用数值预报产品分析2001年盛夏副高活动与辽宁暴雨的关系

应用常规天气资料和日本数值预报产品，揭示了2001年盛夏副高活动与辽宁暴雨的关系，并验证日本数值预报产品对辽宁暴雨强度与落区的预报能力。     

不同气候区月蒸散发能力计算模式适用性分析

根据实测气象资料和蒸散发量资料，对几种蒸散发量计算模式进行了对比分析，提出不同气候区计算模式的适用性。以彭曼一蒙蒂斯公式计算的蒸散发量作为参考值，得出Φ20蒸发皿换算成蒸散发能力的折算系数。分析成果对我国水文水资源计算和进行气候变化影响评价具有指导意义。     

“三带”天气系统交会和引潮力共振对华北特大暴雨形成的影响

分析、研究华北和邻近的辽宁地区曾发生过的“58.7”、“63.8”、“75.8”和“30.8”等4次罕见特大暴雨,结果表明,它们的气象学成因都是由于热带、副热带、西风带三种不同性质的天气系统的特定配置,引起暖湿气流和干冷气流在本区交绥所致。而这些天气系统的特定配置又与引潮力共振的特定迭加有密切联系。尤其是在暴雨天气形势具备之后,如果华北继续遇引潮力共振减压的迭加,将触发罕见特大暴雨的发生。其中台风在影响本区时(假定台风登陆我国大陆时强度为35m/s),如遇一个引潮力共振减压,当天的最大日降水可达500mm左右;如一天内遇两个引潮力共振减压的迭加,则当天的最大日降水将达1000mm左右。     

北半球西风带准周期性转换的理论分析——初步探讨北极与中纬度及副热带能量相互输送的机制

本文运用准地转模式,通过等值投影方法,将等值线转换为向量场结构,探讨西风带高低指数周期性转换的机制,结果表明:（1）仅有位能转化所引起的水平涡动输送,可能产生大振幅的行星波,但不会产生西风带的断裂;（2）在波流相互作用下,平均纬向风速与基波波幅满足分岔条件时,会出现西风带断裂现象,即当满足这个分岔条件时,更有利于北极与中纬度及副热带能量的相互输送。如北极冷空气的跨纬度输送会导致东亚极端冷事件的发生;同时,也能维持西风带的高低指数循环。     

非绝热加热对南海夏季风建立的作用

分析近年欧洲中心５月份逐日格点风资料，发现南海季风建立在５月中旬，其流场特征为赤道西风带向东北伸展，并汇入华南沿海的横向切变线内。其建立过程与一次涡旋活动有关。利用等熵坐标质量连续方程计算的非绝热加热率分布表明，加热对高层辐散有直接的影响，从而有利于低层涡旋的维持。另一方面，涡旋内水汽辐合，大量潜热释放，从而使我国西南—中南半岛地区成为亚洲最大的加热中心。与此同期，热带洋面上出现非绝热冷却，促成了闭合经向季风环流的建立。这种质量循环，保证了南海季风的稳定。在特定的气候、地理条件下，非绝热加热（冷却）是促成南海季风建立的重要机制。     

西风带海洋环境观测技术研究

南大洋海况常年较恶劣,导致现场观测资料匮乏。中国首套南大洋西风带环境观测浮标于2019年1月1日布放在新西兰东南近53°S海域,现场实时观测并传输风向、风速、气温、气压、相对湿度、海表层温盐、海流、波浪等数据资料。该套锚定浮标也是我国首次布放超过4 500 m水深的极端环境观测浮标系统。布放运行结果表明,我国已具备研发极端环境海洋资料浮标的技术基础和深海浮标布放作业经验,研发的西风带环境观测浮标可长期运行在南大洋西风带海域,进行长期海上水文气象和动力环境参数观测。     

黄土高原植被覆盖变化对生态系统服务影响及其阈值

黄土高原是退耕还林工程的核心区域,是中国生态恢复成效最显著的区域。明确黄土高原植被恢复对生态系统服务的影响,识别植被影响的阈值效应,是学术研究和管理实践共同的需求。然而,目前相关研究仍存在研究空缺,特别是在区域尺度对生态系统服务随植被变化阈值进行识别的研究较少。本文选择植被覆盖度（FVC）为指标表征2000—2015年黄土高原植被恢复情况,以土壤保持服务、产水服务和碳固定服务为指标表征研究区生态系统服务情况,对二者的时空变化及交互作用进行分析,评估植被覆盖变化对生态系统服务的影响,并对影响的阈值进行定量识别。结果显示：① 2000—2015年黄土高原植被显著恢复;生态系统服务变化差异明显,碳固定服务明显增强,土壤保持服务得到一定改善,产水服务较为稳定。② 植被覆盖变化与生态系统服务变化的相关程度存在差异,植被覆盖与碳固定服务的关联性最强,其次为土壤保持服务。③ 植被覆盖增加能够促进区域生态系统服务总体提升,但促进作用存在阈值效应。植被覆盖影响的阈值在林地区、林地—草地区、草地区和草地—沙漠区分别为44%、32%、34%和34%,超过上述阈值,植被覆盖增加的促进作用趋于减弱。     

2004年11月南大洋上一对气旋的结构分析

利用各种观测资料,包括美国国家环境预报中心发行的FNL(Final Analysis)资料和GOES-9(Geostationary Operational Environmental Satellite)红外卫星云图资料,对2004年11月15日至25日中国"雪龙"号南极科学考察船穿越南半球西风带时对其影响最大的一对气旋M和N进行了研究.首先对天气背景进行了介绍,并利用FNL资料和卫星云图对气旋对的演变过程进行了描述,最后对这对气旋的垂直结构进行了分析,发现气旋M具有明显的暖心结构,斜压性较弱,而气旋N有不太明显的暖心结构,在其上空有明显的螺旋云团,斜压性较强.     

华南地区西风带飑线和台风飑线环境场特征统计对比分析

利用2012—2015年3—9月华南地区的雷暴大风和雷达数据,挑选了华南地区20次典型飑线过程并进行统计分析表明:华南地区的西风带飑线出现于春季和初夏,台风飑线出现于盛夏;3—4月的西风带飑线一般在凌晨开始发展,中午前后趋于减弱,而7—9月的台风飑线一般在中午或下午开始发展,前半夜趋于减弱。挑选了4次西风带飑线过程和4次台风飑线过程,使用2012—2014年的NCEP物理量分析场,在考虑季节变化的基础上分析两类飑线各种物理量的异同点,结果表明:西风带飑线850 hPa与500 hPa的温差较大,台风飑线则是925 hPa与700 hPa的温差较大;西风带飑线低层暖平流较强但中层不明显,台风飑线相反;在西风带飑线造成的雷暴大风出现前,500 hPa温度平流随时间的变化为显著负值,台风飑线则不明显;西风带飑线的高层辐散和低层辐合较台风飑线更强;台风飑线925 hPa的相对湿度较西风带飑线小,在西风带飑线造成的雷暴大风出现前,500 hPa以干平流为主而925 hPa以湿平流为主,台风飑线则相反。对两种飑线过程进行对比分析表明,雷暴高压的持续加强、扩大及相应冷池的扩大导致西风带飑线的不断加强发展,而台风倒槽的气旋性切变和高低压之间的等压线锋区可能对回波的生成和前期发展有重要作用。      

不同强度台风相伴随的内陆台前飑线对比分析

本文应用多种常规观测资料和非常规观测资料,以两个强度差异较大的台风(201409号台风威马逊和200606号台风派比安)在内陆造成的台前飑线为研究对象,从飑线产生的实况、大尺度环流背景及飑线不同阶段进行分析,重点以飑线初生阶段的环境条件和成熟阶段的地面中尺度特征、垂直结构进行对比分析。分析结果表明:(1)"威马逊"飑线主要是台风倒槽和副热带高压(以下简称"副高")的相互作用引起的;而"派比安"飑线则是由台风倒槽、副高、西风槽相互作用引起的;两次过程副高位置的不同造成台风外围东南急流位置的差异,"派比安"飑线过程中东南急流更有利于飑线的持续。(2)飑线初生阶段,充沛的水汽来源、明显的条件不稳定、不稳定能量的积累、对流抑制能量的减小均为飑线的初生提供了有利的条件,地面辐合线使得离散的对流单体组织发展成飑线;而水汽条件、地面辐合线位置的差异导致了两次飑线初生位置的不同;对流有效位能(CAPE)、对流抑制位能(CIN)差异预示着"派比安"飑线过程对流发展潜势强于"威马逊"飑线过程。(3)飑线成熟阶段:由地面温压场特征分析出"派比安"飑线冷池中心比"威马逊"飑线更明显;垂直动力结构更有利于强对流的产生和发展。(4)西风槽底部和台风倒槽顶部在湘北的结合,使得已衰减的"派比安"飑线再次增强发展形成Ⅱ阶段飑线。(5)和以往研究的西风带飑线相比,这两次飑线过程并没有分析出那么强的"雷暴高压"、正变压,但有冷池、明显的温度梯度、气压梯度,低层的垂直风切变主要是由风的方向变化所导致。