防护林气象效应研究的现状

文章主要介绍在防护林气象效应研究方面所取得的成就并展望进一步研究的方向。     

1998年南海夏季风爆发前后区域动能收支研究

利用1998年南海季风试验(SCSMEX)资料和区域动能收支方程，对南海南部和北部两个区域该年夏季风爆发前后的区域总动能和区域扰动动能收支进行了诊断分析。结果表明，南海北区夏季风爆发前后动能主要在高层制造，大部分动能被摩擦消耗，南区夏季风爆发前后动能主要在高层被破坏，摩擦项充当动能源。扰动动能主要在高层和部分在低层制造。在此期间，南海地区一直向邻近区域输出动能。     

Comparison Study on Wind Input and Whitecapping Dissipation Expressions in Numerical Simulation of Typhoon Generated Waves

In order to investigate the effect of wind input and whitecapping dissipation on the simulation of typhoon-waves, three experiments are conducted with the latest version of SWAN （Simulating WAves Nearshore） model. The three experiments adopt the Komen, Janssens, and Westhuysen expressions for wind input and whitecapping dissipation, respectively. Besides the above-mentioned source tems, other parameterization schemes in these experiments are the same. It shows that the experiment with the Westhuysen expression result in the least simulation errors while that with the Janssens expression has the most. The results from the experiments with Komen and Westhuysen expressions show that the differenees in significant wave height （SWH） have a good correlation with the differences in dissipation energy caused by whiteeapping. This indicates that the whitecapping dissipation source term plays an important role in the resultant differences of the simulated SWH between the two experiments.     

理查逊数和晴空颠簸的关系

对切变气流中重力内波的稳定性进行了数值计算，结果表明，判别晴空颠是否发生的临界Ｒｉ数随波长，层结稳定度和基本气流变强度的不同而有所变化，预报业务中用Ｒｉ〈０．２５作为预报晴空的指标易出现空报。     

超低空急流的数值研究

用设计的求定常方程数值解的方法,计算了超低急流和边界层逆温在数量上的对应关系。研究表明,超低空急流的形成除要求逆温强度Ｉｓ≥０．１１ｋ／１０ｍ外,还要求逆温层具有相当大的厚度,这些结论和观测资料统计分析较一致。利用上述方法还进一步讨论了地转强迫强度对超低空急流的影响。     

基于改进的累积气旋能量指数评估西北太平洋TC活动与ENSO的关系

采用1977—2008年日本气象厅(JMA)TC最佳路径集资料和美国气候预测中心(CPC)的ENSO资料,设计了一个考虑热带气旋(TC)尺度信息的累积气旋能量指数(SACE),据此分析了西北太平洋TC活动与ENSO之间的关系。结果表明:相比于不考虑尺度效应的ACE,引入TC尺度信息的SACE增加了较大强度、较大尺度TC活动水平的权重,能够更加准确地刻画TC强度及其影响,其与Ni1o指数的相关性进一步增强。SACE能够更好地表征西北太平洋TC活动与ENSO年际变化的关系,其对ENSO位相的依赖性相对于ACE更为敏感,是一个能更好预测ENSO状态的因子。TC强度、生命史、频数以及尺度均对SACE有一定的贡献,但生命史的贡献最大,这一方面说明ENSO主要通过调制TC生命史来影响SACE,另一方面也说明相对于强度、频数和尺度而言,TC生命史更能影响SACE中的ENSO信号。     

基于年际增量法的卷积神经网络模型对中国夏季降水的预测研究

将前冬的500 hPa位势高度、向外长波辐射和海表温度的年际增量作为预测因子,建立基于卷积神经网络(Convolutional Neural Network, CNN)的非线性预测模型,对中国160个测站夏季降水展开预测研究,并与基于线性奇异值分解(Singular Value Decomposition, SVD)的预测模型进行效果对比。结果表明：CNN在1981—2020年的交叉检验中所回报的降水平均PS评分和距平相关系数(ACC)分别为74.33和0.12,比SVD高2.15和0.06,说明CNN比SVD在整体上对夏季降水具有更好的预测能力。其中,CNN对SVD预测较好年份的预测效果提升较为明显,对SVD预测较差的年份则改进不大。CNN对中国降水预测存在一定的系统性偏差,订正后CNN对拉尼娜年的降水预测改进较大。结果表明,基于年际增量法的CNN预测模型展示出较好的潜在应用价值。     

雷州半岛海风环流的数值研究

利用1984年N1月—1985年2月和1985年5—8月的欧洲中期预报中心格点资料,计算了北半球低频(40—50)天扰动动能和正压动能的分布以及时间平均气流与低频扰动的相互作用.发现高空低频扰动动能的高值区与西风急流的纬向非对称性和经向切变关系密切。在西风急流的出口区,特别是东亚西风急流的出口区,时间平均气流向低频扰动输送动能,这些地区的低频正压性也最强.亚洲季风区低频正压动能较小。提出可以用低频正压动能与低频动能的比值作为低频扰动的“结构参数”,“结构参数”为0.5的等值线可作为区分热带地区低频振荡与中高纬地区低频振荡的特征线.     

冬季黑潮延伸体异常增暖对东亚夏季风影响的数值试验

利用NCAR CAM3全球大气环流模式数值试验，研究了冬季黑潮延伸体的海温异常增暖对东亚夏季风的影响。结果表明，冬季黑潮延伸体海温异常增暖将导致东亚夏季风增强北推。表征夏季风强度的EASMI（the East Asian Summer Monsoon Index）和LSTDI（the Land-Sea Thernal Difference Index）在夏季风爆发后都呈现了明显的增强趋势，且LSTDI对海温异常增暖的响应更为敏感。华北、南海和菲律宾以东的低空西南季风显著增强，副热带西风急流轴以北（南）西风加强（减弱）。日本群岛及周边海域和中国东部长江以南至秦岭一线的降水明显减少；华北、南海、东海、黄海和菲律宾以东的西太平洋上的降水增多。华北是东亚夏季风对黑潮延伸体的海温异常响应最敏感的区域。东亚地区近地面温度表现为一致的增温特征，而30～50 °N之间对流层的整体升温导致了海陆热力差异的加大，这是促使东亚夏季风增强的重要原因。中国及周边地区环流和降水异常分布和西北太平洋副热带高压增强北抬有关。     

A Study of the Relationship between Low-level Jet and inversion Layer over an Agroforest Ecosystem in East China Plain

1.IntroductionWindprofilewiththerelevantlow--leveljet(LLJ)isoneofthemostimportantfactorsthatcharacterizethestructureoftheatmosphericboundarylayer.TheLLJswerereportedinEurope(SladkovicandKanter,1977;Krausetal.,1985),Africa(Anderson,1976;Hart,etal.,1978),NorthAmerica(Stull,1988;Arrittetal.,1997),Australia(MalcherandKraus,1983;Garratt,1985)andEastAsia(Wangetal.,1996;ChenandHsu,1997).DifferentinvestigatorsuseddifferentcriteriaforidentifyingtheLLJs.SomerequiredwindspeedgreaterthanaParti…