基于一维变分算法的地基微波辐射计遥感大气温湿廓线研究

为研究地基微波辐射计遥感温、湿度廓线的一维变分算法的反演能力,用北京地区2010—2011年00和12时(世界时)的多通道地基微波辐射计亮温资料进行试验。首先,利用同时次的地面观测资料、红外亮温(由地基微波辐射计自带红外传感器测得)及探空观测数据,给出提取无云样本的方案,得到432个无云样本;再以辐射传输模式计算得到的模拟亮温为参考,对无云条件下的观测亮温进行质量控制;然后利用探空数据进行模拟试验,结果发现,一维变分算法对3 km以下的温度廓线有较大调整。使反演结果更加接近探空,而对湿度廓线在0—10 km都有不同程度的优化;最后利用一维变分算法对地基微波辐射计观测亮温进行大气温湿廓线反演,将结果与探空对比可以看出,温度廓线的均方根误差小于2.9 K,绝对湿度的均方根误差小于0.47 g/m~3;进一步与地基微波辐射计自带神经网络的反演结果比较表明,一维变分的反演结果更接近实际大气。     

2011年江苏出梅日界定之我见

利用实况观测数据和NCEP/NCAR再分析资料,对2011年江苏出梅日的界定进行探讨,并将7月4 -20日的低温高湿多雨、寡照的异常气候判定为“倒黄梅”,在此基础上,对比分析了2011年和2009年的两次“倒黄梅”天气过程.结果表明:(1)2011年江苏出梅日为6月30日;(2)出梅后的7月4-20日是“倒黄梅”天气过程;(3)北上台风对梅雨和“倒黄梅”结束具有重要的指示意义;(4)“倒黄梅”和梅雨(含“二度梅”)的天气特点为:前者冷暖空气频繁交替、雨带多经向分布、中低空温湿场反位相配置,常为低温高湿的局地对流性降水;而后者冷暖空气稳定对峙、雨带多纬向分布、中低空温湿场同位相配置,常为高温高湿的大范围稳定性降水.     

WRF中土壤图及参数表的更新对华北夏季预报的影响研究

土壤质地及其物理性质的参数化对陆面过程模拟具有明显的影响。研究了土壤质地和土壤水文参数表的更新对WRF（Weather Research and Forecasting）模拟性能的影响。使用北京师范大学土壤属性数据集和修正后的土壤水文参数表替换WRF默认数据,对2017年6—8月华北地区开展数值模拟试验和评估验证。结果表明,模拟结果对土壤类型数据集和水文参数表的更新较为敏感,对地面要素预报有正效果。WRF默认土壤数据集中,中国东部以粘壤土为主,而在北京师范大学土壤数据集里则以壤土为主;修正后的土壤水文参数在Noah陆面过程中增强了裸土潜热蒸发能力。数值模拟试验表明,土壤输入数据和土壤水文参数的更新能够增强陆面向大气的潜热同时减弱感热输送,致使大气底层温度降低而湿度增大。利用华北区域748个地面气象观测站的2 m温度和2 m湿度对2017年夏季的模拟结果进行验证,结果显示更新试验对地面要素的预报偏差有较好的修正作用,能够将2 m温、湿度的预报技巧分别提高3.4%和2.9%。      

石河子绿洲空气湿度和降水的长期变化趋势分析

分析了石河子绿洲3个地面站(炮台、石河子和莫索湾)41a(1964～2004年)的温度、相对湿度和降水,发现随着石河子垦区绿洲面积的扩大以及新疆增温增湿的气候变化趋势,石河子绿洲也有其比较独特的区域气候特征。主要表现在:(1)41a来温度、降水量呈增加趋势,但空气湿度比较稳定,没有明显的变化;(2)石河子绿洲的温度、降水量以及空气湿度具有明显的季节变化特征。秋季的温度变幅最大,冬季最小。这与新疆大部分地区冬季增温幅度最大有所不同。空气相对湿度变化的季节差异不明显。(3)以莫索湾站代表绿洲边缘,石河子站代表绿洲区,其降水、温度和空气湿度变化有明显差异,显示了比较明显的绿洲“冷岛”和“湿岛”效应。     

安徽冬季地面降水相态的判别研究

文章对安徽省2000—2009年11月至次年4月的雨、雨夹雪、雪和冻雨四类降水相态样本的温度、相对湿度和假相当位温分布特征进行了分析。从地面到500 hPa,气温、相对湿度和假相当位温对平原、山区的地面降水相态的区分能力均逐渐减弱,且相对湿度对降水相态的区分能力远弱于气温和假相当位温。在同一气压层上,假相当位温与气温对平原地区地面降水相态的区分能力相当,而假相当位温在某些气压层上对山区降水相态的区分能力略优于气温。在不同气压层上,平原地区各降水相态的气温和假相当位温均接近正态分布,山区假相当位温相对于气温更接近正态分布。因此假相当位温更适合作为地面降水相态的判别因子。选取地面到500 hPa共6个气压层(山区5个)的假相当位温作为地面降水相态的判别因子建立多级判别方程,利用2010年的降水相态样本对所建立的多级判别方程进行独立性检验。结果表明:多级判别方程对雨、雨夹雪或雪、冻雨的区分能力较好,对雨夹雪与雪的区分能力相对较弱。利用T639模式资料对两个降水相态复杂个例进行预报检验,多级判别方程能较好地预报雨雪转换的时间及区域,对降水相态的预报具有较高的参考价值。     

适用于全国气象自动站正点相对湿度资料的质量控制方法

在国家气象信息中心制作的全国自动站正点相对湿度资料数据集基础上,结合地面月报文件中相对湿度资料,通过深入分析错误数据的存在方式,最终研制形成全国自动站(包括国家级自动站和区域自动站)正点相对湿度资料质量控制方案.利用该方案,对2006-2009年实时上传的全国自动站正点相对湿度资料进行了质量评估,数据的可用率、可疑率、错误率分别为:96.68％、0.30％、3.02％.并指出当经过质量控制后,数据被判为可疑数据时,可考虑结合人工分析辅助判断.     

STUDY ON MIXED MODEL OF NEURAL NETWORK FOR FARMLAND FLOOD/DROUGHT PREDICTION

The paper concerns a flood/drought prediction model involving the continuation of time seriesof a predictand and the physical factors influencing the change of predictand.Attempt is made toconstruct the model by the neural network scheme for the nonlinear mapping relation based onmulti-input and single output.The model is found of steadily higher predictive accuracy by testingthe output from one and multiple stepwise predictions against observations and comparing theresults to those from a traditional statistical model.     

用地面湿度参量计算我国整层大气可降水量及有效水汽含量方法的研究

根据1993年我国28个台站地面及高空气象要素资料,拟合出这28个台站所在地区整层大气可降水量同地面湿度参量(地面水汽压、地面露点)关系的经验表达式,并且在此基础上,通过引进地理纬度ψ和海拔高度H两个参量,将经验系数参数化,建立起由地面湿度参量计算整层大气可降水量的经验计算模式.另外还拟合出这些地区整层大气有效水汽含量同可降水量关系的经验表达式,提出一个先由地面湿度参量计算整层大气可降水量,再由此计算出整层大气有效水汽含量的方法.     

中国近45年来气候变化的研究

利用１９５１～１９９５年约４００站的月平均气温、降水和１９６１～１９９５年２００余站的最高和最低气温、相对湿度、总云量和低云量、日照时数、蒸发、风速和积雪日数和深度以及０～３．２ｍ共８层土壤温度等资料,对近４５ａ来中国气候变化特征作了一个较全面的分析研究。本文作为第一部分,分析了平均气温、最高最低气温、降水、相对湿度和日照的气候变化规律。其余要素的变化规律以及中国气候变化的可能机制将在第二部分中加以讨论。     

柴达木盆地东部尕海短钻岩芯记录的过去近400 a区域环境变化

干旱区湖泊沉积可以有效记录区域湿度变化及粉尘活动历史,位于柴达木盆地德令哈南部的咸水封闭湖泊尕海具有恢复区域环境变化的潜力.该地区的长序列环境演变研究已开展了较多的工作,但缺乏短尺度、高分辨率的近代以来的环境变化湖泊记录.通过对尕海深水区短钻岩芯放射性核素210Pb和137Cs的年代测定和沉积物各指标分析,认为尕海沉积物碳酸盐含量可以反映区域湿度变化;而粗颗粒组分(66.9μm)主要由风力搬运入湖,其含量可以指示区域粉尘活动历史.区域近400 a的环境变化可划分为3个阶段:1633 1750 AD:各指标出现大幅度波动,表现出该时期气候环境的不稳定和干湿交替,其中1650 1720 AD的变化波动尤为显著,这与太阳活动进入Maunder极小期存在一定的联系.1750 1950 AD:区域气候环境无明显波动,碳酸盐含量逐渐降低,湿度增加.1950 2010 AD:各指标变动剧烈,区域虽降水增多,但由于蒸发加强,湿度降低;1974 AD以后粗颗粒组分含量急剧上升,表现出高强度尘暴事件.