一次过度预报的温带气旋的观测资料影响性研究

针对2015年2月12—16日发生在东亚的一次预报过度的温带气旋开展了资料同化及资料影响性观测等研究。此次温带气旋的发展与各个主要数值模式的预报相差甚大,并未出现预期中的爆发性增长。针对此次过程,采用WRF模式及其变分同化系统开展了模拟与同化试验,主要同化了NCEP全球地面和高空观测资料,修正了此次温带气旋过度预报的问题。经过同化后,减弱了系统的气旋性环流,同时南北温差的减弱也导致了环境场的斜压性的减弱,使得气旋爆发性增长延后,强度减弱,更符合实际观测。与此同时,还利用WRF伴随模式WRFPLUS和观测资料影响性模式WRFDA-FSO开展了观测资料影响性的研究,并发现三类资料SOUND、SYNOP、GEOAMV在减小预报误差中的作用最大。进一步的敏感性试验表明仅同化这3种资料可以取得更为理想的预报。     

近33a山西不同强度和范围雾日的变化特征及其成因

利用1980~2012年山西108站雾观测资料,研究山西不同范围和不同强度雾日的时空分布及变化趋势,在此基础上基于统计分析方法,分析了风力、降水、平均相对湿度等条件的变化对雾日增减趋势的影响。结果表明:(1)山西不同强度雾日都具有西北向东南递增的空间分布特征,长治、晋城、晋中东山以及忻州东部是山西不同强度雾日的多发区;(2)小范围和区域性的雾一年四季均可出现,大范围的雾则主要出现在秋季和初冬季节。大雾一年四季均可出现,浓雾以上天气有显著的季节性变化,强浓雾和特强浓雾主要出现在9~12月,其中以11月为最多;(3)近33 a间,小范围、区域性以及大范围的雾日分别以1.16 d/10 a、0.76 d/10 a和0.61 d/10 a的速率增多。大雾、浓雾和特强浓雾分别以0.36 d/10 a、0.13 d/10 a和0.23 d/10 a的速率增多,强浓雾则以-0.07 d/10 a的速率减少;(4)风速3 m·s-1时,风日数与雾日数为正相关,风速≥5 m·s-1时,风日数与雾日的增减转为反相关,其中对雾日增减趋势影响最明显的是风速≥12 m·s-1的日数;(5)雾日的空间分布与相对湿度的空间分布呈正相关,与大风日的空间分布呈反相关;(6)区域性和大范围的年降水日和日平均相对湿度≥80%日数的增减对年雾日的增减变化影响最显著。     

预报异常极端高影响天气的 “集合异常预报法”：以北京2012年7月21日特大暴雨为例

对罕见极端高影响天气,既使一个模式有能力预报它,其数值预报也至少有以下难点:一是有多大把握确定所预报的天气是极端事件？二是其具体的定时、定量、定点预报可靠吗？本文介绍了集合预报和气候资料相结合的 “集合异常预报法”,并通过北京2012年7月21日（7.21）特大暴雨事件揭示出“集合异常预报法”和集合预报可以提供比单一模式预报更可靠和更准确的信息,从而可有效地缓解上述两大难点。作者建议中央气象台和其他有条件的台站可采用这种办法提高重大灾害性天气的预报能力。文中具体讨论了如下三方面:（1）标准化异常度（SA）的定义以及它同集合预报相结合提高对罕见极端高影响天气预报的可靠性,并由此可导出一个“社会影响矩阵”来定量地表达一个预报对社会的潜在影响;（2）利用集合预报,特别是多模式集合预报可以克服单一模式前后预报的跳跃性或不连续性问题,由此可延长实际可预报时效,如北京7.21事件超过100 mm大暴雨的实际可预报时效提前了2天;（3）SA还有助于认识异常天气发生的原因:从SA的分布看,造成北京7.21 大暴雨事件的短期天气尺度背景因素是从西北方向移来的冷锋和台风倒槽的相遇;从SA的演变看,该事件的中期大背景因素是在北京东北方向有阻塞高压发展并导致北京以西地区的低槽加强和发展（地面强冷空气堆积）,在高纬度形成了一个高、低压系统相间的波列,发展并维持,同时诱导热带系统北进。     

气候变化对东北区粮食产量的影响及其适应性对策

采用作物生长发育和产量形成对气温、降水等资源环境条件的反应函数，建立了在气候变化条件下粮食产量变率理论推算模式，分析了在主要农作物生长季气温升、降１—２℃与降水增、减１０％—２０％的各种组合条件下，东北各地粮、豆作物产量的变化，提出了适应气候变化的农业对策。结果表明，气候变化对产量影响较大，地域差异明显。气温升、降１℃，粮、豆单产将升、降２％－４０％，东北部变幅大于西南部；降水量增、减１０％，西、西南部粮食产量将增加或减少１０％左右，东南部则相反。各地应根据其影响情况采取不同的农业生产对策，如调整作物品种布局和种植结构，加强灾害防御，以确保粮食生产长期持续稳定地发展。     

气象代码过渡及其对气象业务的影响

针对气象观测资料的代码过渡计划，简要介绍了气象代码的表示方法、WMO代码过渡实施方案及我国气象代码过渡的实施设想；着重分析了气象代码过渡阶段将对我国现有气象业务系统（包括观测系统、通讯传输系统和数据应用系统）所产生的影响，并提出了如何避免或减轻这种影响的一些思路和应对措施。     

气候变化对我国江南双季稻生产可能影响的数值模拟研究

在利用田间试验资料对双季稻生长动力（态）模拟模型进行验证的基础上,将基于GCMs的输出和历史气候资料相结合的气候变化情景与双季稻模式相连接,就气候变暖对我国江南双季稻主产区水稻生产的可能影响进行网格化定量模拟和客观评估,并就调整对策（改变播种日期和种植品种）在减缓气候变暖对双季稻生产影响中的作用作了初步的探讨。结果表明,在未来可能的气候变化情景下,若维持目前的品种和生产技术措施,双季稻产量将有不同程度的下降。产量变化的地域分布既有一定的规律性,又体现出气候变化影响的复杂性。适应对策分析表明,改种长生育期的     

吉林省春秋季林火气象指数的建立及其变化特征

以吉林省为例,利用该省1952—2010年森林火灾(简称林火,下同)次数资料和全省气象站资料,分析该省林火次数时间变化特征及其与气象条件的关系,利用水分平衡法和统计回归方法建立林火次数气候影响评价模型并对其进行比较;在此基础上,利用水分平衡模型建立林火指数时间变化序列。结果表明,林火次数与降水、相对湿度、气温、风速等气象因子关系密切,水分平衡模型的气候影响评价效果优于统计回归模型;近62 a来吉林省林火指数和次数均呈增加趋势,表明气候变化有利于林火发生;2000年之后进入春、秋季林火多发期。     

山东冬半年降水相态的温度特征统计分析

采用济南和青岛1999-2011年的降水、高空和地面观测资料,研究了山东冬半年降水相态与影响系统的关系及温度垂直变化特征,获得不同降水相态的温度预报指标.结果表明:(1)降水相态变化与影响系统有关,江淮气旋和回流形势产生的大雪以上强降雪存在雨雪转换,低槽冷锋、黄河气旋和切变线(低涡)多产生中雪以下直接降雪.(2)无相态变化的降雪过程一般发生在温度较低、垂直变化单一的条件下,850 hPa以下各层均有明显温度阈值.(3)有相态转换的降雪过程中,850和925 hPa的温度对于雨、雪、雨夹雪的识别没有明显指示性,1000 hPa以下的温度最为关键,将925 hPa以下各层与地面的温度结合起来判别相态,较使用单一特性层温度更为可靠;冰粒区别于其他降水类型,在温度场上的显著特征为700 hPa的温度较高.(4)0℃层高度可用于雨雪转换指标:降雨时0℃层高于925 hPa或在925 hPa上下,当0℃层的高度降至1000 hPa上下时转为降雪.(5)雨夹雪和冰粒发生在有雨雪相态转换的降水过程中,为过渡形态,不会单独出现.     

Modeling study of seasonal variation of the pelagic-benthic ecosystem characteristics of the Bohai Sea

Based on experiment data of the Sino-German comprehensive investigations in the Bohai Sea in 1998 and 1999, a simple coupled pelagic-benthic ecosystem multi-box model is used to simulate the ecosystem seasonal variation. The pelagic sub-model consists of seven state variables： phytoplankton, zooplankton, TIN, TIP, DOC, POC and dissolved oxygen （DO）. The benthic sub-model includes macro-benthos, meiobenthos, bacteria, detritus, TIN and TIP in the sediment. Besides the effects of solar radiation, water temperature and the nutrient from sea bottom exudation, land-based inputs are considered. The impact of the advection terms between the boxes is also considered. Meanwhile, the effects of the micro- bial-loop are introduced with a simple parameterization. The seasonal variations and the horizontal distributions of the ecosystem state variables of the Bohai Sea are simulated. Compared with the observations, the results of the multi-box model are reasonable. The modeled results show that about 13% of the photosynthesis primary production goes to the main food loop, 20% transfers to the benthic domain, 44% is consumed by the respiration of phytoplankton, and the rest goes to DOC. Model results also show the importance of the microbial food loop in the ecosystem of the Bohai Sea, and its contribution to the annual zooplankton production can be 60%-64%.     

城市化对珠江三角洲强雷暴天气的可能影响

通过对2004年8月11日午后发生在珠江三角洲地区的一次强雷暴天气的高分辨数值模拟,研究了城市化发展可能对雷暴活动的影响问题,主要考察了与城市土地利用类型改变相关的“城市热岛”的形成和演变特征,城区粗糙度增大可能引起的低层辐合的增强过程,及其与雷暴发展强度变化的关系。结果表明:模拟的雷暴发展和演变过程与这一地区城市化的发展有密切的联系。引进了更加真实的关于珠江三角洲地区的土地利用类型资料之后,耦合了陆面模式Noah LSM的MM5模式可以更加成功地模拟出强雷暴天气的发展和演变过程。雷暴系统移经主要城市区后在珠江口西岸的增强过程与这一地区“城市热岛”的效应有关。中午时热岛开始形成于广州城区的上空,之后向南移动,范围扩大。另外,城区粗糙度增大引起的低层辐合增强可能在雷暴发展和演变过程中也起到了作用。模拟的与城市影响有关的低层辐合主要位于500 m以下的近地面层,开始时形成于城市的上风方向,并在下风方向增强, 由此引起的强烈上升运动有利于新的对流的启动和发展,促使雷暴强度增强。