2006, 34(5):513-520.
摘要:回顾了近年来显式云物理方案的研究进展。显式云方案主要有体积水方法和详细微物理方法(分档法)。体积水方法有单参数和双参数两种谱描述方法,根据模式预报变量和物理过程的不同,可以分为暖云方案、简单冰相方案和复杂冰相方案。详细的微物理方法由于预报变量繁多、计算量巨大而一般多应用于研究工作。不同的模式,有不同的显式云方案,并不是粒子分类越复杂模拟效果就越好,需要根据研究的重点、计算资源的许可选择使用不同的物理方案。物理过程参数化需要建立在理论和实验研究的基础上,因此应加强这方面的理论和实验研究,使物理参数化具有更坚实的物理基础。
2006, 34(5):520-520.
摘要:美国国家科学院2006年9月11日发表的研究结果表明,大西洋与太平洋飓风生成关键区海洋温度的上升主要是由人类活动导致的温室气体浓度增加造成。该研究使用了22个气候系统模式,结果表明上个世纪热带大西洋与太平洋海面温度(SST)升高与人类活动有关。该研究由Lawrence Livermore国家实验室的Benjamin Santer等6人以及NCAR的Tom Wigley、Gerald Meehl、Warren Washington等完成,由美国国家科学基金会资助。Santer说他们几乎使用了世界上所有的气候模式来研究飓风源区SST变化的原因。
2006, 34(5):521-526.
摘要:分析了应用于西南地区的MM5、GRAEPS、AREM和成都区域业务运行数值模式(η)4个区域模式对2004年6月29~30日成都邻近地区和9月2~6日四川盆地东北部的暴雨降水过程进行了模拟。模拟结果表明,4个区域模式对这两次强降水过程有不同程度的反映。MM5、GRAPES和AREM显示了较好的预报能力,特别是MM5和AREM模式的预报在落区、强度和降水演变上与实况较一致。AREM模式预报的雨区清晰,但降水强度偏弱;MM5模式在预报出强降水的同时,出现较多的虚假降水,对持续时间长的降水过程预报较好,GRAPES预报的雨区较不稳定,但对持续时间短的过程有较好的反映;η模式降水预报偏小太多,对6月30日的过程在盆地的预报无明显反映。因此,有必要加大区域模式本地化工作,发展适合西南地区的数值模式,开展数值集合预报技术研究,整体提高成都区域中心数值预报水平。
2006, 34(5):527-531.
摘要:用2000~2003年GMS红外云图资料,统计分析了影响浙江省降水系统的红外云图特征及其与地面1h降水量的关系。结果表明:降水云团的云顶亮温、1h云顶亮温差、云顶亮温梯度和云团移动速度与地面降水强度的对应关系是非线性的,并且随季节的变化它们的关系又有明显变化;随着云顶亮温的降低,1h降水量降水强度逐渐增大,出现强降水的机率也明显增多;浙江省内易出现2.0mm/h(中雨)、7.0mm/h(大雨)、15.0mm/h(暴雨)强降水的云顶亮温指标分别为-30℃、-36℃、-41℃。
2006, 34(5):532-537.
摘要:根据江苏省1961~2003年逐日气象资料,通过数理统计方法分析得出:江苏各地全年有96%~98%雷暴日出现在3~9月,平均年雷暴日数为27~36天。平均年雷暴日太湖周边地区最多,其次是里下河水网密集区及洪泽湖周边地区,徐州市最少。年雷暴日的年际间波动大,最多年份的雷暴日是最少年份的2.5倍。根据500hPa大气环流特征量能表征天气形势和控制天气条件的这一特性,利用最优化因子技术对环流因子进行普查、对比分析,挑选一批与年雷暴日相关极其显著、稳定性强、因子间相互独立、可靠的大气环流特征量作为预报因子,建立了江苏省年雷暴日预报的大气环流模型,模拟及预报效果佳,可投入实际业务应用。
2006, 34(5):538-541.
摘要:利用NCEP/NCAR再分析资料,结合HAEOE的臭氧和甲烷卫星观测资料,分析100~50hPa的平流层下部温度变率及其与微量气体和平均纬向风的关系。结果表明,全球平流层下部大气温度自1948年至今总体呈下降趋势,而近十几年,全球平流层下部温度下降更加显著。热带和低纬甲烷的增长可能是其降温的一个重要原因。此外,由于平流层下部温度变率的经向不均匀性,同时还会引起该地区平均纬向风的变化。
2006, 34(5):542-546.
摘要:根据近50年来美国NCEP/NCAR再分析资料及松嫩流域39个站1951~2000年的逐日降水资料,用相关分析、合成、对比分析及小波分析等方法分析了东亚夏季风的年际、年代际变化及对松嫩流域旱涝的影响。结果表明,东亚夏季风对位于中高纬度的松嫩流域的旱涝趋势确有影响,但东亚夏季风的年际、年代际变化很大。东亚夏季风与松嫩流域盛夏降水特点相似:都具有3~5年、10~12年的变化周期,在20世纪60年代末、80年代初都有气候突变。松嫩流域的旱涝趋势除与东亚夏季风有关外,还与中高纬度的西风带天气系统及西太平洋副热带高压密切相关。
2006, 34(5):547-552.
摘要:利用山东省80个代表站1961~2003年月平均气温资料和同期NCAR/NCEP再分析资料,运用统计学方法,分析了季风背景下冬、夏季气温异常的年际、年代际变化和周期特征及变温的空间分布,并研究了东亚冬、夏季风对气温变化的影响。结果表明,冬夏季气温变化趋势明显不同,冬季增温趋势显著,夏季无明显增温趋势;2~6年的周期振荡在不同时期通过了0.05信度检验,小波分析2004年夏季气温不会偏高推断得到证实。冬、夏季气候具有明显的季风特征,季风与气温关系密切,即强(弱)冬季风山东易冷(暖)冬;强(弱)夏季风,易暖(冷)夏。冬季风比夏季风对同期气温作用更显著。季风的隔季相关性质对气温的变化有一定影响。
2006, 34(5):553-557.
摘要:对湖北省200次山洪灾害个例逐时雨量及15次逐时水位、流量分析表明:山洪灾害雨量分布可归纳为单峰、双峰、多峰3种类型,其中单峰型所占比例较大;天气系统特征均表现有中尺度系统活动,单峰型主要以局地性降雨过程为主,强降雨历时短,双峰型主要以系统性降水过程为主,强降雨历时较长,多峰型主要以持续性降雨过程为主,强降雨历时长;激发山洪灾害的关键因素主要是6h以内的雨强。
2006, 34(5):557-557.
摘要:能够预报若干种极端天气的WRF(Weather Research and Forecasting)模式已被预报员用于每日天气预报业务,预报精度有很大改善。该模式由NOAA、NCAR及美国内外150多个机构与大学合作研制。该模式是首个用于美国国家公共天气预报和尖端研究的骨干模式。使用该模式很容易将研究成果移植到改进的各种业务模式中,从而改进天气预报。美国国家天气局采用该模式作为1~3天预报的主要模式及其短期集合预报系统的关键模式。美国海军气象局也在其几个全球业务领域使用该模式。
2006, 34(5):558-562.
摘要:根据青海省近40年冰雹灾情统计资料,研究了青海省雹灾发生频数及受灾面积、成灾率的时空分布特征。结果表明:雹灾发生频数自20世纪60年代逐渐上升,80年代出现高峰值,90年代后有逐渐减少的趋势。青海省冰雹灾害发生的时间为5~10月,6~8月最多,属夏季多雹区类型;东北部区占总雹灾频数的86.35%,成为全省雹灾高峰区;但是雹灾高峰区与冰雹发生高值区并不一致。雹灾面积也呈逐年上升的趋势,与全省雹灾发生频数的变化趋势基本一致;各区平均受灾面积与成灾率有月际变化,东北部区平均受灾面积7月达到最大值,成灾率9月达到最大值;青南区受灾面积最大值出现时间与东北部一致,成灾率最大值出现在7月。形成雹灾的冰雹直径出现频数最多在20~30mm之间,受灾面积随冰雹直径的增大而增加,成灾率也随之增大;冰雹直径超过40mm后,对作物的危害是毁灭性的。
2006, 34(5):563-566.
摘要:用当前降水和蒸发因子以及前期降水因子定义了黔东南夏季旱涝指数,用此指数计算了黔东南1971~2000年的夏旱指数,同时对各年的夏季旱涝进行了定级,检验证明,此指标对黔东南夏季旱涝等级的划分比日常业务中使用的降水百分率对黔东南夏季旱涝的等级划分更符合实际情况。讨论了黔东南夏季干旱的时空变化特征,得出结论:①夏季干旱主要出现在7~8月,6月干旱较轻,7月重早出现的概率最大,8月次之;②20世纪70年代干旱主要出现在7月,80年代整个夏季均少雨干旱,以中等以上干旱为主,90年代降水较多,没有重旱出现;③黔东南州的夏季干旱,东南部出现的概率最大,西北部最小;但7月干F旱多出现在东北部地区,8月的干旱西北部和东南部多于西南部和东北部。
2006, 34(5):567-573.
摘要:在对2003年6月24-25日的一次江南北部梅雨锋暴雨过程进行合理模拟的基础上,应用模式输出资料,系统分析了暴雨过程中大尺度稳定凝结加热(Hs)及对流凝结加热(Hc)的时空分布特点以及其潜热在暴雨过程中的反馈作用。研究表明在这次暴雨过程中,主要以Hc为主,平均的Hs、Hc均主要分布在900~250hPa,最大值位于400hPa附近;在暴雨发展过程中,Hs、Hc随暴雨的增大而增大,且加热层次不断加深;去除潜热的“干”敏感性试验表明,潜热释放加热了深厚的大气层,使得高层加压辐散,暴雨北侧高空西北急流加强,低层减压辐合,暴雨南侧的低空西南急流加强,同时使得低层的切变线得以维持加强。
2006, 34(5):573-573.
摘要:美国与法国科学家联合用大型、专门的平流层气球在非洲和大西洋地区施放了约300套新探测仪器。这些仪器由NCAR的研究与技术人员研制,能收集到飓风发展关键区未来一个月的详细资料。2006年8月28日在尼日尔的Zinder气球首次升空,携带这种称为飘移式探空仪(driftsonde)的探测装备。8月下旬在Zinder施放了7套以上飘移式探空仪,此时为热带大西洋飓风生成高峰期。
2006, 34(5):574.
摘要:利用常规气象资料、自动观测站资料和多普勒雷达等资料,综合分析了2005年3月22日发生在福建省中南部地区的一次飑线天气过程。结果表明:福建处于上干冷、下暖湿的不稳定大气层结中,南支槽和冷锋的逼近触发了不稳定能量的释放和风暴的发生。强风暴发生在高空急流出口区左侧辐散和地面冷锋前侧辐合重叠区。多普勒雷达资料很好地揭示了该飑线的发展、演变和移动特征。速度场的分析可以较早获得飑线东移中将发展加强的信息,对短时临近预报有指导意义。
2006, 34(5):578.
摘要:2002年4月15日夜间发生在三峡坝区的强风暴属于典型的地面冷锋侵入西南倒槽天气背景下的强对流过程,其瞬间最大风力达11级,降水强度达50mm/h左右。多普勒雷达发现风暴成熟阶段的回波具有中气旋等特征。强回波历时近4h,根据当地短时大风的记录近地面伴随较强的下泄气流,造成灾害性大风。灾害性大风的能量可能来自对流层中层对流不稳定能量的积聚,能量大小对风害的强度有很好的指示性,对流不稳定能量层消失时刻预示风害爆发时刻。此个例灾害性大风和强降水发生在最强回波、最高回波顶和最大垂直累积液态水含量之后。强烈的天气现象与天气雷达回波指示值之间的时间差可作为预报员今后预报此类天气的重要参考。
2006, 34(5):583.
摘要:利用常规观测资料及新一代多普勒雷达资料对2004年3月30日发生在广东的强冰雹过程进行了详细分析。结果表明:中高层强冷空气入侵配合地面中尺度低压的发展,导致不稳定能量突增;下湿上干的不稳定层结、合适的0℃层与20℃层高度利于大冰雹的形成;强有力的中尺度抬升系统和强垂直风切变直接导致强对流的发生,并使强对流长时间维持。在强风暴的发展过程中,广州新一代多普勒雷达(CINRAD-SA)观测到高悬的强回波、风暴中低层强入流、风暴顶强辐散及冰雹云三体散射所产生的钉状回波(TBSS)等特征。雷达资料分析表明:TBSS的强度随着上升气流的强弱及冰雹的降落发生变化;即使无中气旋,持久稳定的风暴相对入流和风暴顶强辐散也能使强风暴长时间维持;风暴顶辐散减弱,标志着入流减弱,伴随着强回波核下降,风暴进入消亡阶段。
2006, 34(5):587-591.
摘要:利用1996年9月至2004年9月卫星观测臭氧总含量TOMS(第8版)资料,对全球60°S至60°N和北半球0°~60°N大气臭氧总量分布进行了分析,给出了大气臭氧总量的季节纬度变化特征;通过对位于我国40°N附近不同经度上北京、敦煌和丹东3个代表站大气臭氧总量的分布与演变状况的分析,给出了中国40°N附近大气臭氧总量的时空演变特征。研究结果显示:北半球臭氧总量的季节变化和分布随着纬度变化有明显的特征;中国40°N附近的北京、敦煌及丹东大气臭氧总量在不同时间尺度上变化特征比较一致,但也存在一定的差异。
2006, 34(5):592-595.
摘要:应用多普勒天气雷达体扫资料的基本数据产品,经过计算得到丰富的雷达二次产品,并结合1:400万的全国地理信息数据,研制了融入雷达研究成果的天气雷达数据实时处理系统,使多普勒雷达的潜能得到进一步的挖掘。系统不但能自动将体扫资料处理成多普勒雷达的PPI、CAPPI、ETPPI、CR、VIL、RHI和VCS等多种产品,而且应用其产品建立了预警模型,开发了人工影响天气作业的预警、指挥业务化系统,实现了实时指挥人工影响天气作业自动化操作。投入业务运行以来,显著地提高了实施火箭高炮人工增雨、防雹作业的地、市级人工影响天气作业的指挥能力。
2006, 34(5):595-595.
摘要:NCAR的Tom Wigley发表在2006年9月14日Science杂志上的文章指出,采用双管齐下方式——减少温室气体排放和向平流层注入降温剂(硫化物)来稳定气候效果更为明显。Wigley在模式中每4年1次以相当于1991年Pintabuto火上爆发喷放的量向平流层注入硫酸盐粒子或气溶胶,并计算其造成的影响。结果表明,如果从环境和技术上可行,注入硫酸盐粒子可以将排放温室气体导致的增暖延缓20年。该研究分析了把硫酸盐注入平流层可能减缓全球变暖的想法是否现实。该研究得到美国国家科学基金会资助。
2006, 34(5):596-599.
摘要:准确分析建筑热环境性能及其能耗需要代表当地平均气候状况的逐时典型气象年数据。根据我国现有的4次定时气象数据,选取建筑气候标准(GB50178.93)的7个气候区的代表城市,运用美国Sandia典型气象年方法,产生了代表城市的建筑能耗模拟分析用标准气象年数据。着重论述了针对原始气象数据的缺测情况,在生成典型气象年时的数据处理过程和质量控制原则,为建立和完善我国建筑节能用标准气象数据库提供了前期的理论分析基础。
2006, 34(5):600-605.
摘要:为了深入了解国际卫星红外大气探测仪器的新特点,推动其资料应用,以美国NASA Aqua卫星装载的高光谱红外大气探测仪器AIRS(Atmospheric Infrared Sounder)为例,介绍卫星红外探测仪研发背景、仪器特征、研制技术、数据产品处理和应用。研究表明,AIRS开辟了卫星大气探测的新时代,它为其他未升空的高光谱仪器提供了不可或缺的研究资料,对将装载于我国风云卫星的高光谱红外大气垂直探测仪器的研制具有重大的参考价值。
2006, 34(5):606-609.
摘要:文章介绍了2005年2月7~25日在毛里求斯举行的由芬兰、日本、美国、法国、英国、德国、瑞士6个国家的厂商生产的探空系统参加的探空系统国际对比试验,本次对比试验堪称高精度探空系统对比。文中主要介绍分析了这些探空系统技术结构和性能特点。这些探空系统具有体积小、重量轻、信号接收和数据处理自动化、通信频道窄、采用GPS技术测风、传感器体积小、响应速度快的技术特点,体现了全球探空技术发展趋势。
2006, 34(5):610.
摘要:为提高雷达定量测量降水的精度,利用武汉CINRAD/SA雷达反射率数据,研究提出了对流性降水和层状云降水自动分类算法(ACSS)。该算法在二维反射率结构场初步分类降水的基础上,识别亮带并从体扫描数据中提取降水的三维结构特征,然后对初步分类结果进行订正。试验表明,ACSS能较准确地实现对流性降水和层状云降水的自动分类,相对于只根据二维结构分类降水性能上有较大提高,主要表现在能正确识别出亮带特征明显的强层状云和对流核外沿的对流弱回波区。
2006, 34(5):614-614.
摘要:NCAR研究计划REFRACTT(Refractivity Experiment For H2O Research and Collaborative Operational Technology Transfer:水汽折射率试验与协作性业务技术转让)2006年夏天首次使用多普勒天气雷达探测低层大气中的水汽。低层大气中的水汽资料有助于预报人员确定几分到若干小时后将要来临的暴风雨的落点与落时。研究人员测量由折射引起的雷达信号的速度的变化。这种变化能揭示大气水分存在与否。如果该试验取得成功,几年内折射技术可能会加入美国国家天气局的国家多普勒雷达网。
2006, 34(5):615.
摘要:研究探讨了从雷达反射率三维结构(回波的垂直伸展、水平纹理、垂直梯度等)特征识别降水和非降水回波以及对非降水回波自动剔除和降水损失补偿的实时质量控制方法;同时利用武汉CINRAD/SA雷达364次体扫资料研究分析了降水和非降水的水平纹理(T)和垂直梯度(V)的分布特征及其判据指标。统计分析表明,99%的降水和3%的杂波落入8dBz/km之内的区域,在150km范围可以仅用V判据参数;另外,降水和杂波虽然分别倾向于T的低值和高值区,但没有V值表现明显,在150km外采用T参数结合平均强度计算的方法来识别降水与非降水。
2006, 34(5):619-619.
摘要:按照Peter Foukal的综合性研究,美国、瑞士和德国科学家的研究与计算表明在过去1000年中太阳亮度的变化对地球气候只有微小影响。该文发表在2006年9月14日的Nature杂志上。该研究的合作者之一NCAR的Tom Wigley指出,过去100年中由人类活动导致的气候变化远远超过太阳亮度的变化。
2006, 34(5):620.
摘要:结合WSR-88D雷达地物杂波抑制原理和济南CINRAD/SA雷达的探测应用,分析了济南CINRAD/SA雷达超折射回波的时空分布特征及对基数据和导出产品的影响,介绍了如何根据雷达站的具体情况和气象条件的变化,进行CINRAD/SA雷达超折射回波抑制控制参数的设置。恰当的杂波抑制可显著改善基数据和下游产品质量,晴空模式可采用强等级杂波抑制,层状云降水区域受到超折射污染时,多普勒通道和监测通道可采用中等级抑制。对流单体受到超折射污染时,零速度线所在区域多普勒通道可采用中等级抑制,监测通道可采用强等级杂波抑制。
2006, 34(5):624-627.
摘要:世界各国发展气象卫星的根本目的是获取地球大气物理参数,满足卫星用户尤其是自己国家卫星用户的应用需求。气象卫星应用需求数据库,以定量指标的形式明确给出应用对卫星资料各方面的需求,通过卫星资料满足应用需求的能力评估,牵引气象卫星不断向前发展。文章回顾和评述了中国气象卫星及其应用需求研究的发展历程,探讨了建立中国气象卫星应用需求数据库的必要性。采用WMO调查方法,设计并进行了中国气象卫星的应用需求调查,揭示了现阶段中国气象卫星应用需求数据库研究的不足,对进一步的研究方向提出了建议。
2006, 34(5):628-632.
摘要:随着国民经济和社会的迅速发展,突发气象灾害对社会造成的危害越来越大,建设气象灾害监测预警与应急系统工程是全面提升气象防灾减灾应急响应能力的需要。设计满足应急气象环境监测服务需求的移动式自动气象站,采集地面实时气象要素,可以为突发气象灾害以及其它环境灾害提供气象决策服务。该文介绍国外移动综合探测系统的发展概况和国内移动应急气象观测的现状,并提出满足应急气象环境观测服务需要的自动气象站技术性能要求和设计原则。移动式自动气象站在应急气象环境监测中扮演着重要角色,在气象、林业、水利、交通、环保等领域均具有广阔的应用前景。
2006, 34(5):633-637.
摘要:数字摄像能见度仪器系统(DPVS)是完全仿照人工目测能见度的方法测量能见度的,比传统的透射式、散射式能见度仪更具客观性。为了说明DPVS在硬件方面的工作原理,从该仪器系统的控制电路原理、电路详细构成、元器件的选配、电路设计思路以及系统在实际运行中出现的一些问题和解决方法等方面做了详细介绍。同时还对控制电路中应用的单片机的部分软件做了简要介绍。
2006, 34(5):637-637.
摘要:
2006, 34(5):638-641.
摘要:目前大部分气象台站依靠目测来估计能见度值,存在一定的人为误差。利用2004年4月22日至5月29日塔克拉玛干沙漠腹地气象自动站水平能见度观测资料,通过对器测和目测值的数据对比分析得出:①水平器测值约是目测的2倍,变化趋势基本一致;②目、器测值的差异导致沙尘暴发生的等级概率产生偏移;③随着沙尘暴等级减弱,目测值与器测值的平均误差值不断减小,平均绝对误差值和均方误差量级接近甚至达到沙尘暴等级划分标准的量级。
2006, 34(5):642-645.
摘要:分析了现行气象卫星资料处理软件开发体制和模式的弊端,归纳并总结了卫星气象应用系统软件工程化在整体上的原则性要求,提出了风云二号气象卫星02批资料处理应用软件开发方法,对气象卫星资料应用科学研究人员、软件工程化人员和系统集成人员进行了任务界定,分析和总结了风云二号卫星02批资料处理软件再工程过程中的开发模式、准则和有关要求。最后按再分析、再编码、再测试3个阶段简要介绍了对风云二号卫星02批资料处理软件进行再工程改造的实施情况。
2006, 34(5):646-648.
摘要:采用Delphi技术和Sql Server 7.0数据库开发了自动气象观测站数据库中各种气象要素的DLL(动态链接库)接口函数,建立了集雨量、温度、风向、风速、气压、湿度等各种气象要素为一体的动态链接函数库,实现了自动气象观测站数据库中各种气象要素的DLL函数输出以及各种接口函数在Delphi、VB、C^++等开发环境中的调用,并且减少了用户开发过程中的重复劳动,在实际业务开发中发挥了积极作用。