The behavior of deep convective clouds over the warm pool and connection to the Walker circulation     

Wenjing Shi  Ziniu Xiao  Yufei Ai 《中国科学:地球科学(英文版)》2018,61(11):1605-1621

As the deep convective clouds (DCCs) over the western Pacific and Indian Ocean warm pool may play different roles in the climate system, variations in DCC properties over these two sectors are investigated and compared. The DCC intensity and area varies more significantly in the Indian Ocean than the western Pacific sector, while the DCC frequency is comparable in both sectors at the seasonal scale. Although the Indian Ocean sector is strongly dominated by the seasonal evolution, the interannual variations in the two sectors are comparable for all three DCC properties (frequency, intensity, and area). Besides, Walker circulation is closely correlated with the interannual variability of DCCs in both sectors. The Walker circulation strengthens (weakens) as the DCCs shift eastward (westward) over the Indian Ocean sector and westward (eastward) over the western Pacific sector. When more or stronger DCCs occur over the Indian Ocean sector (western Pacific sector), the Walker circulation becomes stronger (weaker) and shifts westward (eastward). Interestingly, the response of the Walker circulation to DCC variability over the warm pool is asymmetry. The asymmetry response of the Walker circulation to the negative and positive DCC anomaly may be related to the non-linearity internal variability of the atmosphere. DCCs over the Indian Ocean sector have a much weaker nonlinear correlation with the Walker circulation than DCCs over the western Pacific sector.  相似文献   

风云三号卫星微波观测的临近空间大气扰动特征   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

姚志刚  孙睿  赵增亮  崔新东  韩志刚  严卫 《地球物理学报》2019,62(2):473-488

风云三号C星(FY-3C)同时装载有设置了50～60GHz和118.75GHz附近氧气吸收带内通道的微波大气垂直探测器,可以用于监测临近空间下部的大气温度.本文的首要目的是展示FY-3C微波大气垂直探测器在监测临近空间(尤其是平流层)强重力波扰动中的优势特点.在给出平流层强扰动监测结果的基础上,分析了不同波段不同通道监测平流层大气温度扰动的能力.随后,对比分析了FY-3C大气温度探测通道与国外同类仪器在观测平流层扰动中的异同点,并进一步讨论了不同平台相同大气微波探测通道联合分析平流层扰动过程的能力.本文在统计2013年冬季(2012年12月和2013年1、2月)和2014年夏季(2014年6、7、8月)的微波大气垂直探测器观测的全球平流层扰动出现频率分布的基础上,利用FY-3C微波大气温度探测器分析了格陵兰岛附近2014年1月7—11日一次平流层扰动过程.结果表明,FY-3C微波探测器50～60GHz和118.75GHz波段可用于获取平流层不同高度上的大气温度扰动特征,且前一波段的探测能力显著地优于后一波段.随后,针对2014年1月11日拉布拉多半岛附近的平流层强扰动过程,基于FY-3C的MWTS-Ⅱ与METOP-B的AMSU-A的对比观测表明,MWTS-Ⅱ能够揭示平流层波动更细致的水平结构特征.最后,针对2014年8月10日安第斯山脉附近不同平台仪器的相同通道探测结果的分析表明,多平台联合观测可以进一步提高平流层强扰动监测的时间分辨率.  相似文献   

风垂直切变对大气静力适应过程的影响——第三部分:能量转换          下载免费PDF全文

郭海龙  刘宇迪  崔新东 《地球物理学报》2020,63(8):2859-2869

基于前两部分的研究,第三部分从能量转换的角度揭示了风垂直切变对大气静力适应过程的影响.研究显示,对非静态等温大气,初始时刻加以有效势能和有效弹性势能的强迫后,风垂直切变改变了适应过程中扰动能量在各能量形式中的分配比例,这种作用随扰动尺度和时间的变化有显著差异,系统尺度越小影响越显著.比较东风急流模型和西风急流模型显示,负的风切变应力使得四类扰动能量谱随系统尺度的变化趋于平缓,使得微尺度和小尺度(中尺度)系统中扰动垂直动能(扰动水平动能)的比例随时间减小,正的风切变使得扰动能量谱随系统尺度的变化显现跳跃的特征,使得中尺度(微尺度和小尺度)系统中扰动垂直动能(扰动水平动能)的比例随时间减小.风垂直切变引起的动量通量输送是扰动能量与基本气流能量之间交换的通道,当风切变应力和动量输送方向相同时,风垂直切变使得能量向基本态转移,维持基本气流,削弱扰动能量,缩短静力适应过程的周期;当风切变应力和动量输送方向相反时,风垂直切变作用相反;此作用随着扰动尺度的变化差异明显.  相似文献   

NPOESS/VIIRS及其云图产品的应用   总被引：1，自引：0，他引：1  

赵增亮  孙泽中  韩志刚  毛节泰 《气象科技》2008,36(3):341-344

美国国家极轨业务环境卫星系统计划(NPOESs)第1颗卫星预计于2010年发射,可见光红外成像辐射仪(VIIRS)是NPOESS卫星计划的首要关键载荷,该仪器继承、发展和集成了3颗现有卫星有效载荷的功能,其预期云图产晶在整个NPOESS计划应用产品中处于最高优先级地位.从简要介绍NPOESS/VIIRS仪器特征人手,从云图解释的物理基础出发,利用现有卫星载荷类似通道云图实例,对VIIRS预期云图产品进行了概要分析,给出该载荷云图产品在改进和提高云分析与预报水平方面的预期应用潜力和价值.  相似文献   

POLDER-2PARASOL卫星气溶胶业务产品在北京地区的验证分析   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

范学花 《遥感学报》2009,13(1)

利用地面AERONET/PHOTONS气溶胶观测网北京和香河站点的资料,在北京地区对POLDER12/PARAsOL卫星多角度偏振信息获得的气溶胶反演产品进行了验证分析.地基AERONET/PHOTONS观测网的体积谱分布资料分析显示,在北京地区气溶胶尺度分布的细粒子截断半径约为0.3um.将POLDER-2/PARASOL卫星气溶胶业务产品和重新定义的地基AERONET/PHOTONs细模态(半径r<0.3p.m)气溶胶光学厚度(AOT)比较,两者在北京地区有着很好的一致性,说明卫星的气溶胶业务反演产品表征了主要来自人类污染排放的细粒子气溶胶贡献.然而,由于POLDER系列卫星业务反演方法固定了埃斯屈朗(Angstrom)指数的变化范围是1.8-3.0造成了细粒子贡献占绝对主导的局限.由地基AERONET/PHOTONS观测资料的分析可知,这个埃斯屈朗指数的先验值远远大于北京地区的地基测量结果,导致了POLDER业务反演的气溶胶光学厚度偏低,埃斯屈朗指数偏高.  相似文献   

内孤立波过陆架陆坡地形的数值模拟研究          下载免费PDF全文

何啸  贾村  孟静  刘娟  陈旭  杨小欣 《海洋科学》2023,47(3):1-14

内波是海洋中普遍存在的波动形式。内孤立波是典型的非线性内波,多发于陆架边缘海,如南海等海域,对陆架海域有重要影响。本文针对内孤立波在陆架地形上的传播问题,先基于弱非线性与全非线性数值模型,模拟了不同振幅、地形高度条件下内孤立波的演化的过程,探讨了动力系数对内孤立波演化过程的影响,对比了两模型的模拟结果在内孤立波演化过程、能量分配以及能量耗散的差异,后分析了南海的动力系数分布特征。结果表明,在内孤立波不发生破碎的情况下,弱非线性模型与全非线性模拟结果相近。当发生破碎过程时,弱非线性模型可准确模拟头波,但无法通过强非线性的破碎过程耗散能量,只能以裂变的方式辐射能量。在弱非线性模型中,随地形高度增加,频散系数减小到零,平方非线性系数由负转正,立方非线性系数绝对值增大一个量级,并主导陆架地形上内孤立波的演化过程。通过对比南海夏季与冬季非线性内波动力系数空间分布,发现内孤立波在传播过程由于夏季平方非线性效应、立方非线性效应与频散效应较强的影响,其在夏季更易发生陡化与裂变,波列发生频率高。  相似文献   

A Neural Network Based Single Footprint Temperature Retrieval for AtmosphericInfrared Sounder Measurements and Its Application to Study onStratospheric Gravity Wave          下载免费PDF全文

姚志刚  洪军  崔新东  赵增亮  韩志刚 《热带气象学报(英文版)》2022,28(1):82-94

Satellite hyperspectral infrared sounder measurements have better horizontal resolution than other sounding techniques as it boasts the stratospheric gravity wave (GW) analysis. To accurately and efficiently derive the three- dimensional structure of the stratospheric GWs from the single-field-of-view (SFOV) Atmospheric InfraRed Sounder (AIRS) observations, this paper firstly focuses on the retrieval of the atmospheric temperature profiles in the altitude range of 20-60 km with an artificial neural network approach (ANN). The simulation experiments show that the retrieval bias is less than 0.5 K, and the root mean square error (RMSE) ranges from 1.8 to 4 K. Moreover, the retrieval results from 20 granules of the AIRS observations with the trained neural network (AIRS_SFOV) and the corresponding operational AIRS products (AIRS_L2) as well as the dual-regression results from the Cooperative Institute for Meteorological Satellite Studies (CIMSS) (AIRS_DR) are compared respectively with ECMWF T799 data. The comparison indicates that the standard deviation of the ANN retrieval errors is significantly less than that of the AIRS_DR. Furthermore, the analysis of the typical GW events induced by the mountain Andes and the typhoon "Soulik" using different data indicates that the AIRS_SFOV results capture more details of the stratospheric gravity waves in the perturbation amplitude and pattern than the operational AIRS products do.  相似文献   

黄河口邻近海域海冰变化特征及机制分析          下载免费PDF全文

胡世强  黎舸  邓曜成  刘娟  苏亮  于华明 《海洋科学》2023,47(5):149-160

黄河口邻近海域海冰是渤海海冰的一部分,为了解其独特的变化特征及机制,本研究基于北海预报中心提供的黄河口周边海洋台站观测数据以及CMEMS (Copernicus Marine Environment Monitoring Service)全球海冰密集度再分析数据,使用统计分析和两种滑动相关分析,结合小波相干方法及大气过程的影响,得到长期变化分析的结果。黄河口冰情在1979—2020年间整体呈减轻趋势(–0.25%/a),显然其直接因素为局地温度整体升高;海冰密集度与黄河径流量呈明显正相关,相关系数为0.46,其原因为径流增大导致盐度降低,海冰增加;与北极涛动指数(AOI,Arctic Oscillation Index)呈明显负相关,相关系数为–0.44,因为当北极涛动为正位相时,东亚大槽强度减弱,北极冷空气南侵受阻隔,冬季黄河口的整体气温升高,导致海冰减少;1997年和2016年左右与北极涛动的相关性都出现了显著正异常,其原因为两次强厄尔尼诺事件的影响,同时海冰密集度在1985年左右的跃变可能与AOI和黄河径流量的突变有关。短期变化分析的结果显示:从2010年和2020年冬季逐日的典型寒潮过程与海冰密集度的变化分析可知,海冰与前6 d负积温的相关性最大,平均相关系数为–0.77,寒潮的出现时间、强度及间隔,控制海冰的生成,而整体气温的低频变化控制海冰的维持和发展。  相似文献   

机载GPS反射信号土壤湿度测量技术   总被引：5，自引：1，他引：4  

王迎强  严卫  符养  栾毅 《遥感学报》2009,13(4):678-690

随着全球导航定位系统反射信号(GNSS-R)技术的发展, 近年来提出了利用GPS地表反射信号遥感土壤湿度的新方法, 该方法利用地表反射率与土壤介电常数以及介电常数与土壤湿度之间的关系来建立反演模型。为了可以快速方便的利用DMR实测数据反演得到土壤湿度, 本文根据Wang和Schmugge模型建立了土壤介电常数与湿度之间的分段模型, 实现了从原始反射数据到土壤湿度结果的整个反演流程。为了验证反演的可行性, 利用NASA等机构联合进行的SMEX02试验机载数据反演得到的结果表明, GPS反射信号能够有效地反演  相似文献   

跃层厚度对内孤立波能量耗散的影响          下载免费PDF全文

张群星  徐昱  刘娟  孟静  王桂霞  陈旭 《海洋科学》2024,48(2):1-14

内孤立波破碎混合是陆架地形上海洋混合过程重要的能量汇,为了探究内孤立波在连续跃层密度分层中能量变化及能量耗散规律,本文使用OpenFOAM建立数值水槽,基于双曲正切曲线设置连续跃层密度分层开展了一系列工况的模拟,针对跃层厚度对内孤立波能量传递及其耗散进行了详细分析。结果表明跃层厚度与跃层处流速剪切存在着负相关关系,随着跃层厚度的增加能量耗散先减小后增大。跃层厚度较小时,跃层处流速剪切强,理查德森数小,易产生开尔文-亥姆霍兹(Kelvin–Helmholtz)不稳定现象;随着跃层厚度的增大,流速剪切减小,理查德森数增大,开尔文-亥姆霍兹不稳定消失;跃层厚度达到临界值后,层结稳定性减小,理查德森数减小,流场的翻转混合过程加强,能量耗散也明显增强。  相似文献