Long term variations in the mesospheric mean flow observed at Grahamstown (South Africa) and Adelaide (Australia)

The seasonal and interannual behaviour of monthly mean winds at a height of 90 km recorded at Grahamstown (33.3°S, 26.5°E) and Adelaide (34.5°S, 138.5°E) between 1987 and 1994 are compared. The zonal wind is found to be consistently stronger at Grahamstown and is always eastward, whereas at Adelaide it sometimes reverses. Maxima tend to occur near the solstices, the primary maximum during summer at Grahamstown, in agreement with satellite results, and during winter at Adelaide. The meridional wind also tends to be stronger at Grahamstown, but at both stations is predominantly northward with a maximum in summer and generally not as strong as the zonal component. This seasonal behaviour is reasonably well understood in terms of the interaction of the mean flow with gravity waves propagating up from below, with coriolis forces also playing an important role in the case of the meridional wind. Satellite observations do not generally support the idea that longitudinal differences between the stations could be attributed to the presence of a tropospheric/stratospheric stationary wave. It is suggested that these differences are more probably associated with local effects. Interannual zonal wind patterns at the two sites are similar over the summer months but are less well correlated during the rest of the year. The underlying causes of this variability are not well understood but are most probably global in nature, at least during the summer.     

国家级格点化定量降水预报系统

2020年7月18—19日,江淮地区出现一次特大暴雨过程,欧洲中期天气预报中心全球确定性预报模式（以下简称EC模式）、华东区域数值模式（以下简称华东模式）和国家气象中心Grapes高分辨区域模式（3 km分辨率,以下简称G3模式）预报的暴雨落区均明显偏北,且降水强度偏弱。通过对模式的风场及降水预报进行检验发现：模式天气形势预报的优劣,很多时候与模式的降水预报优劣是直接相关的,尤其是天气形势中的中低层风场,很容易受模式中降水潜热反馈过程的影响,导致错误的预报订正指引;比较而言,模式预报的高层流场,受潜热反馈过程影响较小,是值得在天气分析环节中加以重视的预报着眼点;此外,对于由中小尺度天气系统传播所致的大暴雨或特大暴雨,分辨率更高的区域模式预报结果可能具有更好的预报参考性,也是今后类似暴雨预报过程中应该重视的着眼点之一。

     

机载雷达高度计对海况及海面风速的测量研究

运用我国自行研制的ＺＨＧ－１型Ｘ波段机载雷达高度计于１９９５年４月１３日－４月１８日在青岛附近海域进行的海上飞行实验数据，及导出的均方根波高、有效波高、均方根波陡算法模型，得到了上述海况参数值。     

高时空分辨率三维风场在强对流天气临近预报中的融合应用研究

以业务应用为目标,开展高时、空分辨率三维风场在强对流天气临近预报中的融合应用研究。运用北京快速更新多尺度分析和预报系统集成子系统（RMAPS-IN,Rapid-refresh Multi-scale Analysis and Prediction System-Integration）,对雷达四维变分分析系统（VDRAS）30 min临近预报的高时、空分辨率三维风场作为数据源与自动气象站风场观测进行快速融合处理。结果表明,以VDRAS临近预报风场取代数值模式预报场作为融合初猜场后形成的分析结果对于风场有明显的改善:（1）长时间序列客观检验结果表明,地面10 m高风场U/V分量绝对误差分别为0.05和0.06 m/s。实时融合对未来预报的影响随着预报时效的延长,U/V分量的绝对误差不断增大。（2）对于11个强对流个例,地面10 m高风场风速均方根误差降低0.3 m/s,风向均方根误差降低13°;边界层三维风场,风速均方根误差降低0.8 m/s,风向均方根误差降低10°。平原站点融合以后风速、风向预报效果有较大改善,山区站点融合以后改善相对较小。（3）通过对2017年7月20日暴雨和7月7日雷暴大风个例的详细分析,发现融合基于雷达资料四维变分同化获得的高分辨率临近预报风场对各对流系统中的中尺度结构特征给出了更加细致准确的描述。      

凹坑地形风流结构对污染物散布的模拟研究

利用建立的三维非静力高分辨率高阶湍流闭合模式与随机游动扩散模式研究了一个深凹露天矿区污染物散布的规律,同时在风洞中进行了示踪实验。结果表明,由于凹坑内复环流结构的存在,使得坑内污染物浓度较大,且浓度最大值出现在源的上风侧。数值试验与风洞试验结果吻合较好。     

柴达木盆地北部风速对尘暴事件降尘的影响

通过系统监测柴达木盆地北部冷湖地区的月降尘通量以及尘暴事件降尘量,发现该地区月降尘通量变化在0.57×103～18.12×103 μg·cm–2·month–1之间,并且与月极大风速（Vextr）具有较好的正相关性（r2=0.60, n=23）;该区年内主要粉尘堆积时段为春季和初夏;尘暴事件发生期间的降尘量不仅与尘暴持续期间10 min平均风速具有良好的正相关关系（r2=0.60, n=16）,而且降尘量与10 min风速变化幅度有关:强劲稳定的风力条件在监测地点产生较少的降尘量,强劲且变率较大的风力条件产生较多的降尘量。监测结果显示,风速的变化对粉尘的释放、输送和沉降有重要的影响,有助于理解地质记录所揭示的冰期-间冰期不同的大气粉尘沉降速率。     

新疆克拉玛依强下坡风暴的机理研究

利用美国中尺度数值模式 WRF 对2013年3月7—8日克拉玛依强风进行了模拟,对下坡风发生、发展和结束3个阶段的三维结构特征进行了分析,并由此提出克拉玛依强下坡风的形成机制模型：上游地区出现中高层西南风、低层西北风并伴有强冷平流的配置,当风速不断增大时,气流能够翻越加依尔山在背风坡侧形成重力波,重力波相位向气流上游方向倾斜产生非线性效应,促进了波不稳定区域的形成并导致波破碎,形成湍流活跃层,不断把上层的能量向下传播;克拉玛依中低层形成三层夹心的大气层结稳定度分布,出现明显的过渡气流带从而导致强下坡风的形成;南北风分量在低层和中层符号相反,形成了临界层,不断吸收上层波能量并向地面传送,强下坡风暴不断维持发展。最后利用2006—2012年克拉玛依33个强下坡风过程中的探空观测资料对提出的形成机制进行了验证。     

影响中国的热带气旋极端事件年代际变化

利用1949—2009年影响中国的热带气旋风雨资料以及登陆信息,研究影响热带气旋极端事件的年代际变化特征。结果表明：热带气旋登陆极端偏早或偏晚事件在1970和2000年代发生较少。热带气旋登陆强度（中心附近最大风力和最低气压）极端事件在2000年代发生频数最高。热带气旋降水影响时间极端事件在1970年代频数最多,大风影响时间极端事件在1980年代频数最多。日降水量和过程降水量的极值站数在1960年代最多,日最大风速极值站数在1980年代最多。     

相关法雷达反演风场在台风监测和分析中的应用

随着我国沿海雷达网的建设,雷达资料正逐步成为沿海气象台站台风临近登陆时的一个重要监测手段。利用相关法雷达风场反演对2001年登陆台风“百合”和“飞燕”作了环流和强度估测分析。结果表明,通过适当的质量控制,该方法可以有效地反演得到台风强风分布特征,分析精度与业务中常用的卫星估测方法相当。     

Interdecadal Variations of ENSO Signals and Annual Cycles Revealed by Wavelet Analysis

Interdecadal variations of El Niño/Southern Oscillation (ENSO) signals and annual cycles appearing in the sea surface temperature (SST) and zonal wind in the equatorial Pacific during 1950–1997 are studied by wavelet, empirical orthogonal function (EOF) and singular value decomposition (SVD) analyses. The typical timescale of ENSO is estimated to be about 40 months before the late 1970s and 48–52 months after that; the timescale increased by about 10 months. The spatial pattern of the ENSO signal appearing in SST also changed in the 1970s; before that, the area of strong signal spread over the extratropical regions, while it is confined near the equator after that. The center of the strongest signal shifted from the central and eastern equatorial Pacific to the South American coast at that time. These SST fluctuations near the equator are associated with fluctuations of zonal wiond, whose spatial pattern also shifted considerably eastward at that time. In the eastern equatorial Pacific, amplitudes of annual cycles of SST are weak in El Niño years and strong in La Niña years. This relation is not clear, however, in the 1980s and 1990s.