陆面露水资源开发利用技术初探

简要归纳了陆面露水资源独特的生态和气候效应,分析了开发利用陆面露水资源的理论依据,并重点从局地气候条件的选择和陆水凝结面的改进2个方面讨论了陆面露水资源开发利用的科学思路和技术措施。     

俯冲带温度条件下橄榄石中硅氧四面体的非谐振动:透射红外光谱研究

橄榄石既是上地幔的主要矿物,又是俯冲板块的主要矿物。在正常地幔温度条件下,橄榄石中原子之间的振动是非谐振动,这已成为学界共识;然而,对于俯冲带的较低温情况,橄榄石中原子之间的振动的非谐性是否重要,目前还没有比较一致的结论。本研究利用透射红外光谱的方法,系统研究了室温下不同厚度橄榄石中硅氧四面体的红外光谱特征,并着重对其在2100~1500cm-1区域形成的二倍频峰/合频峰进行了指认。在此基础上,本研究通过采集不同温度下的透射红外光谱数据(最高温度达约450℃),确立了橄榄石中硅氧四面体的相应基频峰及二倍频峰峰位对温度的依赖性,进而得出其相应红外振动的非谐系数(χ)随温度(T)的变化关系,具体为:χ838=6.37(2)×10-7×T+0.0014(1)及χ993=7.86(3)×10-7×T+0.0015(1),其中温度的单位为℃。外推到600℃时,有χ838=0.0018(1)及χ993=0.0020(2)。这些结果表明,在俯冲带的较低温条件下,橄榄石中硅氧四面体的内部振动的非谐性可能不重要。     

Analysis of a Vortex Precipitation Event over Southwest China Using AIRS and In Situ Measurements

A strong precipitation event caused by the southwest vortex(SWV), which affected Sichuan Province and Chongqing municipality in Southwest China on 10–14 July 2012, is investigated. The SWV is examined using satellite observations from AIRS(Atmospheric Infrared Sounder), in situ measurements from the SWV intensive observation campaign, and MICAPS(Marine Interactive Computer-Aided Provisioning System) data. Analysis of this precipitation process revealed that:(1)heavy rain occurred during the development phase, and cloud water content increased significantly after the dissipation of the SWV;(2) the area with low outgoing longwave radiation values from AIRS correlated well with the SWV;(3) variation of the temperature of brightness blackbody(TBB) from AIRS reflected the evolution of the SWV, and the values of TBB reduced significantly during the SWV's development; and(4) strong temperature and water vapor inversions were noted during the development of the SWV. The moisture profile displayed large vertical variation during the SWV's puissant phase,with the moisture inversion occurring at low levels. The moisture content during the receding phase was significantly reduced compared with that during the developing and puissant phases. The vertical flux of vapor divergence explained the variation of the moisture profile. These results also indicate the potential for using AIRS products in studying severe weather over the Tibetan Plateau and its surroundings, where in situ measurements are sparse.     

江西省冬季气温异常与区域海温的关联

利用1960-2010年江西省81个台站月平均气温观测资料和NOAA全球月平均海表温度资料(ERSST-V3),分析了江西省冬季气温异常与海温异常的相互联系,并运用超前-滞后相关分析和奇异值分解(SVD)方法初步探讨了关键区海温异常之间的相互作用.结果表明:①影响江西省冬季气温异常的海温关键区和关键时段分别为同期印度洋(10°S～20°N,54°～90°E)、同期西北太平洋(20°～40°N,120°～180°E)和前期8-9月北大西洋中部(24°～44°N,20°～60°W)海域;②西北太平洋关键区暖水年预示暖冬年好于印度洋区,而印度洋区冷水年预示冷冬年稍好于西北太平洋区,冬季西北太平洋与印度洋海温异常可以修正前期8-9月北大西洋中部海温异常对江西省冬季气温的影响.     

用多角度遥感数据反演混合像元组分温度的可行性分析

利用多通道信息反演陆面温度的传统方法,由于通道间信息的高度相关使反演结果的精度难以提高,并且无法得到混合像元中的组分温度。文中以非同温混合像元热红外辐射方向性规律为基础,建立了连续植被类型非同温混合像元热红外辐射模型,用蒙特卡罗方法模拟分析了连续植被的组分有效比辐射率与变量的关系。结果表明:连续植被热辐射亮度值是组分温度T_v、T_s,叶面积指数LAI,叶倾角分布LAD,以及单叶面比辐射率ε_v(θ)和土壤表面比辐射率ε_v(θ)的函数。利用先验知识对变量进行分析后表明,6个变量中只有T_v、T_s、LAI、ε_v(0)需要反演。由于多角度间组分辐射亮度的相关性低,从理论上讲只需要4个角度的辐射亮度观测值就可以解出4个未知量而达到反演组分温度的目的。这4个角度数据除选择垂直方向上辐射亮度数据外,应在30°～50°视角范围内选择另外3个热辐射亮度数据。     

一种台风海面非对称风场的构造方法

针对台风数值预报中由于采用对称模型而导致预报误差的现实，通过引入非对称分布的台风最大风速、最大风速半径等因子，在得到台风报告中7级风和10级风的半径的基础上，利用最佳权系数方案来得到非对称的台风外围风速分布因子，从而对Chan and Williams 1987年提出的切向风廓线方案进行改造，进而得到了台风海面非对称风场的计算式。检验表明，该方法能够描述台风海面风场的非对称分布，具有较好的应用前景。     

统计降尺度方法在青海省冬季最低温度预测中的应用

利用2003-2007年国家气象中心T213L31全球中期数值预报模式逐日输出产品与青海地区25个气象站的观测数据作为试验资料, 利用相关系数和逐步回归进行因子选择, 并以单隐层神经网络和多元回归作为降尺度方法进行对比研究, 用2003-2006年间的11月1日～次年3月1日的资料作为训练样本, 以数值预报产品和前一日观测的最低温度作为因子, 建立青海省25个气候站的冬季最低温度的24, 48, 72 h预报模型, 并且以2006年12月和2007年的1、 2月作为24, 48, 72 h逐日最低温度预报试验时段。试验表明, 对于青海地区来说, 青海北部地区的预报命中率总体好于南部高原地区; 在4种对比方案中, 以选择数值预报资料结合前一日地面观测的最低温度作为主要因子的方法相对较优, 随着预报时效的延长, 24 h历史实况的作用逐渐减弱; 对于所有台站来说, 这4种方案各有优缺点, 没有一种方案可以完全代替其他所有方案; 在实际业务运行中, 对不同的台站应采用不同的预报方案进行实际业务预报。     

A CLOUD-RESOLVING MODELING STUDY OF SURFACE RAINFALL PROCESSES ASSOCIATED WITH LANDFALLING TYPHOON KAEMI(2006)

The detailed surface rainfall processes associated with landfalling typhoon Kaemi(2006) are investigated based on hourly data from a two-dimensional cloud-resolving model simulation. The model is integrated for 6 days with imposed large-scale vertical velocity, zonal wind, horizontal temperature and vapor advection from National Center for Environmental Prediction (NCEP) / Global Data Assimilation System (GDAS) data. The simulation data are validated with observations in terms of surface rain rate. The Root-Mean-Squared (RMS) difference in surface rain rate between the simulation and the gauge observations is 0.660 mm h^-1, which is smaller than the standard deviations of both the simulated rain rate (0.753 mm h^-1) and the observed rain rate (0.833 mm h^-1). The simulation data are then used to study the physical causes associated with the detailed surface rainfall processes during the landfall. The results show that time averaged and model domain-mean P_s mainly comes from large-scale convergence (Q_WVF) and local vapor loss (positive Q_WVT). Large underestimation (about 15%) of P_s will occur if Q_WVT and Q_CM (cloud source/sink) are not considered as contributors to P_s. Q_WVF accounts for the variation of P_s during most of the integration time, while it is not always a contributor to P_s. Sometimes surface rainfall could occur when divergence is dominant with local vapor loss to be a contributor to P_s. Surface rainfall is a result of multi-timescale interactions. Q_WVE possesses the longest time scale and the lowest frequency of variation with time and may exert impact on P_s in longer time scales. Q_WVF possesses the second longest time scale and lowest frequency and can explain most of the variation of P_s. Q_WVT and Q_CM possess shorter time scales and higher frequencies, which can explain more detailed variations in P_s. Partitioning analysis shows that stratiform rainfall is dominant from the morning of 26 July till the late night of 27 July. After that, convective rainfall dominates till about 1000 LST 28 July. Before 28 July, the variations of in rainfall-free regions contribute less to that of the domain-mean Q_WVT while after that they contribute much, which is consistent to the corresponding variations in their fractional coverage. The variations of Q_WVF in rainfall regions are the main contributors to that of the domain-mean Q_WVF, then the main contributors to the surface rain rate before the afternoon of 28 July.     

黄土高原半干旱区非均一下垫面粗糙度分析

利用2007年4月17日-2008年4月16日兰州大学半干旱气候与环境观测站边界层气象塔的风速、 风向、 温度、 气压、 湿度等观测资料, 采用经典的廓线法和风速、 风向标准差法, 分别计算了中性大气层结下观测站下垫面粗糙度长度, 并得到了具有黄土高原地理特征的地表粗糙度及其时空变化特征。计算结果表明, 季节变化对粗糙度的影响幅度可达0.159 m, 空间非均一性对粗糙度的影响幅度可达0.155 m。测站附近粗糙度春季为0.017 m, 夏季为0.062 m, 秋季为0.065 m, 冬季为0.018 m。测站西北方向上游粗糙度春季为0.17 m, 夏季为0.22 m, 秋季为0.34 m, 冬季为0.05 m。测站东南方向上游粗糙度春季为0.11 m, 夏季为0.17 m, 秋季为0.19 m, 冬季为0.05 m。该站下垫面粗糙度计算宜选用风速为6±1.5 m·s-1, 风向变化30°范围内的数据。     

几种再分析地表气温资料在中国区域的适用性评估

应用台站观测资料对ERA-40、NCEP/NCAR、NCEP/DOE和JRA-25等几种再分析地表(2m)气温资料在中国不同区域、不同年代和季节的气候均值、年际变化和变率特征及其气候趋势等所反映出来的适用性问题进行了系统评估.结果表明,几种再分析产品在全国大多数地区的气候变化研究中都具有一定的合理性,特别是1979年以后的资料可靠性更高一些.但相比而言,它们在冬季的可信度一般要高于夏季,东部地区的可信度一般要高于西部地区;ERA-40和JRA-25再分析产品的适用性要高于NCEP/NCAR和NCEP/DOE再分析产品;其中,JRA-25在均值、年际变化和变率特征的描述上具有更高的可靠性,而ERA-40在长期气候变化趋势(44年)的描述上则要明显优于NCEP/NCAR再分析产品.