地面辐射气候学研究进展——从卫星反演地面辐射能收支的若干问题

地面辐射气候学研究的开展对了解当今地球气候是一重要步骤。为了能获取全球范围具有一定空间，时间分辨率的资料，卫星观测的应用是必不可少的。本文对地气系统辐射能收支的卫星观测研究取得的成果作简要回顾后，重点介绍了地面短波，长波辐射通地面净辐射的地面短波、长波辐射通量及地面净辐射的卫星反演取得的进展，存在问题及今后的发展趋势。     

1997/1998年青藏高原西部地区辐射平衡各分量变化特征

利用中日亚洲季风机制研究计划1997年9月~1998年10月在青藏高原西部改则和狮泉河2个站点自动气象站辐射平衡的观测资料,分析了高原西部2个地区辐射平衡各分量在不同季节的季节平均日变化和年变化特征,并且还与1979年5~8月第一次青藏高原气象科学实验的辐射观测资料和1982,1983年青藏高原辐射平衡观测实验的结果进行了比较分析。结果发现:高原西部辐射平衡各分量的变化不仅有季节之间和年际的差异,高原西部的不同地区之间的变化也有较大的差异:(1)总辐射在春夏两季相差很小,改则春季(3~5月平均)日变化的极大值甚至比夏季(6~8月平均)还大;(2)地表反照率的年际变化及两地之间的差异均可能较大;(3)大气逆辐射日变化、年变化特征与其他辐射分量明显不同,其日变化、年变化的位相均晚于其他分量;(4)两地之间地面辐射平衡的年变化似乎有一个位相差,改则的月平均最大值和最小值均较狮泉河晚了约1个月,因此从冬季到夏季的大部分时间里,改则的地面辐射平衡是小于狮泉河的,而在从夏季到冬季的大部分时间里,改则是大于狮泉河的。     

冬奥崇礼赛区一次冷湖过程形成及消散的数值模拟研究

本文利用中尺度数值预报模式(WRF)并采用谱逼近方法,对2021年冬奥测试赛期间的一次冷湖过程进行模拟研究,探究了冷湖发展前后风温场的垂直变化规律,揭示了冷湖形成及消亡的具体原因。研究结果表明,静稳的天气形势是冷湖过程维持及发展的大背景条件。冷湖发展期间,逆温层由上至下迅速建立,谷底出现偏东—东南向的冷径流。受重力下坡风的影响,冷空气不断向谷底堆积,冷湖深度增加。日出后,越山的系统风重新建立,逆温层从底部消蚀,冷湖结构破坏。夜间的强辐射冷却作用是冷湖形成的主要原因之一。辐射冷却强度的差异会引起冷湖降温幅度的差异,后半夜辐射冷却作用的突然加强为冷湖中后期的维持及发展创造有利条件。通过分析冷湖发生前后位温廓线、摩擦速度及边界层高度随时间的演变,均可印证湍流活动的发展是逆温消散、冷湖结构破坏的重要影响因素。     

Automatic detection of sunspots on solar continuum HMI images blending local–global threshold

A huge collection of solar images to visualize sunspot are acquired by various solar observatories spread across the globe. This necessitates efficient tools for detecting and analyzing the sunspots encompassing diverse solar features. One such contribution is delivered in this work by exploiting the intrinsic intensity variations of solar images associated with sunspots and their attributes. The presented mechanism initially, pre-processes the acquired solar images by correcting the intensity variations introduced while profiling from the sun center to the limb followed by smoothening using a localized window. The resultant is then differenced from the global threshold that is obtained as a result of the statistical analysis computed over the probability distribution function of the input image. This arrangement offers higher discerning variations concerned with the local contextual structures related to sunspot, umbra, and penumbra. Also, it captures the major gradient variation between these regions that adds to the pixel heterogeneity surrounding them to finally render an automatic sunspot detection mechanism distinguishing the diverse solar regions. Receiver Operating Characteristics (ROC) investigation on annual solar images in Flexible Image Transport System (FITS) format reveals the presented method’s efficacy. Also, Pearson correlation analysis of the evaluated sunspot numbers from the detected sunspots with the solar catalog reveals the scheme’s detection closeness. Moreover, the model’s simplicity analyzed along the time and space dimensions affirms its extension to real-time analysis     

珠江三角洲地区一次辐射雾的数值模拟研究

本文利用美国国家大气研究中心(NCAR)和宾夕法尼亚州立大学联合研制的第5代中尺度气象模式系统MM5对珠江三角洲地区夏季出现的一次辐射雾过程进行了数值模拟研究。模拟的结果在辐射雾出现的时间以及辐射雾的高度方面都与实况十分相近。我们对辐射雾的形成机制也进行了分析和数值试验．结果表明．地面的长波辐射冷却促使辐射雾形成．而短波辐射的加热是辐射雾消散的主要原因。另外．增加模式的垂直分辨率以及改变珠江三角洲地区的下垫面类型都可以使模式模拟的辐射雾的结果有明显的改善。