天津电力人体舒适度预报模型

为做好天津电力气象服务工作,提供符合电力负荷预测需求的人体舒适度预报产品,本文根据国内外多种人体舒适度预报模型,利用2002—2005年夏季天津逐日电力负荷数据和气象数据,计算天津市逐日平均人体舒适度,详细分析各模型计算结果与平均气温和气象负荷的对应关系。结果发现,UTCI模型、吕伟林室外预报模型和李源模型计算的人体舒适度更符合天津市人体舒适度感觉,且与电力气象负荷的线性相关性较好。鉴于吕伟林模型在我国应用较广,本文采用最小二乘法对吕伟林室外预报模型进行拟合订正,建立出符合天津市电力气象服务需求的人体舒适度预报模型。     

天津地区一次对流性降水过程雨滴谱特征分析

激光雨滴谱仪是天津人影部门近年新引入的探测设备,它对降水过程的即时监测具有重要意义。本文基于LPM-THIES激光雨滴谱仪探测资料,对天津地区2015年7月19日的对流性降水过程进行了分析。研究显示:雨滴谱仪和翻斗雨量计所获取的逐时降水其变化趋势存在一致性,但雨滴谱仪获得的累积雨量要偏大;降水过程的时空差异性大,不同测站雨强差异明显,4站降水粒子平均直径介于0.40~0.64mm,且2.0mm以下的降水粒子占到了粒子总数的95%以上;降水时段的雨强与雷达反射率的起伏变化十分明显,雨滴数浓度基本上处于103量级;蓟县站3个时次的瞬时谱均呈现单峰型分布,且峰值位于0.5mm附近。     

江淮流域夏季严重旱涝与大气季节内振荡

利用NCEP/NCAR的再分析资料和中国气象局国家气象中心提供的中国台站降水资料,分析研究了江淮流域大范围严重旱涝的20-70天大气季节内振荡(ISO)特征。结果表明,对应江淮流域严重涝年,200hPa青藏高原北部存在ISO气旋性环流,青藏高原南部存在ISO反气旋性环流;大气ISO流型在对流层中低层850hPa主要是我国长江以南、南海和西太平洋地区为大气ISO反气旋性环流,我国长江以北到日本地区的大气ISO气旋性环流,我国江淮流域位于这两个ISO涡旋西侧偏南气流和偏北气流的交汇处;旱年反之。利用向量经验正交展开方法得到,上述大气ISO环流型分别是旱涝年大气ISO流型的第一模态,并且涝年大气ISO流型的振幅强,旱年振幅弱。进一步分析揭示,严重洪涝(干旱)年分别对应对流层中上层江淮流域及其以北的中高纬度地区有强(弱)的大气ISO活动。中高纬度地区的大气ISO在严重洪涝年向南传播,与低纬度向北传播的大气ISO在江淮流域汇合;而在严重干旱年,虽然大气ISO可向北传播,但向南的传播却很不明显。     

优化K means算法在中国近海气候区划中的应用

利用我国近海多年的风、浪及温湿资料,采用DB指标和最大距离法相结合的优化K-means聚类算法,对冬季我国近海进行气候区划,避免了传统K-means算法中确定聚类数目和初始聚类中心的主观性。结果表明,冬季我国近海可被划分为3个区域:1区主要包括28°N以北的海域以及我国东南沿海的一条狭长区域,2区主要包括台湾周边海域、台湾海峡、巴士海峡以及自越南东南部起由西南部向东北部的南海大部分海域,3区则主要包括台湾岛西南部海域、北部湾、广东沿海以及南海东南部。根据给出的区划指标,分析各分区的气候特征及其对海上舰船航行和出海人员的影响,判定1区为基本适宜区,2区为不适宜区,3区为适宜区。     

云凝结核浓度对雷暴云电过程影响的数值模拟研究

本文将非感应起电机制耦合到WRF中尺度模式中,选取Morrison双参数微物理方案,采用整体放电参数化方案,改变初始云凝结核（CCN）浓度（浓度变化从500 cm-3到4000 cm-3）,共模拟15组试验,讨论了CCN浓度（n_CCN）对雷暴云起电强度的影响。通过研究发现:随n_CCN增加,霰粒子数浓度减少,混合比增加,导致霰粒子平均尺度增加;冰晶粒子数浓度增加,混合比基本不变,导致冰晶粒子平均尺度减小。此外,霰粒子平均尺度增大,下落末速度增大,冰晶粒子平均尺度减小,下落末速度减小,二者末速度差值增加,导致单次碰撞电荷分离量增加。综上所述,气溶胶浓度增加使霰粒子与冰晶粒子碰撞分离过程增强,单次碰撞电荷分离量增加,正负电荷密度平均值增加,从而增强雷暴起电强度。     

一次冻雨过程云物理特征的数值模拟

运用中尺度数值模式WRF3.5.1对2011年1月1日贵州境内的一次冻雨天气过程进行了数值模拟,研究了本次过程的大气层结、冻雨区云系的宏微观结构和云物理特征,初步分析了冻雨形成的云微物理过程和成因。结果表明,贵州境内的冻雨区(26°N~29°N)具有冷性和部分"冷—暖—冷"的温度层结,在高层没有显著的冰相粒子,冻雨区是相对较强的水汽辐合中心,丰富的水汽输送在冷性的环境条件下形成云滴,进而碰并产生雨滴,过冷雨水主要通过暖雨过程形成;雨滴继续下落至近地层并保持过冷雨水形式,最后接触到低于0°C的物体或地面,迅速冻结而产生地面冻雨。     

Developing the science product algorithm testbed for Chinese next-generation geostationary meteorological satellites: Fengyun-4 series

Fengyun-4A (FY-4A), the first of the Chinese next-generation geostationary meteorological satellites, launched in 2016, offers several advances over the FY-2: more spectral bands, faster imaging, and infrared hyperspectral measurements. To support the major objective of developing the prototypes of FY-4 science algorithms, two science product algorithm testbeds for imagers and sounders have been developed by the scientists in the FY-4 Algorithm Working Group (AWG). Both testbeds, written in FORTRAN and C programming languages for Linux or UNIX systems, have been tested successfully by using Intel/g compilers. Some important FY-4 science products, including cloud mask, cloud properties, and temperature profiles, have been retrieved successfully through using a proxy imager, Himawari-8/Advanced Himawari Imager (AHI), and sounder data, obtained from the Atmospheric InfraRed Sounder, thus demonstrating their robustness. In addition, in early 2016, the FY-4 AWG was developed based on the imager testbed—a near real-time processing system for Himawari-8/AHI data for use by Chinese weather forecasters. Consequently, robust and flexible science product algorithm testbeds have provided essential and productive tools for popularizing FY-4 data and developing substantial improvements in FY-4 products.     

长沙城市化进程对局地气候的影响

利用1961—2010年湖南省长沙及周边郊县共5个气象站的逐日气温、降水和相对湿度观测数据,在对各气象要素资料序列进行均一性检验和订正的基础上,以郊县站作为背景场,系统地分析了长沙城市化不同阶段对城市气候的影响。结果表明:受城市化的影响,近50年长沙市区地面气温及其上升速率远高于郊县的,城市热岛效应明显,热岛效应对市区年平均气温的增温贡献率达30%,且主要出现在20世纪90年代之后,四季中城市化贡献率的最大值出现在夏季,秋季和春季的次之,冬季的最小。50年来长沙市区和郊县年降水量差值序列呈显著增加趋势,长沙城市雨岛效应较为显著,且主要发生在春季和夏季,城市化带来的雨岛效应加速了长沙降水结构两极分化,使城市内涝发生的概率进一步增大。50年来长沙市区和郊县年平均相对湿度及其差值的变化趋势均不显著,就全年平均而言,长沙的城市干岛效应并不明显,但近20年来干岛效应显著增强;分季节来看,近50年干岛效应主要发生在夏季。     

夏季多年平均及个别年份低层流场的准周期扰动分析

利用ＥＣＭＷＦ的１９８０￣１９８６年多年平均及１９８０年的低层纬、经向网络点资料对季内振荡方差进行了分析，给出了多年平均及个别年份流场中季内同斯振荡强度的对比特征及其在低伟和中高纬地区的差异。为动力学诊断和理论研究夏季风的年际差异提供线索。     

Momentum- and Heat-Flux Parametrization at Dome C,Antarctica: A Sensitivity Study

An extensive meteorological observational dataset at Dome C, East Antarctic Plateau, enabled estimation of the sensitivity of surface momentum and sensible heat fluxes to aerodynamic roughness length and atmospheric stability in this region. Our study reveals that (1) because of the preferential orientation of snow micro-reliefs (sastrugi), the aerodynamic roughness length \(z_{0}\) varies by more than two orders of magnitude depending on the wind direction; consequently, estimating the turbulent fluxes with a realistic but constant \(z_{0}\) of 1 mm leads to a mean friction velocity bias of \(24\,\%\) in near-neutral conditions; (2) the dependence of the ratio of the roughness length for heat \(z_{0t}\) to \(z_{0}\) on the roughness Reynolds number is shown to be in reasonable agreement with previous models; (3) the wide range of atmospheric stability at Dome C makes the flux very sensitive to the choice of the stability functions; stability function models presumed to be suitable for stable conditions were evaluated and shown to generally underestimate the dimensionless vertical temperature gradient; as these models differ increasingly with increases in the stability parameter z / L, heat flux and friction velocity relative differences reached \(100\,\%\) when \(z/L > 1\); (4) the shallowness of the stable boundary layer is responsible for significant sensitivity to the height of the observed temperature and wind data used to estimate the fluxes. Consistent flux results were obtained with atmospheric measurements at heights up to 2 m. Our sensitivity study revealed the need to include a dynamical parametrization of roughness length over Antarctica in climate models and to develop new parametrizations of the surface fluxes in very stable conditions, accounting, for instance, for the divergence in both radiative and turbulent fluxes in the first few metres of the boundary layer.