温泉大风气候特征及预报思路分析

通过对博州温泉县30多年来大风资料的分析,找出了当地大风气候特征,并努力寻求天气环流形势和地形对温泉大风形成的机制,总结出大风天气的成因,为预报温泉大风提供一些有效的客观依据.     

CAPPS多箱模式中光化学模式的嵌套与城市大气臭氧数值预报

为解决城市边界层中大气O₃浓度的预报问题，选用一种简明有效的光化学反应方案建立光化学模式, 并与大气平流扩散的箱格预报模型进行了嵌套，从而将大气化学过程引入到城市空气污染数值预报系统 (CAPPS) 中。同时，根据实际需要研究了VOC (Volatile Organic Compounds) 浓度及NO_x源排放量等参数缺测时，根据前期监测浓度采用遗传算法反演未知参数的具体方法。利用2001年9月8~17日在北京舞蹈学院监测的O₃、NO_x资料及相应的气象数据，用改进后的CAPPS模式进行了单箱预报试验。预报试验结果表明，嵌套后的模式对O₃浓度的变化具备一定的预报能力。     

短期集合降水概率预报试验

以MM5模式作为试验模式, 通过选取不同的物理过程参数化方案产生8个集合成员, 分别用平均法、相关法和Rank法对2001年11月至2002年5月期间的22个降水个例进行短期集合降水概率预报试验。试验结果显示对小雨—大暴雨6类降水的概率预报, Rank法的综合预报效果明显好于相关法和平均法, 相关法的综合预报效果与平均法基本相同; 无论从均方误差角度还是从命中率和假警报率的相对大小角度, 对小雨、中雨、大雨和暴雨各量级以上降水的概率预报, Rank法的平均预报效果是三种方法中最好的, 相关法的平均预报效果与平均法相同; Rank法好于平均法的平均幅度从均方误差角度较大, 从命中率和假警报率的相对大小角度则较小。平均而言, 三种方法对各量级以上降水的概率预报都是有技巧预报, 对量级小的降水的概率预报技巧高于对量级大的降水的概率预报技巧。     

超级计算机上矩阵乘的并行计算与实现

数值预报系统中经常要用到矩阵乘运算。在分布式超级计算机 (如IBM-SP) 上, 矩阵乘的并行计算需要较多的数据移动, 有效的数据传输对矩阵乘的实现至关重要。该文讨论了两种矩阵乘的并行算法, 一种是基于矩阵的列-行划分方式, 一种是基于矩阵的网格划分方式。在IBM-SP计算机上的实验结果表明, 网格划分的矩阵乘并行算法通讯开销更小, 并行效率更高, 其并行加速比较列-行并行算法改善约10 %。     

淮河流域土壤湿度异常的时空分布特征及其与气候异常关系的初步研究

利用中国东部1990~2000年旬平均土壤湿度、降水和气温观测资料，通过对0~50 cm层次土壤湿度进行旋转主分量分析 (REOF)，重点分析了淮河流域土壤湿度的时空分布特征, 并初步研究了土壤湿度与前期、同期和后期不同时段降水与气温的关系。发现春季以30 cm为界，30 cm以上各层土壤湿度异常的第一旋转空间模态十分相似, 其大值中心主要位于淮河流域，而30 cm以下 (30~50 cm) 各层的第二旋转空间模态与之亦十分类似, 因此称该模态为“淮河型”，而夏季和秋季虽然该模态也很显著, 但特征不如春季突出。该模态在各层次土壤中具有明显的持续性特征，均存在40旬左右的显著周期；并与前期和同期降水（气温）呈显著正 (负) 相关关系，与约半年后的降水 (气温) 呈负 (正) 相关关系。     

不同辐射传输方案对中尺度降水影响的对比分析

在MM5非静力稳定中尺度气象模式中引进了建立在δ-4流近似和相关-k分布基础上的对云水、雨水、冰晶和霰的辐射特性进行详细描述的辐射传输方案。新建立的辐射传输方案和MM5中原有的辐射传输方案在华南暴雨中的模拟结果相互比较，并与天气实况的对比表明:辐射在中尺度暴雨中起着重要的作用；辐射传输方案对云辐射特性描述的准确程度对于地面降水影响是明显的；不同的辐射传输方案对地面降水的影响存在较大的差异，并且这些差异在白天比在夜间明显；辐射传输过程对地面降水影响的差异主要表现在降水中心上，而对降水的地理分布改变很小；相对而言，不同的辐射传输方案之间对短波描述的差异对地面降水的影响明显，而对长波描述差异的影响不大；新辐射传输方案能够在一定程度上改进MM5对中尺度降水的模拟能力。     

对流云总降水量和降水效率估测

1对流云定量降水估测多元回归分析 为使雨量资料和雷达资料在空间上取得较好一致性，设定雷达资料取样原则为：①考虑到距离衰减作用，在50～100km内使用相同阈值15dBz(即Zt为15dBz)，小于该强度的回波认为是非降水事件；②为了使雷达资料在空间上有较好连续性，雷达回波参数值采用5点平均方法。     

K 近邻非参数回归概率预报技术及其应用

针对参数回归技术制作概率预报存在拟合好、但预报结果不稳定的现象, 提出了用K近邻非参数回归技术制作概率预报的新途径。K 近邻非参数回归技术包括历史样本数据库、近邻子集生成和优化以及预报量估计4 个主要部分。利用该技术进行了单要素概率预报(主要包括云量和降水)和多维联合概率预报(降水、总云量、风速和气温)试验, 并对试验结果进行了检验。实例研究结果表明:该文所给出的计算方案预报稳定性好, 准确率较高,具有良好的业务应用价值。     

我国松花江流域和辽河流域降水的长期变化规律和未来趋势分析

利用1881～2002年我国东北地区的月、季降水资料,采用历史曲线分析、功率谱分析、小波变换等方法,重点分析了松花江流域和辽河流域降水的长期变化规律。结果表明:松花江流域和辽河流域的降水都存在着明显的年代际变化,松花江流域降水以27～30年周期为主,辽河流域降水周期比松花江流域略长,大概为35～38年左右。根据降水自身演变规律及自回归方法预测的结果,估计未来5～10年,松花江流域仍将处于少雨期,辽河流域少雨期维持时间可能会稍长一些。     

东亚冬季风异常与广东前汛期旱涝关系的初步分析

利用500hPa北半球格点资料,参照历史平均东亚大槽位置,定义了东亚冬季风强度指数(I₅₀₀)。分析发现,近50年东亚冬季风强度有减弱趋势,特别是1987年以来冬季风明显减弱。根据广东48个站1954～2004年前汛期(4～6月)降水资料,用区域旱涝指数W对广东前汛期旱涝等级进行划分。51年内广东有9年前汛期出现大涝(或特涝),11年出现大旱(或特旱),旱涝发生频繁。冬季风异常对广东前汛期降水的影响比较大,强冬季风年后广东前汛期出现大旱的可能性较大,而出现大涝的可能性很小。