2007—2008年库姆塔格沙漠沙尘天气特征与天气分型

 利用2007年库姆塔格沙漠科学考察时自动气象站所获取的数据,分析了沙尘暴过境时库姆塔格沙漠气象要素的变化特征。以库姆塔格沙漠周边气象站点沙尘天气出现时间为依据,选取2008年所有沙尘天气过程,解读相应时间段内Micaps系统中各个层次的资料,客观分析了驱动库姆塔格沙漠沙尘天气爆发的动力成因,将天气形势分为4种类型:冷空气翻山型; 冷空气东灌型; 锋前热低压发展型; 局地对流型。冷空气翻山型与东灌型居多,共7次,锋前热低压发展型与局地对流型较少,仅为2次。利用库姆塔格沙漠北部1号气象站以及南部2号气象站资料,结合库姆塔格沙漠沙尘粒度分析资料,初步讨论了风对库姆塔格沙漠沙丘形态的影响。     

沙尘对兰州市大气环境质量的影响

利用1951-2010年甘肃省气象局地面观测站沙尘气象资料和2006-2010年兰州环保局PM₁₀、SO₂、NO₂质量浓度资料,分析了兰州市沙尘天气时间变化特征及其对SO₂、NO₂、PM₁₀等大气污染物浓度的影响。结果表明:近60年来兰州市沙尘天气总体上呈现振荡性减少的趋势,沙尘暴、扬沙和浮尘年变化倾向率分别为-0.15 d、-0.72 d和-0.97 d,这与上游沙尘源区沙尘天气振荡性减少有关。沙尘对兰州地区SO₂和NO₂质量浓度影响不大,对PM_2.5质量浓度和PM_1.0数浓度的变化有一定的贡献,但对PM₁₀质量浓度影响非常大,沙尘对春季PM₁₀质量浓度的贡献率在18.4%～43.1%。对2007年5月10日一次强沙尘天气过程研究发现,随着沙尘天气的侵入,兰州市不同粒径气溶胶的浓度陡然上升,然后达到较高的浓度水平,之后由于沙尘天气的减弱、消退或离境,不同粒径气溶胶浓度也逐渐降低并缓慢恢复到正常水平。     

中国西北地区东部短时强降水时空特征

基于中国西北地区东部136个气象站2001-2011年每6 h地面降水常规观测资料、1 674个自动站2009-2011年逐时降水资料,运用气候统计、线性趋势、归一化、分区域统计以及降水集中度（PCD）和集中期（PCP）分析等方法,研究了西北地区东部短时强降水的时空分布和气候特征。结果表明：该地区短时强降水日数年际变化不大,但区域性的短时强降水过程呈明显增加趋势;短时强降水主要发生在7月上旬至8月下旬,且具有明显的日变化特征;短时强降水总频次的空间分布与地势分布比较一致,高频高值区多位于夏半年环流盛行西南气流的迎风坡附近;在空间上PCD由东南向西北越来越集中,PCP自东向西逐步推迟。     

ANALYSIS OF CAUSATION OF ASYMMETRIC PRECIPITATION ASSOCIATED WITH SEVERE TYPHOON DAMREY

Severe typhoon Damrey moved across Hainan Island from 00:00 UTC 25 September to 00:00 UTC 27 September in 2005 and gave rise to a significant rain process during its 48-h passage. The precipitation intensity on the southern part of the island is stronger than that on the northern, showing obvious asymmetric distribution. Using Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) data, the associated mesoscale characteristics of the precipitation were analyzed and the formation of asymmetric rainfall distribution was investigated in the context of a subsynoptic scale disturbance, vertical wind shear and orographic factors. The results are shown as follows. (1) The subsynoptic scale system provided favorable dynamic conditions to the genesis of mesoscale rain clusters and rainbands. (2) The southern Hainan Island was located to the left of the leeward direction of downshear all the time, being favorable to the development of convection and leading to the asymmetric rainfall distribution. (3) Mountain terrain in the southern Hainan Island stimulated the genesis, combination and development of convective cells, promoting the formation of mesoscale precipitation systems and ultimately resulting in rainfall increase in the southern island.     

南京地区人体舒适度及其与居民循环系统疾病死亡关系的研究

选取南京地区1961年1月1日至2012年12月31日逐日地面气象观测资料,采用“黄金分割法”计算体感温度,分析南京地区近52年舒适度特征;选取2005年1月1日至2008年12月31日逐日循环系统疾病死亡人数资料和同期气象资料,分析南京市2005-2008年舒适度和体感温度特征及其与循环系统疾病死亡人数的关系。结果表明,1961-2012年南京市热不舒适期、舒适期日数呈现上升趋势,而冷不舒适期日数呈显著减少趋势,变化率为－3.2 d/10a;4月上旬至5月中旬和10月为舒适期;体感温度在20世纪中期之后表现为明显的上升趋势,增加率为0.3℃/10a;2005-2008年舒适度以微冷和舒适为主;死亡高峰日多出现在冷不舒适日,2008年初死亡高峰日持续时间较长,且与天气灾害过程发生时间存在7～9 d的滞后。     

基于地面气象要素的延伸期相似预报方法初步研究

依据基于地面气象要素的相似预报方法,利用环渤海地区1960~2010年57个地面测站的降水和风速气象资料,探讨了相似预报法进行延伸期预报的可行性。2000~2010年预报效果表明:该方法对夏季降水日数有一定的预报能力,除去8月第27~30 d的预报外,其预报准确率均高于气候概率。6~7月中雨预报准确率在8%~10%之间,整体超过了气候概率值;夏季大雨和暴雨的延伸期预报准确率大多较气候概率值高,预报结果可信。对于0~2级风速预报而言,各季节存在明显差异,预报准确率最高值出现在夏季,高达85%,最低值出现在春季,为50%左右;对于3~4级风速预报,一年中有8个月的预报准确率维持在10%左右;在2~4月日均风速≥5级的预报准确率为7%~10%,而日最大风速≥5级的预报准确率明显高于日均风速的预报准确率,最低预报准确率为18.5%,最高可达39.1%。风速的预报结果与同类研究对比发现,基于地面气象要素的相似预报方法在延伸期风速预报中具有一定的应用价值。     

1961—2000年中国太阳辐射区域特征的初步研究

利用中国122个辐射观测站1961—2000年的逐日地面辐射资料,同期729个气象站的逐日云量资料,分析了总辐射、直接辐射和散射辐射年代际距平分布和变化。按照中国地理气候区域的特征并考虑年总辐射,将中国划分为5个不同的辐射区域。分析了各区近40 a来总辐射、直接辐射、散射辐射的年际变化。结果表明:①总辐射和直接辐射年曝辐量在1961—1990年之间呈下降趋势,在20世纪80年代达到最低值,以青藏高原西南部地区降幅最明显;在1991—2000年总辐射和直接辐射年曝辐量有回升趋势,其中青藏高原地区回升最显著,但均未达到历史最高水平。5区总辐射近40 a来下降率为:-1.24%/10a,-1.66%/10a,-1.60%/10a,-1.89%/10a和-1.93%/10a。②近40 a来散射辐射年曝辐量除东北无明显变化外,南疆和青藏高原有降低趋势,而南方有略微增加趋势;通过对云量的分析发现西北地区低云量略增加,而其他地区低云量和总云量都有不同程度的下降趋势,5区总云量近40 a来下降率为:-2.99%/10a,-1.68%/10a,-3.10%/10a,-1.17%/10a和-1.01%/10a,低云量变化率为:-1.51%/10a,4.46%/10a,-1.47%/10a,-0.89%/10a和-0.75%/10a。最后对造成辐射长期变化的原因作了初步讨论。     

基于机器学习的两个代表城市上呼吸道感染与气象要素关系及其发病风险预测研究

选取华南地区深圳市、西南地区攀枝花市两个不同气候区的当地医院上呼吸道感染发病逐日就诊病例数据和同期气象数据,采用随机森林方法和RNN（Recurrent neural network）深度学习方法,通过对两地上呼吸道感染发病特征及其与气象条件关系进行细致研究,分别构建了两地上呼吸道感染发病风险预测模型。研究结果表明：(1)深圳市上呼吸道感染就诊人数峰值每年出现在6-8月期间,谷值出现在1-2月期间,呈现以热不舒适的效应为主;而攀枝花市上呼吸道感染就诊人数峰值则出现在每年11月到次年的1月期间,谷值出现在每年3-7月期间,呈现以冷不舒适效应为主。(2)逐日平均气温的变化对两地上呼吸道感染发病的影响最明显,当日平均气温高于25℃或者低于10℃时,两地上呼吸道感染发病风险明显上升。(3)日平均风速影响次之,它与日平均相对湿度和日平均气温一起,通过对气候舒适度产生影响,进而影响上人群上呼吸道感染发病情况。(4)在对上呼吸道感染与气象要素关联性分析及预测方法优选的基础上,基于RNN深度学习方法构建的两城市上呼吸道感染发病风险预测模型,可为当地相关疾病风险预测及防控提供重要科技支持。     

BCC_CSM气候模式对中国区域气候变化模拟能力的检验

为了科学评价BCC_CSM气候模式的模拟效果,并为改进和完善此模式提供科学依据,以NCEP/NCAR 1948—2005年逐月再分析资料作为检验模式对应的实况场,利用距平标准化均方根误差、相关系数等方法对国家气候中心发展的BCC_CSM气候模式模拟中国气候变化的能力进行了检验,检验要素包括:对流层高、中、低层各季节的温度场、风场、相对湿度场和加热场等。结果表明,除春季外,其他3个季节实况场与模拟场的距平标准化均方根误差都较小;全年相关性都比较好,全国绝大部分地区均通过了α=0.05显著性水平检验;不同气象要素场的距平标准化均方根误差与相关系数呈现出季节性和区域性特征;模式模拟出了中国不同区域各个气象要素的年变化;与IPCC AR4中的13种模式相比较,BCC_CSM气候模式对中国区域地面温度场的模拟效果较好。     

台风“达维”经过海南岛过程内核结构演变的数值分析

利用非静力中尺度数值模式 WRF (V2.2)对0518号台风“达维”(Damrey)经过海南岛过程进行了模拟.模式较好地再现了“达维”经过岛屿过程的移动路径、强度变化、环流结构以及降水分布.基于模拟结果,分析了台风内核区的动、热力场演变特征,结果如下:1)经过岛屿期间,台风内核区高、低层切向风速变化不大,贴地层与中间层切向风速在登陆过程及岛上移动前期减小,岛上移动后期到离岛入海期间增大.2)台风内核区高、低层分别存在主体出流及回流入流、主体入流及回流出流.登陆过程及岛上移动前期,主体入流速度变化不大,主体出流明显减弱.岛上移动后期到离岛入海期间,主体出流与回流出流明显加大并出现合并趋势.3)经过岛屿期间,台风环流区的环境风垂直切变没有像大多数热带气旋登陆一样出现增大的趋势,反而减小.切变下风方向先顺转后逆转,切变下风方向左侧与降水区有较好对应.4)登陆过程及岛上移动前期,台风高、低层的垂直速度及凝结加热均显著减小;岛上移动后期,高层垂直运动及凝结潜热释放继续减小,低层则明显增大.