简介:利用经济省时的降维投影四维变分同化方法(DRP-4DVar),在2009年7月22~23日江淮流域的一次大暴雨过程中同化晴空条件下高光谱大气红外探测仪(AIRS)反演温度、湿度廓线,改进此次强降水过程的模拟。试验结果分析显示,同化AIRS反演的温度及湿度场后,基于四维变分同化系统的模式约束,能够改进湿度场、高度场、高低层散度场。从累积降水量偏差图及同化试验增量图可以看到,正降水量偏差对应于正湿度增量、负位势高度增量及低层负散度高层正散度增量,负降水量偏差则与之相反。同化试验较参照试验可更好地模拟出暴雨的天气形势、对暴雨的落区及强度有更好的反映。此外,从单次同化与连续同化的试验对比结果看出,连续同化试验结果较单次同化结果有进一步的改进,说明不断加入新的观测资料可以更好地模拟强降水过程。
简介:系统介绍了利用SilviScan-3TM测量细胞结构、术材密度、微纤丝角和划分年轮界线的方法,并以祁连山青海云杉为例,分析青海云杉6个术材性质参数(年轮细胞直径、年轮细胞壁厚、年轮宽度、年轮密度、年轮微纤丝角、年轮弹性模量)与气候因子的关系,以期为利用多个树轮参数研究气候提供参考.结果表明:6个木材性质参数与月平均气温和月降水量都有显著相关的月份,但显著相关的时间段不同,并且微纤丝角和细胞结构参数中包含的气候信息强于常用的年轮宽度和年轮密度.SilviScan-3TM测量木材性质参数的优越性体现在:测量精度高、速度快,能在同一个试样上测量多个参数并能精确定年.
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:利用“内蒙古微气象观测蒸发试验”的观测资料,对6种地表土壤热通量计算方法(PlateCal法、TDEC法、谐波法、热传导对流法、振幅法和相位法)进行比较,检验了6种方法在不同干湿地表状况下的适用性,并研究了6种方法计算地表土壤热通量的差异以及对地表能量闭合度的影响。结果表明:一般情况下,PlateCal法计算的2cm土壤热通量与观测值最接近,计算结果的均方差为6.9W/m2。在不同干湿地表状况下,干燥和降水条件下适合使用PlateCal法,计算结果的均方差分别为14.0W/m2和30.1W/m2;湿润条件下适合使用谐波法,计算结果的均方差为21.4W/m2。6种方法计算的地表土壤热通量存在明显差别,最大相差178.6W/m2,不同方法计算地表土壤热通量的最大差值超过25W/m2的时次占样本的96.3%。不同方法计算地表土壤热通量的差异对地表能量闭合度的大小有明显影响,但不影响近地层能量闭合度随湍流混合增强而增大的规律。
简介:对流云,特别是强对流云就其生成条件和类型的不同,有的是轴对称结构,有的是非轴对称结构。但无论对哪种结构的对流云进行人工影响作业时,每次都以不同射击组合形式发射几十发至上百发炮弹,这些炮弹在空中爆炸后就会形成众多的点源,而且每个点源在环境风场和湍流场的影响下互不干涉地扩散,这样在它们扩散的空间范围内必然会形成叠加的催化剂浓度场,但是高炮发射炮弹的射击组合有多种形式,本文仅在非轴对称对流云中点源爆炸催化剂扩散的基础上来探讨高炮以前倾梯度射击组合形式发射时多点源产生的催化剂叠加浓度场的计算方法,初步得到了对流云中点源的扩散规律和特点。
简介:利用1961-2002年ERA-40逐日再分析资料和江淮流域56个台站逐日观测降水量资料,引入基于自组织映射神经网络(Self-OrganizingMaps,简称SOM)的统计降尺度方法,对江淮流域夏季(6-8月)逐日降水量进行统计建模与验证,以考察SOM对中国东部季风降水和极端降水的统计降尺度模拟能力。结果表明,SOM通过建立主要天气型与局地降水的条件转换关系,能够再现与观测一致的日降水量概率分布特征,所有台站基于概率分布函数的Brier评分(BrierScore)均近似为0,显著性评分(SignificanceScore)全部在0.8以上;模拟的多年平均降水日数、中雨日数、夏季总降水量、日降水强度、极端降水阈值和极端降水贡献率区域平均的偏差都低于11%;并且能够在一定程度上模拟出江淮流域夏季降水的时间变率。进一步将SOM降尺度模型应用到BCCCSM1.1(m)模式当前气候情景下,评估其对耦合模式模拟结果的改善能力。发现降尺度显著改善了模式对极端降水模拟偏弱的缺陷,对不同降水指数的模拟较BCC-CSM1.1(m)模式显著提高,降尺度后所有台站6个降水指数的相对误差百分率基本在20%以内,偏差比降尺度前减小了40%-60%;降尺度后6个降水指数气候场的空间相关系数提高到0.9,相对标准差均接近1.0,并且均方根误差在0.5以下。表明SOM降尺度方法显著提高日降水概率分布,特别是概率分布曲线尾部特征的模拟能力,极大改善了模式对极端降水场的模拟能力,为提高未来预估能力提供了基础。
简介:开展数值预报产品的释用工作,是做好中期天气预报的主要方向。而目前业务中主要沿用的数值预报产品(如ECMWF)有两个主要缺点:一是预报时效仅7-8天,难以满足中期预报的需要。二是由于中期预报的重点是对过程的预报,尤其是重大转折性天气过程的预报,而重大转折性天气过程一般起因于大型环流的转变或调整,这一点从现有的数值预报产品的空间形势场中难以发现。为了延长预报时效,提高中期预报准确率,利用数值预报产品研制开发新的中期预报方法十分必要。将600E的500hPa位势高度逐日时间剖面图(简称65图)方法与ECMWF数值预报产品结合。可以直观反映ECMWF预报时效内60°E的波动特征即乌拉尔山地区的槽脊调整,从而反映东亚大型环流的转变或调整。将此图与ECMWF形势场结合使用有助于提高中期预报准确率,延长中期预报时效,有较高的应用价值。
简介:将有限区域流函数、速度势求解中常用的两种张驰法(即理查逊法和加速利布曼法)与调和一余弦谱展开法(H—C法)进行了比较,理论研究表明:H-C法单独考虑边界影响分量,物理意义明确,且不会丢失边界上的天气系统;从计算上看,H-C法重建的风场能精确还原原始风场,且计算效率明显高于两种张驰法,即收敛更快。通过在台风Bilis(0604)暴雨增幅过程诊断中的应用发现,常用的两种张驰迭代方法在求解有限区域流函数和速度势的问题上效果都不是很好,即:用理查逊法和加速利布曼法计算的流函数和速度势重建的风场与原始风场差别较大,不能准确还原原始风场;用H—C法不仅计算效率高,还原的风场与原始风场差异极小,且不受南边界较强的西南季风涌影响,在暴雨增幅前期能较好地反映与暴雨增幅相关的强辐合信号。因此,可用H—C法计算得到的无辐散风和无旋风对有限区域的天气系统进行更深入的动力结构分析。