西北内陆河流域地下水循环特征与地下水资源评价

在系统梳理前人调查研究成果基础上,总结了西北内陆河流域主要的含水层特点,对山区、平原区和沙漠区的地下水循环特点进行了分析,着重对平原区地下水水流系统进行了讨论.由于西北内陆河流域地下水与地表水关系密切,形成了具有密切水力联系的含水层-河流系统,不论是上游开发地表水还是地下水,都会引起整个流域内地下水资源的强烈变化.地下...     

西北干旱区感热异常对中国夏季降水影响的模拟

利用最新版的RegCM3模式通过增加西北干旱区地面向大气的感热输送,模拟了西北干旱区春、夏季感热异常对中国夏季降水的影响。结果表明:西北地区地面向大气的感热输送增加后,西北干旱区低层空气温度升高,空气密度减小使得空气有上升运动距平,减弱了空气的下沉运动,从而在新疆地区降水增加。西北地区下沉气流减弱使得高空气压更强,形成反气旋气流距平,导致高原地区上升气流减弱,在青藏高原降水减少。高原地区上升气流减弱导致在长江中下游和东北北部分别有负的气压距平中心,使得这里有气旋式距平环流,降水增加;而在华南、西南、华北南部和东北南部降水减少。     

印度洋西北海域鸢乌贼渔场分布与海面高度的关系

根据2004年9月至2005年1月我国鱿钓船在印度洋西北海域进行鸢乌贼（Symlectoteuthis oualaniensis）调查的数据,并结合海面高度,利用Marineexplorer4．0软件对渔获量分布及其与海面高度图进行了叠加分析。结果表明,高渔获量的中心渔场大多分布在海面高度Hss≤0的附近海域,在Hss≥0的附近海域有一定的渔获量。研究认为,中心渔场分布在冷暖涡的交汇处,但是渔场的中心偏向于Hss≤0的冷水涡一侧。     

基于产卵场和索饵场适宜性的西北太平洋柔鱼丰度预测

柔鱼(Ommastrephes bartramii)是北太平洋重要的经济头足类。短生命周期的特征使其资源丰度主要取决于补充量,早期生活史阶段的海洋环境将直接影响补充量大小。利用2004-2015年我国鱿钓船队在西北太平洋的生产统计数据,以及产卵场和索饵场海表水温,将产卵场和索饵场等分成不同数量的海区,运用相关性分析和随机森林模型,筛选出产卵期各月产卵场最适海表水温范围占总面积的比值(Ps)和索饵期各月索饵场最适海表水温范围占总面积的比值(Pf)与单位捕捞努力量渔获量(CPUE)显著相关的海区,将Ps值或Pf值作为神经网络模型的输入变量,分别构建基于产卵场、索饵场的资源丰度预报模型,分析模型的优劣与预报准确度。结果表明:产卵场划分方案为5°×5°,索饵场为2.5°(经)×4°(纬)较为合适。随机森林筛选出的海区与相关性分析筛选出的适宜海区范围大致吻合,且随机森林能够识别与CPUE相关的潜在海域。模型的预报结果表明,其预报准确度均达到90%以上,随机森林筛选出的海区的最适海表水温范围占该海区的比值作为神经网络模型输入因子构建的模型优于相关性分析,预报准确度更高。基于产卵场海域构建的模型相对...     

利用人工神经网络模型预测西北太平洋热带气旋生成频数

通过对60年(1950~2009年)北半球夏、秋季(6~10月)热带气旋(TC)频数与春季(3~5月)大尺度环境变量的相关分析,挑选出8个相关性较高的前期预报因子建立人工神经网络(ANN)模型,对2010~2017年8年夏、秋季TC频数进行回报,并将回报结果与传统多元线性回归(MLR)方法所得结果进行对比分析。结果表明,ANN模型对60年历史数据的拟合精度高,相关系数高达0.99,平均绝对误差低至0.77。在8年回报中,ANN模型相关系数为0.80,平均绝对误差为1.97;而MLR模型相关系数仅为0.46,平均绝对误差为3.30。ANN模型在历史数据拟合和回报中的表现都明显优于MLR模型,未来可考虑应用于实际的业务预测中。     

Nudging方法对中国西北强降水过程的模拟试验研究

通过在WRF(Weather Research and Forecasting)模式中运用松弛逼近方法(Nudging)同化NCEP-FNL资料,对中国西北地区夏季3次对流降水过程进行了模拟试验,检验了模式运用谱逼近(Spectral Nudging,SN)和格点逼近(Grid Nudging,GN)方案后对研究区域内降水过程的模拟性能。结果表明:SN和GN试验相对于控制试验,模拟的降水结果更接近于站点观测。在降水落区和量级的模拟效果上都有显著提高,且SN试验所得结果优于GN试验。通过分析两个同化试验在降水时段的基本要素场(湿度、温度和风速)变化,在近地面层,GN试验模拟的风速和温度较SN试验更接近观测;但700 hPa上,SN试验中风速、风向、温度、湿度的增量场变化及分布同降水的模拟结果存在较好的对应关系。最后,从物理诊断量—水汽通量散度的空间垂直变化来看,SN试验中600 hPa和700 hPa的水汽通量散度的正负分布有效调节降水的空间分布,更逼近观测。因此700 hPa的物理量场变量增量是降水模拟效果改善的主要原因之一。     

太阳活动11年周期对东亚冬季风与随后东亚夏季风关系的影响及其过程

利用长时间再分析资料和台站观测资料以及反映太阳周期活动的太阳黑子数资料,研究了太阳活动11年周期对东亚冬季风与随后夏季风关系的影响和过程。结果表明,弱(强)的东亚冬季风后的次年春、夏季在西北太平洋上空往往出现反气旋(气旋)式环流异常。通过将东亚冬季风指数分解为与ENSO有关的部分以及与ENSO无关的部分,进一步证实东亚冬、夏季风之间的联系主要来自于与ENSO有关的东亚冬季风异常。在此基础上着重分析了太阳活动对东亚冬、夏季风关系的影响和过程。研究表明,太阳活动显著影响了东亚冬季风与ENSO的关系,在太阳活动偏低年ENSO与东亚冬季风的关系更为密切。并且,对应与ENSO有关的东亚冬季风异常,当太阳活动偏低(LS)时西北太平洋附近的异常反气旋明显增强,范围扩大,其西北侧的西南气流强度偏强并向北延伸,从而使春季多雨地区绵延到内蒙古乃至西北地区;而夏季降水主要集中在长江流域中游,表明是一个强的夏季风年。然而,在太阳活动偏高(HS)年的次年春、夏季,不论是环流异常还是降水场的异常都明显偏弱。这说明东亚冬季风与随后夏季风的关系在LS年要比HS年更紧密。对海温异常的分析则进一步表明,LS(HS)年从冬季至夏季与ENSO有关的东亚冬季风异常相联系的印度洋及热带西太平洋海温正相关范围明显偏大(小);而赤道东太平洋的显著正海温异常衰减迅速(缓慢)。上述海温异常的差异是西北太平洋反气旋能否从冬季持续到夏季的重要原因,并可以很好地解释太阳活动对东亚冬、夏季风关系的影响。     

Convective Scale Structure and Evolution of a Squall Line Observed by C-Band Dual Doppler Radar in an Arid Region of Northwestern China

A long-lived and loosely organized squall line moved rapidly across Urumqi, the capital city of Xinjiang Uygur Autonomous Region of China on 26 June 2005, generating hail and strong winds. The squall line was observed by a dual Doppler radar system in a field experiment conducted in 2004 and 2005 by the Chinese Academy of Meteorological Sciences and the local meteorological bureau in northwestern China. The 3D wind fields within the squall line were retrieved through dual Doppler analyses and a variational Doppler radar analysis system (VDRAS). The formation and structure of the squall line as well as the genesis and evolution of embedded convective cells were investigated. During its life period, the squall line consisted of six storm cells extending about 100 km in length, and produced hail of about 25 mm in diameter and strong surface winds up to 11 m s^-1. Radar observations revealed a broad region of stratiform rain in a meso-β cyclone, with the squall line located to the west of this. Two meso-γ scale vortices were found within the squall line. Compared to typical squall lines in moist regions, such as Guangdong Province and Shanghai, which tend to be around 300--400 km in length, have echo tops of 17--19 km, and produce maximum surface winds of about 25 m s^-1 and temperature variations of about 8^oC this squall line system had weaker maximum reflectivity (55 dBZ), a lower echo top (13 km) and smaller extension (about 100 km), relatively little stratiform rainfall preceding the convective line, and a similar moving speed and temperature variation at the surface.     

Temporal and Spatial Characteristics of Intraseasonal Oscillations in the Meridional Wind Field over the Subtropical Northern Pacific

Based on the NCEP/NCAR reanalysis I daily data from 1958 to 2002, climatic characteristics of the 30-60-day intraseasonal oscillations (ISOs) of the zonal wind (u), meridional wind (v), and geopotential height (h) over global areas and especially the ISO of v over the subtropical northern Pacific are analyzed using the space-time spectrum analysis and wavelet transform methods. The results show that the ISO of v is very different from those of u and h, with the former representing the meridional low-frequency disturbances, which are the most active in the subtropics and mid-high latitudes, but very weak in the tropics. In the subtropical Northern Hemisphere, the energies of the ISOs of u and h are both concentrated on the waves with wave number of 1 and periods of 30-60 days, while the main energy of the ISO of v is concentrated on the waves with wave numbers of 4-6 and periods of 30-60 and 70-90 days. The westward propagating energies for the 30-60-day oscillations of u, v, and h are all stronger than the eastward propagating energies in the subtropics. In addition, the ISO of v is the strongest (weakest) in summer (winter) over the subtropics of East Asia and northwestern Pacific, while the situation is reversed over the subtropical northeastern Pacific, revealing a "seesaw" of the ISO intensity with seasons over the subtropics from the northwestern to northeastern Pacific. In the subtropical northwestern Pacific, the interannual and interdecadal changes of the ISO for v at 850 hPa indicate that its activities are significantly strong during 1958 1975, while obviously weak during 1976-1990, and are the strongest during 1991-2000, and its spectral energy is obviously abnormal but ruleless during the ENSO periods. However, in the 2 7-yr bandpass filtering series, the interannual changes of the v ISO over the subtropical northwestern Pacific contain distinct ENSO signals. And in the 9-yr low-pass filtering series, the v ISO changes over the subtropical northwestern Pacific are significantly out of phase with the changes of the Ni(n)o -3.4 SST, whereas the v ISO changes in the subtropical northeastern Pacific are significantly in phase with the changes of the Ni(n)o-3.4 SST.     

夏季不同源地水汽对我国西北区降水影响的数值模拟(Ⅰ): 模拟试验方案及对照试验结果

为客观地检验夏季不同源区水汽对我国西北区降水影响的相对重要性, 在本文中我们划分了东南沿海、 孟加拉湾、 青藏高原及西风带等水汽源区, 选择了西北区全区性湿月1979年7月, 利用NCAR MM5中尺度模式和NCEP再分析值资料作初、 侧边界条件, 对该月分别执行了检验模式性能的对照试验及检验减、 增各源区水汽影响的敏感性试验等共13个试验。文章上篇的主要结果如下： （1）两对照试验为传统的仅月初给定初始场, 连续积分全月的连续积分试验（CONA）及每5天更新初始场, 分6段接力式完成全月积分的分段积分试验（CONB）。（2）两对照试验虽都较好地再现了该月亚洲中、 高纬度较平直的月平均西风环流, 但CONB试验更好地再现了该月淮河－川西半环状多雨带及江南、 华南、 以及西北区少雨的降水分布格局, 还令人鼓舞地捕捉了该月西北区东南部的各次降水过程, 即MM5模式对该月形势和降水的模拟性能较好, 因而其下篇分别减、增不同源区水汽影响的敏感性试验结果也是可信的.（3）对某天气气候事件的事后较长时间的模拟, 采用分段积分模拟方案, 可部分提高模式的模拟效果。