青藏高原区域多源土壤湿度数据的对比分析

土壤水分是陆地水循环的重要组成部分,在陆地-大气界面的水汽和能量交换中起着重要的作用,是联系陆地水循环和能量循环的重要纽带。基于中国气象局风云三号卫星微波亮温数据反演了2012年青藏高原的土壤湿度数据,并与再分析资料、水文模型模拟数据和那曲地区观测资料进行对比分析。结果表明,与观测资料相比,遥感反演的土壤湿度数据在那曲地区的绝对量偏差较大,但是在时间变化方面优于再分析资料和水文模拟资料。在空间分布方面将陆地参数反演模型(land parameter retrieval model,简称LPRM)反演的土壤湿度数据与可变渗透量水文模型(variable infiltration capacity,简称VIC)反演的土壤湿度数据、欧洲中期天气预报中心再分析资料(ECMWF re-analysis interim,简称ERA-Interim)进行了比较,并计算了不同季节LPRM土壤湿度数据与其他2套数据的相关分布,结果发现LPRM土壤湿度数据在夏季与其他2套数据在青藏高原呈现很好的正相关关系,而在春季和秋季因为土壤水分冻结或者冻结的土壤水分融化所以相关性不高。这些表明夏季LPRM土壤湿度数据在青藏高原南部和东部地区数据质量较为可信,而其他地区有待进一步研究。     

湖南省常德市2021年夏季连续2次暴雨过程对比分析

利用常规观测资料、地面加密观测资料以及FNL再分析资料等,对2021年6月26—27日和7月1—2日湘北连续发生的2次暴雨过程进行天气动力学诊断分析和中尺度对比分析,旨在提高对此类强降水天气的预报准确率。     

基于海气耦合浮标分析北欧海夏季海气热通量及其对ERA-Interim/OAFlux的评估

基于2012年我国首次在北欧海进行了23 d连续的现场浮标观测的海表面空气温度、湿度、风速和海表皮温等观测资料,利用COARE 3.5块体算法计算得到海气界面湍流热通量,感热通量为9.34 W/m~2,潜热通量为31.55 W/m~2(海洋向大气为正)。ERA-Interim和OAFlux是国际通用的海洋气象数据集,将浮标观测结果与两类数据集进行了对比分析和验证。结果显示:北欧海暖流区夏季海气温差对于海气界面的感热输送起到主要影响作用,而在中低风速(10 m/s)的情况下对潜热输送起主导作用的是海气间的湿度差。在夏季北欧海暖流区域内ERA-Interim和OAFlux相对于使用COARE计算的浮标感热通量分别偏高和偏低12.58%与26.33%,造成差异的主要因素是两个数据集对海表皮温和海表气温的估算误差;ERA-Interim和OAFlux对潜热通量分别偏高17.54%和7.76%,造成差异的原因是对海表空气湿度的估算误差。     

西伯利亚高压异常与海温异常的关系

利用1948～2004年的NCEP/NCAR再分析月平均资料和NOAA卫星中心月平均海温资料,分析探讨了西伯利亚高压异常与海表温度异常的关系,找出海温异常对西伯利亚高压变化影响较大的海区。结果表明,西伯利亚高压面积指数和强度指数与海温有很好的同期相关性。西伯利亚高压中心强度指数和海温的同期相关场的相关型,与面积指数的相关场结构相似,但正相关区域扩大,负相关区的强度明显减弱。西伯利亚高压面积指数和中心强度指数,与同年春季、秋季、夏季大西洋北部海温距平的相关都很显著,与副热带南印度洋、热带南太平洋的显著负相关区及与西南大西洋的显著负相关区都存在明显的季节差异,面积距平的相关系数要大于强度距平的相关系数。对西伯利亚高压异常变率影响较大的主要是副热带南印度洋、中高纬北太平洋、大西洋北部、热带南太平洋和西南大西洋几个海区的海温异常。     

2021年京津冀地区一次典型回流沙尘天气多元资料分析

利用CALIPSO卫星观测资料和ERA5再分析资料等多元观测资料对2021年3月28～30日京津冀地区发生的一次沙尘回流天气进行分析,结果表明:回流阶段沙尘传输高度较强沙尘阶段有所降低,集中在3km及以下,由深达700hPa偏南风输送而来,该阶段沙尘浓度较低,风速较小。与正面传输强沙尘阶段对比,相对涡度、位势涡度、水平螺旋度的极端性较弱,但回流阶段沙尘落区附近同样为负水平螺旋度中心,近地面位势涡度转为正值,相对涡度具有不对称性。     

自动站数据对气象历史资料序列连续性影响分析

[目的]研究自动站数据对气象历史资料序列连续性的影响。[方法]利用2001年1~12月自动气象站测量的温度资料与对应时刻的人工观测数据,通过对比差和差值标准差的方法对平行观测期间自动站的月平均温度及最高、最低温度与对应的人工观测温度数据进行对比分析,了解自动站与人工数据的差异和变化特征,同时通过1990~2009年数据资料序列进行年平均值的显著性检验及分析,探讨了自动站替换人工观测对温度历史资料序列连续性影响。[结果]平行观测期间的气温资料两者虽有一定差异,但就平均而言,差异都在自动站差值允许范围内,个别月份差异超出自动站差值允许范围;显著性检验表明,自动站观测年平均气温和年平均最低气温与历史资料存在差异,对年气温序列有一定影响,但总体差异不显著;当自动观测与人工观测合并使用时,序列需要做均一检验与订正。[结论]该研究对保证自动站的单轨运行、优化气象地面观测系统、提高气象要素气候序列连续性以及气候统计的可靠性起重要作用。     

DZZ4与ZQZ-CⅡ型自动气象站观测资料差异分析

为了研究同一气候、同一环境背景下不同观测系统观测资料的差异性,利用琼山国家一般气象站2014年10要12月DZZ4与ZQZ-CII型自动气象站气温、风向风速、0~320 cm地温等资料进行对比分析,结果表明:①2种型号自动站观测数据具有较高的一致性,其中DZZ4型观测数据变化表现相对稳定。②日平均气温差为0.2益,平均气温、日极端气温差异不显著。③2 min、10 min平均风速差分别为0.08、0.03 m/s,风速一致率分别为68.50%、93.70%,风向相符率分别为68.2%、85.9%,平均风观测时间越短,风速差变大,风向相符率变低。④0~5 cm地温、地面最高温度平均差均大于0.5益,地面最高温度平均差为2.4益,地面最低温度及其他层次地温差很小。地温随深度增加,变化减小,两站的地温差变小。⑤通过建立的回归方程,有效地实现DZZ4与ZQZ-CII型自动站气象资料的互补,确保资料完整性。     

一次区域性冰雹过程的卫星雷达资料分析

近年来卫星资料的应用程度大幅度增加,利用FY-2号卫星红外云图,结合常规观测资料、多普勒雷达资料对2014年7月14日德州市一次区域性冰雹天气的天气形势、物理量诊断、雷达回波演变、卫星云图以及相关数据的演变特征进行综合分析。结果表明:在亚欧大陆两槽一脊的大环流背景下,东北大槽后部不断有冷空气分裂南下形成低槽,高层西北气流和低层西南暖湿气流形成上冷下暖的对流不稳定层结为强对流以及冰雹的发生提供了有利条件;午后850 h Pa倒槽风切变发展北上触发了这次强对流天气;通过卫星红外云图、雷达资料分析得出云顶亮温、基本雷达反射率、径向速度数据、VIL值的监测分析对大风、冰雹、强降水等强对流天气的预报、预警有重要作用。     

气象自动站对历史资料的连续性影响

随着科学技术不断革新,我国偏远地区较为广泛地使用了气象自动站来采集、观测气象资料。气象自动站的投入使用更新了大气观测的技术方式,但是气象自动站的气象观测与人工气象观测仪器原理不同、观测时间不同、采样方式和算法不同、观测时次不同,使得气象自动站采集的气象数据与人工观测数据存在一定差别。随着时间的推移,气象自动站采集、观测的气象数据与人工采集数据的产生的差异是气象观测工作值得重视的问题。气象自动站所采集的气象数据是否准确,对气象自动站的周期运转、修复气象数据检测程序、提高历史气象数据的连续性以及气象灾害预测的可靠性有重要作用。作者通过对西藏那曲地区气象自动站所观测的温度资料与即时记录的人工数据进行对比,分析气象自动站与人工数据的差异和变化规律,对气象自动站替换人工观测对温度历史资料的连续性影响进行讨论。     

城市化对咸宁地区气温变化的贡献分析

基于卫星遥感数据及统计数据实现城郊分类的方法,利用赤壁、通城的1960~2014年及1979~2014年两个时段气温观测数据(OBS)以及美国国家环境预测中心(NCEP)和大气研究中心(NCAR)1979~2014年NCEP/NCAR再分析资料,采用UMR方法(Urban Minus Rural)和OMR方法(Observation Minus Reanalysis)计算了城市化对咸宁地区温度变化的影响。研究结果表明:1979~2014年与1960~2014年相比,咸宁地区城郊站气温观测数据(OBS)中呈显著增温趋势的是春、夏、秋及年的平均最低气温、平均最高气温、平均气温观测数据,城郊站冬季平均气温、平均最高气温增温趋势变小,UMR方法计算城市化对冬季平均最高气温贡献率从26%上升至55%。本文应用UMR方法与OMR方法计算的春、秋、年平均气温城市化贡献率基本一致,特别是冬季平均气温(OMR方法)、冬季平均最高气温(UMR方法)增暖影响均非常明显,但UMR方法表明城市化进程对夏季气温增暖影响在逐渐减弱,OMR方法下城市化对夏季平均气温增暖为负值。     

即墨国家一般站迁站前后观测资料对比分析

[目的]分析即墨国家一般站迁站前后各气象要素观测资料的差异。[方法]利用即墨站新站与旧站2014年1~12月同期实测的气象资料,采用统计分析方法,对比分析了即墨站迁站前后气压、气温、相对湿度、风速的差异,并对产生这种现象的原因进行分析。[结果]新站址本站气压、相对湿度均低于旧站址,气温与旧站址相比呈正负距平变化趋势;风速高于旧站址。气象要素出现明显差异的主要原因是新旧站址海拔高度、地形地貌、探测环境及测站下垫面性质不同等原因造成的;且海拔高度及探测环境的不同是引起气象要素有差异的主要原因。[结论]该研究为预报业务中气象要素的准确预报和气候分析、气象服务、科研工作中资料的正确使用提供参考依据。     

地面辐合线触发黔西南州大暴雨成因分析

利用高空观测资料、地面自动站观测资料、NCEP 1.0°×1.0°再分析资料、FY-2C资料等,从天气系统、物理量场、卫星云图等方面对2014年8月23日黔西南州的这次强降雨天气过程进行诊断分析。结果表明,中低层切变和冷空气是此次暴雨天气的主要影响系统,地面辐合线触发了暴雨天气的发生发展;中尺度对流云团沿地面辐合线生成与发展,对流云团合并增强是直接造成黔西南州大暴雨的主要原因;850 h Pa水汽通量散度辐合中心沿着地面辐合线自北向南移动影响黔西南州,且降雨落区与水汽通量和水汽通量辐合中心相对应。     

景德镇市盛夏不同区域气温特点及其预报

通过对景德镇市5个样点的盛夏季气温连续观测,并与气象站观测数据进行对比,分别对该市各区域夏季气温的特点进行了分析,结果表明各区域气温不一致,最高气温出现在城市中心,并逐渐向外递减;根据观测值拟合了各区域气温线性回归方程进行温度预报,以提供更加优质的城市气象服务。     

乌兰察布市2次寒潮天气过程对比分析

利用常规观测资料和NCEP再分析资料(0.25°×0.25°)等对2014—2015年冬季乌兰察布市2次寒潮天气天气实况、环流背景等进行对比,结果表明:2014年11月30日过程属于阻高崩溃型,冷空气经西北路下滑,地面冷高压补充南下,等压线密集,造成大风降温;2015年1月26日过程属高压脊发展型,冷平流中心偏东偏北,地面冷高压分裂南下,故降温幅度较前者小,风力也较小。     

土地利用类型变化对兰州市大气边界层特征影响的数值模拟

利用3个不同时期土地利用资料,对2012年6月份兰州强迫大气背景下陆面特征的USGS、MODIS以及卫星反演资料分别进行数值模拟,并与土地利用类型变化对兰州边界层的影响进行了对比分析.结果表明,WRF模式在高分辨率（1 km）下,模拟积分稳定,数据改变前后能较好地模拟兰州市区大气边界层特征;土地利用类型的改变对中尺度的环流形势没有影响;温度场上山谷温度明显高于山区温度,表现为热岛效应,且高度越低强度越大;不断改变土地利用类型,代表城市化进程,影响城市边界层高度且其不断增加,改变地表能量特征且其不断增加,土壤湿度不断减少.     

2005年“达维”台风两次登陆过程的物理量演变特征分析

利用中国气象局整编的《热带气旋年鉴》资料以及NCEP/NCAR再分析资料,对比分析了2005年＂达维＂台风登陆海南岛过程与登陆越南大陆过程大尺度物理量场的垂直结构变化特征。结果表明,＂达维＂经过岛屿过程的结构演变与登陆大陆不同之处在于结构复原现象。登陆海南岛过程及岛上移动初期,水平风场的对称结构以及次级环流被破坏,在岛上移动后期及离岛入海过程,结构复原。＂达维＂台风经过海南岛过程水汽不被切断,反而由于陆地摩擦加大、辐合增强而导致水汽通量辐合增加,暖心及位涡中心下移,中低层对流在登陆岛屿过程短暂减弱后,在岛上移动阶段逐步加强。     

川渝地区夏季干旱气候特征及成因分析

利用1979—2011年英国东英吉利大学气候研究中心（CRU）整理的地面月降水资料和日本气象厅（JMA）加工的全球高空等压面月平均气象场再分析资料,采用标准化降水指数（SPI）,确定了川渝地区典型干旱年,讨论了川渝地区夏季典型干旱的气候特征及其大气环流特征。结果表明：川渝地区夏季典型干旱年具有气温高、降水少的气候特征;东亚中纬度盛行纬向气流,西风锋区偏北,冷空气多偏北东移,川渝地区及其我国北方大部分地区受大陆带状高压控制。500 hPa带状高压与100 hPa南亚高压中心位置基本一致,且500 hPa高压中心与温度场的暖中心相对应,是持续性川渝夏季干旱具有近似正压结构的典型环流特征;同时川渝地区夏季干旱年对流层低层从云贵高原到四川盆地的西南气流明显偏弱,风场距平合成表明,云贵高原到川渝地区为东北距平风,距平风场上华南地区为明显的气旋式环流;川渝地区夏季典型干旱年整层西南气流水汽输送与常年比较明显偏小。     

城市化对咸宁地区气温变化的贡献分析

基于卫星遥感数据及统计数据实现城郊分类的方法,利用赤壁、通城的1960²014年及19792014年及1979²014年两个时段气温观测数据(OBS)以及美国国家环境预测中心(NCEP)和大气研究中心(NCAR)19792014年两个时段气温观测数据(OBS)以及美国国家环境预测中心(NCEP)和大气研究中心(NCAR)1979²014年NCEP/NCAR再分析资料,采用UMR方法(Urban Minus Rural)和OMR方法(Observation Minus Reanalysis)计算了城市化对咸宁地区温度变化的影响。研究结果表明:19792014年NCEP/NCAR再分析资料,采用UMR方法(Urban Minus Rural)和OMR方法(Observation Minus Reanalysis)计算了城市化对咸宁地区温度变化的影响。研究结果表明:1979²014年与19602014年与1960²014年相比,咸宁地区城郊站气温观测数据(OBS)中呈显著增温趋势的是春、夏、秋及年的平均最低气温、平均最高气温、平均气温观测数据,城郊站冬季平均气温、平均最高气温增温趋势变小,UMR方法计算城市化对冬季平均最高气温贡献率从26%上升至55%。本文应用UMR方法与OMR方法计算的春、秋、年平均气温城市化贡献率基本一致,特别是冬季平均气温(OMR方法)、冬季平均最高气温(UMR方法)增暖影响均非常明显,但UMR方法表明城市化进程对夏季气温增暖影响在逐渐减弱,OMR方法下城市化对夏季平均气温增暖为负值。     

一次皖北地区台风远距离特大暴雨预报失败原因分析

利用ECMWF、NCEP/NCAR等多家数值预报产品、ERA-Interim再分析资料以及卫星观测资料,并结合HYSPLIT轨迹模式对2011年发生在皖北的一次特大暴雨进行了分析,深入探讨了此次暴雨预报失败的原因。分析结果表明,此次暴雨为一次台风远距离降水;台风和副热带高压的外围环流为此次降水提供了充足的水汽输入;西风槽冷空气入侵也是产生这次降水的重要原因。各业务模式对此次降水预报失败的主要原因在于未能准确预报出台风和副热带高压环流的水汽和热量输送;同时,对西风槽位置的预报偏差也是预报失败的原因之一。结果指出,当有强台风靠近我国的时候,需要考虑台风环流与其他天气系统相互作用进而引发强降水的可能。     

台风“鲇鱼”的路径强度突变机理分析

采用NCEP(National Center of Environmental Prediction)的FNL(Final Analysis)数据以及卫星资料初步研究了1013号台风"鲇鱼"(MEGI),主要通过温度平流、涡度平流、Q矢量散度、高空急流、台风内部结构等方面,对台风移动路径、强度突变和内部结构作出分析,尝试寻找到具有指示作用的要素。发现温度平流特别是低层的温度平流对于台风的移动有较明显的指示作用,暖平流的高值区引导台风向其运动,且台风的移动还受到中纬度西风槽和西太平洋副热带高压的作用。西风急流对于台风强度的影响也是不可忽视的,正是急流南部反气旋式切变的影响,为"鲇鱼"的第2次发展提供了条件。同时台风的内结构也对于其强度有着明显的影响,其内部涡旋Rossby波的存在对于能量的传递起到了重要的作用。通过此次尝试,希望能够对于台风移动路径、强度突变的预报提供帮助。