集合预报及其在中期天气预报中的应用

作者概述了集合预报的基本概念，集合预报中期天气预报中的意义与作用，现有的主要集合预报产品以及集合预报在美国美国国家气象中心和欧洲中期天气预报的业务运行。简要介绍了我国国家气象中心在动力延伸预报和集合预报方面的试验研究情况。     

基于地基微波辐射计资料对成都双流机场两次雷雨过程的分析

利用地基微波辐射计资料,比较了2017年7月成都双流机场的两次雷雨过程,根据天气形势分为"两高切变"和"东高西低"2类,在此基础上分析微波辐射计要素变化特征,结果表明:在垂直方向0～10 km,以相对湿度达到80%来区分干区和湿区,则两次过程前3 h,相对湿度在垂直方向均呈现"上下干、中间湿"三层结构,并早于近地层前2 h达到饱和状态;过程期间相对湿度呈现"上干、下湿"两层结构;过程结束后湿层抬高,低层变干。两次过程水汽含量充沛,保持在70 kg/m~2以上,峰值超过85 kg/m~2。每一次中阵雨发生后水汽含量都会短暂回落,但仍高于过程前的数值,不足2 h后再次发生中阵雨。由0℃线高度变化可知,降水过程中,暖区(温度≥0℃)内相对湿度≥90%;云中液态水含量主要分布于6 km以下,温度在0℃以上的液态水占比很高,故两次过程以暖云降水为主。雷雨前1 h左右有"低层气温上升,0℃层抬升,K指数、CAPE指数也明显增大"的典型特征。降水发生在相对湿度、水汽总含量、云中液态水含量和稳定度指数快速增长的波峰中。     

1961—2016年中国西北地区陆地水分收支的年代际变化特征

利用观测气象数据集（CN05.1）、地表水文数据集（VIC-CN05.1）以及大气再分析数据（JRA55）分析了我国西北地区1961-2016年暖季（5-9月）陆地水分收支的长期和年代际变化特征。通过对陆地水分收支（Land Water Availability,LWA）时间序列作Mann-Kendall突变检验,将1961-2016年划分为3个时段进行进一步分析（P1：1961-1978年;P2：1979-2008年;P3：2009-2016年）。主要结论如下：在1961-2016年间西北地区LWA呈上升趋势,区域平均的LWA时间序列具有明显的年代际特征。三个时段的LWA距平百分率分别为-5.45%、-0.46%和13.99%,总体表现为"减少-不变-增加"的特征,尤其是近些年地表水资源增加明显。三个时段的LWA距平百分率空间分布差异显著,尤其在新疆中部、甘肃东部和陕西。西北地区总体上水汽通量输送和垂直速度与降水年代际变化特征基本一致,且区域特征明显。西北地区蒸发受降水、向下长波辐射通量和风速变化影响显著。     

广东省前汛期大到暴雨频数的时空变化特征

利用实测降水量资料研究了广东前汛期大到暴雨频数的时空分布特征,分析结果表明：广东前汛期大到暴雨频数与同期雨量的空间分布具有很好的一致性,基本可以表征前汛期的旱涝程度,通过REOF可将其分为4个区：粤东区、珠江三角洲区、粤西北区和雷州半岛区;前汛期大到暴雨频数的年际变化明显,主要有准2～3a、6～10a周期,1985年后各区周期均有缩短趋势,以4～5a短周期为主;珠江三角洲及以南地区前汛期大到暴雨频数有增多趋势,其中珠江三角洲中心区域增多显著,6月份变化最明显。     

西风爆发时赤道西太平洋的热量平衡：个例分析

The responses of sea surface temperature (SST) in the western equatorial Pacific warm pool to the west erly wind bursts (WWBs) play an important role in the relationship between WWB and ENSO. By using da ta collected from eight buoys of TOGA (Tropical Ocean-Global Atmosphere)-COARE (Coupled Ocean-Atmosphere Response Experiment), the heat balances of the upper ocean in the western equatorial Pacific around 0°. 156°E during two WWB events were calculated according to Stevenson and Niiler＇s (1983) method. In both events, SST increased before and after the WWBs, while decreased within the WWBs. The SST amplitudes approximated to l℃. Although sometimes the horizontal heat advections may become the biggest term in the heat balance, the variation of SST was dominated by the surface heat flux. On the other aspect, some different features of the two events are also revealed. The two cases have different variation of mixed layer depth. The depth of mixed layer is almost double in the first case (35 m to 70 m), which is caused by Ekman convergence, while only 10m increments due to entrainment in the second one. There are also differences in the currents structure. The different variations of thermal and currents struc ture in the mixing layers accounted for the different variation of the heat balance during the two events, es pecially the advection and residue terms. The seasonal variation of SST in this area is also investigated sim ply. The first WWB event happened just during the seasonal transition. So we considered that it is a normal season transition rather than a so-called anomaly. That also suggested that the seasonal distinction of the WWB is worthy of more attention in the researches of its relationship to ENSO.     

西北太平洋海温变化对贵州夏季降水的影响

利用1952-2001年贵州15个测站夏季降水和前期太平洋海温场资料,及3因子最佳子集回归求最大复相关系数的方法,把前期不同时间步长、不同时段的海温场作为预报因子与夏季降水求相关。结果发现：用前期海温场作为预报因子对贵州夏季降水进行预报,其预报因子的最佳时间尺度为单月滑动,并且存在着较好的“隔多季度相关”现象。预报因子具有实际预报意义的最佳时段为上1年的8～11月。影响贵州夏季降水的最佳预报因子主要集中分布在海温场具有重要天气气候意义的关键区域。2002、2003、2004年的回报试验结果与实况进行对比分析发现,根据上述理论和预报思路得到的预测试验,具有一定效果,并且对指导贵州夏季降水预测具有一定的参考价值。     

中世纪温暖期气候变化的花粉化石记录

麦里泥炭剖面高分辨率花粉化石记录表明,东北科尔沁沙地在相当于中世纪温暖期阶段夏季降水量曾显著增加,主要表现为沙丘上的乔木和草本植物均获得了繁茂的生长,花粉沉积速率明显上升。作者推测,在中世纪温暖期中,欧亚大陆作为一个整体夏季温度可能暖于今天,这可能通过增强夏季风环流使中国东北夏季雨量增多,为沙丘植物茂盛生长提供了有利条件。     

湘西自治州汛期降水的气候特征

从季度降水预报业务的需要出发，根据湘西自治州８个测站的降水资料，分析了汛期（４－９）降水的气候特征和变化趋势，以期为预报汛期雨量提供参考。     

IMPACT OF SSTA OF SOUTHERN HEMISPHERE ON FLOOD SEASON PRECIPITATION ANOMALIES IN YUNNAN

Based on the reanalysis data of monthly mean global SST and wind from the NCEP/NCAR and the observation data of rain seasons in 124 stations of Yunnan province from 1961 to 2006, we applied the analytical methods of correlation analysis and composite analysis and a significance testing method to two sets of samples of average differences. The goal is to investigate into the influence of the Southern Hemispheric (SH) SST on the summer precipitation in Yunnan from January to May so as to identify the key time and marine regions. Physical mechanisms are obtained by analyzing the influence of sea level wind and the key marine regions on the precipitation during Yunnan’s rain season. Results show that there is indeed significant relationship between the SST in SH and summer precipitation in Yunnan. The key areas for influencing the summer precipitation are mainly distributed in a region called “West Wind Drift” in the SH, including the Southeast Indian, southern Australia, west coast of eastern Pacific off Chile, Peru and the southwest Atlantic Magellan. Besides, the most significant marine region is the west coast of Chile and Peru (cold-current areas of the eastern Pacific). Diagnostic analysis results also showed that monsoons in the Bay of Bengal, a cross-equatorial flow in the Indian Ocean near the equator and southwest monsoon in India weaken during the warm phase of the Peruvian cold current in the eastern Pacific. Otherwise, they strengthen.     

古新世-始新世暖期北半球野火演化研究

古近纪是现代气候和植被形成的关键过渡期, 而野火活动与气候、植被和碳循环等存在耦合关系。开展古新世-始新世(66~34 Ma)3个特征暖期, 即古新世-始新世极热事件(PETM, 约55.9 Ma)、早始新世气候适宜期(EECO, 53.3~49.1 Ma)、中始新世气候适宜期(MECO, 约40.5~40.1 Ma)的野火活动研究, 对于揭示气候和植被变化特征及其影响具有重要意义。本研究基于蒙古高原南部二连盆地古新世-始新世野火记录, 并结合北半球该时段其他12个地点的野火研究数据, 从长尺度地质记录视角, 重建北半球野火活动特征与演变, 并探讨其驱动机制。研究结果显示古新世-始新世不同特征暖期野火发生规模和强度存在差异, PETM极端暖期较EECO和MECO暖期野火强度更大, 但不十分显著。古新世-始新世暖期并没有持续的、大规模的野火发生, 呈现"低野火状态", 总体不支持强调燃烧活动影响全球碳循环的"野火假说"。通过野火发生与温度、降水、植被以及CO2浓度等环境因子之间的关系分析, 对"古近纪低火谜题"进行初探, 认为古新世-始新世气候的季节性并不分明, 较短的干季不利于可燃"燃料"和潜在火源的形成, 很可能是新生代早期"低野火"的主因。