不同环流形势下浙江中西部地区强对流的诊断预报方法

基于地面观测和探空资料、NCEP／NCAR 1°×1°再分析资料,利用中尺度分析技术,对2008—2018年暖季（4—10月）发生在浙江中西部地区（简称浙中西）的65次强对流天气过程进行天气形势配置,得到发生在浙中西的雷暴大风、冰雹、短时强降水及混合性强对流的规律特征。结果如下：（1）浙中西强对流天气出现的大尺度环流有5种基本流型配置：干冷气流型（6.2%）、锋生切变型（13.8%）、暖湿气流型（38.5%）、副高边缘型（30.7%）、台风外围型（10.8%）,并给出了每种概念模型下的主要物理机制和中尺度特征。（2）分析了不同概念模型下典型强对流天气个例,简要归纳出各种流型下的主要系统配置和演变规律,并将抽象的概念模型应用到实际预报分析中。（3）分析不同流型下强对流的阈值范围,如干冷气流型I_w大风指数平均为26.1 m·s^-1,850 hPa与500 hPa温差可达27.5℃,500 hPa相对湿度平均只有15％等,提炼出相似环流形势下不同强天气的主要预报指标,为强对流预报提供量化参考。     

北部湾典型大雾过程环流特征及气象要素对比分析

利用NCEP/NCAR再分析资料和北部湾地区5站地面观测资料,对比分析了3次典型大雾过程的环流背景和气象要素特征。结果表明:(1)平流雾维持时间最长、强度最强,辐射雾发生范围最广,锋面雾发生范围最小、持续时间最短;(2)锋面雾和平流雾500hPa有较明显的南支槽,副高偏强,850hPa偏南风偏强,因冷空气入侵或冷空气减弱东移与暖湿气流相遇而成雾,辐射雾过程无冷空气直接影响,因夜间辐射冷却而成雾;(3)辐射雾过程气温与能见度呈同相变化特征,露点温度呈逐日上升趋势,锋面雾前期和后期气温、露点温度与能见度分别呈反相和同相变化特征,平流雾过程气温、露点温度呈逐日升高趋势,能见度具有较明显日变化特征;(4)辐射雾和锋面雾发生时相对湿度≥93%,偏南风和偏北风风速减小;平流雾期间相对湿度持续≥90%,风速由弱偏北风转偏南风。     

全球平均经圈环流的基本特征及其与臭氧关系研究

本文利用1957年9月到2002年8月,共540个月的ERA-40的经向风和臭氧质量混合比月平均资料,分析研究了平均经圈环流(MMC)和Hadley环流强弱特征变化及其与臭氧变化的关系.分析指出:(1)平均经圈环流与臭氧分布在垂直方向上有很好的对应和相关关系,平均经圈环流是形成臭氧水平、垂直的气候平均态分布,季节变化,年代际变化的重要因素;(2)垂直方向上北半球臭氧浓度的变化比南半球的变化更明显;(3)典型相关分析表明平均经圈环流与臭氧浓度变化在不同的高度和纬度上有不同的相关关系,臭氧与Hadley和Ferrel环流存在密切的相关关系,特别是Hadley环流,这表明Hadley环流在全球大气臭氧的变化中起重要作用.     

基于ECC方法的青藏高原冬季气温可预报性研究

选取前期9、6和3个月欧亚大陆地表温度、东北半球500 h Pa高度场、热带印度洋海表面温度和西太平洋海表面温度作为预报因子,使用变形的典型相关分析(BP-CCA)方法,并选取各因子预报效果最好的时期作为关键时期,建立起各因子和青藏高原冬季气温之间的统计降尺度模型。之后用交叉验证和集合典型相关分析(ECC)方法评估模型实际预报能力。进一步用独立样本检验来评估模型更长时间尺度的年际变化预测效果。结果表明,BP-CCA方法能很好地识别出不同因子影响青藏高原的空间模态。其中,温度积雪反照率的正反馈机制体现了欧亚大陆地表温度的可预报性;东北半球500 h Pa高度场环流型不利于高纬的冷空气入侵高原地区;热带印度洋海表面温度反映出典型的印度洋偶极子对高原气温的调控作用;西太平洋海表面温度通过控制副热带高压的位置,从而影响高原冬季气温。各因子预报场和观测场的相关系数在交叉检验和独立样本检验中分别约为0.5和0.3,均有一定的预报技巧。而利用ECC方法能综合各因子所提供的预报信息,从而得出更为可信和稳定的预报。     

用多普勒雷达资料分析2003年7月21日的雷雨冰雹天气

2003年7月21日受西北气流和暖湿气流的共同影响，山西省中南部出现了大范围的冰雹，雷雨天气，本文应用了天气图，重点应用了多普勒雷达的强度和速度等雷达产品资料特征进行了深入的分析。在多普勒雷达组合反射率因子图上可见典型的钩状回波，有界弱回波区（BWER），回波悬垂和外流边界，在平均经向速度图上，出现了典型的气旋特征。冰雹出现时垂直液态含水量（VIL）达45kg/m^2以上。     

放牧对锡林郭勒典型草原退化影响初探

文章利用1952-2006年实际调查资料对围封和放牧条件下典型草原地上生物量、植物群落组成、数量特征、土壤含水量等进行对比分析,结果表明:与围封样地比较,放牧草场土壤下层水分明显减少,0～100cm土层水分减少12.5mm;植被生产能力下降,羊草和针茅的高度分别下降4.2％和5.2％,生物量减少14.9％和32.1％,群落总生物量下降29.2％,LAI减小22.2％.群落组成结构发生变化,多样性指数降低14.8％,退化现象比较明显.     

陕西汛期降水时空分布及典型旱涝年环流特征

根据陕西省1959~2002年汛期(6~9月)降水资料,采用旋转经验正交(REOF)分解方法,将陕西省按汛期降水划分为4个自然气候区:Ⅰ区包括关中及渭北地区,Ⅱ区为陕北长城沿线地区,Ⅲ区、Ⅳ区分别为陕南东部和陕南西部地区。对各气候区的降水变化特征进行分析,结果表明:汛期降水除陕南东部呈线性增加趋势外,其余各区均呈线性减少趋势。分析陕西省典型旱(涝)年北半球500 hPa环流形势距平场和环流特征量发现:典型旱(涝)年,Nino 3区海温为明显的正(负)距平;西太平洋副热带高压强度偏强(弱),脊线位置偏南(北)、西伸脊点偏东(西),欧亚地区西风环流指数偏弱(强),以经(纬)向环流为主。     

深圳典型灰霾过程的大气成分日变化分析

利用深圳国家基本气象站观测数据和竹子林大气成分站颗粒物、污染气体的浓度资料,对典型灰霾过程粒子浓度的日变化的特征进行了对比分析,结果表明:在变性高压脊控制下,污染物浓度在晚上交通高峰期达到最大值,人为排放和稳定的层结提供了有利的条件;在热带气旋外围下沉气流控制时,污染物浓度日变化有3个峰值,并且中午的峰值高于早、晚交通高峰期的峰值,光化学污染明显;在低槽或切变线影响下,早、晚交通高峰期的峰值高于中午的峰值,人为源排放成为主要的污染物来源。     

北京气候中心气候模式1.1版预估中亚地区未来50年地面气温时空变化特征

利用IPCC AR5中BCC-CSM1.1(Beijing Climate Center Climate System Model version 1.1)的历史试验和4类典型 排放路径情景下未来预估试验结果, 在使用CRU(Climatic Research Unit)资料验证BCC-CSM1.1性能的基础上, 采用趋势分 析、滑动平均以及经验正交函数(EOF)等方法, 研究2011-2060年中亚地区年平均气温的时空演变特征。与CRU 资料的对 比分析发现BCC-CSM1.1能较好地模拟过去109a(1901-2009年)中亚地区气温的显着上升趋势及气候态的空间分布特征。 预估试验结果表明, 中亚地区在未来50a整体呈现变暖趋势, 并且, 随着温室气体排放浓度的升高, 气温的升高趋势愈加明 显, 同时增温显着区域也明显增大。经验正交函数分解主要模态还是延续过去的分布特征:经验正交函数分解第1模态及其 所对应的时间系数显示中亚地区年平均地面气温在未来50a(2011-2060年)呈现出全场一致的升高趋势, 升高强度随着温 室气体排放浓度的增加而增强, 进一步的分析表明, 不同典型排放路径下预估的未来50a中亚地区年平均地面气温的经验正 交函数分解第1模态在中亚上空850hPa等压面上均对应有一个反气旋(气旋)性异常环流, 在这个异常环流控制下, 中亚地 区年平均地面气温变化表现为全场一致的特征。经验正交函数分解第2模态呈现出中亚地区地面气温变化南北反位相的基 本特征, 相应的时间系数主要表现为小幅度波动, 变化趋势特征不明显。     

A generalized frontogenesis function and its application

With the definition of generalized potential temperature, a new generalized frontogenesis function, which is expressed as the Lagrangian change rate of the magnitude of the horizontal generalized potential temperature gradient, is derived. Such a frontogenesis function is more appropriate for a real moist atmosphere because it can reflect frontogenesis processes, in which the atmosphere in a frontal zone is typically characterized by neither completely dry nor uniform saturation. Furthermore, by derivation, the expression of generalized frontogenesis function includes both temperature and humidity gradients, which is different from and superior to the traditional frontogenesis function in moist processes, which also uses equivalent potential temperature. Diagnostic studies of real cases are performed and show that the generalized frontogenesis function in non- uniformly saturated moist atmosphere indeed provides a useful tool for frontogenesis, compared to using the traditional frontogenesis function. The new frontogenesis function can be used in situations involving either a strong temperature or moisture gradient and is closely correlated with precipitation.