山区雨水利用现状分析

通过对山区雨水利用现状的分析,指出当前我国山区雨水利用过程中存在的问题,阐述了在山区开展雨水利用的必要性。通过新密市集雨自压节灌工程实例,证明集雨工程具有投资少、见效快、效益大等特点,可有效解决制约山区经济发展的瓶颈。     

不稳定边界层下地形重力内波

水槽实验及线性理论研究表明,当低层大气处于近中性或不稳定时,如果地形引起的动力扰动足够强,地形扰动可在上部稳定层结中激发出重力内波,波动反过来影响低层流场,引起动量输送。低层大气处于近中性或不稳定时,地形波同样对大气运动可产生波阻,这应引起模式工作者的重视。最后讨论了大气粘性对中性或不稳定层结下地形波的影响。     

2015年湖南冬汛成因分析

本文基于气象观测资料、再分析资料和国家气候中心提供的百项气候系统指数集,利用气候事件机理诊断和气候统计等方法,重点从降水背景、大尺度环流异常及外强迫因子对气候异常影响,分析2015 年湖南罕见冬汛及其成因机制,本文对2015年湖南冬汛及其可能成因进行了分析,结果表明：（1）2015年11月湖南省平均降水量偏多1.6倍,为1961年以来同期第一高位,其中湘东南部分地区降水量超过250 mm,出现气象洪涝。（2）在湖南11月降水处于偏多的年代际背景下,大气环流异常是导致湖南发生冬汛的最直接的原因,2015年11月西太平洋副热带高压偏强、偏西,引导来自印度洋、太平洋地区水汽向东亚地区输送,加上西路冷空气影响导致11月降水异常偏多。（3）在PDO暖位相时发生的El Ni〖AKn~D〗o事件可能是湖南降水异常的重要外强迫条件,赤道中东太平洋和印度洋海表温度异常偏高,导致该区域上空出现强的异常上升运动,而在海洋性大陆区域上空出现了一个异常下沉气流区,这有利于西太平洋副热带高压的加强、西伸,在东亚低纬地区上空出现异常下沉气流区,中纬地区上空出现异常上升气流区,造成该区域强烈的异常辐合,导致该地区持续阴雨天气。     

1990年代长江中下游地区多雨的机制分析

对长江中下游地区３２个测站１９５１以来的降水记录以及上海、南京等６个站１２０年降水序列的分析表明,１９９０年代是长江中下游地区百年来降水最多的１０年。降水的偏多导致洪涝发生的频率及强度都加强。最近１２０年中１２次异常多雨的年份,出现在１９９０年代的就有４次。１９５１年以来的６个异常多雨夏季个例的合成分析表明,与洪涝直接相联系的大气环流形式是在江南有偏强的向北经向风及水汽输送异常,而在华北及偏北地区     

我国21世纪初海洋科学研究中的若干重要问题

海洋科学在20世纪后半叶得到迅速发展，海洋在人类可持续发展中的重要地位也日益为人们所认识。在21世纪初，我国所关注的海洋科学问题中有两方面特别重要，一是海洋在季节、年际、年代尺度的气候变变异中的作用；二是近海系统对自然变异、人类活动及全球变化的响应。在回顾20世纪对大洋环流和海洋生产力两者所取得进展的基础上，对我国在上述两方面应关注的科学问题作了简短的讨论。     

大连地区雷暴时空变化特征及其严重年大气环流背景分析

利用1961—2013年大连地区3测站逐日地面雷暴观测资料及1948—2016年NCEP/NCAR再分析月平均资料,采用线性趋势估计和合成分析方法分析了大连地区雷暴日数的时间和空间分布规律,并进一步探讨雷暴严重年5—9月平均大气环流背景特征。结果表明:大连地区雷暴具有明显的地域特征,空间分布主要呈现北部内陆地区多,南部沿海地区少的特点;除2月外,各地其余月份均可发生雷暴,7月和8月达到高峰值,雷暴集中发生在5—9月,雷暴具有较强的季节性,夏季6—8月最多,冬季很少出现雷暴;年平均雷暴日数总体呈减少趋势,其中北部的减少趋势尤为显著;雷暴初日多出现在4月,终日多出现在10月,初日较终日稳定,无论初日和终日均以北部地区较南部地区稳定,各地雷暴初日显著提前,终日推迟不显著,但仅有大连终日推迟趋势显著;雷暴初日和终日北部地区对应的候平均气温阈值分别为-1℃和10℃,南部(东部)地区对应的候平均气温阈值分别为6℃(-1℃)和3℃(8℃);多雷暴年,高层500 hPa蒙古低涡异常偏强,副热带高压偏西偏北,低层850 hPa偏南风水汽输送和大连上空整层垂直上升运动均异常偏强,这些有利于雷暴日数的增多,而少雷暴年与多雷暴年特征基本相反。     

欧亚土壤湿度异常对北半球大气环流的显著影响

用44 a ERA40再分析资料的土壤湿度和大气环流变量场, 研究持续性的欧亚大陆土壤湿度异常对后期北半球大尺度大气环流的反馈作用。首先,运用经验正交函数分解去除ENSO遥相关及趋势影响后,分析了欧亚大陆中高纬度土壤湿度变率主要模态的季节变化特征,及相对应主分量时间序列显示的土壤湿度异常的衰减时间,结果表明土壤湿度异常的主要模态在全年都表现出很好的连续性。其次,对不同季节的连续3个月的月平均土壤湿度和500 hPa高度场进行滞后最大协方差分析,研究欧亚地区中高纬度土壤湿度异常与北半球大气环流异常之间的线性耦合。第一最大协方差模态的结果表明:全年的主导信号是大气强迫土壤湿度的变化,但在冬季和夏季,大气中类似于负位相北极涛动的环流型与之前月份(最长达4个月)土壤湿度的持续变化显著相关。最后,基于土壤湿度变率中心的回归分析也证实了秋季和春季欧亚土壤湿度,特别是北非副热带,欧亚内陆和西伯利亚地区的土壤湿度异常,分别与其后的冬季和夏季的大气环流显著相关。欧亚大陆土壤湿度异常超前大气环流的信号,将有助于改善冬季和夏季北半球季节气候预报能力。     

Impact of Ocean Mean Dynamic Topography on Satellite Data Assimilation

The response of an eddy-permitting ocean model to changes imposed by the use of different mean dynamic topographies (MDT) is analyzed in a multivariate assimilation context, allowing the evaluation of this impact, not only on the surface circulation, but also on the interior ocean representation. The assimilation scheme is a reduced-order sequential Kalman filter (SEEK). In a first set of experiments, high resolution sea surface temperature, along-track sea surface height and sea surface salinity from climatology are assimilated into a 1/3° resolution North and Tropical Atlantic version of the HYCOM model. In a second experiment, in situ profile data are assimilated in addition to the surface measurements.

The first set of experiments illustrates that important differences in the representation of the horizontal model circulation pattern are related to differences in the MDT used. The objective of assimilation is to improve the representation of the 3D ocean state. However, the imperfect representation of the mean dynamic topography appears to be an important limiting factor with regard to the degree of realism obtained in the simulated flow.

Vertical temperature and salinity profiles are key observations to drive a general circulation ocean model toward a more realistic state. The second set of experiments shows that assimilating them in addition to sea surface measurements is a far from trivial exercise. A specific difficulty is due to inconsistencies between the dynamic topography diagnosed from in situ observations and that diagnosed from sea surface height. These two fields obtained from different data sources do not contain exactly the same information. In order to overcome this difficulty, a strategy is proposed and validated.     

华南前汛期开始和结束日期的划分

本文利用48年（1957～2004年）中国站点逐日降水资料和同期NCEP/ NCAR逐日再分析资料,研究了华南前汛期的开始和结束时间的划分问题.首先,选择了研究华南前汛期问题的区域和代表站点,然后对降水量、水汽（可降水量,水汽通量,水汽通量散度）、垂直速度和假相当位温等物理量的演变特征进行分析,发现：前汛期起、止前后上述要素均有阶段性的突变.其中4月第1候（19候）是华南前汛期的开始,可降水量、水汽通量和假相当位温等增加显著,对流开始活跃,水汽通量散度也由辐散变为辐合,降水量明显增加.但4月份总体雨量不强,主要为锋面降水.5月份随夏季风爆发,水汽继续增加,对流活跃,进入季风降水阶段;夏季风降水盛期时段主要集中在6月份.6月第4候（34候）前汛期结束,各降水指标骤减.然后根据降水和环流指标,提出了华南前汛期开始和结束日期的划分标准,定义了逐年的开始和结束日期.最后对华南前汛期开始期之前、之后以及结束期之前、之后的大气环流背景做了对比分析.指出,前汛期开始前,环流形势有利于华南地区增暖增湿;开始期以后则有利于冷空气南下,造成连续降水,使华南进入前汛期.而前汛期的结束,则是由于东亚大气环流的季节调整,尤其是西太平洋副热带高压的第一次北跳所造成的.     

大气科学发展的回顾与展望

回顾了20世纪大气科学的发展历程和所取得的重要成就。就20世纪这100年中大气探测技术、大气环流与大尺度动力学、数值天气预报和大气环流数值试验、大气物理、中小尺度气象学、大气环境和大气化学、中层大气、气候系统动力学、气候预测和全球变化等方面所取得重要研究进展和学术成就作了系统的回顾；并对21世纪初大气科学研究发展的趋势作了展望。