显示，水汽输送异常与大气环流异常直接相关，而与同期水汽源地的海温异常关系不密切，海洋的作用主要体现在前期大范围的海温异常分布上。     

瞬变波活动与江淮地区夏季旱涝的关系

利用1951-2000年中国160站逐月降水量资料划分了江淮地区夏季旱涝年。通过对旱涝年500hPa高度距平场的合成分析发现：多雨年鄂霍茨克海阻塞高压稳定维持，少雨年鄂霍茨克海附近的高压脊减弱。为了了解江淮地区旱涝年500hPa中高纬环流形势异常的原因，计算了Eliassen-Palm通量，结果表明多雨年瞬变波对平均气流的强迫作用使经、纬向风异常分布有利于鄂霍茨克海阻塞形势的维持，冷空气向南输送增强，江淮地区降水偏多；少雨年瞬变波对平均气流的强迫作用使鄂霍茨克海高压脊减弱，冷空气向南输送减弱，江淮地区降水偏少。     

夏季索马里急流的建立及其影响机制

定义了夏季索马里急流（SSMJ）的建立指数，从而确定了1948--2002年的SSMJ建立日期，并以此为基础研究了SSMJ建立过程以及前冬海陆热力异常和冬季风异常对其建立早晚的影响。结果表明：SSMJ的建立是亚洲季风爆发的最早信号；其建立过程受到马斯克林高压、中非低压以及阿拉伯高压等非洲-印度洋系统的影响，而印度低压的发展有利于SSMJ越过赤道后向东转向；夏季索马里急流建立时间的年际变化反映了北半球冬季海陆热力差异的年际异常；强（弱）东亚冬季风时，次年春季SSMJ建立偏迟（早）。