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1.
基于集合平方根滤波方法(En SRF)同化方法和NOAH陆面模式的WRF-En SRF陆面同化系统,同化了江苏省70个自动站资料进行试验,研究加入不同的同化资料(地表温度、10 cm土壤温度、20 cm土壤温度)及初始扰动强度的大小对陆面数据同化系统性能的影响,以及对不同区域(降水大值区和降水小值区)的分析场进行效果对比,并且检验了同化系统在一次典型的梅雨锋暴雨的同化效果,证明了这个系统的有效性和可行性。对于资料选取试验,比较全场平均的同化时刻分析场模拟观测相对真实观测的均方根误差可以得到:同化地表温度资料并且初始扰动强度1 K的时候同化效果最理想。对于选定的降水大值区和降水小值区来讲,降水大值区的土壤温度和土壤湿度分析场更加接近于真实场。运用于一次梅雨锋暴雨的同化实验,对于最后一个同化时次的分析场作为背景场做集合预报,最终证明预报结果是有效的。土壤温度、土壤湿度、地表温度和近地面风场的预报结果都较用NCEP再分析资料直接做预报作为控制试验的结果有不同程度的改进。这说明该系统应用于实际同化中的性能较为良好,可以应用于实际土壤湿度与温度的预报。 相似文献
2.
近来，基于全球定位系统（ＧＰＳ）提出了一种遥感水汽的新途径。根据ＧＰＳ折射率测量结果能够反演出温度和水汽和垂直廓线。对于气象部门来说，这是一种有价值的潜在资料源。基于宾州／ＮＣＡＲ的中尺度模式的绝热版本及其伴随模式发展了一种四维资料同化系统。然后，进行了一系列观测系统模拟试验来评估ＧＰＳ推算的大气折射资料的效果。结果表明，大气折射率同化在反演水汽垂直廓线中是非常有效的。推算出的水汽场的精度明显比用传统反演技术得到的精度要好。大气折射率同化也能提供有效的温度信息。资料同化结果对于附加在模拟折射率观测值上的随机误差较不敏感。而它们对于观测值的空间分辨率却非常敏感。谱分析表明，湿度场具有较小尺度的变化且对大气折射率观测值的分辨率比温度更敏感。当折射率观测值分辨率较粗时，单个观测值同化得到的结果比在模式格点上内插的观测值同化的结果要好。沿大约２４０ｋｍ距离（ＧＰＳ折射率观测的特征尺度）平均的折射率观测值的同化对温度和湿度场的反演仍得到相当好的结果。 相似文献
3.
复杂地形下地面观测资料同化III. 两种解决模式地形与观测站地形高度差异方法的对比分析 总被引：2，自引：1，他引：1
模式地形与观测站地形高度差异是地面资料同化方案设计中的一大难点。本文通过个例和单点试验对第I和第II部分 (徐枝芳等, 2007a, 2007b) 中涉及的两种解决模式地形与观测站地形高度差异的地面资料同化方法 (即增加温度地形代表性误差和温度订正方法) 进行对比分析, 并将这两种方法应用于WRF_3DVAR, 进行3个月的连续数值试验。研究结果表明: 随着地形高度差异的增加, 采用增加观测误差方法得到的估计值向其它资料同化分析值 (背景场值) 靠近, 在一定的高度差异下则失去了同化分析地面资料的意义; 温度订正方法对温度递减率的取值较为敏感, 在有探空资料参与同化分析时, 温度递减率取值敏感性相对减弱。当采用的订正值较为准确时, 采用温度订正方法较增加观测误差方法能更好地处理两种地形高度差异, 地面资料信息应用更充分, 得到的估计值最有可能接近真实值。当模式地形与观测站地形高度差异较小 (小于100 m) 时, 两种解决模式地形与观测站地形高度差异的方法达到的效果基本一致。单点及个例试验表明, 有探空资料等高质量观测参与同化分析时, 采用增加观测误差方法得到分析场更接近真实场。三个月连续试验也表明有探空资料参与同化分析时, 采用增加观测误差方法比温度订正法改进的郭永润同化方案 (Guo et al., 2002) 同化地面资料效果好, 且加入地面资料同化对所有量级降水预报都有所改善。当地面资料同化方案没处理好时, 加入地面资料同化的效果反而不如不加地面资料同化。 相似文献
4.
《大气科学》2009,33(6)
模式地形与观测站地形高度差异是地面资料同化方案设计中的一大难点.本文通过个例和单点试验对第Ⅰ和第Ⅱ部分(徐枝芳等,2007a,2007b)中涉及的两种解决模式地形与观测站地形高度差异的地面资料同化方法(即增加温度地形代表性误差和温度订正方法)进行对比分析,并将这两种方法应用于WRF_3DVAR,进行3个月的连续数值试验.研究结果表明:随着地形高度差异的增加,采用增加观测误差方法得到的估计值向其它资料同化分析值(背景场值)靠近,在一定的高度差异下则失去了同化分析地面资料的意义;温度订正方法对温度递减率的取值较为敏感,在有探空资料参与同化分析时,温度递减率取值敏感性相对减弱.当采用的订正值较为准确时,采用温度订正方法较增加观测误差方法能更好地处理两种地形高度差异,地面资料信息应用更充分,得到的估计值最有可能接近真实值.当模式地形与观测站地形高度差异较小(小于100 m)时,两种解决模式地形与观测站地形高度差异的方法达到的效果基本一致.单点及个例试验表明,有探空资料等高质量观测参与同化分析时,采用增加观测误差方法得到分析场更接近真实场.三个月连续试验也表明有探空资料参与同化分析时,采用增加观测误差方法比温度订正法改进的郭永润同化方案(Guo et al.,2002)同化地面资料效果好,且加入地面资料同化对所有量级降水预报都有所改善.当地面资料同化方案没处理好时,加入地面资料同化的效果反而不如不加地而资料同化. 相似文献
5.
利用WRF-3DVAR同化常规观测资料对近地层风速预报的改进试验 总被引：1，自引：0，他引：1
利用WRF 3DVAR同化系统和Evenson提出的方法在分析时刻添加扰动形成扰动型初始场,并在此基础上同化常规观测资料(包括固定站点的探空观测和常规地面观测),通过比较WRF3DVAR系统对整层大气的初始(分析)场及预报场的改进,检验了同化常规观测资料后WRF模式对研究区域内近地层风速的预报效果。结果表明,同化常规观测资料对初始场有改进,且对低层大气风场和温度场的改进较FNL资料明显;GFS同化常规观测资料后生成的初始场和FNL资料提供的初始场对风速和温度的预报在不同气压层存在不同的预报时效,低层(1000 hPa)风速和温度预报在前36 h改善明显,而在较高的500 hPa和200 hPa上风速预报在前36 h改进明显,温度预报则只在前12 h得到了改善;无论是采用FNL资料还是同化常规观测资料作为初始场,对近地层风速预报均在前36 h有改进,表明对于近地面风速这种短时间内变化较大的变量,同化与之时间和空间上较为接近的资料可能改善其预报效果。 相似文献
6.
迭代集合平方根滤波在风暴尺度资料同化中的应用 总被引：2，自引：1，他引：1
本文根据最新的非同步(Asynchronous)算法设计了一个迭代EnSRF(iterative Ensemble Square Root Filter,简称iEnSRF)方案。在这个迭代方案中,同化时刻的背景场和一个较早时刻的背景场将被同时更新,得到两个时刻的分析场,然后预报模式从较早时刻的分析场再次进行集合预报到同化时刻,最后重复前面两个步骤,实现对同化时刻背景场的迭代分析。在一个理想风暴个例上,本文通过模拟雷达资料同化对这一方案进行了检验,对比了传统EnSRF方案和iEnSRF方案的同化效果。此外,本文还讨论了只在同化时刻一个时间层上进行迭代的情况。同化单部模拟雷达资料的试验表明iEnSRF方案能够在初始估计缺少风暴信息的情况下较好地还原风暴中垂直运动和潜热释放之间的正反馈关系,显著提高初始分析的质量并加快随后同化的收敛速度。而传统EnSRF在这一初始估计较差的情况下不能在初始分析中有效估计这一相关关系并导致其收敛速度较慢且收敛误差较大。当只涉及一个时间层时,迭代算法并不能取得比传统EnSRF更好的效果。这一结果表明重复使用观测的算法只有在涉及两个时间层时才能改进最终的分析结果。在同化两部模拟雷达资料的试验中,iEnSRF的初始分析仍然优于传统EnSRF的初始分析,并在对流层高层取得显著改进。单双雷达资料同化的试验结果对比表明,单纯增加观测数量并不能显著改进传统EnSRF对非观测变量(比如温度)的分析,而iEnSRF则能够更加充分地利用更多的观测进一步提升初始分析的效果。 相似文献
7.
本研究利用WRF模式及其三维变分同化系统实现了对NOAA-16 AMSU-A微波资料的直接同化,针对2010年6月19日江西地区的一次强降水过程开展模拟与同化试验,并利用中国区域土壤湿度同化系统(CLSMDAS—China Land Soil Moisture Data Assimilation System)输出的土壤湿度值替换NCEP(National Centers for Environmental Prediction)资料中的土壤湿度,研究土壤湿度初值对辐射率资料直接同化中观测场与背景场偏差调整的影响。结果表明:采用CLSMDAS输出土壤湿度初值条件下模拟的亮温值与实际观测值更为接近,经过质量控制和偏差订正后更多的观测资料能够进入到同化系统中,说明改进的土壤湿度初值条件下观测算子的计算值得到正的调整,对低层地表通道的改进效果明显,尤其以50.3 GHz的窗区通道3的结果最为理想;针对此次强降水过程中24 h累积降水分布的模拟结果,CLSMDAS输出土壤湿度初值条件下同化AMSU-A资料,能够较为准确的把握整个雨带的走向、大雨以上级别降水的落区范围、降水中心落区及强度等。说明准确的土壤湿度初值能够改进卫星辐射率资料的同化结果,进而提高数值模式的模拟预报能力。 相似文献
8.
利用WRF(ARW)模式、WRF-3DVAR系统以及ATOVS卫星资料,对2013年7月22-23日高原上的一次MCC转化MCV的过程进行了直接同化试验和数值模拟。同化的模拟结果表明,同化不同传感器资料效果相差较大;同时同化多种传感器资料并未比单一资料效果好;连续循环同化有效改善了高原MCV的强度和位置模拟。选定循环同化AMSUB资料为最优同化方案,对此次高原MCC转化为MCV的过程进行分析:中尺度涡旋和强降水均发生在湿等熵面下陷区域。高空正的湿位涡异常叠加低层正温度异常,在此过程中经历对流不稳定度的减弱,诱生出气旋性环流并向下伸展,使得气旋性涡度发展,降水发生,而水汽的凝结潜热释放进一步加剧了湿等熵面的倾斜,从而使得垂直涡度进一步发展。同时,在此过程中受水汽加热的影响,水平相当位温梯度减弱,负的斜压项减弱,使得总的湿位涡正值增大。另外,比较了东部MCV与高原MCV的差异,发现后者由于高原的加热作用,低层的涡度值较大。 相似文献
9.
《高原气象》2016,(3)
利用WRF(ARW)模式、WRF-3DVAR系统以及ATOVS卫星资料,对2013年7月22-23日高原上的一次MCC转化MCV的过程进行了直接同化试验和数值模拟。同化的模拟结果表明,同化不同传感器资料效果相差较大;同时同化多种传感器资料并未比单一资料效果好;连续循环同化有效改善了高原MCV的强度和位置模拟。选定循环同化AMSUB资料为最优同化方案,对此次高原MCC转化为MCV的过程进行分析:中尺度涡旋和强降水均发生在湿等熵面下陷区域。高空正的湿位涡异常叠加低层正温度异常,在此过程中经历对流不稳定度的减弱,诱生出气旋性环流并向下伸展,使得气旋性涡度发展,降水发生,而水汽的凝结潜热释放进一步加剧了湿等熵面的倾斜,从而使得垂直涡度进一步发展。同时,在此过程中受水汽加热的影响,水平相当位温梯度减弱,负的斜压项减弱,使得总的湿位涡正值增大。另外,比较了东部MCV与高原MCV的差异,发现后者由于高原的加热作用,低层的涡度值较大。 相似文献
10.
华南地区中尺度模式预报的初值影响分析 总被引：9，自引：6，他引：9
基于GRAPES 3D-Vat同化系统，介绍了根据静力平衡关系由高度场的增量来计算温度场的增量的方法，并结合常规探空资料同化，针对影响华南地区的一次冷空气过程的个例，分析了常规观测资料对初始场的影响。采用GRAPES区域中尺度模式进行了控制试验和同化试验，观测资料的检验表明，资料同化对GRAPES中尺度模式预报有正面影响，初始时刻预报敏感性较大并且变化较快，靠近地面的低层预报敏感性较为复杂，常规探空资料对高层大气预报能力的提高相对于中低层较小。 相似文献
11.
张学文 《沙漠与绿洲气象(新疆气象)》2007,1(3):15-18
从气象图表(如天气图)上可以得到某气象灾害(如暴雨、高温,也可以是一般气象现象、要素、变量等)所笼罩的面积占总面积的百分比F,从气象资料中可以得到该气象现象的出现概率p。本文证明:F对时间的平均值等于p对天气图面积的平均值。本文初步讨论了这个定理的应用,还指出对这类问题的深入分析会引出分布函数概念和熵气象学。 相似文献
12.
The global mean surface temperature (GMST) response of HadCM3 to a 1,000 year 4×CO2 forcing is analysed using a transfer function methodology. We identify a third order transfer function as being an appropriate
characterisation of the dynamic relationship between the radiative forcing input and GMST output of this Atmosphere-Ocean
General Circulation Model (A-OGCM). From this transfer function the equilibrium climate sensitivity is estimated as 4.62 (3.92–11.88) K
which is significantly higher than previously estimated for HadCM3. The response is also characterised by time constants of
4.5 (3.2–6.4), 140 (78–191) and 1,476 (564–11,737) years. The fact that the longest time constant element is significantly
longer than the 1,000 year simulation run makes estimation of this element of the response problematic, highlighting the need
for significantly longer model runs to express A-OGCM behaviour fully. The transfer function is interpreted in relation to
a three box global energy balance model. It was found that this interpretation gave rise to three fractions of ocean heat
capacity with effective depths of 63.0 (46.7–85.4), 1291.7 (787.3–2,955.3) and 2,358.0 (661.3–17,283.8) meters of seawater,
associated with three discrete time constants of 4.6 (3.2–6.5), 107.7 (68.9–144.3) and 537.1 (196.2–1,243.1) years. Given
this accounts for approximately 94% of the ocean heat capacity in HadCM3, it appears HadCM3 could be significantly more well
mixed than previously thought when viewed on the millennial timescale. 相似文献
13.
冷凉气候区水稻高产的一种地温调控技术 总被引：1，自引：0，他引：1
通过分析敦化市历所水稻产量和６￣９月５ｃｍ平均地温的关系,提出水稻高产的地温指标。根据不同年份和水稻的不同发育阶段采取不同的灌溉措施,通过调控５ｃｍ地温使之达到的要求,通过１９８６￣１９９０年的试验,水稻均获得了高产,提供了冷凉气候区水稻高产稳产的一种调控技术。 相似文献
14.
呼和浩特市白塔机场气象观测要素分析 总被引：1，自引：0，他引：1
利用呼和浩特市白塔机场气象站1977--2010年月平均最高、最低气温,月降水量资料和1979--2010年月平均风速资料,分析了近34a气象要素变化特征。得出：呼和浩特白塔机场近34a来,（1）年平均气温、年降水量都没有明显的变化趋势,进入21世纪以来气候变率明显变大,气候不稳定性增加;（2）气温的年日较差明显增大,气候倾向率为0．4℃／10a;（3）年平均相对湿度在三个时段存在不同的变化特征;（4）年平均风速呈现出明显的减小趋势,平均每10a减小了0．3m·s^-1（5）四个要素中,气温年日较差由小变大的突变特征最为明显,1990年前后出现突变点;平均风速则存在由大转小的突变过程,突变时间点在1996年;年平均气温南低向高的突变过程较弱,且持续时间较短;年降水量和年平均相对湿度在近34a罩均不存在气候突变现象,气候状态相对稳定。呼和浩特机场气候与市区气候存在明显的差异．还需进一步深入分析。 相似文献
15.
本文利用川西高原4条树木年轮年表序列,分析了树轮年表和川西高原气象要素的关系。通过响应函数计算得出,树轮年表对川西高原6月的平均最高气温反映敏感,由此重建了该地1617~1994年6月的平均最高气温序列,并应用交叉检验方法对校准方程进行了检验,证明重建方程稳定,具有区域代表性。在重建的378 a中,10 a尺度的显著较高时段有2个,即1651~1670、1941~1960年;显著的较低时段有7个,即1691~1730、1741~1760、1771~1790、1801~1820、1831~1900、1911~1940年和1961~1990年。平均约27 a发生一次10 a尺度的突变,19、20世纪是川西高原6月平均最高气温的多变时期,17、18世纪是平均最高气温的相对稳定时段。19世纪20年代和20世纪40年代升温显著,20世纪70~80年代降温比较显著。 相似文献
16.
基于EOF分解的中期平均气温距平客观预报方法 总被引：1，自引：0，他引：1
本文通过将500 hPa高度、850 hPa温度、海平面气压的预报与历史要素场进行EOF分解,并假定EOF分解空间函数(即特征向量)是基本稳定的,建立以EOF分解主分量系列的时间系数、预报站点附近基本要素值的时间序列与预报站点平均气温距平的多元线性逐步回归预报方程,结合ECMWF集合预报数值产品,生成全国范围未来10 d平均气温距平客观预报产品投入业务应用,并采用同号率方法检验。结果表明,客观预报产品在检验时段内,同号率平均值为0.77,明显高于ECMWF集合预报模式2 m温度直接计算得出的同类产品同号率0.63;该客观预报产品不仅在分布范围上,同时在距平幅度上预报效果均较好。此外,相关分析也证明同号率方法在检验中期时效气温距平预报中有其合理性。 相似文献
17.
Long-term patterns of solar irradiance forcing in model experiments and proxy based surface temperature reconstructions 总被引：3，自引：0，他引：3
Comparisons are made of long-term empirical and model-estimated patterns of solar irradiance forcing during a 200-year period (1650-1850), which precedes any apparent anthropogenic influence on climate. This interval encompasses a considerable range (approximately 4 W/m2) of estimated variation in solar output, including the "Maunder" and "Dalton" Minima of solar irradiance, and an intervening interval of relatively high values of irradiance, but does not encroach into the industrial era wherein it is difficult to separate solar and anthropogenic influences. Particular emphasis is placed on comparing empirical and modeled patterns of forced surface temperature variation. The empirical patterns bear a greater similarity to the pattern of forced response of a coupled ocean-atmosphere general circulation model (AOGCM) than with an independent model simulation result using an ocean with specified heat transport, both in terms of the spatial pattern of response and implied global mean sensitivity to forcing. Heightened sensitivity in the western Pacific warm pool apparent in the empirical response pattern, is not observed in the forced response of the coupled model. It is possible that this pattern is the result of feedback processes not currently reproduced in course-resolution coupled models. The greatest empirical response is found at the multidecadal-to-century (> 40 year period) time scale, for which the forcing is dominated by the roughly 90-year Gleissberg Cycle of irradiance. This indicates a global-mean sensitivity (approximately 0.3 K/W/m2), which is close to the coupled model result (approximately 0.4 K/W/m2). At decadal time scales (8-25 year period), for which the forcing is dominated by the 11-year and 22-year period solar cycles), the temperature sensitivity is moderately reduced, and its spatial pattern of response is dominated by an apparent resonance with known decadal modes of climate variability. 相似文献
18.
19.
20.
华山旅游气候舒适度时空变化分析 总被引：2，自引：0，他引：2
利用华山站1960-2011年的气温、湿度、风速、日照、降水、总云量、低云量和大风日数等日平均气象资料,采用人体舒适度指数和寒冷指数作为旅游气候舒适度评价指标,对华山旅游区的气候特点、人体舒适度及舒适度时空分布特征等方面进行了分析和评价。研究结果表明:华山旅游风景区气温、相对湿度和大风日数3个气候因素的组合比较优越,气温对人体舒适度起主导作用。华山旅游区各月月均气温随着时间的推移均有不同程度的升高,使得华山旅游区各月的舒适程度增加;华山的地理环境导致其常年多风,且风速偏大,6-9月的大于3.4 m/s,有助于空气流动、增强乱流,降低炎热感觉,提高人体舒适度指数。华山旅游区在6-8月平均气温仅为15.5℃,平均风速为3.7 m/s,为华山旅游的人体舒适度最高的月份;4、5、9、10月为华山旅游区人体舒适度适中的月份;3和11月为很冷;2和12月为极度寒冷;1月有冻伤危害。 相似文献