阿尔金断裂带宽幅InSAR对流层延迟估计方法评估

合成孔径雷达干涉测量（interferometric synthetic aperture radar, InSAR）的时序分析是监测大面积地表缓慢形变的重要手段,但对流层延迟相位大大影响了形变监测的精度。以青藏高原西北缘为研究区域,分析了经验模型线性改正、通用型 InSAR 大气校正在线服务（generic atmospheric correction online service for InSAR, GACOS）改正和欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, ECMWF）最新发布的ERA5（ECMWF reanalysis v5） 数据集改正3种方法在时序InSAR反演形变速率中的改正效果。通过掩模技术计算非形变区的速率标准差,分析形变速率与地形的相关性,并与GPS数据进行比较分析后发现,自西向东的3个研究区域76.5°E~79.7°E（D136）、80.5°E~83.7°E（D165）、84.9°E~88.1°E（D19）范围内,其线性改正后标准差分别降低了41.05%、59.21%、25.13%,而GACOS改正后标准差分别降低了38.76%、55.97%、30.73%,ERA5改正后其标准差分别降低了10.05%、30.11%、20.15%。此外,InSAR与GPS站视线向形变速率比较显示线性改正、GACOS改正与ERA5改正后3个研究区域内其均方根误差分别降低了46.07%、51.28%和35.51%。对于青藏高原西北缘,3种方法均可削弱对流层延迟效应,其中线性改正和GACOS改正的效果好,适用性更高,ERA5受地面监测站点密度影响,在该区域改正效果稍差。     

新疆区域CRA40地面气温检验分析

将高空间分辨率的CRA40地面日平均气温插值到新疆区域105站,以105站实测气温为基准,用平均误差(ME)、均方根误差(RMSE)和相关系数(r)3项检验指标,对新疆区域CRA40地面气温数据质量进行评估,与ERA5气温检验结果进行比较。结果表明：(1)1981—2020年,新疆区域105站CRA40日平均气温与测站实况之间的相关系数r_CRA40为0.973,通过0.001的显著性水平检验。新疆区域CRA40气温与实况比较,日平均气温的年平均值、年最大值和最小值分别相差0.12、0.02和1.94℃,日平均气温年最大、最小值出现日期完全一致。(2)逐年检验结果中,2004年之前ME_CRA40为负偏差,2005年之后为正偏差,无论是ME_CRA40和RMSE_CRA40还是R_CRA40,都反映出2005—2020年新疆区域CRA40气温数据质量有所改进,较前期更加接近ERA5。(3)逐月检验结果中,新疆区域ME_CRA40绝对值和RMSE_CRA40     

GMS-5 估计可降水量的研究

文章证明了由静止气象卫星GMS-5的分裂窗通道和水汽通道亮温反演可降水量的可行性,探讨了GMS-5红外通道亮温与可降水量的关系,建立了由3个通道亮温反演可降水量的经验公式。用60组大气平均廓线,对公式模拟检验误差为0.18 g/cm2,而用实际124组探空和对应的GMS-5亮温资料进行检验,误差0.40 g/cm2。用得到的经验公式可反演大范围的晴空可降水量分布。     

宁夏中北部一次暴雪天气过程分析

2009年11月10日08:00～11日14:00,宁夏全区迎来了立冬后第一场雪,降雪量2.0～33.7㎜,其中,吴忠以北普降暴雪,永宁站降雪量(33.7mm)最大,12h和24h降雪量为全区30年之最。本文利用常规气象资料、宁夏本地化中尺度数值预报（MM5）模式产品,对本次降暴雪的天气环流背景、影响系统及中小尺度系统等进行分析。结果表明:这次中北部暴雪具有明显的中小尺度系统特征。主要影响系统有700hPa兰州的低涡、偏南气流、地面中β尺度和地面回流, 为此次暴雪提供了有利的水汽和动力条件。     

云顶参数与降水间关系的统计分析和数值模拟

利用FY2C静止卫星云顶物理参数及地面加密雨量观测等,结合MM5中尺度非静力数值预报模式,综合分析了典型层状云降水过程的云系演变和结构特征,揭示了云顶参数与单站雨强之间并不是简单的量化统计关系：即降水大,每小时降水量与云顶高度、有效粒子半径是较好的正相关,与云顶温度是较好的负相关;反之则不尽然,云顶高度高、云顶温度低、有效粒子半径大却不一定降水大。并用模拟结果分析解释了形成这种现象的机理。     

基于波谱角分类法的沙化信息提取研究——以毛乌素沙地典型地区为例

以毛乌素沙地典型地区为例,以CBERS2、Landsat5 TM、SPOT5及 TM与SPOT5融合影像作为基本数据源,使用波谱角分类法对 该区流动沙地、半固定沙地、固定沙地和沙化耕地进行信息提取,探索和比较该方法针对不同传感器遥感影像的沙化信息提取精度 。对本研究区,不同传感器影像的沙化信息提取精度均在80%以上,其中融合影像的沙化信息提取精度最高为90.13%,SPOT5次之, 而CBERS2和TM对不同类型的沙化信息提取各有优势,但CBERS-2信息提取的精度要高于TM。这说明使用波谱角分类法提取的结果精 度与影像空间分辨率有正相关关系,即空间分辨率越高,沙化信息的提取精度也越高。     

CMIP5模式对我国西南地区干湿季降水的模拟和预估

利用降水观测资料, 评估了参加国际耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)的34个全球模式对1986～2005年我国西南地区干湿季降水的模拟能力。结果表明, 34个CMIP5模式中分别有30和25个模式模拟的干季和湿季降水偏多。34个模式对我国西南地区干湿季降水的模拟能力差异较大, 大约半数模式的模拟值与观测值的空间相关系数通过了99%的信度检验, 且标准差之比小于2。利用两个技巧评分标准, 分别挑选出了对干湿季降水模拟最优的9个模式。最优模式集合平均结果要优于34个模式的集合平均, 更要优于大多数单个模式。进一步利用最优的9个模式的集合平均对RCP4.5和RCP8.5两种典型浓度路径下我国西南地区干湿季降水的变化进行了预估。相对于1986～2005年气候平均态, 在21世纪初期(2016～2035年), 我国西南地区干季降水变化表现为川西高原降水增多, 而四川盆地及攀西地区、重庆、贵州和云南的大部分地区降水减少;湿季降水变化表现为川西高原、贵州和广西大部分地区降水增多, 而四川盆地及攀西地区和云南降水减少。在21世纪中期(2046～2065年)和末期(2080～2099年), 西南地区干湿季降水普遍增多。在RCP8.5情景下, 降水的变化幅度要强于RCP4.5情景。     

Connections Between the South Asian Summer Monsoon and the Tropical Sea Surface Temperature in CMIP5

The South Asian summer monsoon (SASM) precipitation is analyzed based on reanalysis datasets and historical simulation results from 23 climate models of the Coupled Model Intercomparison Project phase ...     

2020年6-7月长江中下游极端梅雨天气特征分析

利用逐小时地面、风廓线和天气雷达观测资料,对局地分析与预报系统的再分析产品（Local Analysis and Prediction System-Live Products,Laps_Live）和欧洲中期天气预报中心的第五代再分析产品（The fifth Generation ECMWF Reanalysis,ERA5）在2020年梅雨期的日变化特征进行检验和分析。结果表明：LAPS_LIVE地面要素日变化与实况的相关性普遍比ERA5高。LAPS_LIVE对武陵山区地面温、湿度日变化再现能力不如ERA5,对大别山区海平面气压和地面温、湿度的日变化再现能力明显优于ERA5。两种再分析资料在江汉平原区的海平面气压和地面温、湿度的日变化均与实况误差很小。LAPS_LIVE地面平均风场的误差比ERA5小,但风场日变化幅度明显偏小、风速偏低;ERA5地面风场的日变化幅度和风速则比实况显著偏强。LAPS_LIVE低空风廓线的惯性振荡特征与观测一致,对上午时段低层风场的时间演变和垂直切变的再现能力强于ERA5,但对夜间低空急流的再现能力不足。ERA5低空风场高估上午时段的偏北风和凌晨时段的西南低空急流,但ERA5的低空风廓线平均场比LAPS_LIVE更接近探测值。

     

2009/2010年冬季中国气温异常及其对海表温度的遥响应

基于1958/1959～2009/2010年冬季全球海表温度(HadISST)和中国160站地面月平均温度等资料,利用广义平衡反馈分析方法(GEFA),分析了中国地区2009/2010年冬季气温异常型态与SST异常的关系。结果表明,热带中东太平洋El Niño型和热带大西洋“三极型”对2009/2010年冬季中国地区西南暖东北冷的异常型态(简称LN型)影响显著。为了验证统计结果的可靠性,利用MPI(Max Planck Institute for Meteorology)全球大气环流模式ECHAM5进行气温异常型态对关键海盆SST变化响应的敏感性试验,结果表明西南地区气温异常对热带太平洋El Niño模态强迫的增暖响应在0.5℃左右;对热带大西洋“三极型”强迫的增暖响应在0.6℃左右,增暖中心的云贵高原一带最大增温幅度达到1℃。对El Niño模态、热带大西洋“三极型”的强迫,东北绝大部分地区表现出冷的响应,气温异常下降分别在0.6℃和0.45℃左右,中国东部地区气温异常型态是热带大西洋“三极型”海温异常和热带太平洋El Niño模共同强迫的结果。这两种海温异常型态使中高纬度地区西风加强,阻挡了来至高纬度地区的冷空气向南方输送,导致西南地区较常年偏暖,而东北偏冷。同时,西太平洋地区出现的海平面气压反气旋式环流异常可能削弱了东亚冬季风。