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2010年  第34卷  第1期

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全球植被分布对气候影响的数值试验
曾红玲, 季劲钧, 吴国雄
2010, 34(1): 1-11. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2010.01.01
摘要:
利用一个新的陆-气双向耦合模式R42_AVIM, 通过有无植被覆盖的对比试验分析, 探讨了全球植被分布对气候和大气环流产生的潜在影响。得出: 陆面植被覆盖使得地表特征参数发生行星尺度的明显改变, 在叶面积指数大的热带和中高纬度森林带尤其显著。在现实植被分布下, 陆地表面反照率减小, 地表净辐射收支和地表潜热通量增加, 而地表感热通量减小。植被叶面积指数比较大的区域地表温度降低, 并且这种温度的改变一直延伸到对流层中上层, 在热带表现为斜压结构, 而在中高纬表现为相当正压结构。植被的存在使热带和中高纬度森林带的蒸发和相应的高层凝结潜热加热增强, 从而增强了经圈环流的上升支, 使得冬季在热带和南半球中纬度降水增多, 夏季在热带和北半球中高纬地区降水明显增多; 而经圈环流下沉支的增强致使副热带降水减少且更干旱。同时, 植被的存在使大陆潜热释放增强, 气温下降, 减小了海陆温度对比, 亚洲夏季风也有所减弱。
华北汛期日降水特性的变化分析
刘海文, 丁一汇
2010, 34(1): 12-22. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2010.01.02
摘要:
基于中国740站逐日降水资料, 使用线性倾向估计、 Mann-Kendall突变检验等方法, 分析了华北汛期降水量、 5类汛期降水频率及其贡献率的趋势特征和年代际变化, 揭示出一些比较有意义的新事实, 结果如下: 华北汛期降水量、 5类降水频率及其贡献率都有一定的下降趋势, 华北汛期降水量下降趋势最明显。5类降水频率的下降趋势, 表现出明显的渐变特点, 其中, 小雨频率下降趋势最大, 暴雨频率和大暴雨频率的下降趋势并不显著。5类降水贡献率下降趋势中, 华北暴雨贡献率下降趋势最大。50年来, 华北汛期大雨贡献率最大, 接近于总降水的1/3。华北汛期降水量的多寡主要受其汛期大雨的频率和暴雨的贡献率影响。华北汛期降水量和暴雨贡献率都在1978年前后发生了年代际突变, 华北暴雨贡献率的年代际突变是造成华北汛期降水量发生年代际突变的内在因素。
利用极化雷达分析层状云中水凝物粒子性状分布
何宇翔, 肖辉, 吕达仁
2010, 34(1): 23-34. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2010.01.03
摘要:
使用中国科学院大气物理研究所的X波段双线极化雷达系统探测资料, 讨论了双极化雷达各种观测参量所反映的水凝物粒子的物理本质。提出了对存在融化层的层状云使用雷达探测变量确定零度层高度以及结合地面温度反演温度廓线的方法。在存在融化层的层状云中, 对雷达探测资料在层状云降水期间的RHI资料进行分层统计, 结合国际上已有的研究结果, 获得了几种主要水凝物粒子的极化雷达参数 (即反射率、 差分反射率、 单位差分传播相移、 相关系数) 范围; 在此基础上使用模糊逻辑方法, 对水凝物粒子进行分类, 分类结果反映了层状云的相态结构分布特点。最后, 根据两个实例, 使用反射率、 差分反射率衰减订正后的数据, 结合层状云的基本特点, 分析了层状云的垂直结构和粒子的相态结构以及层状云中可能的降水机制, 并使用反演的粒子分布结构代替雷达反射率因子结构对降水微物理过程进行了讨论, 结果验证了顾震潮 (1980) 在20世纪60年代提出的层状云降水的三层概念模型。本文结果为使用双极化雷达研究云降水机制提供了方法, 表明双极化雷达在云降水物理的研究中具有广阔的应用前景。
东亚冬季风强度的统计预测方法研究
刘实, 布和朝鲁, 陶诗言,
2010, 34(1): 35-44. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2010.01.04
摘要:
利用1961~2008年NCEP再分析和NOAA延长重构的月平均海温资料, 基于海气系统关键区的前期信号分析, 建立了一个东亚冬季风强度的统计预测方法。东亚冬季风强度与前期 (9~10月) 黑潮及其延伸区和热带西印度洋海温异常 (SSTA) 密切相关。强东亚冬季风活动与黑潮及其延伸区正SSTA和热带西印度洋负SSTA相对应。东亚冬季风强度还和一个前期 (10月) 北半球环流型存在显著相关, 其中环流型的活动中心分别位于北太平洋中部、 太平洋东北部、 北美和北大西洋。文中探讨了这三个预测因子对东亚冬季风强度的预测意义, 并揭示了其影响东亚冬季风活动的可能物理过程。该预测方法的历史拟合率和试报准确率较高, 可用于东亚冬季风强度的定性预测。
对流层中层中尺度对流涡旋在台风榴莲(2001)生成中的作用——模拟诊断分析
张文龙, 崔晓鹏, 董剑希
2010, 34(1): 45-57. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2010.01.05
摘要:
本文基于PSU/NCAR MM5中尺度模式对台风榴莲 (2001) 生成过程成功的数值模拟, 利用模式输出的较高时空分辨率资料, 对台风榴莲生成过程中对流层中层中尺度对流涡旋 (MCV) 的作用进行了诊断分析。结果表明, 中层MCV在台风榴莲生成中的作用有三个重要方面: 第一, 中尺度组织化作用: 伴随中层MCV的垂直次级环流圈, 使得区域内的积云对流热塔趋向于逐步在中心区域集中, 热塔相互之间容易发生相互作用, 通过合并过程有些热塔得到加强, 而有些趋于消亡。同时, 热塔聚集后的群体效应反馈作用又使得中层MCV加强或维持, 进一步促进热塔的合并以及向轴对称化发展; 第二, 存贮效应: 因为中层MCV的生命史比积云对流热塔长, 能够将消亡对流热塔所携带的热量、 水汽、 涡度加以存贮和保留, 使得中层MCV区域向有利于TC生成的方向发展, 最终成为TC环流的 “胚胎”; 第三, 中层MCV与对流层低层的槽 (涡旋) 以及对流热塔之间通过相互作用, 共同实现中低层系统的垂直耦合。
基于TRMM卫星对一次华南飑线的闪电活动及其与降水结构的关系研究
袁铁, 郄秀书
2010, 34(1): 58-70. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2010.01.06
摘要:
利用热带测雨计划任务卫星(TRMM)的测雨雷达(PR)、 闪电成像仪(LIS)和微波辐射计(TMI)资料, 研究了2005年5月6日发生在我国华南的一次强飑线过程的闪电活动及其与降水结构之间的关系。结果表明, 该飑线系统中对流降水面积仅为层云的一半, 但是总降水率却远大于层云的总降水率。绝大多数闪电发生在对流区, 有少数闪电出现在层云区域。在6 km高度上, 闪电发生附近的最大雷达反射率因子主要集中在35~50 dBZ区间, 峰值频数在40~45 dBZ, 35 dBZ以下较少。研究还表明, 对流单体的最大雷达反射率垂直廓线可以很好地指示单体的闪电频数和对流发展强度。对闪电与微波亮温的研究表明, 大多数闪电发生在低亮温区域, 特别是低于200 K亮温区, 而在240~260 K的区域也可观测到少量闪电, 这一般对应于飑线的层云区域。结合2003年4月17日黄淮地区的另一次强飑线系统的进一步研究发现, 在单体尺度上, 总闪电频数和冰相降水含量之间表现出非常密切而稳定的关系, 相关系数达0.92。总闪电频数和冰相降水含量之间的稳定关系在中尺度数值模式中闪电资料的同化和飑线系统的闪电参数化研究中均有较大的应用潜力。
亚洲夏季风区中尺度地形降水结构及分布特征
朱素行, 徐海明, 徐蜜蜜
2010, 34(1): 71-82. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2010.01.07
摘要:
采用高分辨率TRMM、AIRS卫星实测资料, 从气候态的降水微物理过程角度分析了亚洲夏季风期间中尺度山脉对不同性质降水垂直结构和水平分布的影响。研究表明, 中尺度山脉迎风、背风坡均以层云降水为主, 层云降水强度在迎风坡强于背风坡; 对流降水在迎风坡主要为浅对流, 背风坡主要为深对流, 对流降水强度在背风坡强于迎风坡。沿西南季风推进方向依次经过的中尺度山脉, 其两侧发生降水像素个数、 降水微物理特征等差异逐渐减小, 其中, 对流降水迎风坡向背风坡转变明显, 而层云降水背风坡向迎风坡转变明显。大气稳定度与对流降水在迎风、背风坡的分布相一致。另外, 对中尺度地形降水的研究为区域气候模式模拟高精度地形降水分布提供了实测依据。
季风爆发前后青藏高原西部改则地区大气结构的初步分析
陈学龙, 马耀明, 胡泽勇,
2010, 34(1): 83-94. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2010.01.08
摘要:
通过2008年青藏高原西部改则地区季风前(FM)和季风爆发阶段(MJ)两个加强观测期的无线电探空资料发现: 青藏高原西部改则地区对流层顶以第二对流层顶为主。冬季多表现为双对流层顶或复对流层顶。到了夏季, 第一对流层顶 (极地对流层顶) 较少见, 基本只有第二对流层顶。季风前第一对流层顶高度为10752 m, 温度为219 K, 气压为245.2 hPa, 第二对流层顶高度16826 m, 温度为202 K, 气压93 hPa。季风爆发阶段, 第一对流层高度为10695 m, 温度229 K, 气压256.7 hPa; 第二对流层顶高度为17360 m, 温度198 K, 气压89.4 hPa。由两个观测期的月平均温度的升温情况可以判断出第二对流层顶温度夏低冬高, 第一对流层顶温度为夏高冬低。从小时的时间尺度上发现, 第二对流层顶的高度变化和对流层顶温度、气压、风速的变化均为反位相变化; 对流层顶升高时, 对流层顶气压、温度、风速、湿度随之降低, 反之也成立。第一对流层顶对地表向上的热量输送及云顶有很好的阻挡作用, 进而对大气加热有显著影响。从靠近地面的月平均风速均匀混合特征, 判断出季风爆发阶段改则地区边界层高度能达到3500 m左右。西风急流在高原改则地区有明显季节变化。冬季西风急流最强, 几乎没有东风带出现。季风爆发阶段西风急流逐渐离开改则地区并向高原北部移动, 在该地区表现为减弱。同时东风带逐渐北移到改则地区, 在该地区上空表现为逐渐增强, 并位于西风带之上。
华北一次中尺度对流系统中的闪电活动特征及其与雷暴动力过程的关系研究
刘冬霞, 郄秀书, 冯桂力
2010, 34(1): 95-104. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2010.01.09
摘要:
利用地面地闪定位资料、多普勒天气雷达和常规气象资料, 分析了一次具有前部对流线和后部大范围层状云降水(LLTS)的典型中尺度对流系统(MCS)的闪电活动演变特征。整个MCS生命史中负地闪占主导地位, 正地闪则表现不活跃。观测得到MCS消散阶段云闪与地闪的比例为2∶1, 地闪主要分布在地面相对位温和对流不稳定能量均达到高值的区域; 负地闪主要密集地分布在大于40 dBZ的回波范围内; 正地闪则稀疏地分布在30~40 dBZ的回波范围内。在低于-40℃的温度区域内地闪分布较多, 而密集的地闪分布在温度梯度大的区域内。结合单多普勒雷达的水平风场反演, 发现地闪集中出现在气流表现为气旋性切变或水平风呈现切变的区域。该区域与MCS的强回波区相对应, 并且地闪易发生在上升气流达到最大并开始出现下沉气流的阶段。
台风“桑美”(0608)登陆前后降水结构的时空演变特征
陈镭, 徐海明, 余晖,
2010, 34(1): 105-119. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2010.01.10
摘要:
利用雷达-雨量计联合测量降水技术得到的1小时雨量分布资料, 分析了台风“桑美”登陆前后距台风中心111 km以内的降水结构及其时空演变特征, 尤其是登陆前双眼墙循环过程中, 降水结构的变化特征。研究发现: 在登陆前“桑美”经历了双眼墙循环过程, 在此期间, 其内、外眼墙和雨带降水均以强降水为主, 内、外眼墙平均降水率均随时间增强, 而外眼墙增长幅度更大, 且平均降水率始终大于内眼墙, 但并没有伴随外眼半径减小的过程。而雨带平均降水率随时间变化很小, 略有下降。在登陆后,“桑美”内核和外围区仍是以强降水为主, 登陆前三小时左右内核区平均降水率有一个迅速增长的趋势, 登陆后随着台风强度的减弱, 其平均降水率迅速下降。“桑美”降水的空间分布特征显示, 其登陆前后降水结构有明显的非对称性, 在登陆前内、外眼墙和雨带最大降水均出现在台风移动路径的右侧, 且雨带的最大降水率始终位于内、外眼墙的右方; 登陆后, 内核区和外围降水更多地出现在移动路径的后方, 而不是登陆前的右侧。
秋季在北京城郊草地下垫面上的一次臭氧干沉降观测试验
潘小乐, 王自发, 王喜全,
2010, 34(1): 120-130. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2010.01.11
摘要:
2007年9月23日至10月13日, 在北京昌平区蟒山森林公园内, 利用浓度梯度观测法研究了秋季草地下垫面上臭氧的干沉降特征。研究结果表明: (1) 整个观测期间, 臭氧干沉降通量和干沉降速率平均值分别为-0.40 μg?m-2?s-1(负号表示方向指向地面) 和0.55 cm/s。 (2) 臭氧干沉降通量和干沉降速率受观测点山谷风的影响, 当白天谷风主导时, 臭氧的干沉降通量最大, 其平均值为-0.67 μg?m-2?s-1; 在山风、 谷风转换期间, 其平均值为-0.44 μg?m-2?s-1; 夜间山风主导时最小, 为-0.26 μg?m-2?s-1。臭氧干沉降速率也呈现同样的变化规律, 三种情形下的平均沉降速率分别为0.74 cm/s、 0.50 cm/s和0.47 cm/s。 (3) 利用阻力模型计算了臭氧的植被冠层阻力 (Rc), 结果表明: 由于白天植被的光合作用, 叶面气孔打开, 冠层阻力相对较小, Rc 的平均值为109.0 s/m; 夜间植被叶面气孔关闭, 阻力有明显升高, Rc的平均值为217.7 s/m; 在整个观测期间, Rc的平均值为184.0 s/m。
利用简单生物圈模式SiB2模拟青藏高原地表能量收支
薛彦广, 高志球, 沙文钰
2010, 34(1): 131-142. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2010.01.12
摘要:
利用简单生物圈模式SiB2模拟了西藏短草大草原安多观测站1998年7月15日至9月10日期间的地表能量分配、 地表有效辐射温度和土壤湿度。季风期, 平均冠层高度和叶面积指数大约分别为0.05 m和0.5。实验地点基本代表了夏季藏北高原大面积特征。所用资料为全球能量与水循环实验GEWEX (Global Energy and Water Cycle Experiment) 亚洲季风实验GAME (Asian Monsoon Experiment) 的西藏观测期间安多观测站微气象实地测量。采用这些资料确定SiB2所需要的参数和初始值后, 由该资料中半小时一次的太阳短波辐射、大气长波辐射、水汽压、气温、水平风速和降水驱动SiB2, 最后将模拟结果与实际测量的湍流通量、 地表温度和土壤湿度进行了对比, 进一步检验SiB2对季风期间青藏高原稀疏草原地表能量分配的模拟能力。对比结果表明: (1) 当模式低估净辐射0.2%时, 模式分别高估感热、 潜热和土壤热通量4%、 13%和8%; (2) 模式得出的地表温度偏高5%; (3) 土壤湿度估计合理。总的来说, SiB2对辐射分量模拟结果的偏差相对较小, 相关程度普遍比感热通量、 潜热通量和土壤热通量的模拟结果高。
多普勒激光雷达风场反演方法研究
王改利, 刘黎平, 邱崇践,
2010, 34(1): 143-153. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2010.01.13
摘要:
采用三维变分同化反演(3DVAR)、 四维变分同化反演(4DVAR) 对多普勒激光雷达资料反演风场的方法进行了研究, 利用车载多普勒激光雷达在2008年残奥会测试赛期间外场试验取得的数据, 反演了海面10 m高度处的风场, 并将风场反演结果与浮标资料进行了对比分析, 结果表明: 3DVAR、4DVAR风场反演方法均能实现近海面风的精细化风场反演, 并能反映出风向的变化, 反演风场与浮标数据基本一致, 在风速较大的天气情况, 3DVAR与4DVAR反演风场的一致性要好于风速较小的天气情况; 4DVAR反演方法中以浮标资料作为背景场, 使得其与浮标的符合程度要好于3DVAR方法反演风场; 反演风场的风向与浮标风向具有很好的相关关系, 反演风场的风速与浮标风速具有一定的相关关系, 反演风场的风向、风速与浮标的风向、风速之间平均均方根误差和平均绝对误差表明, 这两序列之间具有一定差别, 在风速较小的天气情况下使用时需要注意。
用滤波方法进行MαCS云团形态差异的个例分析
覃丹宇
2010, 34(1): 154-162. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2010.01.14
摘要:
利用GMS-5卫星资料, 研究了2002年6月27~28日一次强降雨过程中尺度暴雨云团的演变特征。分析表明, 整个降雨过程分两个阶段, 第一阶段, 一个近圆形中尺度对流云团从西北向东南移动, 主要造成河南省强降雨; 第二阶段, 南移的中尺度对流云团到达长江流域, 重新发展并形成东西向宽带状α中尺度对流系统 (Meso-α-scale Convective System, 简称MαCS) 云团, 造成长江中下游暴雨。为研究这次暴雨过程中尺度对流云团的组织方式演变和结构特征, 使用滤波方法对NCAR/NCEP 1°×1°再分析资料进行尺度分离, 获得中尺度扰动场, 结果表明: (1) 利用改进的Shuman-Shapiro滤波方法, 可以有效地分离出中尺度扰动。对于近圆形的MCS, 低层高度场低中心和流场辐合中心重合, 位于云顶亮温 (Black Body Temperature, 简称TBB) ≤-52℃冷云盖的西侧边缘, 这里也是新生对流活跃的地方, 而高层高度场高中心和流场辐散中心分离, 但都位于冷云盖区域。对于宽带状MαCS, 低层高度场低中心和流场辐合中心也基本重合, 位于TBB≤-52℃冷云盖的北侧边缘, 高层高度场高中心与低层低中心相对应, 但流场在冷云盖中没有表现出单一中心, 却表现为一致辐散气流。 (2) 滤波结果显示, 不论是前期的近圆形中尺度对流云团, 还是随后发展起来的宽带状MαCS, 二者都具有低空辐合高空辐散扰动结构, 只是扰动的强度后者大于前者。 (3) 这次过程的中尺度对流云团表现出的形态演变, 由近圆形变成宽带状, 是因为其组织差异造成的。两者的组织方式完全不同, 前者主要是低层中尺度气旋, 而后者主要是低层的中尺度切变线。
SAMIL模式中Tiedtke 积云对流方案对热带降水模拟的影响
刘琨, 刘屹岷, 吴国雄,
2010, 34(1): 163-174. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2010.01.15
摘要:
目前, 大多数全球耦合模式及大气环流模式在降水模拟中普遍存在不同程度的“热带偏差”问题, 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室所发展的全球大气环流谱模式SAMIL-R42L26也存在这一现象, 主要表现在SPCZ (南太平洋辐合区) 降水过强且过分东伸、 赤道附近降水偏少等方面。本文通过修改SAMIL中的积云对流方案有效地削弱了这一偏差, 并进一步探讨其原因, 发现对流方案修改后, 改变了对流层低层至地面的温度分布状态, 进而影响了风速及散度场的模拟, 最终通过垂直速度的调整反作用于对流过程。比较修改前后对流过程云底质量通量, 发现修改后的方案主要通过削弱浅对流来提高热带降水的模拟性能。
2008年1月中国低温与北大西洋涛动和平流层异常活动的联系
谭桂容, 陈海山, 孙照渤,
2010, 34(1): 175-183. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2010.01.16
摘要:
运用中国160站月平均气温和NCEP/NCAR 再分析数据, 在结合近30年中国1月地面气温年际异常变化可能机理基础上, 分析了2008年1月气温异常变化的原因。结果表明: 2008年1月中国大范围气温异常偏低, 其异常变化与同期北大西洋西风急流及其相联系的北大西洋涛动遥相关环流异常有密切的关系。北大西洋急流加强东扩, 北大西洋涛动正异常, 从北大西洋经欧亚中高纬到中国北方出现波状环流异常, 贝加尔湖南侧气压偏高, 冷空气活动偏强, 是中国1月气温偏低的主要环流因子。进一步分析发现, 2008年1月中国低温还受到了平流层的影响。平流层环流异常开始于2007年9月, 对流层从2007年12月开始, 两者都在2008年1月达到最强。从平流层环流显著异常的波源区有异常的波作用量向西向下传播, 在北大西洋东部到西欧上空平流层和对流层的波向量耦合, 导致对流层该地区上空高压脊扰动加强, 扰动向北的经向热输送异常偏强, 锋区向北扩展, 相应急流异常偏北东扩; 通过波流相互作用, 扰动能量向下游频散, 引起相应遥相关环流异常, 导致2008年1月中国低温。
ENSO与中国夏季降水年际变化关系的不稳定性特征
宗海锋, 陈烈庭, 张庆云
2010, 34(1): 184-192. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2010.01.17
摘要:
根据1951~2007年中国160站月降水量资料和Niño 3区月平均海表温度资料, 采用滑动相关分析和合成分析等方法, 探讨了中国夏季降水与前期冬季Niño 3区海温年际变化关系的不稳定性问题。结果表明, 它们之间年际变化关系的长期变化具有明显的地域性, 东北和西北地区相关的不稳定性比东部地区大, 与预测经验吻合。同时也有明显的阶段性, 1951~2007年据滑动相关系数序列可分成1962~1977年、 1978~1992年和1993~至今三个时期。各个时期平均约为16年。它们从一个阶段向另一个阶段过渡的时间很短, 是以气候跃变的形式来完成的。近50多年来在1960年代初、 1970年代末和1980年代末1990年代初共发生了3次明显的跃变过程。跃变前后某些地区滑动相关系数的符号或强度都有显著的差异。研究还表明, 不同时期, 尽管同样是El Niño事件, 它们对中国夏季降水的影响有不同的表现。1962~1977年时间的相关模型有两条多雨带: 一条位于华北、 东北平原和内蒙古东部一线, 另一条在长江中游地区。秦岭[CD*2]大巴山区和江淮流域降水偏少。1978~1992年时期只有一条多雨带, 位于秦岭-大巴山区、 长江中游和下游一线。黄淮地区及华北至东北南部降水偏少。目前我们所处的时期 (1993~至今) 雨带分布与1962~1977年时期的模型基本相似, 也为南、 北两条多雨带, 但其北支雨带南移, 位于从川渝地区经黄淮地区、 黄河下游至东北平原一带, 湖北北部和长江下游降水偏少。呈现北方降水偏多、 南方降水相对偏少的分布。所以, 利用ENSO事件做我国汛期降水预报, 不能只考虑其平均情况的年际变化关系, 还应注意它们之间关系的不稳定性问题。
四维变分同化和集合平方根滤波联合反演土壤湿度廓线的研究
李昊睿, 张述文, 邱崇践,
2010, 34(1): 193-201. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2010.01.18
摘要:
提出将集合平方根滤波(EnSRF)估计的预报误差协方差用于四维变分(4DVAR)的同化方案(文中称混合四维变分同化方法,简称混合方法)来反演土壤湿度廓线,该方法由两个同化时段构成: 第一时段为EnSRF,第二时段为4DVAR,此种组合可以充分发挥每一同化方法的优势。通过同化表层土壤湿度观测反演土壤湿度廓线这一理想试验来验证方法的可行性,并与EnSRF和4DVAR的反演结果进行比较,结果表明, 混合方法反演的分析时刻土壤湿度廓线都优于EnSRF和4DVAR的结果。与此同时,为了克服小样本在估算背景场误差协方差矩阵时出现的虚假相关对反演的干扰, 提出在原有协方差矩阵中加入具有高斯指数函数成分来降低其影响;与修正前结果相比,反演的中下层(地下34~100 cm) 土壤湿度的均方根误差从0.036 cm3/cm3降到0.016 cm3/cm3, 降幅为55.6%, 更重要的是大大降低了部分深度处反演土壤湿度的误差, 如地下90 cm处误差从0.085 cm3/cm3降到0.024 cm3/cm3, 降幅达71.8%。
大气环流降尺度因子在中国东部夏季降水预测中的作用
魏凤英, 黄嘉佑
2010, 34(1): 202-212. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2010.01.19
摘要:
本文将1951~2007年500 hPa 格点资料构成的表征区域系统的环流特征量作为降尺度因子, 使用降尺度技术和偏最小二乘回归方法, 以环流特征量作为因子场, 建立逐月的我国东部夏季降水量的预报模型。从最佳预报模型中的环流特征量出现频率的角度, 对大气环流降尺度因子在我国东部夏季降水预测中的作用进行分析研究。结果表明, 在夏季各个月份的预报模型中, 出现频率表现最突出的因子是北半球和东半球副高系统。此外, 东亚地区副高系统也起十分重要的作用, 特别是西太平洋副高强度和面积指数。
冬季欧亚大陆北部新增雪盖面积变化与中国夏季气候异常的关系
穆松宁, 周广庆
2010, 34(1): 213-226. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2010.01.20
摘要:
利用美国冰雪资料中心 (The National Snow and Ice Data Center) 提供的近40年逐周的卫星反演雪盖资料, 考察了冬季欧亚大陆北部新增雪盖面积 (Total Fresh Snow Extent, 冬季TFSE) 与我国夏季 (6~8月) 气候异常的关系。分析发现, 冬季TFSE与我国夏季气候异常存在明显关联: 当冬季TFSE偏大时, 夏季贝加尔湖以东易盛行异常冷低压, 内蒙古东部和东北西部易出现凉夏, 同时, 东亚副热带西风急流增强, 西太平洋副热带高压易加强且西伸和北扩, 江南地区在副高的控制下易干热; 冬季TFSE偏小时的情况相反。这种显著关联独立于ENSO事件, 并且在近40年来较为稳定; 冬季TFSE与我国江南夏季降水在20世纪90年代初均发生过一次十年际尺度变化, 表现为在20世纪90年代初之后, 冬季TFSE (江南降水) 明显减小 (增多), 同时, 冬季TFSE与江淮夏季降水的正相关关系明显增强。进一步的分析表明, 冬季TFSE可能通过某种途径来影响东亚副热带急流的变化, 进而影响我国夏季气候异常。