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2003年  第27卷  第2期

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热带西太平洋暖池次表层暖水的起源--对1997/1998年ENSO事件的分析
巢纪平, 袁绍宇, 巢清尘, 田纪伟
2003, 27(2): 145-151. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2003.02.01
摘要:
分析了从1955~1999年45年热带、副热带太平洋地区次表层温度距平资料,在分析沿赤道距平极值曲面的深度分布后,认为它基本接近气候温跃层的深度分布.由此分析了1994~1999年该曲面上温度距平的演变发现:1997/1998年El Nino产生时,在热带西太平洋暖池次表层(160 m附近)的温度正距平,是从1994/1995年El Nino在Nino 3区的最大正距平信号传播或演变过来的,整个最大正距平信号的传播轨迹形成一似"8"字的形状.与此同时,当正的温度距平开始从暖池向东传播时,一最大温度负距平信号在Nino 3区出现,并伴随赤道最大正距平信号的东传,在其北部(5~10°N)向西传,然后又向东传最后到达Nino 3区,其传播轨迹形成一扁"0"字形状.分析表明,1997/1998年这次完整的El Nino/La Nina事件主要是在热带流系的温跃层附近形成并传播的.
平流层重力占优气溶胶粒子的耦合碰并
张连众, 温景嵩, 于瑞泉
2003, 27(2): 152-156. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2003.02.02
摘要:
研究大气平流层中的重力作用占优的气溶胶粒子之间的耦合碰并问题.平流层由于空气稀薄,必须引入高Knudsen数下分子体系介质近似,对于重力占优的气溶胶粒子,采用高Qij下的处理方法,在新的对分布方程的基础上,求得重力作用占优的气溶胶粒子的对分布函数的解析解.结果表明,对于重力占优的气溶胶粒子,平流层中碰并率要大于对流层中的碰并率.
青藏高原气温和降水的年际和年代际变化
韦志刚, 黄荣辉, 董文杰
2003, 27(2): 157-170. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2003.02.03
摘要:
通过对青藏高原72个地面气象站1962~1999年的气温和降水变化的分析,以唐古拉山脉为界将高原分为青海区和西藏区,分别考察了两区冬春(上年10月~当年5月)和汛期(当年6月~9月)气温与降水的变化趋势、突变及其周期振荡,得出的主要结论为:近38年(1962~1999)来,青藏高原呈升温趋势,冬春大多数台站的升温率为0.02~0.03 ℃ a-1,汛期大多数台站的升温率为0.01~0.02 ℃ a-1;20世纪80年代以来,高原冬春气温的升温更为强烈,汛期青海区的升温变得强烈,但西藏区反呈微弱降温趋势,降温主要发生在西藏的江河谷地;全球性的1980年左右的暖突变在青藏高原是明显存在的;近38年来,青海区冬春降水和西藏区汛期降水存在相同的相位变化,即20世纪60年代基本偏多,20世纪70年代和20世纪80年代初偏少,20世纪80年代中到20世纪90年代偏多;青海区汛期降水与西藏区汛期降水的变化存在反向的关系,但它的转折点要滞后4~5年,青海区汛期降水20世纪60年代偏少,20世纪70年代和20世纪80年代偏多,20世纪90年代偏少;西藏区冬春降水呈现自己独特的变化,20世纪60年代到20世纪70年代初偏少,20世纪70年代中末期到20世纪90年代偏多;高原气温主要存在准3年、5~8年和准11年的周期振荡,高原降水主要存在3~5年、8~11年和准19年的周期振荡,这些周期振荡在高原气候演变的不同阶段显著性不一.
P-σ坐标系数值模式中气压梯度力的递推算法
杨晓娟, 钱永甫
2003, 27(2): 171-181. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2003.02.04
摘要:
在静力关系成立的条件下,推导出气压梯度力的递推算法,用以计算有地形P-σ坐标系模式中的气压梯度力.将递推算法与对应的6种直接计算方案相比后发现,在有气压梯度力的参考大气中,递推算法的计算精度相对于直接计算方案的精度有较大改进,特别是采用递推后的两种经典修正格式和Corby格式,能较大提高水平气压梯度力的计算精度,从而改善数值模式的预报效果和稳定性.
用连续子波变换提取城市冠层大气湍流的相干结构
陈炯, 郑永光, 胡非
2003, 27(2): 182-190. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2003.02.05
摘要:
切变湍流的相干结构是湍流研究中的重大发现,它表明湍流在表面上看来不规则运动中具有可检测的有序运动,这种相干结构在切变湍流的脉动生成和发展中起着主宰作用.因此识别和提取相干结构对于认识和研究湍流是非常重要的.用数字滤波法将包含相干结构的大尺度信号提取出来以后,再用子波分析,根据子波能量极大值的判别方法,分别确定出大气湍流三个方向上的速度脉动信号相干结构的频率或时间尺度,然后由确定尺度上的连续子波反演公式,提取出大气湍流三个方向上的速度脉动信号相干结构所对应的波形.
一种分离暴雨过程天气尺度和次天气尺度特征的方法
魏凤英, 朱福康
2003, 27(2): 191-202. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2003.02.06
摘要:
作者提出利用奇异谱主分量重建技术进行气象变量场尺度分离的新构想,并设计出尺度分离的具体实施方法.使用此方法对1998年7月下旬长江流域强暴雨过程的卫星观测亮温(TBB)场进行了试验性尺度分离.结果表明,该分离技术可以将这次暴雨过程天气尺度和次天气尺度系统的基本结构清晰地分离出来.在天气尺度场上,长江流域呈现出明显的切变线上连续性对流云系的特征.在次天气尺度场上,可以清楚地显现出偶极子系统的演变特征,其活动与暴雨过程有很好的对应.
中尺度非静力模式中常用气压分离技术的研究
廖洞贤, 孙岚
2003, 27(2): 203-211. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2003.02.07
摘要:
分析了气压分离和不分离,在几种不同的层结情况下,垂直气压梯度的截断误差.结果表明:基本场取法不当,会引起巨大的截断误差,甚至和不分离时相当;反之,则较小.根据计算,提出了一种取基本场的方法,在一定条件下,可以使气压偏差的垂直梯度的截断误差比不分离时的相应误差小一个量级,从而,可以取较小的垂直分辨率.
人工防雹实用催化方法数值研究
李宏宇, 胡朝霞, 肖辉, 洪延超
2003, 27(2): 212-222. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2003.02.08
摘要:
目前,我国普遍采用高炮和火箭两种催化工具进行人工防雹,但就如何提高这两种作业工具的有效性还缺乏系统的研究.作者利用三维冰雹云数值催化模式,选取1999年7月18日陕西省旬邑地区的冰雹云作为试验个例,分别就高炮催化不同的作业时间、催化剂量、作业部位、催化方式等,以及对火箭催化所携带的高效AgI焰剂的成核率与火箭在作业过程中以不同的发射距离、发射仰角和当火箭方位角发生偏离后对地面防雹效果的影响进行数值模拟,以期为提高防雹效果提供一些技术参考.
电子显微镜分析北京雨雪中不可溶成分
张铮, 朱川海
2003, 27(2): 223-235. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2003.02.09
摘要:
1994~1995年的冬季和夏季,在北京大学共观测了11次不同类型的雨、雪过程,对每次降水过程进行连续取样和过滤,用电子显微镜分析全部28个降水过滤样品,测定不可溶成分中15种元素(Si、Fe、Al、K、Ca、Cu、Ti、Mg、Na、P、S、Cl、Ni、Mn、Cr)的重量百分比分布.通过平均值计算、聚类法分析和元素间的相关分析,讨论了降水中不可溶成分的物质组成和来源.
应用区域地基全球定位系统观测分析北京地区大气总水汽量
梁丰, 李成才, 王迎春, 毛节泰, 方宗义
2003, 27(2): 236-244. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2003.02.10
摘要:
利用2000年6月1日~8月11日北京地区地基全球定位系统(Globe Positioning System)网遥感大气总水汽量试验的观测资料,分析了北京地区夏季大气总水汽量的时空变化,研究了大气总水汽量与日平均温度、地面水汽压和降水的关系.研究结果表明:大气总水汽量存在明显的时空变化,对于地理位置基本相近的台站,海拔高度的影响比较明显,一般情况下高山站的水汽总量低于平原站;在晴天,地面水汽压与大气总水汽量有较好的相关性,而在云雨日,由于高低层大气湿度的变化常常不同步,用地面水汽压估算的大气总水汽量具有较大的偏差;大气总水汽量短时间内的快速增加往往对应有降水过程出现,但总水汽量的大小与降水量之间并没有明显的相关,在降水预报中应综合考虑总水汽量的前期平均水平、短时的增幅和峰值大小等条件的影响.
敦煌地区荒漠戈壁地表热量和辐射平衡特征的研究
张强, 曹晓彦
2003, 27(2): 245-254. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2003.02.11
摘要:
利用2000年5月25日~6月17日"敦煌试验"在戈壁的微气象观测资料,分析了极端干旱地区晴天、阴天和降水等天气条件下的地表辐射平衡、热量平衡和土壤温度等微气象特征的日变化规律.发现在不同天气条件微气象特征有很大变化.但观测期间的平均微气象特征与晴天比较接近,天气过程的影响不是很大,平均的总辐射、净辐射和感热通量与晴天的比值在白天基本大于0.8.观测期间的平均Bowen比全天大于1,在白天都在10以上,最大超过100.
大风条件下城市冠层流场模拟
王宝民, 刘辉志, 桑建国, 王晓云, 张清, 李炬
2003, 27(2): 255-264. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2003.02.12
摘要:
发展了基于k-ε湍流闭合方法的城市冠层流场模式,建筑群采用多孔介质来表示,对气流的阻力以形式阻力来描述,采用该模式模拟北京市一个小区的流场,并将模拟结果与北京325 m气象塔观测资料进行比较,结果表明:在大风情况下,计算风廓线与观测拟合风廓线比较吻合.该模式可以用于大风条件下城市冠层流场的模拟.
中尺度自忆模式在强降水预报中的应用
贾晓静, 封国林, 曹鸿兴
2003, 27(2): 265-272. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2003.02.13
摘要:
根据大气自忆性原理提出的回溯时间积分格式应用于中尺度格点模式MM5,构建了中尺度自忆模式SMM5并做了短期强降水预报的实验.结果表明,SMM5模式与MM5模式相比,由于使用了多个时刻的场资料,预报精度有了明显的提高, SMM5预报的最大雨区的中心位置与降水量也比MM5更接近实际观测场.
近20年北京晴天紫外辐射的变化趋势
白建辉, 王庚辰, 胡非
2003, 27(2): 273-280. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2003.02.14
摘要:
在对北京晴天1990年1月~1991年12月太阳辐射观测资料进行了详细分析的基础上,得到了计算晴天紫外辐射的计算公式,结果表明,计算值与观测值吻合得比较好,计算值与观测值的最大相对偏差为6.2%,24个月相对偏差的平均值为1.9%.利用此公式计算了北京晴天1979~1998年的紫外辐射,并给出了1979~1998年紫外辐射的变化趋势,发现近20年北京地区晴天的紫外辐射呈下降趋势,并对其产生原因以及影响紫外辐射的各个因子进行了详细分析.
使用不同的天气尺度初值作强对流暴雨预报的差别及其原因
房春花, 崔春光, 李武阶, 胡伯威
2003, 27(2): 281-288. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2003.02.15
摘要:
分别用暴雨开始前和暴雨刚开始两个探空时次的天气尺度初值场作1982年6月19~20日鄂东特大暴雨过程的中尺度模拟预报.前者相当成功,后者完全失败.探究其原因说明中尺度数值预报可以用天气尺度初始场的一个重要条件是模式初始时刻在关注的区域及其附近不存在即将造成或已经造成强降水的强中尺度扰动.如若不然,则可能由于模式起转(Spinup)的延误,实际存在的中尺度扰动对天气尺度变化的强大反馈作用不能体现,会使天气尺度的预报从一开始就显著歧离实际,其带来的结果不是中尺度时、空细节的预报误差,而是全区域性的预报失败.这个试验还进一步证实伴随暴雨的强非绝热反馈作用是暖切变型梅雨锋发展和准静止持续乃至周边区域形势维持的最重要的直接因子.