正交小波变换研究复杂下垫面边界层的湍流特征   总被引：1，自引：0，他引：1  

罗涛  袁仁民  吴晓庆  邓淑梅 《高原气象》2008,27(6)

小波变换方法具有较好的时频局部特性,非常适合于分析非平稳的湍流信号。本文对35 m铁塔的超声风速测量数据进行了离散正交小波变换,计算了各向同性系数(ISO isotropy coefficient)及小波功率谱,以此对实验场所代表的水陆交际复杂下垫面的近地面层湍流特征进行了研究。ISO系数可以很好地描述实际大气在不同尺度的各向同性特征。根据ISO系数的分布,我们可以通过设定一定的阈值(ISO=0.7)来得到各向同性小涡的分离尺度(记为ISO0.7),即湍流的各向同性尺度范围。研究表明,下垫面对于边界层湍流各向同性特性具有相当大的影响,当风从不同下垫面吹过时ISO0.7尺度的均值具有较明显的差异。同时湍流度和稳定度对湍流各向同性也有一定的影响。对湍流小波功率谱研究表明,功率谱谱幂率在分离出的小涡所处的频段接近于-5/3。而当风从陆面吹过且湍流度较弱时,湍流小波功率谱小涡以分离尺度所对应的频率(fms)为界具有明显的两段趋势:高于fms的频段,谱幂率一般接近-5/3;而低于fms的频段的谱幂率接近-3/3。这反映了下垫面特征对湍流功率谱的影响。同时在不同的风向转变过程中下垫面对功率谱的影响具有差异。  相似文献   

地面雨滴谱观测的图像自动识别方法   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

安英玉  金凤岭  张云峰  祖雪梅 《应用气象学报》2008,19(2):188-193

该文介绍了地面雨滴谱观测方法的研究, 通过增大取样面积、增加辅助观测手段, 改进了传统的滤纸取样法, 设计出图像自动识别软件应用到雨滴谱资料的处理中, 这种方法不仅可以增加观测的样本数, 以获得稳定的雨滴谱资料, 而且有利于资料的相互配合与分析。对其图像的位置变化、形状改变、滴谱重叠等情况进行验证以及对计算结果进行误差分析, 雨滴谱资料中的单个滴谱图像位置变化和形状变化对图像识别后的结果没有影响, 自动图像处理程序运行结果稳定可靠。程序在处理不粘连的滴谱资料时敏感性较好, 对于大滴溅散而形成的很多溅散滴时, 会处理成很多单独的小雨滴, 同时也说明无法解决溅散问题。在雨滴重叠问题上该程序智能程度不高, 不能真正鉴别是否存在重叠现象, 无法将重叠的雨滴分离开来, 往往会将重叠在一起的雨滴视为一个滴, 从而带来观测雨滴数量减少的现象。从雨滴谱资料处理误差分析上看, 斑迹直径在3~18 mm时相对误差小于6%, 对于直径小于4 mm雨滴误差完全控制在6%以内, 且在处理小滴时误差更小。该方法在地面雨滴谱观测及资料处理中准确度高、性能稳定、实用性强, 为雨滴谱资料的处理分析提供了一个新的思路, 可以应用到实际工作中。  相似文献   

南京冬季一次持续性浓雾过程的特征分析     

徐萌柳  银燕  钱凌 《浙江气象》2008,29(3):14-19

利用系留汽艇边界层气象要素探测资料,结合Micaps系统平台和NCEP分析资料,对2006年12月2,4—27日南京地区一次大雾天气过程的天气学环流背景、热力结构、边界层气象要素和微观结构进行分析,揭示有利于大雾形成和维持的机制。结果显示：700hPa以下气压场长时间呈均匀分布为大雾的产生和维持提供了良好的环流背景;近地层以上逆温的存在、近地层以上暖湿空气的侵入是大雾发展和加强的主要原因。边界层的气象要素与雾的微观特征有紧密联系。  相似文献   

大气横波型扰动连续谱的结构     

张铭  安洁 《大气科学》2008,32(6):1401-1410

采用数值方法计算了当基本气流有垂直线性切变、 层结参数为常值时横波型扰动的谱点和谱函数, 并将数值计算的结果与理论分析作了对照和讨论。当三支波动连续谱区相互不重叠时该计算结果与理论分析完全一致, 但当发生连续谱区重叠时则须采用谱函数重组的方法来得到连续谱的结构。重组的基本原则是在波谱重叠区对计算得到的谱函数作预处理后, 再对频率相邻的谱点和谱函数进行滑动平均, 并将该滑动平均后的结果作为重组后的谱点和谱函数。分析该重组后的谱函数可知, 此时扰动结构呈现涡旋－重力惯性混合波的形式, 出现了新波型。在连续谱三波重叠区域, 该混合波的谱函数在对流层中层有涡旋波的临界层并体现了涡旋波的性质, 在对流层的上、 下层则分别有顺、 逆传重力惯性波的临界层并体现了重力惯性波的性质。  相似文献   

河南省气候变化与北极涛动的时频相关   总被引：5，自引：2，他引：3  

孙卫国  朱业玉  王记芳  顾万龙  程炳岩 《气象与环境科学》2008,31(4):1-7

利用交叉谱与小波变换分析方法,分析了北极涛动指数(AOI)距平和河南省月平均降水距平、月平均气温距平序列的时频变化特征及河南省气候变化与北极涛动之间的多时间尺度相关,结果表明,河南省降水和气温变化与AOI之间存在着多时间尺度的显著相关振荡,年代际尺度周期的互相关系数明显大于年际尺度周期的互相关系数,相关程度随耦合振荡频率的增大而减小,相关显著性取决于两者的时频域联合统计特征,时域中小波互相关系数、小波凝聚谱的分布具有明显的阶段性特征,说明北极涛动的年际和年代际异常对河南省气候变化具有显著影响.  相似文献   

小波功率谱Monte Carlo显著性检验的一个简易方案   总被引：8，自引：0，他引：8  

王蕊  王盘兴  吴洪宝  李丽平  陈延聪  刘晴晴 《南京气象学院学报》2009,32(1):140-144

对一个气象量时间序列p={P（t）,t=^-1,n},通过相空间中的几何分析直观地阐明了Morlet小波功率谱W（t,k）的计算原理,给出了一个对W（t,k）作Monte Carlo显著性检验的方案。由于该方案中随机序列的产生与分析序列p的理论分布无关,实施简单易行。对6月100hPa南亚高压强度指数序列的小波功率谱显著性检验表明,该方案能充分揭示p中年际、年代际振荡随时间的变化,因而具有实际应用价值。  相似文献   

南京冬季平流雾微物理结构观测研究   总被引：2，自引：0，他引：2  

徐杰  牛生杰  陆春松  吕晶晶  王巍巍  项磊 《南京气象学院学报》2009,32(2):269-276

利用Vaisala系留气球低空探测系统、自动气象站和雾滴谱光谱探测仪（FM100）等,对2006年12月24—27日南京市区及其周边地区出现的罕见浓雾过程进行了综合探测。结果表明,此次雾过程属于典型的平流雾,雾的发展及消亡过程主要受冷暖平流的影响。此次雾过程可分为生成、发展、维持和消亡阶段,期间的平均数密度为123.58-661.24个.cm^-3,平均直径为3.12-7.33μm,平均含水量为0.016-0.137 g.m^-3,最大直径为20.28-50.00μm。在生成发展阶段,雾滴谱逐渐上抬、拓宽,谱型由单峰逐步向双峰、三峰转化。单峰峰值直径为2μm,双峰2μm、16μm;三峰期间分别为2μm、16μm和23μm。在维持阶段,滴谱存在周期性振荡。雾滴谱的演变具有明显的日变化特征。  相似文献   

北半球季节内振荡经向分布及异常的分析     

王晓聪  陆维松  陶丽 《南京气象学院学报》2009,32(4):582-589

通过诊断分析研究了北半球中高纬大气低频振荡随纬度的变化特征,利用1950-2005年北半球20—75°N逐日500hPa位势高度场资料分析了功率谱。结果表明,（1）大气低频周期随纬度变化,夏季低频周期在45°N有最大值,为52．6d,在低纬和高纬低频周期较小;冬季低频周期最大值位于35°N,为49．9d,最小值位于60°N。（2）无论E1Nino年还是LaNina年,低频周期随纬度变化幅度在夏季都较正常年剧烈,最大振幅达到30d,而对冬季影响不大。原本位于35°N的最长低频周期在LaNina年移至65°N。（3）E1Nino年和LaNina年,低频周期随纬度平均值在冬、夏季差异不大;而在正常年份和所有年份,低频周期随纬度平均值在冬、夏季差异明显。（4）就北半球平均而言,无论ElNino年、LaNina年、正常年还是所有年,夏季低频周期都要小于冬季;ElNino（LaNina）事件在冬、夏季都有使大气低频周期缩短（延长）的趋势。  相似文献   

河南春季一次层状冷云的微物理结构特征分析   总被引：2，自引：0，他引：2  

李铁林  雷恒池  刘艳华  张晓庆 《气象》2010,36(9):74-80

利用2007年3月3日PMS粒子测量系统对河南层状云的探测资料,分析了云的微物理结构特征。结果表明,云垂直和水平分布不均匀特性很明显。在云的中上部,FSSP-100测量的小云粒子(云滴、冰晶)最大浓度为125个·cm~(-1),平均值为21.3个·cm~(-1),平均直径多在6～20μm。2D-C观测大云粒子(50d≤300μm)随高度上升浓度增多,浓度值变化在5.24～192个·L~(-1),平均直径为211μm。此层云中过冷液态水含量变化在0.035～0.118 g·m~(-3),随高度增加过冷液态水含量减少。在云的底部区域,观测到两个逆温层顶的下方分别存在有云水含量的峰值。由不同高度云粒子谱分析表明,在4046～4600 m高度层,粒子谱型有负指数型、单峰型、双峰型和多峰型;0℃层以下融化带内的粒子谱型多为负指数型;云的底部粒子谱型以负指数型和单峰型为主。  相似文献   

丽水汛期降水多时间尺度演变特征   总被引：1，自引：0，他引：1  

吴昊晻  姜燕敏  茅军念 《湖北气象》2010,29(2):176-180

根据1953—2008年丽水汛期逐月降水量资料,在利用趋势分析和Morlet连续小波变化对汛期降水时频变化特征进行分析的基础上,利用功率谱及Mann-Kendall检验等方法对丽水汛期降水的周期性特征及突变性进行检验。结果表明:20世纪90年代前,汛期旱涝交替周期为16～20a,90年代后,交替周期缩短为4～6a。近56a来,丽水汛期总降水量呈下降趋势,5月和9月降水量减少较显著,但夏季降水量则有所增加,其中以8月最为明显;丽水汛期降水量存在不同尺度的周期分量,并且各周期强度有所不同,其中5a和18a的周期振荡通过功率谱检验。Mann-Kendall检验显示丽水汛期降水在20世纪80年代减少最为显著,1962年是降水减少的突变点。  相似文献