1990年第2期文章目次
1990(2):1-6.
摘要:
隨著計算機的飛速發展,當然還有人們對大氣運動過程的深入了解,數值天氣預報在兩個方面將得到迅速發展,這就是預報時效的延長和預報準確度的提高.歐洲中期天氣預報中心(ECMWF)的十天業務預報早已聞名于世.它的中期預報產品已廣泛應用于世界各主要氣象中心并取得十分有效的經濟和社會效益.英國氣象局已
隨著計算機的飛速發展,當然還有人們對大氣運動過程的深入了解,數值天氣預報在兩個方面將得到迅速發展,這就是預報時效的延長和預報準確度的提高.歐洲中期天氣預報中心(ECMWF)的十天業務預報早已聞名于世.它的中期預報產品已廣泛應用于世界各主要氣象中心并取得十分有效的經濟和社會效益.英國氣象局已
1990(2):7-11.
摘要:
1.高層鋒和急流二十世紀初期風箏等攜帶氣象計的溫度探測,首次使氣象研究工作者觀測到鋒的垂直結構.Bjerknes和Palmén(1937)運用這些新觀測論述了鋒的"過渡帶"結構,修正了早期的零階不連續鋒的概念.隨著高空天氣觀測網空間分辨率的提高,研究人員優化了他們的關于鋒、急流和對流層頂的概念模式.
1.高層鋒和急流二十世紀初期風箏等攜帶氣象計的溫度探測,首次使氣象研究工作者觀測到鋒的垂直結構.Bjerknes和Palmén(1937)運用這些新觀測論述了鋒的"過渡帶"結構,修正了早期的零階不連續鋒的概念.隨著高空天氣觀測網空間分辨率的提高,研究人員優化了他們的關于鋒、急流和對流層頂的概念模式.
1990(2):11-19.
摘要:
在氣象學的資料同化中有四種主要方法:①曲面擬合法——定義一個數學曲面以擬合不規則空間分布的觀測值.②將觀測值經驗線性地插值到網格點上.③統計客觀分析——一種估計網格點上的氣象參數的方法,在這些網格點內所分析變量的相關性決定了適用于這些觀測值的權重.④變分
在氣象學的資料同化中有四種主要方法:①曲面擬合法——定義一個數學曲面以擬合不規則空間分布的觀測值.②將觀測值經驗線性地插值到網格點上.③統計客觀分析——一種估計網格點上的氣象參數的方法,在這些網格點內所分析變量的相關性決定了適用于這些觀測值的權重.④變分
1990(2):19-27.
摘要:
用非線性系統分析的方法,研究了1959-1980年澳大利亞熱帶地區249個熱帶氣旋的路徑(取樣時間間隔為6小時).首先對熱帶氣旋路徑的混沌度或不規則特性作了估計.混沌度是通過先將全部熱帶氣旋路徑標準化到一個共同起始位置,然后測量初始位置相近的一對對熱帶氣旋路徑的平均偏離(速)率的方法來估計的.通過熱帶氣旋路徑的相關積分的計算,發現相應的動力學過程的維數在6到8之間,e倍誤差增長時間尺度約為1天.本文研究結果表明直到24小時的澳大利亞地區熱帶氣旋移動的預報是確定性的預報.超過這一時限,則需要認真考慮以統計為基礎的方法.澳大利亞熱帶氣旋位置方差的實際觀測值與在平均漂移上迭加隨機移動模式預報值比較的結果證實了上述結論.對應的兩者很接近,在18-24小時以后,經驗的和理論的熱帶氣旋預報的位置方差呈線性地增長,表明隨機模式在超過24小時的預報方面所起的作用.
用非線性系統分析的方法,研究了1959-1980年澳大利亞熱帶地區249個熱帶氣旋的路徑(取樣時間間隔為6小時).首先對熱帶氣旋路徑的混沌度或不規則特性作了估計.混沌度是通過先將全部熱帶氣旋路徑標準化到一個共同起始位置,然后測量初始位置相近的一對對熱帶氣旋路徑的平均偏離(速)率的方法來估計的.通過熱帶氣旋路徑的相關積分的計算,發現相應的動力學過程的維數在6到8之間,e倍誤差增長時間尺度約為1天.本文研究結果表明直到24小時的澳大利亞地區熱帶氣旋移動的預報是確定性的預報.超過這一時限,則需要認真考慮以統計為基礎的方法.澳大利亞熱帶氣旋位置方差的實際觀測值與在平均漂移上迭加隨機移動模式預報值比較的結果證實了上述結論.對應的兩者很接近,在18-24小時以后,經驗的和理論的熱帶氣旋預報的位置方差呈線性地增長,表明隨機模式在超過24小時的預報方面所起的作用.
1990(2):27-33.
摘要:
1.引言在近十年中,數值預報模式已發展到能夠準確地預報24小時以上的小尺度天氣現象的水平和垂直結構.一個高分辨率的研究模式的試驗結果表明預報對流事件甚至是中尺度α系統的技巧有了改進.在業務上,由區域性分析和預報系統(RAFS)得到關于垂直運動和降水分布的預報差不多有3年了.不過,盡管觀測資料中的小尺度現象對于預報重要的天氣過程來說是重要的,但在分析和初值化的過程中經常被去掉或平滑掉.當
1.引言在近十年中,數值預報模式已發展到能夠準確地預報24小時以上的小尺度天氣現象的水平和垂直結構.一個高分辨率的研究模式的試驗結果表明預報對流事件甚至是中尺度α系統的技巧有了改進.在業務上,由區域性分析和預報系統(RAFS)得到關于垂直運動和降水分布的預報差不多有3年了.不過,盡管觀測資料中的小尺度現象對于預報重要的天氣過程來說是重要的,但在分析和初值化的過程中經常被去掉或平滑掉.當
1990(2):33-38.
摘要:
對地球陸地的衛星遙感大大增進了人們對全球植被型的了解.綜合可見光與近紅外波段的反射率觀測值可以大致反映植被枝葉的存在,狀況及數量.在氣候研究中,這種資料相當有價值,因為氣候變量與植被枝葉有關.植被枝葉的存在主要由局地熱量與水分狀況的結合決定.反過來,枝葉的存在又決定了局地光合率,影響表面反射率,影響局地蒸散率以及地面能量和質量平衡的其它要素.這些遙感資料的應用第一次為直接研究氣候與植被之間的相互作用提供了連貫的全球性資料.這些進展正在被氣候學研究接收,將會促進大尺度生物氣候學的發展.預計在不久的將來,遙感技術以及人們對這些技術的了解將繼續迅速發展,并且會推動衛星氣候學這一新領域的重大進展.
對地球陸地的衛星遙感大大增進了人們對全球植被型的了解.綜合可見光與近紅外波段的反射率觀測值可以大致反映植被枝葉的存在,狀況及數量.在氣候研究中,這種資料相當有價值,因為氣候變量與植被枝葉有關.植被枝葉的存在主要由局地熱量與水分狀況的結合決定.反過來,枝葉的存在又決定了局地光合率,影響表面反射率,影響局地蒸散率以及地面能量和質量平衡的其它要素.這些遙感資料的應用第一次為直接研究氣候與植被之間的相互作用提供了連貫的全球性資料.這些進展正在被氣候學研究接收,將會促進大尺度生物氣候學的發展.預計在不久的將來,遙感技術以及人們對這些技術的了解將繼續迅速發展,并且會推動衛星氣候學這一新領域的重大進展.
1990(2):39-45.
摘要:
衛星遙感儀器獲得的紅表面溫度已被用于推斷大面積蒸發和土壤水分分布.但是,表面能量在潛熱與感熱間的分配關系是隨著地表植被覆蓋和可用水分而改變的.我們假定表面溫度與林冠郁閉度間的關系對于針葉林冠層阻力的季節變化是敏感的,并對此進行了檢驗.1985年夏季,用NOAA的AVHRR資料計算了Montana一個20×25km林區8天的表面溫度(T_s)和林冠郁閉度.用一森林生態系統模式(FOREST-BGC)模擬了同一期間的林冠阻力(R_c).對于所有8個試驗日,表面溫度與用標準化差異植被指數(NDVI)(R~2=0.73～0.91)量度的林冠郁閉度都具有高相關性,這意味著潛熱交換是導致表面輻射溫度空間變化的主要原因.在林冠活性有明顯差別的兩天里,T_s與NDVI關系曲線的斜率(σ)對林冠阻力的變化十分敏感.σ的軌跡與模式模擬的林冠阻力的季節變化一致.σ與R~2間的關系(R~2=0.92)如預期的那樣是非線性的,這是因為當R~c值超過20scm~(-1)時,它將不再對能量分配有顯著影響.σ在區域蒸散研究中為表面阻力的參數化提供了一個有用的方法.
衛星遙感儀器獲得的紅表面溫度已被用于推斷大面積蒸發和土壤水分分布.但是,表面能量在潛熱與感熱間的分配關系是隨著地表植被覆蓋和可用水分而改變的.我們假定表面溫度與林冠郁閉度間的關系對于針葉林冠層阻力的季節變化是敏感的,并對此進行了檢驗.1985年夏季,用NOAA的AVHRR資料計算了Montana一個20×25km林區8天的表面溫度(T_s)和林冠郁閉度.用一森林生態系統模式(FOREST-BGC)模擬了同一期間的林冠阻力(R_c).對于所有8個試驗日,表面溫度與用標準化差異植被指數(NDVI)(R~2=0.73～0.91)量度的林冠郁閉度都具有高相關性,這意味著潛熱交換是導致表面輻射溫度空間變化的主要原因.在林冠活性有明顯差別的兩天里,T_s與NDVI關系曲線的斜率(σ)對林冠阻力的變化十分敏感.σ的軌跡與模式模擬的林冠阻力的季節變化一致.σ與R~2間的關系(R~2=0.92)如預期的那樣是非線性的,這是因為當R~c值超過20scm~(-1)時,它將不再對能量分配有顯著影響.σ在區域蒸散研究中為表面阻力的參數化提供了一個有用的方法.
1990(2):45-51.
摘要:
1989年7月20日到8月3日筆者隨黑龍江省人工影響天氣專家代表團訪問了蘇聯,參觀了蘇聯國家水文氣象委員會所屬的中央高空觀象臺(ЦАО)、高山地球物理所(ВГИ)和摩爾達維亞軍事化人工影響天氣局等單位,受到領導和專家們的熱情接待.中央高空觀象臺是目前蘇聯人工降水科技工作的牽頭單位;高山地球物理所是防雹科技工作的牽頭單位;摩爾達維亞軍事化人工影響天氣局是蘇聯防雹業務中歷史最悠久、規模最大的一個局.
1989年7月20日到8月3日筆者隨黑龍江省人工影響天氣專家代表團訪問了蘇聯,參觀了蘇聯國家水文氣象委員會所屬的中央高空觀象臺(ЦАО)、高山地球物理所(ВГИ)和摩爾達維亞軍事化人工影響天氣局等單位,受到領導和專家們的熱情接待.中央高空觀象臺是目前蘇聯人工降水科技工作的牽頭單位;高山地球物理所是防雹科技工作的牽頭單位;摩爾達維亞軍事化人工影響天氣局是蘇聯防雹業務中歷史最悠久、規模最大的一個局.
1990(2):52-55.
摘要:
雨、雪、冰雹的形成與云中冰相的生成和發展有密切關系.而云中冰相的生成,在溫度不太低時,是與"冰核"有關的.幾十年來,大氣物理學家對冰核成分和來源進行了許多研究,一般認為冰核主要來源于地面土壤微粒、礦物塵埃、工業煙塵、火山灰、流星塵埃及海水濺沫等.這些源地的冰核一般在-10℃以下活化.但溫度高于-5℃的云中有時也觀測到相當高的冰晶濃度,說明冰核的來源和性質實際上還不真正清楚.
雨、雪、冰雹的形成與云中冰相的生成和發展有密切關系.而云中冰相的生成,在溫度不太低時,是與"冰核"有關的.幾十年來,大氣物理學家對冰核成分和來源進行了許多研究,一般認為冰核主要來源于地面土壤微粒、礦物塵埃、工業煙塵、火山灰、流星塵埃及海水濺沫等.這些源地的冰核一般在-10℃以下活化.但溫度高于-5℃的云中有時也觀測到相當高的冰晶濃度,說明冰核的來源和性質實際上還不真正清楚.
1990(2):56-57.
摘要:
在確定防雹作業的經濟效益時,最重要的任務是估算農作物的受災面積.同時,還必須考慮這個參數的氣候變率.烏茲別克加盟共和國的防雹部門進行估算時,使用的是國家保險事業管理局各單位的資料和受災面積的實際數值.損失價值根據馬赫穆托夫公式計算:
在確定防雹作業的經濟效益時,最重要的任務是估算農作物的受災面積.同時,還必須考慮這個參數的氣候變率.烏茲別克加盟共和國的防雹部門進行估算時,使用的是國家保險事業管理局各單位的資料和受災面積的實際數值.損失價值根據馬赫穆托夫公式計算:
1990(2):58-67.
摘要:
在作物封行到生理成熟的73天內,對新南威爾士的格里費斯地區灌溉小麥的蒸發和凈同化率進行了測定.水汽和CO_2通量密度的微氣象確定以能量平衡或鮑恩比方法為依據.包括稱重蒸散計、土壤水分含量和植物干物質等的補充測定表明,利用這些通量的一系列逐時值可以解釋作物水分利用和生長.在研究期間日蒸發率約增加3倍,達到每天10毫米,最后20天以前,可能蒸發的估算值一直低于實測值,這以后土壤水分下降和作物開始衰老,使蒸發率減小.在開花前,白天CO_2的凈同化率接近常數,其逐日變化比蒸發率逐日變化小一個量級.灌溉條件下的凈同化率的日值和峰值一般高于澳大利亞南部的旱地小麥,但與灌溉的向日葵的相應值不相上下,在開花后,觀測到CO_2凈同化速率逐漸下降.開始的下降是由作物倒伏造成的,而后期的減小可以認為是由于土壤水分消耗和作物衰老的綜合影響造成的.根據在接近開花和生理成熟時期未倒伏作物的收獲量確定出從開花前到開花后水分利用效率降低24%.逐時蒸發和凈同化的比值與水汽壓虧缺為正相關,部分地解釋了隨著逐漸進入生殖生長階段由于相對濕度的下降實測的CO_2凈同化率降低.在這個階段,作物的倒伏和衰老是水分利用效率降低的附加因素.增進對水分利用效率動力學的了解需要進一步改善植物和土壤之間氣體交換的各通量的分別測定.
在作物封行到生理成熟的73天內,對新南威爾士的格里費斯地區灌溉小麥的蒸發和凈同化率進行了測定.水汽和CO_2通量密度的微氣象確定以能量平衡或鮑恩比方法為依據.包括稱重蒸散計、土壤水分含量和植物干物質等的補充測定表明,利用這些通量的一系列逐時值可以解釋作物水分利用和生長.在研究期間日蒸發率約增加3倍,達到每天10毫米,最后20天以前,可能蒸發的估算值一直低于實測值,這以后土壤水分下降和作物開始衰老,使蒸發率減小.在開花前,白天CO_2的凈同化率接近常數,其逐日變化比蒸發率逐日變化小一個量級.灌溉條件下的凈同化率的日值和峰值一般高于澳大利亞南部的旱地小麥,但與灌溉的向日葵的相應值不相上下,在開花后,觀測到CO_2凈同化速率逐漸下降.開始的下降是由作物倒伏造成的,而后期的減小可以認為是由于土壤水分消耗和作物衰老的綜合影響造成的.根據在接近開花和生理成熟時期未倒伏作物的收獲量確定出從開花前到開花后水分利用效率降低24%.逐時蒸發和凈同化的比值與水汽壓虧缺為正相關,部分地解釋了隨著逐漸進入生殖生長階段由于相對濕度的下降實測的CO_2凈同化率降低.在這個階段,作物的倒伏和衰老是水分利用效率降低的附加因素.增進對水分利用效率動力學的了解需要進一步改善植物和土壤之間氣體交換的各通量的分別測定.
1990(2):67-72.
摘要:
在突尼斯的干旱和半干旱地區利用簡化的空氣動力學方法來測定顯熱通量(H)并測量地面熱紅外輻射溫度(T_8),結果表明由差值(T_s-T_a)和H之間的簡單線性關系可用來估算H,T_a是2m高的氣溫.同時也指出,在不穩定條件下這種關系式可用在各種粗糙度的地表上.還利用中午H/Rn與H/Rn的日平均值之間的相似來確定實際蒸發率
在突尼斯的干旱和半干旱地區利用簡化的空氣動力學方法來測定顯熱通量(H)并測量地面熱紅外輻射溫度(T_8),結果表明由差值(T_s-T_a)和H之間的簡單線性關系可用來估算H,T_a是2m高的氣溫.同時也指出,在不穩定條件下這種關系式可用在各種粗糙度的地表上.還利用中午H/Rn與H/Rn的日平均值之間的相似來確定實際蒸發率
13 FLOWS自動天氣站網
1990(2):73-78.
摘要:
本文詳細介紹FLOWS(FAA-Lincoln Laboratory Operational Weather studies)自動天氣站網的情況,該站網用于在終端多普勒天氣雷達計劃中評估雷達對風切變的探測能力和幫助了解微下擊暴流的強迫機制.這些天氣站沿用了原來灌溉局使用的PROBE站.目前的儀器裝備已稍作修改調整,但大部分硬件與原來的相同,只不過資料收集平臺完全是嶄新的.該站網由30個站組成,每個站在一條GOES衛星通道上發送溫度、相對濕度、氣壓、風向風速和降水量的1分鐘平均值,以及風速峰值.
本文詳細介紹FLOWS(FAA-Lincoln Laboratory Operational Weather studies)自動天氣站網的情況,該站網用于在終端多普勒天氣雷達計劃中評估雷達對風切變的探測能力和幫助了解微下擊暴流的強迫機制.這些天氣站沿用了原來灌溉局使用的PROBE站.目前的儀器裝備已稍作修改調整,但大部分硬件與原來的相同,只不過資料收集平臺完全是嶄新的.該站網由30個站組成,每個站在一條GOES衛星通道上發送溫度、相對濕度、氣壓、風向風速和降水量的1分鐘平均值,以及風速峰值.
14 一種機載冰粒子探測儀器
1990(2):78-84.
摘要:
研制了一種在風暴中探測冰粒子的簡單機載儀器.雖然目前已有的精密探測儀器能夠獲得大氣冰粒子的圖象,但是用這些資料確定的粒子濃度的空間分辨率,由于采樣面積小而受到限制.本文討論的冰粒子探測器可以實時指示云中及其附近冰晶的存在,并且提供了一種測量冰粒子濃度的近似方法,這種方法具有很好的空間分辨率.該儀器結構簡單,價格便宜;曾用5個夏天的時間在新墨西哥州的雷暴中對其進行了試驗.
研制了一種在風暴中探測冰粒子的簡單機載儀器.雖然目前已有的精密探測儀器能夠獲得大氣冰粒子的圖象,但是用這些資料確定的粒子濃度的空間分辨率,由于采樣面積小而受到限制.本文討論的冰粒子探測器可以實時指示云中及其附近冰晶的存在,并且提供了一種測量冰粒子濃度的近似方法,這種方法具有很好的空間分辨率.該儀器結構簡單,價格便宜;曾用5個夏天的時間在新墨西哥州的雷暴中對其進行了試驗.
1990(2):84-86.
摘要:
1987年度的振興科學技術調整費,用于"太平洋大氣、海洋變化和氣候變化的國際共同研究計劃",進行了赤道區域的高空氣象觀測.當時使用的高空氣象觀測裝置是芬蘭VAISALA公司的產品.該公司生產的高空氣象觀測裝置"DigiCORA RAWINSONDE SET MW 11(簡稱MW 11)",現正
1987年度的振興科學技術調整費,用于"太平洋大氣、海洋變化和氣候變化的國際共同研究計劃",進行了赤道區域的高空氣象觀測.當時使用的高空氣象觀測裝置是芬蘭VAISALA公司的產品.該公司生產的高空氣象觀測裝置"DigiCORA RAWINSONDE SET MW 11(簡稱MW 11)",現正
1990(2):87-89.
摘要:
1.前言在機場發生霧時,常有在地面觀測的水平視程和準備著陸的飛機領航員從空中目測跑道時的視程不同的報告.這是因霧的垂直分布不均所致.然而由于沒有較容易地觀測霧的衰減系數垂直分布狀況的適當手段,所以目前觀測這一分布的實例很少.我們嘗試性地用CW激光雷達觀測霧的衰減系數垂直分布,
1.前言在機場發生霧時,常有在地面觀測的水平視程和準備著陸的飛機領航員從空中目測跑道時的視程不同的報告.這是因霧的垂直分布不均所致.然而由于沒有較容易地觀測霧的衰減系數垂直分布狀況的適當手段,所以目前觀測這一分布的實例很少.我們嘗試性地用CW激光雷達觀測霧的衰減系數垂直分布,
1990(2):89-92.
摘要:
美國國家海洋大氣局天氣局于1989年6月出版了《Atlas of Tropical Sea Surface Temperature and Surface Winds》(NOAA ATLAS No.8).該圖集是根據"綜合海洋大氣資料集(COADS)"編制的全球熱帶(30°N-30°S)海面溫度(SST)和地面風的詳圖.它與其它同類圖集不同,它的主要特點是反映上述要素的年周期和變異的演變情況.內容包括1950～1979年的海面溫度,緯向風、
美國國家海洋大氣局天氣局于1989年6月出版了《Atlas of Tropical Sea Surface Temperature and Surface Winds》(NOAA ATLAS No.8).該圖集是根據"綜合海洋大氣資料集(COADS)"編制的全球熱帶(30°N-30°S)海面溫度(SST)和地面風的詳圖.它與其它同類圖集不同,它的主要特點是反映上述要素的年周期和變異的演變情況.內容包括1950～1979年的海面溫度,緯向風、
1990(2):92-97.
摘要:
如同前些年一樣,地球物理現象總臺的工作主要致力于發展基礎科學和實用科學研究.這些研究對大氣科學的發展以及保障國民經濟對地球物理和氣候情報的需要具有重要的意義.本文僅介紹近十年來觀象總臺的科研成果.1977年至1987年觀象總臺進行了以下五個方面的研究:
如同前些年一樣,地球物理現象總臺的工作主要致力于發展基礎科學和實用科學研究.這些研究對大氣科學的發展以及保障國民經濟對地球物理和氣候情報的需要具有重要的意義.本文僅介紹近十年來觀象總臺的科研成果.1977年至1987年觀象總臺進行了以下五個方面的研究:
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