动态最优多因子组合的华北汛期降水模式误差估计及预报

利用国家气候中心季节预报1983—2009年27年模式预报结果,结合74项环流指数及美国国家海洋局和大气管理局提供的40个气候指数和美国气候预报中心实际降水分析资料,采用资料诊断分析和数值模拟实验相结合的方法,通过多因子的历史相似信息提取预报相似年,获得预报场的误差订正项.在这一订正思路的基础上,考虑前期关键影响因子的选取、多因子组合的优化配置,构建适用于不同预报年的区域动力-统计模式预报误差订正方案.以华北为例,探索多因子最优组合的多元客观相似判据,发展基于多因子动力-统计模式预报误差的动态订正新技术,改善华北夏季降水预报效果,提高预报技巧.通过2005—2009年独立样本回报结果表明,动态最优多因子组合相似订正方法距平相关系数评分相对于系统订正方法有着显著的提高,该订正方案对华北地区的夏季降水预测有着很好的业务前景,具有重要的应用价值,即将投入业务运行. 关键词： 关键因子集 模式误差估计 汛期降水 预测     

时间滞后对全球温度场关联性的影响

基于美国国家环境预报中心/美国国家大气研究中心以及欧洲中期天气预报中心发布的再分析资料,构建了考虑时间滞后情况下的全球温度场关联矩阵,分析了时间滞后对全球温度场关联性时空特征的影响.结果表明:随着滞后时间的增加,全球温度场的关联性总体呈逐渐减弱的趋势,但对应不同的滞后时间其规律也不同,在滞后1—30 d的情况下,可根据全球平均关联系数C_glb的下降 关键词： 温度场 关联矩阵 时间滞后     

冬季大气遥相关和海温关键区的复杂网络性质

基于大气遥相关指数和海表温度关键区,以各关键区高度场平均值和海表温度关键区平均值之间的相关系数作为连边条件,建立体现大气遥相关和海表温度关键区相互作用的关联网络,进而给出了大气和海洋关键区相互作用的空间图像.同时基于网络的结构特征量,研究了该网络的基本性质,给出了关键区中的网络关键节点,并分析了关键节点对网络性质的影响.研究结果表明:大气遥相关和海温关键区关联网络具有一定的小世界性质,即网络具有小的平均路径长度和较大的集群系数;网络的平均路径长度在阈值为0.1—0.4时系统基本保持稳定,即网络的性质保持不变,进而证明了以信度为0.01下的相关系数0.19作为连边阈值的有效性.对于网络中的单个节点网络特征分析发现,东亚-太平洋遥相关1区和2区以及太平洋-北美遥相关1区和4区在网络中具有较大的节点度,即大气中这4个区域在大气遥相关和海表温度关键区中作用较强;北太平洋涛动区域1,东亚-太平洋遥相关区域3的节点度则相对最小,即这个区域在大气遥相关和海表温度关键区相互作用中的影响较小.通过依次去除网络中度大的节点进一步证明了网络具有一定的鲁棒性.该研究对于重点把握遥相关和海温的一些重要区域具有一定指示意义,也从另一角度提供了研究海气相互作用新方法.     

长江中下游汛期降水模式预测误差相似性及其可预报度

对数值模式预测误差进行相似预报进而订正模式预报结果,是提高模式预报水平的有效手段之一.本文从数值模式预测误差场存在相似性的角度出发,研究了长江中下游汛期降水逐年模式误差场间的相似性及其可预报性,探讨了数值模式预测误差在历史资料中的相似信息量,发现利用相似误差订正可以明显提高模式预报水平.进一步对历史模式预测误差场进行经验正交函数(EOF)分解,着重研究了误差场前三个特征向量的空间分布及其时间系数演化规律,发现对各分量分别进行相似预报可以简化预报对象,并且针对性更强,可以提高其潜在预报水平.在研究数值模式预测误差场相似性的基础上,定义了数值模式预测误差的相似可预报度,用以衡量逐年模式预测误差的可预测性,发现模式预测误差场前三个分量的相似可预报度明显高于原始模式误差场,揭示出有针对性地分别预报模式预测误差各分量的潜在应用价值.     

季风与极涡的异常配置下中国夏季大尺度旱涝分布

从冷暖系统配置的角度,选取东亚夏季风(EASM)和7月亚洲区极涡面积(APVA),分析了二者的气候特征与中国夏季降水分布之间的关系.在此基础上,将1951—2010年EASM和APVA的异常配置分为四种类型:A:季风强、极涡大;B:季风强、极涡小;C:季风弱、极涡大;D:季风弱、极涡小.研究发现,二者的异常配置下,中国夏季大尺度旱涝分布在季尺度上表现出多面性特征:A型年,夏季整体偏旱;B型年,夏季南涝北旱;C型年,夏季北涝南旱;D型年,夏季整体偏涝.由此可见,中国夏季旱涝总体分布除了与EASM有关外还与APVA密切相关,二者异常的不同配置下,夏季降水多寡和旱涝分布表现出了显著的差异和规律性,这对夏季降水总体趋势预测有一定的指示意义.此外,通过研究不同配置关系对应大气环流异常特征,并分析不同要素在夏季风和极涡关系变化中的作用,发现不同配置类型下夏季降水表现出的差异和规律性直接取决于环流场的整体配置,其中西太副高和中高纬阻塞形势起主导作用.     

甲基化抑制剂5-氮杂2′-脱氧胞苷对三维培养A549细胞辐射敏感性的影响

为探讨DNA去甲基化试剂5-氮杂-2′-脱氧胞苷(5-aza-2′-deoxycytidine,5-Aza-CdR)对三维(3D)培养模式下的肺腺癌细胞A549辐射敏感性的作用,开展了系列实验。使用不同浓度5-Aza-CdR处理单层(2D)A549细胞72 h后,MTT法检测其对A549细胞的增殖抑制作用。选取低浓度(2,5μmol/L)5-Aza-CdR预处理2D和3D培养的A549细胞72 h,X射线分别辐照1,2,4,6 Gy,检测微核形成率和克隆存活。实验结果显示,不同浓度的5-Aza-CdR均能抑制2D的A549细胞增殖,且呈剂量依赖性。5μmol/L药物预处理2D与3D细胞并联合辐照后诱导的细胞微核形成率均显著高于相应的对照组,并且细胞存活率显著降低。不过,较低浓度5-Aza-CdR(2μmol/L)预处理的3D培养A549细胞4,6 Gy辐照后微核数目较未用药处理组显著增加,克隆存活率较未用药组显著降低(P0.05),而在2D培养A549细胞中未观测到上述现象。研究结果表明,5-Aza-CdR能抑制A549细胞增殖,3D培养A549细胞药物预处理更能增加其辐射敏感性。结果暗示,为减少对正常细胞的毒性作用,在临床放疗中,可低剂量使用5-Aza-CdR,实现肿瘤的有效靶向治疗。     

利用传递熵对Lorenz系统和Walker环流信息传输方向的分析

基于传递熵方法, 分析Lorenz系统x, y, z三个分量之间的信息传输方向, 并应用温差与垂直速度的再分析资料对Walker环流进行分析. 研究结果表明: 1) 对于Lorenz系统而言, x与y分量之间, y是信息源, x是信息汇; y与z之间, y是信息源, z是信息汇; x与z分量之间的信息传递方向依赖于控制参数r; 且净信息传输的方向不随初值不同而改变; 2)在西太平洋地区, 温差对垂直速度的净信息输送占主导地位, 而赤道东太平洋地区则为垂直速度对温差的净信息输送占主导地位, 这与Walker环流物理机制是一致的, 且海陆热力差异对温差与垂直速度之间的信息输送影响较大; 3)冬季是温差与垂直速度之间的信息输送最强季节, 夏季和秋季次之, 春季最弱, 这可能是存在春季预报障碍的原因之一. 以上结果表明, 传递熵在气象领域有广阔的应用前景, 是测量动力学系统信息传递方向的一种有效方法和工具. 关键词： 传递熵 信息传输 Lorenz系统 Walker环流     

江淮流域夏季降水对前冬持续时间长短的响应

利用NCEP/NCAR再分析资料计算得到江淮流域1961–2011年前冬持续时间, 分析其时空变化特征, 并进一步探究它与后期江淮流域夏季降水的关系. 结果表明, 江淮流域前冬持续时间存在着明显的年际和年代际变化, 前冬持续时间显著偏长年份比偏短年份的前冬温度低、气压高、北风强, 表明温度、气压、经向风可能是反映江淮流域前冬持续时间的关键因子, 且不同区域各气象要素对季节长度的影响存在一定差异; 1961–2011年江淮流域前冬持续时间与该区域夏季降水呈显著正相关关系; 统计分析亦发现, 前冬持续时间显著偏长(偏短)的代表年份中, 夏季降水以偏多(偏少)为主; 对典型代表年份环流场进行合成分析发现, 前冬持续时间显著偏长时, 乌拉尔山与鄂霍次克海地区夏季易形成阻塞形势, 进而会对江淮流域夏季降水产生影响; 最后利用奇异值分解从空间场相关的角度探讨了两者的联系, 发现江淮流域夏季降水与前冬持续时间存在非常显著的关系. 关键词： 江淮流域 季节划分 前冬持续时间 夏季降水     

基于幂律尾指数研究不同尺度系统对降水的影响

利用中国气象局国家气候中心740站点1960—2000年日降水观测资料，统计分析表明，各气候特征区30 mm以上日降水存在幂律尾分布特征，从中国的整体情况来看，幂律尾指数的均值超过了3.0，其对应的降水过程不存在平稳性成分，因此长期暴雨预报成为一个艰巨的任务.借助滤波方法进一步研究发现：日降水幂律尾分布特征是大气中各尺度系统相互作用的结果，其中一周尺度系统对30 mm以上日降水幂律尾指数影响最大. 关键词： 幂律尾指数 传递熵 暴雨