Near Wall Flow over Urban-like Roughness

In this study, comprehensive measurements over a number of urban-type surfaces with the same area density of 25% have been performed in a wind tunnel. The experiments were conducted at a free stream velocity of 10 m s^-1 and the main instrumentation was 120 ° x-wire anemometry, but measurement accuracy was checked using laser Doppler anemometry.The results haveconfirmed the strong three-dimensionalityof the turbulent flow inthe roughness sublayer and the depths of the inertial sublayer (log-law region) and roughness sublayer for each surface have been determined. Spatial averaging has been used to remove the variability of the flow in the roughness sublayer due to individual obstacles and it is shown that the spatially averaged mean velocity in the inertial sublayer and roughness sublayer can,together, be described by a single log-law with a mean zero-plane displacement and roughness length for the surface, provided that the proper surface stress is known. The spatially averaged shear stresses in the inertial sublayer and roughness sublayer are compared with the surface stress deduced from form drag measurements on the roughness elements themselves.The dispersive stress arising from the spatial inhomogeneity in the mean flow profiles was deduced from the data and is shown to be negligible compared with the usual Reynolds stresses in the roughness sublayer. Comparisons have been made between a homogeneous (regular element array) surface and one consisting of random height elements of the same total volume. Although the upper limits of the inertial sublayer for both surfaces were almost identical at equivalent fetch, the roughness sublayer was much thicker for the random surface than for the uniform surface, the friction velocity and the roughness length were significantly larger and the `roughness efficiency' was greater. It is argued that the inertial sublayer may not exist at all in some of the more extreme rough urban areas. These results will provide fundamental information for modelling urban air quality and forecasting urban wind climates.     

2016年山东一次阵风锋触发的强对流天气分析

利用常规观测、区域自动气象站、NCEP/NCAR再分析和雷达回波资料,对2016年6月30日山东一次阵风锋触发的强对流天气进行了分析。结果表明,此次强对流主要发生在高空槽与副热带高压相互作用、山东高低层受一致西南气流影响的环流形势下,阵风锋、地面辐合线和负变压中心所产生的抬升作用及近地面层冷空气的侵入使气温骤降是触发对流的关键因素。低层水汽充沛、湿层厚,属于上干下湿的不稳定层结。强对流发生区域处在假相当位温差（Δθse）和风暴相对螺旋度（storm relative helicity,SRH）的大值中心及其右侧位置。对流有效位能（convective available potential energy,CAPE）、850 hPa与500 hPa之间温差、大风指数、强天气威胁指数等都对此次强对流有较好的指示作用。0 ℃层高度和融化层高度较高是此次过程未出现大冰雹的原因。较强的0～3 km垂直风切变在强对流预报业务中需要注意。此次强对流过程是线状回波带前侧风暴内出现了阵风锋,阵风锋又不断触发雷暴使个别强单体风暴发展加强成为超级单体风暴,具有持续时间较短的中气旋、高悬的强回波、有界弱回波区、风暴顶辐散、窄带回波、径向速度大值区等回波特征。风暴移动速度比风暴承载层平均风速大,缩短了超级单体存在时间。此外,风暴参数与天气的强烈程度密切相关。     

与T63数值预报产品相结合的江苏西南大风的预报方法

国家气象中心发送的T63数值预告产品在本台于95年6月份投入业务运行,为尽好、尽快地最大限度地将T63数值产品投入业务使用,以发挥其作用,从而具体体现T63的价值所在、在这方面,我们作了一些探讨与尝试。我们把《江苏大面积西南大风预报工具》与T63数值预告产品进行结合与释用,取得了良好的效果。     

水库流域体积降水量预报方法研究

根据广东飞来峡水库流域汇流特征,将全流域划分为5个支流,并采用求积仪分别计算各支流面积;然后用加权平均法计算各支流的面雨量,并将各支流面雨量对相应的支流面积进行积分,计算各支流体积降雨量;利用洪水过程飞来峡水库入库流量、出库流量和水库流域蒸发量对体积降水量预报结果进行验证,求出误差订正系数.结果表明:利用加权平均法计算的水库流域体积降水量,经过误差订正后,预报准确率可控制在90%左右,基本满足预报业务服务要求.     

基于模糊聚类分型的数值产品暴雨预报释用方法

本文阐述了一种基于数值产品的预报信息场的暴雨预报释用方法,提出了对暴雨历史样本形势场使用模糊聚类的客观分型技术,用条件概率让小概率事件成为相对的大概率,更有利于暴雨指标的提炼;该释用方法包含的信息量全面,以历史暴雨样本同期的包含大气三维空间压、温、湿、风及其释演的物理量,构建出25个数值产品参数指标作为鉴别暴雨的基础,同时也勾划出各暴雨型发生期大气高温、高湿、对流不稳定等机理结构特征,且均有具体物理量数据表述.预报方法的研究过程中探索了某些物理量场预报暴雨落区的规律;建立了暴雨预报工具,充分利用了现有业务中的质量较好的预报产品设立预报工具的起报条件,减少了暴雨空报率.     

基于地统计方法的气候要素空间插值研究

在回顾了地统计学的产生、发展及其基本原理的基础上,对于目前众多可以提供计算网格的气候要素的空间插值方法中,具体探讨了普通克里格法和协同克里格法。将甘肃省1961—1990年30年平均降水量和蒸发量作为区域化变量,根据不同的半变异函数理论模型,采用普通克里格法和双变量协同克里格法,通过对比分析得到：（1）不论是多年均降水量还是多年平均蒸发量在空间上都呈现明显的梯度变化,二者的空间变程都很大,而降水量变化幅度更大。降水量从东南部向西北部逐渐减少,蒸发量则相反,从东南向西北逐渐增加。（2）基于地统计的插值方法,根据半变异函数云图和试验方差最小的原理,选择合适的半变异函数理论模型进行变量的空间插值,能够较好地模拟区域化变量的空间连续分布格局,并取得较好的效果。对比普通克里格法和协同克里格法,后者增加了高度对降水量和蒸发量的影响,在空间分布上更为合理,插值的精度也要明显好于普通克里格法。（3）采用地统计方法虽然在总体上能够较好地反映气候要素的空间分布格局,但检验显示,两种方法空间插值的精度都还不是很高,插值的精度还有待进一步提高。     

经验正交函数在解释数值预报产品中的应用

本文用经验正交函数展开的分析方法，确定了各种数值预报产品物理场中和对应时效的运城日降水量显著相关的物理量要素及关键区域，对关键区域的物理量场使用典型相关分析进行处理，得到了数量较少，而又能代表该关键区物理量分布状况主要信息的新因子，从而建立使用数值预报产品制作短期单站降水预报模式，进行预报效果较好。     

青藏铁路沿线平均年气温变化趋势预测

青藏铁路沿线年平均气温具有很好的互相关性,特别是各站10年滑动平均气温序列互相关系数达到0．92,以此建立了1935-2002年青藏铁路沿线平均年气温序列Trw。研究表明：Trw对太阳黑子周期长度(SCL)和大气中CO2浓度有落后5年和15年的显著响应,其相关系数分别为-0．76(SCL)和0．88(CO2)。利用近1000年SCL的76、93、108、205和275年显著周期及均生函数模型预测了未来太阳活动周期的快慢：21世纪前50年的SCL总体偏长,活动周期放慢;后50年SCL总体偏短,活动周期加快。在考虑大气CO2浓度倍增和气候自然变化情况下,预测2l世纪前50年Trw与20世纪最后10年(1990年代)相比,其升温幅度在0．5℃左右;与20世纪最后30年(1971-2000年)相比,其升温幅度在l.O℃以内。这一升温幅度的概率为0．64～0．73。     

半透明云风矢量高度算法中云下背景辐射的估计

半透明云风矢量高度指定是卫星风矢量算法的重要部分,需要来自半透明云体的辐射和云下背景辐射两个变量。云下背景辐射发生在云层下面,未被卫星直接观测到,为了在半透明云风矢量高度指定算法中更精确地获得云下背景辐射,使用风矢量附近无云区的红外/水汽散点图,估计云下背景辐射。分析表明:在追踪区域里存在无云区的情况下,追踪区的最高红外亮温可代表红外通道的背景辐射;而水汽通道的背景辐射,却在红外亮温高值区段内水汽亮温相对较低区段。追踪区内找不到无云区时应扩大搜索范围,找到无云区后可估计云下背景辐射。在半透明云风矢量高度指定算法中使用云下背景辐射估计的改进算法前后,计算FY-2气象卫星进行风矢量,并将结果与欧洲中期天气预报中心（ECMWF）分析场进行对比表明,在半透明风矢量高度指定算法中使用云下背景辐射估计,FY-2气象卫星风矢量误差明显降低。     

中国近46年冬季气温序列变化的研究

利用１９５１～１９９７年中国大陆６９５个站的实测气温资料和纬度余弦加权平均法建立了全国及８个区域近４６扑冬季气温的时间序列,并对其变化特征作了分析研究。结果表明：我国冬季气温总体上呈非连续的增暖趋势。线性变化约为０．１５５℃。（１０ａ）＾－１,９０年代较５０年代约上升了０．６１℃,其中１９８５年以后地肝极为明显;冬季气温变暖不完全是由夜间最低气温引起的,最高气温的变化也是近期气温增暖的重要特征;青