有限区域流函数和速度势的3种求解方法在分析台风Bilis暴雨增幅中的比较研究

将有限区域流函数、速度势求解中常用的两种张驰法(即理查逊法和加速利布曼法)与调和—余弦谱展开法(H-C法)进行了比较,理论研究表明:H-C法单独考虑边界影响分量,物理意义明确,且不会丢失边界上的天气系统;从计算上看,H-C法重建的风场能精确还原原始风场,且计算效率明显高于两种张驰法,即收敛更快。通过在台风Bilis(0604)暴雨增幅过程诊断中的应用发现,常用的两种张驰迭代方法在求解有限区域流函数和速度势的问题上效果都不是很好,即:用理查逊法和加速利布曼法计算的流函数和速度势重建的风场与原始风场差别较大,不能准确还原原始风场;用H-C法不仅计算效率高,还原的风场与原始风场差异极小,且不受南边界较强的西南季风涌影响,在暴雨增幅前期能较好地反映与暴雨增幅相关的强辐合信号。因此,可用H-C法计算得到的无辐散风和无旋风对有限区域的天气系统进行更深入的动力结构分析。     

Increased Tibetan Plateau Snow Depth：An Indicator of the Connection between Enhanced Winter NAO and Late-Spring Tropospheric Cooling over East Asia

The authors present evidence to suggest that variations in the snow depth over the Tibetan Plateau (TP) are connected with changes of North Atlantic Oscillation (NAO) in winter (JFM). During the positive phase of NAO, the Asian subtropical westerly jet intensifies and the India-Myanmar trough deepens. Both of these processes enhance ascending motion over the TP. The intensified upward motion, together with strengthened southerlies upstream of the India-Myanmar trough, favors stronger snowfall over the TP, which is associated with East Asian tropospheric cooling in the subsequent late spring (April--May). Hence, the decadal increase of winter snow depth over the TP after the late 1970s is proposed to be an indicator of the connection between the enhanced winter NAO and late spring tropospheric cooling over East Asia.     

Relationship between East Asian Monsoon and Dust Weather Frequency over Beijing

The relationship between dust weather frequency (DWF), which denotes the number of days of dust weather events, over Beijing and the East Asian Monsoon (EAM) was studied using DWF data for Beijing during the period 1951--2006. Results show that, during this period, the blowing-dust weather frequency (BDWF), as well as the indices of East Asian winter monsoon (EAWM) and East Asian summer monsoon (EASM), all decreased considerably, with a t-test confidence level of 99%. The correlation coefficients between the chosen EAWM index and BDWF over Beijing in winter and the following spring were 0.34 and 0.33, respectively, with significance levels of 0.01 and 0.02, respectively. For the chosen EASM index and BDWF, these correlation coefficients were 0.51 and 0.45, respectively, with both at a confidence level exceeding 99.9%. With the linear trends removed, the values (in the same order as above) were 0.14, 0.14, -0.12, and -0.09, all not significant at the 95% confidence level. Clearly, the EAM relates mainly to DWF over long timescales. To a certain extent, the EAM might have some impact on DWF by affecting the associated surface air temperature and precipitation during the corresponding time period in sand-dust source regions at the interannual scale. A stronger (weaker) EAWM might advance (suppress) the occurrence of DWF, and the opposite for the EASM.     

黄河龙头水库多水月(季)预测的地气图方法

利用黄河龙头水库流量控制站——唐乃亥水文站1956年以来逐月流量资料和东亚地震资料及黄河产流区久治气象站1975年以来逐月3.2m地温资料,研究了唐乃亥多水期(流量正距平)的成因及其预报。发现东亚6.5级以上强震形成的地热涡经过黄河源区是唐乃亥多水的原因,具体可分为(1)上游强震涡东移;(2)南北地震带中段强震涡北移;(3)西北太平洋强震涡西退;(4)北方强震的"拍频"作用引发地热涡生成。另外,久治站3.2m地温的增暖过程可作为唐乃亥流量增加的指标。     

基于矩形扩张的ROI区域标记算法

为了满足实时性的要求,在运动目标检测与跟踪领域引入感兴趣区域(Region of Interest,ROI)的概念,提出了基于矩形扩张的ROI区域标记算法.通过与传统算法比较发现,矩形张算法具有较高的效率和准确度.实现结果表明:矩形扩张算法能够快速准确地对二值图像中的运动目标区域进行标记,实现运动目标与复杂背景的分离,进而提高运动目标跟踪的效率.     

一个区域地气耦合柱状模式的发展及其对半干旱区的模拟

在现有的区域气候模式的基础上构建了用于研究地气耦合模拟的区域柱状模式,其中包括了详细的物理过程,可以作为研究半干旱区地气相互作用过程的工具。通过区域柱状模式与不同陆面模式的耦合,检验了不同陆面模式在非耦合和耦合两种情况下对半干旱区的模拟性能。结果表明,陆面模式在耦合后对感热的模拟偏差放大,而潜热的模拟效果得到了改进,不同的陆面模式对区域柱状模式的模拟性能影响较大,耦合了CoLM后的区域柱状模式对地表气象要素的模拟得到了较大的改进。     

东亚大气环流由冬向夏的转变时间及其特征

利用NCEP/NCAR再分析数据集及CMAP降水资料分析了东亚大气环流由冬转夏的可能时间及其特征。结果表明,3月底4月初,东亚与西太平洋对流层纬向热力差异由东暖西冷转为东冷西暖,对流层低层大陆高压东移,使得纬向气压梯度发生逆转。与此同时,对流层低层偏南风建立,经向垂直环流也发生季节逆转。同时,3月底4月初华南已出现持续性降水雨带。所有这些特征都表明东亚大气环流可能在3月底4月初已经由冬季型开始转为夏季型。     

青藏高原气温变化的研究进展

青藏高原(简称高原,下文同)是全球气候系统的重要组成部分,其气候因子、动力及热力作用对全球气候系统的变化有着深刻的影响。本文就近代高原地表气温不同年代际的变化、空间分布及其与我国其它区域同期气温变化的关系等方面的研究进展进行回顾和总结。经过研究分析表明,高原的气温变化呈明显的年代际特征。近百年来高原的气温可分2个冷期2个暖期,其间有3次突变,即1920年代以前偏冷,1920～1950年代气温回升,1950～1980年代气温下降,1980年代至今气温持续偏高。各次气温突变时间中高原均提前于我国其它地区,且全国有北方提前于南方,高纬提前于低纬的现象;高原上大多数区域日最低气温增温幅度是日最高温度的增温幅度的1～3倍,日较差变小,4季中冬季增温最为明显;由于地域辽阔,地形复杂,就高原本身主体而言,各区域的温度变化也存在差异。已有的研究成果表明,高原主体的气温变化最先出现在高原东南部和海拔较高的区域。     

The Antarctic oscillation-East Asian summer monsoon connections in NCEP-1 and ERA-40

Connections between the spring Antarctic Oscillation(AAO)and the East Asian summer monsoon (EASM)in two reanalysis datasets—NCEP-1(NCEP/NCAR Reanalysis 1)and ERA-40(ECMWF 40- year Reanalysis)—are investigated in this study.Both show significant correlation between AAO and EASM rainfall over the Yangtze River valley,especially after about 1985.Though ERA-40 shows weaker anomalous signals connecting AAO and EASM over southern high latitudes than NCEP-1,both datasets reveal similar connecting patterns between ...     

降水气候强迫下非均匀地表区域平均径流的一种参数化方案

将任一中尺度区域的平均瞬间径流率考虑为区域平均降水量和地表土壤层水分渗透垦的余项.根据降水量在地理空间上分布的实测资料拟合其空间概率密度函数(PDF),并结合土壤入渗物理过程的数学描述及其经验公式,精确估计出地表土壤渗透率及其空间分布,由此建立区域地表径流率的统计-动力学估计方案.换言之,区域内地表产流率可视为区域平均降水量与区域平均的土壤下渗量之差值,而区域内土壤的平均下渗量又町分为非饱和区和饱和区两部分的下渗量来分别计算.就陆面水分循环的物理过程而言,地表入渗现象是在一定的下垫面特性基础上,由一定的水分供应源而形成的.根据大气降水向地表层输送水分的物理过程,在满足植被表层覆盖需水(截流水)和地表层土壤人渗水基础上,多余的降水量才会形成地表径流.凶此,推求地表产流率的主要关键在于地表土壤层需水量.为此奉文根据土壤水分通量方程推导出水分入渗公式.又从描述土壤水分和降水的空间PDF出发,推导出非均匀土壤含水量及降水气候强迫所形成的次网格尺度区域平均径流率计算公式.利用长江三角洲地区1996年降水量和土壤特性等实测资料建立区域平均地表径流率的估计公式,并对其影响凶素进行敏感性试验.结果表明,该方法与用Mosaic方法计算的区域径流率(或产流率)结果十分接近.由此可见,该文提出的降水气候强迫下非均匀地表区域平均径流的这种统计-动力参数化方案,具有相当的可靠性与可行性.