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2002年  第26卷  第5期

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风应力对热带斜压海洋的强迫
巢纪平, 陈鲜艳, 何金海
2002, 26(5): 577-594. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.05.01
摘要:
利用一个线性的具有不同密度、温度的热带海洋两层模式,分析了热带西太平洋对纬圈风应力的响应.解析地求得热带西太平洋温跃层厚度、洋流及海温分布.结果表明次表层温度变化明显要比表层海温变化大,同时在大洋西部次表层发展起来的扰动向东传播能引起海温分布形态的异常.理论结果支持观测己表明的热带西太平洋物理量的变异在ElNino/La Nina事件中起着重要作用的事实.
El Ni?o和La Ni?a事件对东亚冬、夏季风循环的影响
陈文
2002, 26(5): 595-610. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.05.02
摘要:
通过合成的El NiNo和La NiNa的分析发现,一般一个El Nino或La Nina事件大致可以分成爆发前的冬季、发展期的夏季、盛期时的冬季和衰亡期的夏季四个阶段.在此基础上利用NCEP再分析环流资料和中国降水资料分析了东亚冬、夏季风对E1 Nino和LaNina的响应,结果发现,E1 Nino和La Nina事件显著地影响了东亚冬、夏季风的循环.E1Nino爆发前的冬季在东亚地区往往有异常强的北风;El Nino发展期的夏季,西太平洋副热带高压偏弱,同时影响我国的西南气流偏弱,从而江淮地区和南方沿海地区多雨,长江中游和华北地区少雨;E1 Nino盛期的冬季东亚地区则出现异常的南风;而E1 Nino衰亡期的夏季,西太平洋副热带高压偏强,同时影响我国的西南气流偏强,从而江淮地区少雨,华北、东北以及洞庭湖、鄱阳湖地区多雨.La Nina对东亚冬、夏季风循环的影响则与El Nino大致相反,但它的影响不如El ino的影响显著.对强、弱东亚冬季风后的夏季中国降水异常的分析则表明,正是由于与El Nino或La Nina事件有关的海温异常对东亚冬、夏季风循环的影响才导致了东亚冬季风与随后的夏季风存在着紧密的联系;当冬季风异常不是由与ElNiNino或La Nina事件有关的海温异常所引起时,两者之间就缺少显著的联系.
华北汛期降水量变化中年代际和年际尺度的分离
陆日宇
2002, 26(5): 611-624. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.05.03
摘要:
华北地区汛期(7月和8月)降水量的变化中,不仅具有年际变化的特征,同时还具有明显的年代际变化特征.我们将这两种时间尺度进行分离,即将降水量的变化进行5年滑动平均,以滑动平均值代表年代际变化,并以每年的汛期降水量与滑动平均值的差代表去除了年代际变化后的年际变化.然后,利用NCAR/NCEP再分析资料对与这两种不同时间尺度相关联的大气环流异常进行了分析,发现两者具有不同的表现,说明影响这两种不同时间尺度的物理原因可能是不同的.与年代际变化相对应的大气环流异常主要表现为出现在我国东部地区的南北风异常以及欧亚大陆上空的位势高度异常.若对这两种时间尺度不进行分离,而直接按讨论年际变化的一般方法简单地分析与年际变化相关联的大气环流异常时,所得到的分析结果中既包含与华北降水年代际变化相关联的大气环流异常,又包含与去除年代际变化后的年际变化相关联的大气环流异常.而除去年代际变化后,与华北汛期降水年际变化相关联的大气环流异常主要表现为在东亚上空位势高度和纬向风的异常,意味着急流在涝年位置偏北.
500 hPa高度场的信号场突变与我国暴雨的发生规律性研究
黄嘉佑, 杨扬, 周国良
2002, 26(5): 625-632. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.05.04
摘要:
作者在500hPa高度信号场与我国暴雨发生的规律研究基础上,进一步寻找高度信号场能显示与暴雨的突变现象有关的异常信号出现的地区和描述指标.发现异常信号出现的地区大致可分为三个区域:我国境外西部、我国内陆地区和我国境外东部,可以反映区域信号场的主要特征,并由此形成信号场指标.研究表明,利用致洪暴雨发生日的前期信号场指标序列,其累积距平和逐日滑动平均值与我国暴雨出现有密切关系.对我国年度暴雨短期预报分析有一定的参考价值,可以作为传统天气动力诊断与预测的补充工具.
华南"94·6"特大暴雨的中尺度对流系统及其环境场研究Ⅱ.物理过程、环境场以及地形对中尺度对流系统的作用
孙建华, 赵思雄
2002, 26(5): 633-646. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.05.05
摘要:
在该文第Ⅰ部分中选取1994年6月12日~13日过程进行了较深入的研究,在确定云雨、垂直运动的模拟基本正确以后,利用模式的输出资料对在此期间的β中尺度对流系统的结构和演变进行了分析研究.第Ⅱ部分继续探讨物理过程、初始环境场以及地形对β中尺度对流系统的发生、发展的影响.结果表明:潜热释放对强对流系统发生、发展都有重要的作用.行星边界层过程对对流的发生阶段影响较为明显,而对发展阶段的影响似乎还不大.地面感热和潜热通量对对流系统的强度有影响.对初始场的试验表明,初始湿度场的改变会很明显地影响模拟结果,温度场的影响次之.地形的改变对大尺度的雨带影响不是很大,主要影响强暴雨的强度和落区,地形尤其是喇叭口地形对"94@6"暴雨的增幅作用十分明显.
1998年7月21日武汉暴雨小尺度动力特征的数值模拟研究
雷恒池, 王宏, 胡朝霞, 肖辉, 黄美元
2002, 26(5): 647-662. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.05.06
摘要:
利用三维完全弹性积云数值模式,模拟了1998年7月21日武汉暴雨期间强降水积云的发生、发展过程.着重分析了积云动力学特征以及近地层散度场、水汽通量等对积云降水的发展、维持的贡献.结果表明,特殊的温、湿层结配置是这次强降水对流云发生的主要原因,而近地层高温、高湿气体源源不断地向云体输送,是强降水积云长时间维持的能量来源.合适的上下层风切变,特别是近地层逆向云体风速的存在,使得云体移动前方下层高温、高湿气体向云内输送,云后部伴随降雨而出现的干冷出流迅速流出,上层高空急流的存在,为积云顶部出流在更大范围扩散提供了条件.散度场、水汽通量场的分布及演变,也进一步证明了上述结论.
卫星亮温资料四维同化方案及其对"7·20"武汉特大暴雨的模拟试验
孟智勇, 徐祥德, 陈联寿
2002, 26(5): 663-676. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.05.07
摘要:
作者首次把与云参数相关的云顶亮温(TBB)资料直接用于中尺度模式MM5V2的牛顿张驰逼近(nudging)四维同化过程,提出了一种通过分析场的nudging四维同化来确定云顶高度的方法,并利用1 h间隔的TBB-nudging方案成功地模拟了"7@20"武汉大暴雨过程.TBB-nudging试验的模拟结果表明对流层低层中尺度低涡和低空西南急流是"7@20"大暴雨的主要影响系统,这预示着把卫星遥感资料(例如TBB等)用于中尺度模式的同化过程有可能提高中尺度暴雨的预报能力.
里查森数对α中尺度涡旋波不稳定的影响
张立凤, 王丽琼, 张铭
2002, 26(5): 677-683. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.05.08
摘要:
作者讨论了里查森数对α中尺度涡旋波不稳定的影响.结果表明:α中尺度涡旋波的失稳与里查森数有很大关系;当里查森数不太大时,才存在α中尺度涡旋波的不稳定;里查森数越小,越容易出现斜交型不稳定,且斜交型不稳定扰动的波长越短.此时在α中尺度波段以斜交型不稳定占优;在弱稳定层结下,更有利于出现α中尺度涡旋波的不稳定,而大的风切变仅有利于该不稳定增长率的增大.
一种区域格点三维变分分析方案--基本框架和初步试验
朱宗申, 胡铭
2002, 26(5): 684-694. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.05.09
摘要:
给出一种区域格点三维变分分析方案的基本框架.对方案中阶数巨大的背景场误差协方差矩阵加以处理,选用位势高度和风场非平衡部分的纬向风速、经向风速作为分析变量,减少矩阵阶数;进行变量变换,避免矩阵求逆;然后,采用与最优插值方案相似的水平和垂直方向可分离的理想相关模型,在水平方向上用递归滤波器代替矩阵运算,从而实现变分分析方案的求解.用单个和理想分布观测资料对方案测试,并进行实例试验,得到很好的计算结果.
测量云液水柱含量的一个设想
陈洪滨
2002, 26(5): 695-701. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.05.10
摘要:
云液态水柱含量是一个重要的气象学和云雾物理参数.对于云液水柱含量测量已发展了多种技术,但由于云在时空上变化很大,目前地基、飞机以及卫星测量的全部资料,都不能满足数值天气预报、人工增雨及气候变化研究等方面的工作需要.作者提出一种测云水的新方法,即从卫星-地面的微波衰减来确定云水(斜)柱量,并研究了此方法中的测量通道选择及测量方式问题,进行了初步的误差分析研究.结果表明,此方法在现有技术条件下可行,云水的测量精度不难达到20%~30%的水平.与卫星被动微波遥感结合起来,可获得精度更高的云水全球分布资料.
Raman激光雷达探测对流层中上部大气温度分布
吴永华, 李陶, 周军, 胡欢陵, 岳古明, 戚福弟, 金传佳
2002, 26(5): 702-708. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.05.11
摘要:
介绍了一台氮分子(N2)Raman激光雷达系统.利用N2分子Raman散射和气溶胶及分子的Mie-Rayleigh散射信号,通过同时订正分子、气溶胶和臭氧的衰减,反演出对流层中上部大气密度和温度的垂直分布,其结果与常规球载无线电探空仪探测资料对比,在8~18 km范围内表现了较好的一致性.其中,二者测量的温度在9~15 km高度内相对差别小于4 K.
双线偏振多普勒天气雷达遥测降水强度和液态含水量的方法和精度研究
刘黎平, 葛润生, 张沛源
2002, 26(5): 709-719. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2002.05.12
摘要:
利用雨滴谱的Г分布和散射计算模式,研究了C波段双线偏振多普勒天气雷达遥测降水强度、液态含水量和识别降水粒子相态的方法,给出了利用反射率因子ZH、差分反射率因子ZDR、差传播相移KDP反演降水强度和液态含水量的三种公式以及这三个物理量的关系公式,并从雨滴谱的变化和雷达测量误差两方面比较了几种方法的测雨精度.结果表明:雨滴谱在很大范围变化时,利用ZDR和KDP可以很好地反演出降水强度和液态含水量,它受滴谱分布的影响不大,它的探测精度优于(ZH,ZDR)方法.单参数KDP方法优于传统的Z-R关系方法.同时给出的ZH与ZDR和KDP关系公式也基本不受雨滴谱变化的影响,它可以用于降水粒子相态的识别.双参数方法的测量误差主要来源于雷达测量ZDR和KDP的误差,特别是KDP的误差,改善KDP的测量误差是发挥双线偏振多普勒雷达探测降水强度或液态含水量潜力的关键.