CMIP5西北太平洋气候变率的模拟评估

利用观测海温资料和CMIP5模式模拟结果分析西北太平洋(120°E~120°W,20~60°N)海表温度的气候态和年代际变化特征。结果表明,所选22个模式可以较好地模拟出西北太平洋海表温度的气候特征及其年际、年代际变化特征;模式模拟的海表温度总体标准偏差在黑潮延伸体区域最大;绝大多数模式能模拟出海表温度的第一EOF模态;西北太平洋海表温度具有较明显的年代际振荡现象,13/22的模式模拟的海表温度存在明显的年代际振荡,同时海表温度气候态的模拟偏差对其周期振荡模拟的影响较大,尤其在黑潮延伸体区域。     

夏季云顶高于对流层顶事件对东亚天气型及上对流层-下平流层大气结构的影响

采用A-Train系列卫星的AURA/MLS水汽、温度资料,CALIPSO/CALIOP云物理资料,结合ECMWF气象再分析资料,分析了东亚地区云顶高于对流层顶事件(Cloud Top Above the Tropopause,CTAT)的区域分布,及其对上对流层-下平流层(Upper Troposphere and Lower Stratosphere,UTLS)水汽和温度结构的影响。结果表明:亚洲季风区的夏季CTAT发生率是30%~55%,为全球最强区域;东北亚的夏季CTAT发生率是15%~20%,为中纬度最强分布区。以CTAT为指标的合成结果表明:15~30°N的东亚-西太平洋UTLS,水汽呈"上干下湿"的异常分布,温度呈"上冷下暖"的异常分布,该结构与该区域热带气旋合成的结果一致,说明热带气旋是该区域CTAT形成的主要天气系统;35~50°N的东北亚UTLS,水汽呈"上干下湿"的异常分布,温度呈"上暖下冷"的异常分布,该结构与该区域温带气旋合成的结果一致,说明温带气旋是该区域CTAT形成的主要天气系统。     

MARS软件在数值预报模式产品数据管理中的应用

该文简单介绍MARS (Meteorological Archival and Retrieval System) 软件的架构及组成部分,并基于MARS软件,介绍了数值预报产品数据管理系统设计与实现。通过在GRIB2数据段对应描述层次类型和气象要素的表格文件中定义新的层次类型和气象要素,在MARS软件解析GRIB2数据所需要查找的相关模板表格文件中定义气象要素对应的产品类型号、要素类别号、要素号、要素名称和要素名称缩写,说明GRIB2数据模板和代码表创建方法。以GRAPES模式产品GRIB2数据为例,实现应用MARS软件管理GRAPES模式产品GRIB2数据。结合存储管理TSM (Tivoli Storage Manager) 软件,研究开发MARS软件和TSM软件连接接口程序,实现数据的直接迁移和回调。以T639L60模式产品为例,通过测试检索性能,MARS软件检索数值预报产品速度超过当前国家级气象数据管理系统数据检索速度1倍,说明MARS软件检索数值预报产品数据具有时效优势。     

基于模糊逻辑的大气云粒子相态反演和效果分析

为了探究8mm云雷达探测到的大气云粒子相态特征,根据Shupe总结得到云雷达探测参量:反射率因子、Doppler径向速度、线性退偏振比以及温度在不同相态水凝物对应的云雷达产品特征阈值,采用不对称T型的隶属函数,成员函数包括:反射率因子、线性退偏振比、径向速度以及垂直温度廓线,反演出的粒子相态包括:雪、冰晶、混合相态、液水、毛毛雨、雨等6种。通过联合分析中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室的偏振云雷达探测资料和GTS1型探空仪温度数据,结果表明;通过模糊逻辑法对云雷达探测的参量反演出的大气粒子相态结果与探空实时数据一致性较好,对现阶段常规天气预报参考、人工影响天气作业指挥以及效果评估来说具有较好指导性。     

BJ-RUC产品在小区供暖供回水温度预报的应用研究

利用气象部门快速更新的BJ-RUC(Beijing-Rapid UpdateCycle)数值预报系统获得的24 h逐时的室外温度预报资料,应用能量平衡原理,建立建筑物热损失方程和供热量方程,从而推导出室外温度和室内温度、供水、回水温度的预报模型。用此模型对2010年3月1—15日期间的供、回水温度进行预报模拟,与北京市海园物业供热单位实况值进行对比分析。检验结果表明,该模型模拟的室内温度与设计要求的室内温度(20℃)之间的均方根误差为0.25℃,海园物业室内温度监测点数值与20℃之间的均方根误差为1.53℃。模拟的供、回水温度与海园物业监测点供水温度的均方根误差分别为3.69℃和3.80℃。     

GRAPES_RAFS系统2 m温度偏差订正方法研究

本文通过对2013年6月20日至7月20日GRAPES(Global and Regional Assimilation and Prediction System)_RAFS(Rapid Analysis and Forecast System)系统每天8个时次每3h的2 m温度预报进行分析,发现各时次的预报均能较好地表征2 m温度日变化特征,但预报与实况存在一定的偏差,其中西藏东部川西高原、云贵高原、江南武夷山脉偏低于实况可达3℃,而华北地区偏高于实况3℃以上.为了减小GRAPES_RAFS系统偏差对2m温度预报的影响,本文采用平均法、双权重平均法、滑动平均法和滑动双权重平均法分别对GRAPES_RAFS系统2 m温度预报产品进行偏差订正,并对订正前后的结果进行检验分析和对比.结果表明:2 m温度订正后的平均误差大部地区减小到(一1～1℃),而均方根误差大部地区降低到2.5℃内.对于偏差较大地区,订正效果更为明显,如西藏东部川西高原,经过订正,平均误差绝对值由订正前3℃以上降低到1℃内,而RMSE由订正前4℃以上控制到3℃内.对比四种订正方法,双权重订正方法与平均法订正整体效果接近,但对个别站点,双权重订正法要优于平均法,经过滑动的订正方法比无滑动的订正方法订正效果更好,订正效果最好的是滑动双权重平均法,全国平均误差大部分在(-0.5～0.5℃)内,不超过(-1～1℃)的范围.     

ERA-Interim地表温度资料在青藏高原多年冻土区的适用性

地表温度综合反映了大气和地表植被、土壤等局地因素相互作用的能量交换状况,是许多冻土分布模型和寒区陆面过程模式的上边界条件,对多年冻土分布和活动层厚度估算具有重要意义。为了检验ERA-Interim再分析地表温度资料在青藏高原(下称高原)多年冻土区的适用性,综合比较了2011年1月1日至2012年12月31日期间高原不同类型多年冻土区3个综合观测场的观测地表温度和ERA-Interim再分析资料之间的偏差、均方差、相关系数、解释方差、均方根误差和平均绝对误差。结果表明,ERA-Interim再分析资料能较好地再现高原多年冻土区3个综合观测场地表温度的基本特征,并能较好地描述高原地表温度的季节变化。但ERA-Interim再分析年平均地表温度比观测值偏低,西大滩、五道梁和唐古拉站依次偏低1.7,1.0和0.9℃;地表温度的再分析值和观测值之间的相关系数和解释方差都较高,均方差也相近。ERA-Interim再分析地表温度资料对观测站点相对稀少且空间分布不均匀的高原多年冻土区具有较好的适用性,可以作为地表温度的有效代用资料。     

天山南北坡流域气温时空变化特征

利用近50年新疆天山南北坡乌拉斯台河和乌鲁木齐河流域不同气象站点气温资料,对比分析了天山南北坡的气温变化趋势、入春与入夏时间、气温年极值、气温年较差及冬季逆温层变化特征。结果表明:天山南北坡显著升温时间约为1997年,北坡的乌鲁木齐气温增加趋势最大,为0.402℃·(10a)-1;南坡的库尔勒比乌鲁木齐入春、入夏早,乌鲁木齐主要入春、入夏时间分别为4月和6月,而库尔勒分别为3月和5月;北坡比南坡入春连续5天平均气温约高1℃,而两者入夏连续5天的平均气温接近;天山南北坡年最高气温的最大值、最小值和年平均最高气温随海拔的升高逐渐降低,而年最低气温的变化南北坡表现不一致,并且南北坡各站点的气温年较差随着高度的增加而减少;1月北坡逆温层的厚度大于南坡,北坡逆温层小渠子和蔡家湖的气温差变化趋势为-0.208℃·(10a)-1,南坡逆温层巴伦台和和静的气温差变化趋势为0.236℃·(10a)-1。     

1951-2013年浙江热量资源变化研究

基于1951—2013年浙江71个常规气象站逐日气温资料和1971—2013年土温资料,采用M-K检验、气候倾向率等气候统计诊断方法,分析浙江地区气温、地温、农业界限温度等热量资源要素的变化规律及气候变化下浙江热量资源区划的年代际变化特征,以期为充分利用气候资源、优化农业结构和作物引种提供科学依据。研究结果表明：1）1951—2013年浙江四季和年平均气温变化幅度分别为0.24 ℃·10a-1(P0.01)、0.10 ℃·10a-1(P0.05)、0.14 ℃·10a-1(P0.01)、0.14 ℃·10a-1(P0.05)和0.18 ℃·10a-1(P0.05),突变起始年分别为1997、2005、2002、1993和1999年;2）1951—2013年浙江平均极端最高、最低气温的气候倾向率分别为0.10 ℃·10a-1(P0.01)和0.30 ℃·10a-1(P0.10);3）土温与农业密切相关,0—20 cm土温与日平均温度通过0.01显著性相关;4）气候变暖导致浙江农业界限温度(0 ℃、5 ℃、10 ℃、15 ℃、20 ℃)初日提前、终日延后、持续天数和积温增加,农业界限温度初日、终日、持续天数和积温的气候倾向率平均值分别为-3.2～-1.5 d·10a-1、0.3～1.6 d·10a-1、2.8～4.1 d·10a-1、95.7～107.3 ℃·d·10a-1;5）1951—2013年浙江初霜延迟、终霜提前、无霜期增加,初霜、终霜和无霜期气候倾向率平均为-3.62 d·10a-1、1.32 d·10a-1和4.97 d·10a-1;6）气候变暖导致浙江热量资源区划变化显著,2001—2010年淳安建德浦江义乌诸暨嵊州天台三门线以南地区≥10 ℃积温超过5600 ℃·d。     

土星系之视觉神旅——喻京川数字绘画作品欣赏

土卫二的个头在土星的卫星中仪排第6,引力只有月球的1／6,却是太阳系中除地球外最有希望孕育生命的五大星球之首（另四个依次是木卫二、火星、土卫六和木卫一）。因为土卫二有一个炽热的内核,可以提供适宜温度,孕育生命。