简介:通过采用不同的随机天气发生器生成一定气候背景下各种气候变率情景,许多学者在最近的研究中已经认识到气候变率对农作物生长发育影响的重要性。传统的气候影响评估方法直接以大气环流模式的模拟试验结果作为未来气候情景,这样不可能理解如上的重要性。本文着重评述将随机天气发生器应用于气候变化影响研究的一般方法框架,以及作者的具体个例研究方法。文中最后分析了目前该领域研究中还存在的一些不确定性。在当前的气候变化影响研究中,有不同的方法用来研制一种称为WGEN的典型随机天气发生器的参数化方案及其随机试验方法。不同的研究者也有不同的参数调控方法。通常的思路是通过气候控制试验和2×CO2试验之间的气候变量平均值和方差的变化来扰动随机天气发生器的参数,以生成未来逐日气候变化情景。本文作者根据短期气候预测模式的输出产品建立了一套WGEN的参数化方案及其随机试验方法,并且在时间和空间两个尺度上检验和评估了此参数化方案下WGEN的模拟能力。另外,作者由未来降水的变化,调试随机天气发生器参数,生成了气候变率变化情景。这些参数调节可以产生各种不同类型和定性大小的气候变率变化,用于气候影响评估的敏感性分析。通过如上方法,作为一个个例,文中评估了未来气候变率变化对中国东北地区玉米生长、最终产量和该地区农业气候资源的影响。然而由于随机天气发生器本身以及参数调控方法的不足,目前将随机天气发生器应用于气候变化影响研究还存在一些不确定性。检测和模拟气候变率变化信号是减少这种不确定性的必要途径之一。
简介:嵊县地处丘陵山区,每年春夏季节,冰雹、强雷雨和雷雨大风等强对流天气频繁发生。经普查、嵊县3~8月强对流发生的气候概率达到4.5%。由于强对流天气发生范围小,突发性大,预报难度很大,目前强对流预报准确率远远低于省定灾害性天气指标。物理量因子意义明确,能以定量形式较准确地描述大气的运动,能量和稳定度,但由于其计算复杂,工作量大,在目前县级气象站还难以普遍大量应用。为此我们采取台站结合的办法,县站组织力量对全县强对流的时空分布,源地及移动规律等作详细的调查分析,市台利用已有的技术力量、工具和设备建立一套县站强对流预报工具,再编制成较简单的业务预报程序,在PC—1500机上实施预报,取得较好效果。
简介:1.1华北一次持续性重度雾霾天气的产生、演变与转化特征观测分析2011年12月1—7日在华北地区发生了一次比较罕见、持续1周左右的低能见度重度雾霾天气。利用气象行业专项“京津地区低能见度雾霾天气监测与预报研究”观测试验资料,研究分析了此次持续性重度雾霾天气的气溶胶、云凝结核(CCN)、雾滴谱、含水量等微物理特征及大气能见度、边界层垂直结构特征,探讨了雾霾天气的产生、演变与转化特征及机理。结果表明,此次持续1周的雾霾天气过程发生在高压天气系统和静风条件下,暖平流和辐射降温形成的稳定逆温边界层结构有利于污染气溶胶的积累和雾霾的形成和发展,尤其是来自南方持续不断的湿平流使雾霾天气得以长时间持续和发展。整个雾霾天气期间能见度均小于2km,最低能见度达到56m,液态水含量在10-3g/m3量级,最大达到0.16g/m3,气溶胶数浓度均在10000cm-3以上,质量浓度范围为50~160μg/m3。进一步的研究表明,此次长达1周的雾霾天气发生了3次强弱不同的霾气溶胶积累、霾雾转化和混合及减弱3个主要阶段。霾气溶胶积累阶段先后有爱根核模和积聚模气溶胶数浓度的积累和增加。霾向雾转化和混合阶段中,雾滴凝结释放的潜热和高浓度气溶胶环境使布朗碰并加剧,导致气溶胶尺度向粒径大的方向转移,从而提供了大量可形成云凝结核的气溶胶粒子,促进了雾的爆发性增强,浓雾过程中气溶胶向CCN活化率可达17%,而CCN向雾滴的转化效率可高达100%,此期间雾滴谱具有爆发性拓宽的特征;冷锋系统过境或辐射加热增强导致了雾霾过程的减弱和消散。(郭丽君,郭学良,方春刚,朱士超)
简介:1.1TRMM卫星反演的南海中尺度对流系统的云结构与数值模式比较研究研究了TRMM卫星的降水雷达(PR)及微波成像仪(TMI)观测的南海中尺度对流云结构及演变与中尺度可分辨云数值模式模拟结果,并探讨了对流有效位能(CAPE)及风切变的影响作用。研究结果表明,TRMM卫星的PR和TMI可以较好地探测南海中尺度对流云系统的主要特征,但是PR反演的5月地面降水低于6月,而TMI的反演结果相反。TRMM卫星反演的降水量与通过探空和模式得到的降水量基本一致,但是探空和PR估测的降水高于TMI估测值。WRF模式对最大降水率的模拟低于PR估测降水约22%,低于TMI估测值10.4%,低于探空估测降水12.5%。WRF和GCM模式对暖云微物理过程的模拟与TMI比较一致,但模式模拟的冰水含量相对TMI偏小。(郭学良等)
简介:1.1海洋层积云微物理特征的观测研究利用海洋层积云观测试验数据库中的气象、云粒子和垂直湍流观测资料,分析了海洋层积云穿云过程中云参数的特征及微物理过程。将穿云过程按照降水强度分为晴空、轻度毛毛雨和重度毛毛雨3个类型。结果表明,非降水穿云过程、轻度毛毛雨、重度毛毛雨的云滴数浓度平均值分别为256、247和193;液态含水量分别为0.06、0.15和0.30;滴谱的标准差分别为1.20、1.42和1.98;相对散度分别为0.40、0.34和0.32。对夹卷混合过程的分析表明,海洋层积云中极端非均匀夹卷混合过程占主导,但非均匀夹卷混合并随后抬升过程也占相当比重。分析了非降水、小毛毛雨和大毛毛雨穿云过程的垂直速度标准差与云参数的关系,结果表明在海洋层积云中小毛毛雨时垂直速度的扰动与云参数的关系更加紧密。(段婧)
简介:利用2003—2013年湖北省三峡谷地加密自动站资料、常规观测资料、NCEP/NCAR逐6h再分析资料,对三峡谷地突发性中尺度暴雨过程进行分型,并从环流背景及天气系统、环境场、地形影响等方面分别进行分析阐述,确立有预报意义的概念模型。结果如下:2003—2013年间,三峡谷地突发性中尺度暴雨过程分为西南低涡前冷暖切变结合型、东北冷槽尾部南北气流汇合型和副高内部边界层辐合型三类。其中,西南低涡前冷暖切变结合型,以天气尺度强迫为主,低层冷暖切变结合区对中尺度暴雨预报指示意义强,地面上以北风气流为主,峡谷入口处南侧迎风坡抬升作用强,峡谷附近温度场呈Ω型,中尺度对流系统(MCS)形成后多沿峡谷向东移动;东北冷槽尾部南北气流汇合型,天气尺度系统明显,低层冷切变尾部辐合区对中尺度暴雨预报指示意义强,地面上南、北两支气流并存,在峡谷入口处交汇进入峡谷,MCS形成后多由北向南移动;副高内部边界层辐合型,以边界层辐合和地形强迫抬升为主,边界层弱切变对预报指示意义强,地面上以偏南气流为主,进入峡谷后受地形阻挡作用,形成逆时针旋转的中尺度辐合中心,配合峡谷入口北侧迎风坡地形抬升作用,动力强迫达到最强,MCS形成后多由南向北移。在上述分析基础上,建立了三峡谷地三类中尺度暴雨概念模型。
简介:利用AERONET(AerosolRoboticNetwork)榆林、北京、香河、兰州四站点的数据分析中国北方大气气溶胶的光学和物理特性。分析内容包括:气溶胶光学厚度、单次散射反照率、复折射指数、散射不对称因子、Αngstrom波长指数、气溶胶体积尺度谱分布。分析结果表明:春季光学厚度为四季中最大;沙尘源区的Αngstrom波长指数和光学厚度的关系较为简单,且随光学厚度的增加呈降低趋势,下游地区Αngstrom波长指数和光学厚度关系较为复杂;所有站点的体积谱分布均呈双峰分布,夏半年积聚态为主模态,冬半年粗模态为主控模态;粗粒子的散射不对称因子大于细粒子的。
简介:利用2007年1月—2010年12月的CloudSat-CALIPSO卫星资料,对中国东部及其周边海域(20°—35°N,103°—137°E)夏季(7—8月)深对流云的云水路径、云水含量、粒子有效半径以及粒子数浓度等微物理变量进行了统计分析,并研究了上述微物理变量的概率密度分布以及垂直变化。结果表明:中国东部夏季深对流云液态水路径可以达到1000g/m^2,海上液态水路径逐渐减小到600g/m^2左右,在海洋上深对流云的冰水路径约为1600g/m^2,而在中国东部冰水路径大约为1200g/m^2;夏季深对流云的液态水含量在47—104mg/cm^3范围内分布概率最大,分布高度在5km左右达到极大值,冰水含量的分布概率单调递减,在7—11km高度的值大于200mg/cm^3;液态水粒子的有效半径在8—13μm的分布概率最大,其有效半径随着高度的增大而逐渐增大,冰粒子有效半径在108μm处分布概率达到最大,最大值出现在5.8km高度处且值为108μm;液态水粒子数浓度在55—65个/cm^3范围内分布概率最大,数浓度极大值出现的高度最大值为4.6km,冰粒子数浓度小于297个/L,在5km高度以上随着高度增加而逐渐增大,到12.3km高度处达到最大。