SWCWARMS模式不同起报时次对"18·05·21"强降水过程的预报能力评估

针对2018年入汛以来四川地区首场区域性暴雨天气过程(“18·05·21”过程),利用西南区域中尺度业务模式(SWCWARMS)的预报结果,通过对比分析两个不同起报时次对此次强降水天气过程的预报结果,发现:随着预报时次的临近,其降雨的预报效果越好;在临近降水发生过程前以观测资料和再分析资料启动模式,对大气状态的刻画比用模式运行结果更为真实,一方面可以通过改善大气的温湿结构来改变层结状态,影响其稳定度,另一方面通过改善其环流场,增强低层的气旋性辐合和水汽的输送,从动力角度影响整个降水过程。采用更为真实的初始场启动模式以后,能更加准确地模拟出降水前后时段能量/水汽的积累和释放的热力过程,以及涡度、散度和垂直上升运动等动力因子共同协调发展过程,因此对预报效果有正反馈。      

地下大气层

地下深处存有自由态气体。这是俄罗斯联邦科学院远东分院哈巴洛夫大地构造及地球物理研究所、俄罗斯联邦莫斯科地球物理研究所从合作研究中得出的结论．     

利用中国GPS站网对地震波引发的大尺度电离层扰动的观测

地震瑞利波在沿地表传输时衰减很慢,其能量在远离震中的区域仍然能够激发大气和电离层扰动.本文利用中国境内的GPS接收机网络观测电离层总电子含量(total electron content,TEC),分析了 2011年日本地震后在中国区域上空产生的电离层扰动.研究发现,瑞利波的能量从地面经大气耦合传输到电离层高度,导致在中国区域上空电离层出现与瑞利波传播同步的TEC扰动.利用中东部的稠密接收机网络,还揭示了扰动的大尺度二维空间结构:瑞利波经过后产生的TEC扰动呈条带状,在中纬度地区沿西北—东南方向排列,而在低纬度大致为东西方向.条带的转向可能与地磁场作用下的中性-离子耦合过程有关,大气波动导致的等离子扰动倾向于沿磁力线方向(向南)传播,从而形成垂直磁力线方向(东西)的波前结构.这是首次在远离震中的区域使用GPS站网研究地震波耦合电离层扰动的大尺度二维空间结构.     

方兴未艾的天文卫星

天文卫星的问世使天文学产生了第三次飞跃,它把天文台搬到太空,从而改变了以往坐地观地、坐地观天的传统,摆脱了大气层的封锁,可在全波段范围内对宇宙进行详细的观测。从本期开始,我们将陆续刊登几篇这方面的科普文章,以飨读者。     

岩石层—大气层—电离层耦合作为震前大气层和电离层短临事件的影响机制

介绍了大气层和电离层震前现象机制的基本观念。简短回顾了观测结果后,我们得出结论：1．流体下层物质（气泡）向上迁移能导致近地表的热水／气体被逐出,并在强度弱化的地区引发地震;2．因此,气泡出现的时间和地点是随机的,但是地震、地球化学异常和前震（地震、SA和超低频电磁异常）是随机关联的;3．大气温度和密度扰动跟随着震前热水／气体释放,导致产生周期为6～60min的大气重力波（AGW）;4．地震引发的大气重力波能导致电离层扰动变化并导致大气层中地平线上无线电波传播、下部电离层低频波扰动和地面超低频辐射衰减的变化。     

近地层大气折光系数的新反演法

以近地层大气垂直折光系数的传统反演方法和理论计算模型为基础,提出了一种可以直接利用对向EDM三角高程测量结果计算往测与返测折光系数的新反演方法。运用该方法时,不需要增加外业工作量,只需通过联合求解传统反演式和理论计算式,便可求得相对可靠的折光系数值,从而有效提高EDM三角高程测量的精度。     

海面风应力偏离风向的观测与分析

针对海气界面风应力方向与风向不一致的现象,2015年2月4日至3月12日在南海博贺观测平台开展了综合观测,利用涡动相关法计算了海气界面风应力,并在3类大气稳定度条件下分析了风应力矢量偏离风矢量的角度变化,进一步讨论了大气层结稳定时两者角度之差与风速的参数化关系。结果表明:在大气层结稳定条件下,风应力矢量偏向风矢量左侧,且偏离角度随逆波龄和风速增大而减小;当大气层结不稳定时,风应力矢量一般偏向风矢量右侧。海气界面风应力矢量受海表面风、波浪以及大气层结的共同调制。     

电离层TEC预报的直接法和间接法及其比较

提出用时间序列分析理论中的ARIMA(p,d,q)模型对电离层进行预报的直接法及间接法.直接法也就是对每个网格点上的电子总含量所形成的时间序列进行直接预报.间接法为:首先对电离层电子总含量用球谐函数拟合得到拟合系数的时间序列;再用时间序列分析理论中的ARIMA(p,d,q)模型对拟合系数进行预报;然后计算出对应时刻所需点的电子总含量.利用2004年1月1日至2005年1月31 International GPS Service(IGS)所给出的电离层资料对提出的两种方法进行检验和比较,结果表明,在12天以内,上述两种方法的预报结果基本一致,长于12天的预报时,间接法的精度高于直接法.在20天时间内,预报值与已知值之差小于3个TECU的电离层点数占总点数的百分比基本上都在80%左右;随着时间的推移,这个比值的下降对直接法并不明显,而对间接法则有所下降.显然,直接法适用于区域性的电子总含量的预报;而间接法适用于全球性的电子总含量的预报.     

黄土高原复杂地形条件下湍流观测的各态历经性检验

为了揭示黄土高原复杂地形条件下湍流涡旋的分布特征,提高湍流观测的精度,湍流的各态历经性研究随即成为实验研究的首要问题.文章利用甘肃省平凉市白庙塬地形条件下单点湍流观测的结果,对比分析并揭示了从稳定层结到不稳定层结,除小于10min尺度的湍流易于满足各态历经性外,地形易造成周期性存在的大尺度湍流相干结构.与平坦下垫面湍流...     

河西走廊东部西北气流型沙尘暴的大气物理特征分析

利用2006—2022年河西走廊东部常规高空地面观测资料、民勤探空站08时和20时间隔50 m高空加密观测资料,分析冬季和春季西北气流型沙尘暴气象要素时间、垂直结构变化及大气层结特征。结果表明:（1）研究区西北气流型沙尘暴出现在地气温度和温差最大、相对湿度最小、地面气压和风速陡增时,特别春季沙尘暴发生时风速大、地表干且近地层热力对流最强。（2）垂直结构特征是早干晚湿、风速随高度递增,风向先顺转后逆转,低层暖高层冷,而春季低层气温较高,垂直温度梯度增幅大,温度露点差大,冷暖空气强度强且交汇高度较低（1 km附近）,层结更不稳定,易发生沙尘暴。（3）位温随不稳定层结高度变化梯度较大时间春季为08时和冬季为20时,即沙尘暴春季出现早于冬季。春季20时和冬季08时不稳定高度厚而低,因而春季下午到夜间、冬季中午沙尘暴较强。（4）500 hPa冷平流中心强度(≥-34℃) 和西北急流(≥26m/s) 越强,对应700 hPa河西风速大于20 m/s及低层暖区范围越大,沙尘暴强度越强,持续时间越长。