近地层能量平衡闭合问题——综述及个例分析

近地层能量闭合问题,即测量到的感热和潜热通量之和一般总小于近地层可利用能量(净辐射与土壤热通量之差),是近20年来困扰地气相互作用实验研究的主要难点之一。对国内外有关研究现状做了综述,与解决此问题日益迫切的要求相适应,问题的实质及解决途径近年来已逐渐明朗。"涡动相关方法"应用在复杂的大气湍流通量观测中的局限,特别是对低频较大尺度湍流通量的低估,仍是关键所在。在理论分析的基础上,结合2008年部分"黑河综合实验"资料对有关计算结果做了具体介绍。以阿柔站6天连续资料为例,仔细计算土壤浅层热储存,在涡动相关资料再处理中加上高低频损失修正等,再参考该站大口径闪烁仪(LAS)观测对感热通量的提高,能量闭合率可达到99%,当然这只是个例。许多复杂情况下,较大尺度的涡旋或湍流有组织结构(TOS)会有更明显影响。近地层能量闭合问题的根本解决必须考虑后者的贡献,提高通量观测的时空代表性。     

孟加拉湾风暴影响低纬高原的环流和云图特征分析

通过对12个造成云南19次全省性暴雨的孟加拉湾风暴(以下简称孟湾风暴)进行合成分析,得到了孟湾风暴影响低纬高原地区的降水及环流特征,要造成低纬高原地区的暴雨天气过程的风暴中心通常位于孟加拉湾中部及其以东以北地区、副高脊线位于15～20°N之间、西脊点从中国南海到中南半岛、低纬高原处于槽前和副高外围的西南气流控制。孟湾风暴前西南低空急流对强降水的形成具有重要的作用,它一方面起着输送水汽和能量的作用,另一方面又有助于维持必要的动力学条件。卫星云图特征分析表明:风暴在孟加拉湾海域形成后,其云系中不断有中尺度对流云团生成移入低纬高原造成暴雨天气。     

亚洲中部干旱区积雪时空变异遥感分析

亚洲中部干旱区的大尺度遥感积雪信息研究,可在跨界河流水资源分配利用方面提供数据支持,对国家重大战略的生态安全保障有重要作用。采用数据融合方法,将MOD10A2和MYD10A2数据进行融合去云处理,结合气象站点积雪数据评估去云后的积雪识别精度;提取积雪覆盖率(SCP)与积雪日数(SCD)信息,分析SCP与SCD年际、年内变化差异;结合数字高程模型,分析不同高程带下SCP的时空变化规律。结果表明:(1)MOD10A2与MYD10A2融合去云处理,可有效去除云的干扰,准确提取亚洲中部干旱区积雪变化信息。(2)年内SCP最大值范围为55.7%~77.4%,最小值范围为1.6%~2.9%,融雪期SCP下降速率具有明显地域差异,总体SCP呈缓慢增加趋势。(3)总体SCD呈略微下降趋势,32.2%的区域呈下降趋势,30.9%的区域呈增加趋势,36.9%的区域保持稳定不变。(4)海拔1 000 m以下,SCP年内随季节变化呈U型,年际变化显著;1 000~4 000 m区域,SCP年内均随季节的变化呈现出V型,年际变化呈现出稳定性波动;6 000 m以上为永久性积雪,季节、时空变化差异性均不明显。     

大尺度地表水热通量的观测、分析与应用

大尺度地表水热通量的观测对实现地面台站观测通量的空间尺度扩展,验证水文模型、数值天气与气候预报模式以及检验遥感监测产品等意义重大.以闪烁仪为例,从测量仪器与观测试验、观测数据的处理与分析、观测数据的应用等方面论述了大尺度地表水热通量的国内外研究进展,并对其发展前景进行了展望.     

2015年3-5月T639、ECMWF及日本模式中期预报性能检验

2016年3月8日起,欧洲中期天气预报中心全球模式（以下简称ECMWF模式）进行了全面升级。利用常规气象资料和相关ECMWF模式预报资料,对ECMWF模式改进后的春雨期（3—5月）降水预报进行检验和分析,同时总结不同天气背景下,ECMWF模式降水预报的误差分布特征及原因。结果表明：2016年ECMWF模式对流性降水的落区预报偏差成为我国南方春雨期降水落区预报误差的主要来源;当环流背景表现为北方无明显冷空气南下,江南和华南地区受南支槽前西南暖湿气流控制时,模式容易在西南地区预报过多的对流性降水,而其下游地区则存在少报或漏报。

     

长江中下游成矿带的幔根构造与深部找矿

长江中下游铁铜金多金属成矿带,正处于华北板块与扬子板块碰撞造山带的断裂构造部位.由于岩石圈大尺度不连续和地壳减薄无山根的成矿背景,促使燕山期热事件成为断裂-盆地-岩浆-成矿带的响应.区内Ⅰ型花岗岩是地幔基性岩浆底侵与壳幔相互作用的结果,包体研究和透明地震反射区资料证明它们具有软流圈上涌与下地壳拆沉作用的印记,也是幔根构造的源地.正因为透岩浆流体作用,形成大量金属矿床,因而这些矿床的成矿时代具有突发性和规律性,同时成矿物质来源具有多源性和不均匀性;成矿流体具有同一性和矿床类型的多样性;成矿期次具有叠加改造性.从S、Pb、Sr、H、O、C、Si、Cu等同位素组成取得的信息,也可作为幔根构造壳幔同熔成矿的佐证.按照幔根构造成矿机理分析,预测本区仍有第二成矿空间(-500~-2 000 m),建议以"类埃达克岩(体)"为中心的地区,可作为新一轮找矿的首选区.运用综合方法(遥感、磁、电、重、地震及深穿透地球化学等),以探明深部与下古生界碳酸盐岩的接触带为主攻目标,建立四维成矿模型,确定找矿靶区,尽快进行钻探验证.     

西北太平洋热带气旋活动影响区域大尺度环流的数值模拟研究

本文利用"模式手术"方法研究了西北太平洋热带气旋（TC）对东亚-西北太平洋区域大尺度环流的影响.结果表明,夏季频繁的西北太平洋TC活动导致东亚夏季风增强,季风槽加深;西太平洋副热带高压东退,位置偏北;东亚副热带高空急流强度增强,北太平洋（东亚大陆）上急流轴偏北（偏南）;热带地区（副热带地区）的对流层中低层出现异常上升气流（下沉气流）,并且从低纬向高纬呈现异常上升气流和异常下沉气流交替分布特征.在中国东南沿海,TC降水导致夏季降水量明显增加;而在长江中下游和华北地区,TC活动引起的异常下沉气流使夏季降水量显著减少.因此,夏季西北太平洋TC活动对东亚-西北太平洋区域气候有显著影响.     

2009年新疆一次入冬转折性天气分析

利用常规观测资料、数值预报产品和NCEP全球再分析网格资料(1。×1。),对2009年11月5—11日新疆一次入冬转折性天气过程进行天气总结和诊断分析。结果表明乌拉尔山脊和深厚的西西伯利亚超长波槽的稳定维持、发展,不断增强的北风带引导极地冷空气向南爆发是本次天气主要的大尺度环流特征。冷空气主要来自于极地和西西伯利亚大陆,水汽来自于西南方向上的中亚地区,冷暖空气在北疆北部快速集中为大降水提供了充足的水汽和辐合上升运动。暴雪天气区动力结构清晰,散度场遵循高层辐散、低层辐合的经典配置;暴雪区整层大气都为垂直速度上升区,有强烈的上升运动;高空急流耦合的次级环流和中低层的低空急流加强了暴雪区的上升运动,强降雪落区位于高空急流入口区的右侧和低空急流的北侧。     

中国东部降水中大尺度环流和局地陆-气相互作用的贡献：河南“21·7”强降水事件特征影响因子探究

2021年7月河南省遭遇突破历史极值的极端强降雨，造成极大人员伤亡和经济损失，同时此次事件暴露出对中国东部汛期降水预测存在一定不足，提示我们需要加强汛期降水和传统影响因子不匹配的机理研究。本文首先利用再分析ERA5月资料识别了与2021年7月有相似环流背景的中国东部夏季降水事件；进一步利用基于相似环流型的动力调整方法，对1979～2021年7月中国东部降水距平开展了大尺度环流动力影响和局地陆面作用分离；最后，量化研究了上述两个作用对此次极端降水事件的贡献。得到如下主要结论：2011年是2021年7月的500 hPa环流相似年，然而相应降水场在华北到长江中下游地区呈现显著差异。利用动力调整方法从降水距平中分离出大气环流的影响，相关分析表明余项反映局地陆—气反馈作用。降水余项是引起2021年7月江淮到长江下游地区的异常强降水的主要原因。归因分析表明，余项主要是由局地热力因子变化引起的，其中，蒸发加强，感热通量显著降低，增加了大气强对流不稳定能量，并通过影响大气相对湿度和边界层高度，使得降水增加。推广到1979～2021年7月降水的演变过程发现，中国东部降水余项的年际变率很强，极端降水异常主...     

全国10km网格汇流模型构建与验证

为解决传统大尺度分布式汇流模型存在的问题,提出了基于网格与子流域融合单元的大尺度分布式汇流模型.在构建全国10km×10km网格的汇流模型时,研究首先采用河道特征值确定了汇流模型的参数,对VIC(Variable Infiltration Capacity)模型输出的产流进行汇流演算,生成了1961～2013年全国10...