大气遥感的现状与前景

大气遥感是从六十年代初开始系统形成的新型大气探测方法。经过近二十年来的蓬勃发展,已初步成为大气科学中一个新兴的分支领域。 大气遥感的兴起是大气物理和近代科学技术结合的产物;是气象观测发展历史中辩证的螺旋式上升的一次飞跃。气象观测从古代朴素的看天象、物象,进入到定量的气象仪器观测时代,是气象科学质的飞跃。在这个时期,从地面观测中的器测项目,直到自动气     

超长波活动规律的定性分析

一、引言 大气运动在空间上是多尺度的,时间上是多频率的。在整个北半球范围内,沿纬圈方向上波数为1、2、3的大气波动通常称为超长波。长波的水平尺度为几千公里,时间尺度为3—5天,而超长波的水平尺度在一万公里以上,时间尺度在10天以上。可见超长波是大气中时空尺度最大的一类波动。     

美国NSF的大气科学部将更名为大气和地球空间科学部

美国国家科学基金会（NSF）日前宣布,从2009年10月1日起,NSF下属的大气科学部（ATM）将更名为大气和地球空间科学部（Divison of Atmospheric and Geospace Sciences,AGS）。从ATM到AGS,反映了该学部所支持的学术活动更加准确的范围,同时也建议性地对大气科学基础性研究的发展提出了方向。     

季风试验计划——全球大气研究计划的分计划之一

一、全球大气研究计划中的季风分计划 亚-欧-非大陆的加热和冷却作用是造成大气环流季节性变化的一个重要因子,这是大气环流的最基本问题之一,但目前对此所知甚少。季风降雨开始日期的早晚和雨量多寡有很大的年际变化,直接影响到亚洲南部和西非许多国家的农业丰歉。另一方面,大范围的季风环流本身也是全球大气运动场的一个主要组成部分。在大气环流模式中,如果不把造成大范围季风的各种物理过程考虑进去,就不能成功地模拟全球大气的特征。因此,在全球大气研究计划中,为了对全球几个主要季风区的大气状况进行集中的观测研     

一种携带方便的大气采样器

在开展污染气象、大气化学、大气扩散等方面科研工作中,采集大气样品是一项基础工作。由于研究的对象涉及到一定的空间范围和时间长度,大气采样也必须在一定时间和一定规模上进行,不仅需要采集地面大气样品,还需要几百米以至上千米高度的空中样品。例如进行一次中小型的大气扩散示踪实验,就要在下风向几公里以至数十公里的扇形区域内设置地面弧线的采样点和一定高度的空中垂直采样点;又如近年来,一些大中城市开展普查SO_2,每次都需要布设几十个甚至上百个大气采样点。可想而知,这样的大气采样如不实现自动化,单靠人工采样是很费事的,甚至难于完成,特别是空中采样往往无法进行。 最近,青岛市崂山电子仪器实验所根据中央气象局天气气候研究所提出的技术要求,已研制成一种轻     

不同分辨率地形数据对黑河流域模拟结果的对比分析

陆面模式和分布式水文模式都要求细致的地面要素场描述,其中地形数据是一个重要的因子。目前,美国地质调查局(USGS)制作的全球30″地形数据已广泛应用于陆面模式和分布式水文/生态模式中,这套全球地形数据可以比较准确地描述地形的大尺度分布,然而若描写复杂地形的小尺度分布细节则略显不足。在黑河流域,我们有高分辨率的30 m地形数据,这里首先对黑河流域范围的该两套数据进行了比较;为评估黑河流域超高分辨率地形数据在大气模式中对气象要素的模拟能力,在中尺度大气模式(MM5)中分别使用黑河流域超高分辨率地形数据和全球30″地形数据,对黑河流域2003年6月大气要素场进行模拟。模拟结果显示,无论从要素场本身与地形空间分布的相关性还是要素变化的空间分布与地形变化的相关性看,地形对气压场、土壤和大气温度场以及大气可降水量场都有着重要影响,地形分布对月总降水量的空间分布也有一定影响。黑河数据对气温以及风向的模拟能力好于USGS数据,对降水过程模拟的改善程度不是很明显。     

关于我国大范围正负月温距平出现情况的探讨

本次根据20年的我国逐月温度距平图,对出现大范围正负距平的月份加以统计分析,获得了一些前后出现情况之间的关联现象,可以在长期预报工作中提供参考。本文并对大范围正负月温距平出现的几种情况,与某些大型天气过程的韵律作用联系起来看,因此月温距平图在反映大气环流的性质方面有了新的意义。     

大气中的水汽滞留函数

水分从蒸发进入大气到变成雨雪再降落大约在空中滞留(存活)9天,而9天只是水汽在大气中的平均寿命。我们应当知道在大气里现存的总水汽量中已经在大气里滞留(存活)1天、2天或者n天的水汽分别占有的百分比是多少。描述这个问题需要引入大气中的水汽滞留函数概念。本文阐明了水汽滞留函数的物理含义并且指出它应当是一个负指数方程。     

海洋在长期天气过程中的地位

一、长期天气过程的时间尺度大气这部热机,其运动状态在时间上是多频的:从几秒钟到一分钟量级的微尺度湍流,几分钟量级的声重力振荡,几分钟到一小时量级的对流活动以及几天量级的天气系统(气旋、反气旋),甚至还有时间尺度长到以月、季、年和世纪性为特征的长周期振动。不同频率运动状态的物理本质是不同的,控制各类运动状态的主要物理因子也是不同的。因此,在讨论长期天气过程的物理性质和控制它们发展的物理因子之前,首先需要明确多长时间尺度的运动     

热带对流层大气低频振荡机制的初步研究

本文从赤道β平面近似下的线性化扰动方程组出发,基于第二类条件不稳定(CISK)理论,研究了热带对流层大气准40天低频振荡的动力机制。研究发现,当对流层中、上层存在较大的对流凝结加热时可激发出纬向波数为1、周期为40天左右的不稳定Kelvin波,它以每天8到11个经度的相速缓慢向东移动。由此指出,观测到的热带对流层大气30—50天的低频振荡可能正是这种由对流凝结加热所驱动的缓慢东移的Kelvin波的具体表现。这可对热带对流层大气30—50天低频振荡现象的动力机制给以初步的物理解释。      

热带大气季节内振荡的几个基本问题

在一系列资料分析、数值模拟试验和理论研究的基础上，对热带大气季节内（３０－６０天）振荡的几个基本问题进行系统的综合讨论，包括热带大气季节内振荡的地域特征、空间尺度特征、水平传播特征、与中高纬度大气季节内振荡的联系、同Ｅ１Ｎｉｎｏ间的相互作用以及热带大气季节内振荡的动力学机制。通过讨论和分析，对热带大气季节内振荡得到一个更全面和更系统的认识。     

多元判据综合评估中期天气客观相似预报模式

提出一个对多元判据综合评估的中期天气客观相似预报模式。模式应用同中期天气过程的时间—空间尺度相适应的经过时间滤波的大气环流背景为客观判据，比较全面地评估了预报时刻前后多层次、多要素的大气环流动态变化的相似，通过定义相似指数综合评估在多元判据下样本的相似程度，从相似时域的历史样本中找到较佳相似的中期过程，预测未来l～10天的中期天气过程。模式检验和预报试验表明该模式具有预报技巧。     

用气温日较差十五天韵律曲线模式作春播期倒春寒天气预报

我县广泛流传有“暧惊蛰、冷春分”,“冷惊蛰,暧春分”的群众看天经验。我们以此为线索,对二月下旬到四月上旬期间的冷暧气团这对矛盾的两个方面进行分析。当冷气团处于矛盾的主要方面时,则冷;反之,则暧。从大气环流的演变情况看,一次乌拉尔阻塞高压的建立到崩溃一般要7—9天,稳定时能维持半个月左右。而付高这时也开始活跃,付高短周期也一般为5—7天。因此,可以认为“暖(冷)惊蛰,冷(暖)春分”是冷暖气团短周期天气过程的交替,从而形成十五天左右的周期。从这一思路出发,我们用本站日平均气温和气温日较差进行验证比较,发现气温日较差的对应关系较好。从而采用气温日较差曲线图,建立十五天韵律的倒春寒天气中期预报模式。     

边界层大气水平风速低频谱的垂直分布特征

本文根据320米气象塔上水平风速的观测资料,分析了不同天气条件下边界层大气中湍流的宽谱特性及其垂直分布结构. 结果表明,大气边界层水平风速低频谱的垂直分布是很复杂的,在不同的天气条件下,这种垂直分布特征具有明显的差异.边界层温度和风速的垂直结构也会影响到水平风速低频谱的垂直分布. 在水平风速低频谱中,除了与天气过程有关的4天周期峰值和反映气象要素日变化频率的峰值外,在十几分钟到几十分钟频率范围内还存在着几个峰值,而且有时在不同的高度上,峰值频率有所不同.这可能反映了一些中尺度系统的特征,也可能是这些中尺度系统与局地地形的综合作用所引起的.     

第十四讲 大气环流动力学问题

大气环流一般是指大规模的大气运行现象,它的内容甚为广泛,关于它的定义和所讨论的问题也因人而异。 从全球尺度来看,环绕地球上的大气经常维持着沿纬圈的东西风带及与之相联系的平均经圈环流;在地球球面的固定地理区域,有一些永久的或半永久的系统中心形成;在几周的时间过程中,半球范围的大气变化经常出现准周期性的指数循环,发生阻塞形势的建立和崩溃;上述三个现象是大气环流中重要的基本问题。     

梅雨期暴雨的大尺度环流形势

一、前言长江流域,特别是在梅雨期间,经常出现大范围持续性暴雨,过去多数着重于分析500毫巴天气图上的形势,从所得的结果看,有利于产生暴雨的大尺度环流形势却是多种多样的,相当复杂。为此有必要考虑更大尺度的大气环流背景。为了滤掉短波系统的影响,找出大范围持续性暴雨前更大尺度的大气环流背景,     

荷泽地区夏季降水趋势与前期北半球500毫巴高度场的遥联关系

一、问题的提出 某一时期降水量的多寡是与该时期相应的大气环流相联系着的,特定的环流型又是由对流层内等压面高度场的特定格局所决定的。长期预报的实践和长期天气过程理论的研究表明,在地——气这一套复杂且带有强烈反馈作用的藕合系统中,存在着若干月的低频大气波动。长期天气过程实质上是海、陆——大气系统大范围的热力——动力互相作用过程反映于大气波动中的低频振荡。其     

欧亚大陆冷季积雪与亚洲夏季风的关系:区域特征与季节性

主要回顾了欧亚大陆冷季积雪与亚洲夏季风的关系,特别是积雪对季风演变和强度的影响。从Blanford(1884)着眼喜马拉雅山测站积雪开始,到20世纪70年代卫星测量的大范围雪盖资料的问世,直至近几十年来全球气候模式模拟与资料分析的结合,回顾了人们在不同时期对积雪-季风关系的不同认识以及对积雪影响季风的物理过程的不同理解。一方面,积雪通过反照率效应影响温度、温度梯度和大气环流包括季风环流;另一方面,积雪通过融化效应影响大气,特别是增强大气异常信号的持续性。在这些过程中,陆面积雪与大气运动的相互作用是一个正反馈的过程。另外,特别关注不同地区和季节的欧亚大陆积雪对不同亚洲区域季风的不同影响,以及积雪在季风演变过程中对不同阶段季风特征的作用。虽然积雪与季风的关系非常复杂,加深对这些复杂关系的认识,对理解季风系统的整体变化以及改进季风预报都尤为重要。     

纬向平均的风向改变指数与季节转换

通过定义一个能客观定量描述大气环流四维时空变化的风向改变指数WI,用以研究大气环流的时空演变规律和季节转换。在对纬向平均的WI做了经验正交函数(EOF)分析后,得到了其前四个模态。第一模态揭示的是全年平均的WI空间分布的基态。第二模态反映的是WI场的偏差中呈现准调和变化的部分,热带、副热带、温寒带季风区在该模态中均有明显体现。第三模态反映的是WI场的偏差中呈现非调和变化的部分,该部分揭示了因南北半球海陆分布的差异和因大气、海洋流体的非线性效应,其所造成的从春到秋与从秋到春的季节变化的不对称性以及平流层的二月突变现象。第四模态反映的是全球各层盛行风反向区域从春到夏的北进和从夏到秋南撤的现象。     

大气电场仪在雷电监测预警中的应用

1引言电场探测一般采用导体在电场中产生感应电荷的原理。从探测的对象上可分为地面大气电场探测、空中电场探测及空间电场探测。现阶段主要是对地面大气电场进行探测,从而监测被探测地区上空雷雨云的整个过程（起电过程、电荷积累程度和消散过程）。