一次冰雹天气过程的多源资料观测分析

利用地基微波辐射计、风廓线雷达和雨滴谱仪等观测资料,对2015年4月28日发生在南京的一次冰雹天气进行了分析,探讨新型探测资料在冰雹监测预警中的应用。结果表明:(1)华北冷涡后部冷空气南下,与低层暖湿气流交汇,是产生这次冰雹的天气背景;高空冷平流叠加在低层暖湿气流之上,使得对流层中低层形成不稳定层结;地面辐合中心及辐合线是降雹的触发机制。(2)微波辐射计监测显示,降雹期间冰雹云中上升气流将底层空气的感热和潜热向上输送,导致2 km以上大气有明显升温,由于低层水汽聚集及冰雹在近地层融化造成降雹时近地层相对湿度、水汽密度增大。冰雹发生在云液态水含量快速增长的波峰上,对冰雹的发生具有较好指示意义。(3)对比南京3站风廓线雷达资料表明各站上空环境风场存在一定差异,六合地区降雹前6 km高度高空急流有利于六合上空形成有利的辐散形势,降雹时0~6 km存在较深厚的垂直风切变,配合地面中尺度低压,降雹最为强烈;南京站降雹时,对流层中下层有一槽过境,而高淳地区冰雹由近地面垂直风切变激发。(4)六合站、高淳站雨滴谱仪分析表明不同降水相态对应的滴谱特征有差异,两站雨滴谱型分别呈指数型、多峰型分布。高淳站雨滴谱仪监测到直径达到15 mm的冰雹粒子,六合站冰雹直径最大为5 mm。两站速度谱大致为单峰型,在较强降水时刻,粒子下落峰值速度在3~4 m·~(-1)。(5)影响六合的超级单体存在钩状回波、回波悬垂、三体散射等雷达回波中尺度特征,地面中尺度低压系统、中低层的中气旋及高层的辐散环流配置造成了雹云中维持较强的旋转上升气流,有利于出现大冰雹。     

中国大陆GNSS连续站观测噪声的时空分布

为了全面分析我国大陆及其周边GNSS连续站噪声的空间分布规律,该文基于陆态网络260个GNSS连续站和周边区域10个IGS站的观测数据,利用GAMIT/GLOBK软件进行解算,得到各站的坐标值及其N、E、U 3分量误差值,制定筛选标准,依据该标准剔除质量差的测站,剔除异常值;利用Matlab软件,按照东向(E分量)、北向(N分量)、垂向(U分量)3个方向进行拟合,并提取各测站单日解的最大误差值出现的年积日,绘制其在我国大陆的空间分布图,得到中国大陆GNSS连续站最大单日误差值的时空分布特性图。发现大部分GNSS连续站单日最大误差值集中在夏季(7月居多)并分析了原因。     

环渤海区域再分析资料地面风速场的适用性对比分析

利用环渤海区域的气象站资料和NCEP/NCAR、NCEP/DOE、CFSR、ERA Interim、JRA-55共5种再分析资料,讨论了再分析资料近地面10 m平均风速场在环渤海区域的适用性问题。结果表明：JRA资料与观测站的相关系数最大,ERA资料与23站均方根误差的平均最小;再分析资料与气象站观测资料的相关系数在山东半岛和辽东半岛高于其他地区、冬半年大于夏半年。环渤海区域地面10 m平均风速场JRA和ERA两套资料的适用性较好。由于ERA-Interim的水平分辨率更高,所以在强风过程分析中确定使用ERA Interim再分析资料。     

济南市不同地形背景下最高气温的差异性分析

利用济南市1个国家级气象观测站和5个区域气象观测站2010—2014年逐小时气温观测资料,从分位数、相关性、一致性、正态性和周期性等方面,分析了城区、城郊以及不同海拔山区等不同地形背景下最高气温相关统计值的区域及季节差异性。结果表明：6个站点最高气温分位数统计值（高值、低值、中位数和四分位数）存在一定的站点间差异,其中不同海拔站点间差异较为显著,而相同海拔城区、城郊以及山区各测站之间的差异则相对较小,且这种站点间的区域差异在夏季表现得最为明显;城区间各站最高气温的相关性较强,而山区测站与其他各站间的相关性则相对较弱,这种相关性在春、秋季明显高于冬、夏季;站点间最高气温的频率分布以及周期振荡特征基本一致,各站最高气温在6—7月均存在一个显著的准单周振荡周期。     

ASCAT近岸风在山东沿海的适用性分析

利用2013年1月—2014年12月山东近海的8个浮标站、海岛站和自动站资料与ASCAT近岸风速和风向进行对比,以分析ASCAT反演风场在山东沿海的适用性。研究发现：总体上看,ASCAT近岸风速与代表站实况风速正相关,ASCAT近岸风速在山东沿海误差较小,风向有明显的偏离。ASCAT近岸风在渤海、渤海海峡和黄海北部的适用性优于黄海中部。风力不同时,ASCAT近岸风速与实况偏差有明显差别,表现为当实况出现6级及以上的大风,ASCAT近岸风速小于实况;当实况出现6级以下的风,ASCAT近岸风速大于实况。就ASCAT风速偏差而言,6级以下的风速偏差小于6级及以上风。ASCAT近岸风向与实况偏差也有明显差别,当实况出现6级及以上的大风,ASCAT近岸风向与实况的偏离变小;当实况出现6级以下的风,ASCAT近岸风向与实况的偏离变大。因此,ASCAT近岸风速在山东沿海有较好的适用性,6级以下风更优;ASCAT近岸风向也有一定的适用性,6级及以上风向可用性比6级以下强。     

西北太平洋TC移动速度异常及预报误差特征的分析

利用国家气象局和上海台风研究所(CMA-STI)整编的西北太平洋1970—2009年热带气旋(TC,Tropical Cyclone)及TC最佳路径数据集和2005—2010年的TC路径预报误差资料,应用百分位法,确定TC移动速度异常指标,分析了40 a来西北太平洋TC移动速度及其变化异常发生的时空分布特征,研究了TC速度预报误差对路径预报误差的影响及其与大尺度引导气流之间的关系。结果显示:1)西北太平洋TC移速及移速变化累积概率达95%(5%)分位数的阈值分别为10.8 m·s~(-1)(1.43 m·s~(-1))和2.42m·s~(-1)(-1.72 m·s~(-1))。2)快速移动及加速的TC大都出现在日本海地区,而缓慢的和减速移动TC主要出现在南海区域。3)TC移动速度异常的季节变化表现为,快速移动的TC在5月出现的频率达到最高,缓慢移动的TC在10月频率达到最高,加速移动的TC在6月频率达到最高。4)近6 a的TC移速预报误差对TC路径预报误差的贡献平均约为41.6%。5)对TC路径预报误差偏大,且移速预报误差贡献大的个例分析显示,该个例大尺度环境引导气流偏弱使TC移动速度偏慢。而如果预报的大尺度环境引导气流偏强,使预报的TC移速偏快,那么就容易导致大的路径预报误差。     

我国交通设施沿线固沙措施与技术研究综述

流沙是我国沙漠化主要成因之一。本文简要回顾了我国北方沙漠及受沙漠化影响的干旱半干旱地区为保护交通线路而采取的固沙措施和技术,包括工程措施、化学措施和生物措施,主要介绍了这些措施和技术的类型及特点,以及近60年间(1950–2010年)其在不同地区不同交通线路中的应用,包括包兰线、塔里木沙漠公路和青藏铁路沿线的防风固沙。工程措施,如建挡风墙和铺设沙障,在沙漠交通线的防风固沙中非常有效。化学措施因成本高和对环境可能造成的污染风险而应用并不普遍。生物措施比工程和化学措施成本更高,但因其效果好且防护持续时间长而得到推崇。在一些地方,几种措施组合的固沙效果更好。工程措施对沙面的固定以及有条件的地方用地下水或河水灌溉有助于旱生植物的早期定植。本文最后指出了固沙措施和技术的局限性以及未来研究方向。本文对解决蒙古高原受沙漠和沙漠化影响的干旱和半干旱地区与"一带一路"倡议相关的基础设施建设的生态环境问题具有重要意义。     

山区合适耕地经营规模确定的实证研究——以重庆市为例

在地形起伏、地块破碎、分布半径较远等约束下,山区多大的经营规模是合适的?这是目前必须弄清的科学问题之一。使用480份有效调查问卷,以投入农业的劳动力为测算单位,以劳均纯收入为评价指标,分作物类型和地块分布半径,构建计量经济模型,测算不同条件下合适的耕地经营,结果表明：① 在现有社会经济条件下,样本村农业土地适度规模经营面积为24~32亩,适度规模下的劳均纯收入远高于当前农村人均纯收入,且与城镇居民的差距明显缩小。② 作物类型对适度规模影响不大,但对农民纯收入产生较大作用。经济作物和粮食作物的适度规模分别为24.33亩、24.63亩,差异不显著,但种植经济作物和粮食作物在适度规模下的劳均纯收入相差3638元,巨大的差距将促使经济作物种植面积不断扩大。③ 距离对适度规模影响较大,但对劳均纯收入影响不大。0.5 km内、0.5~1 km的适度规模分别为28.62亩、31.83亩,单位劳动力的适度规模相差3亩,这表明距离是目前从事农业生产时劳动力投入时须考虑的重要因素。但是,对应的劳均纯收入相差较小,又说明伴随耕作距离的增加,更多的投入主要依靠机械来完成,从而带动适度规模的扩大。1 km外的建模未通过检验,也进一步说明未实现规模经营、没有进行机械化耕作、离家远的土地收支严重不平衡,撂荒严重,规模化经营、机械化耕作是解决距离问题的有效途径。本文得出的土地适度规模是可行的,也验证了推进土地适度规模经营的可行性和必要性。     

中国北方风蚀区风速变化时空特征分析

利用北方风蚀区155个气象站点1971-2015年平均风速数据,采用气候趋势分析、空间插值和小波分析等方法分析北方风蚀区平均风速的时空变化趋势。结果表明：近45 a来,北方风蚀区年平均风速为2.70 m·s^-1,呈明显减小趋势,其递减速率为0.017 m·s^-1·a^-1（α=0.001）,1980s风速减小最快,1990s减小最缓慢,2010s风速出现增大趋势;我国北方风蚀区四季的平均风速均呈现下降趋势,下降速度春季>夏季>秋季>冬季（α=0.001）,不同年代不同季节风速变化存在较大差异,2010s除春季外其他季节风速均呈现增大趋势;空间分布上显示,风速变化幅度空间分布差异明显,北方风蚀区内的新疆西北部和东南部、青海、内蒙古中部和东北部、黑龙江以及吉林为风速降低较快的区域,甘肃东南部、宁夏、陕西和山西北部以及新疆的东北部和西部等地区是风速降低不明显的区域。春季和夏季风速降低较快的区域面积扩大,冬季和秋季风速降低较缓的区域扩大;平均风速存在多时间尺度的周期性结构特征,28 a时间尺度左右为风速变化的主周期,平均变化周期为18 a。     

1957-2014年库布齐沙漠地面风场特征

风对沙漠化过程具有重要影响,起沙风是塑造沙漠地貌格局的主要动力。根据1957-2014年库布齐沙漠周边4个基准气象站的地面风资料,从风速、风向和输沙势等方面分析库布齐沙漠的地面风场特征。结果显示：（1）库布齐沙漠的起沙风频率与平均风速有很高的相关性;（2）年平均风速为2.7 m·s^-1,全年盛行风向为WNW-NW,为中等变率锐双峰风况,合成输沙风向约为310°。4月风速最大,为中等变率环境;8月风速较小,为高变率环境;1月风速最小,为低变率环境。3-6月风速最大,风向集中度一般;11月至翌年2月风速较大,风向集中度高;7-10月风速最小,风向集中度差;（3）20世纪80年代中后期和2007年前后风速、起沙风频率和输沙势发生了较大变化,尤其是2007年前后由减小向增大发展;（4）大气环流和地表粗糙度的改变是库布齐沙漠地面风场变化的重要原因。