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SVD-En3DVar方法同化多普勒雷达速度观测资料Ⅱ.实际资料试验

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大气科学 2011年第5期35卷 818-832页

作者：徐道生邵爱梅邱崇践半干旱气候变化教育部重点实验室兰州大学大气科学学院兰州730000

文章的第I部分（徐道生等,2011）将基于SVD（singular value decomposition）技术和预报集合的三维变分同化方法（SVD-En3DVar）用于同化模拟的雷达速度观测资料,试验表明,通过3DVar（threedi mensional variational technique）方法产生预报集合的初始扰动场,可以缩短SVD-En3DVar中预报样本的积分时间,同化对改进暴雨的短期预报有一定好处。本文进一步将这一方法用于同化实际观测资料。选择2008年6月华南地区和2003年7月江淮地区的两个暴雨个例进行同化试验,并将其与WRF-3DVar（3DVar based onthe weather researchforecasting model）的同化结果进行比较。结果表明,同化雷达径向风资料以后,在模式初始场中包含了更多的中小尺度信息。对于使用了13部雷达资料的第一个个例,经SVD-En3DVar同化以后对18小时内每6小时一次的累计降水预报都有所改进,而WRF-3DVar的同化效果则不明显。对于只同化1部雷达观测资料的第二个个例,WRF-3DVar和SVD-En3DVar方法同化以后对前6小时的降水预报都有所改进,但对于第6~18小时的降水预报,两种方法都没有改进。

关键词： Doppler雷达集合同化 3DVar SVD

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兰州市霾日的气候特征

兰州大学学报（自然科学版） 2009年第6期45卷 56-61页

作者：马敏劲崔冬林王式功尚可政兰州大学大气科学学院半干旱气候变化教育部重点实验室兰州730000

利用1961-2006年的常规气象资料分析了兰州市霾日的气候特征.研究表明20世纪70,80年代兰州市霾日发生较频繁,但整体呈减少趋势,尤其90年代开始大幅下降;兰州的霾日一年内各季均有发生,但主要发生在秋末和冬季,12月份最多,强度最强的霾... 详细信息

利用1961-2006年的常规气象资料分析了兰州市霾日的气候特征.研究表明20世纪70,80年代兰州市霾日发生较频繁,但整体呈减少趋势,尤其90年代开始大幅下降;兰州的霾日一年内各季均有发生,但主要发生在秋末和冬季,12月份最多,强度最强的霾日也集中在冬季;时次分布上春、夏季8:00出现霾日最多,而秋、冬季14:00最多;一年中霾日数成"U"型分布,与地表气温呈负相关,气温越低,霾日出现的概率越高;风速小于2 m/s和日平均相对湿度低于70%也是霾发生的主要气象条件之一.

关键词：霾气候特征污染兰州市

华北地区气溶胶的季节垂直分布特征及其光学特性

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兰州大学学报（自然科学版） 2018年第3期54卷 395-403页

作者：高星星陈艳张镭张武兰州大学大气科学学院半干旱气候变化教育部重点实验室兰州730000

利用CALIPSO卫星2级产品,分析了华北地区不同污染条件下气溶胶光学厚度(AOD)的时空分布特征,气溶胶的季节成分比例及其光学属性和垂直分布特征.结合AERONET观测数据,对气溶胶的季节光学属性进行了验证.结果表明,华北地区AOD高值区分布... 详细信息

利用CALIPSO卫星2级产品,分析了华北地区不同污染条件下气溶胶光学厚度(AOD)的时空分布特征,气溶胶的季节成分比例及其光学属性和垂直分布特征.结合AERONET观测数据,对气溶胶的季节光学属性进行了验证.结果表明,华北地区AOD高值区分布于海拔较低的平原地带,低值区主要位于海拔较高的山地丘陵;夏季AOD最大,春季最小;能见度大时AOD小,能见度小时AOD大.华北地区气溶胶以人类活动产生的气溶胶为主,但在春季、秋季、冬季受来自北方的沙尘影响显著;春季退偏振比和色比值最大,夏季最小.春季沙尘被长距离传输至对流层中部及以上区域,夏季强烈的大气垂直对流活动使得大量气溶胶从边界层内被带至自由对流层,秋冬季稳定的气象条件使大量的气溶胶滞留在边界层内.

关键词：气溶胶垂直分布光学特性 CALIPSO

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热带对流层顶层结构的变化特征和趋势

气候与环境研究 2011年第3期16卷 378-388页

作者：辛玉姣田文寿半干旱气候变化教育部重点实验室兰州大学大气科学学院兰州730000

利用1989-2008年欧洲中期天气预报中心高时空分辨率的再分析资料以及1980~2019年的大气化学-气候模式模拟资料分析了热带对流层顶层（Tropical Tropopause Layer,TTL）结构的变化特征,并且预测了其未来变化趋势。结果表明,TTL结构存在... 详细信息

利用1989-2008年欧洲中期天气预报中心高时空分辨率的再分析资料以及1980~2019年的大气化学-气候模式模拟资料分析了热带对流层顶层（Tropical Tropopause Layer,TTL）结构的变化特征,并且预测了其未来变化趋势。结果表明,TTL结构存在明显的季节和空间变化。其厚度在北半球的春、秋两季比较薄,其季节变率在北半球的冬季最大;再分析资料表明1991年皮纳图博（Pinatubo）火山爆发导致对流层顶温度大幅升高,1992~1995年之间对流层顶温度明显下降。不考虑火山爆发的影响,1996年后对流层顶温度有所升高。近年来热带对流层顶层有抬升增暖的趋势,厚度有所减小,平流层水汽含量增多。大气化学气候模式资料预测的TTL的特征从1980~2019年也是同样的趋势。

关键词：热带对流层顶层平流层水汽大气化学-气候模式

兰州地区MODIS气溶胶光学厚度和空气污染指数相关性研究

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兰州大学学报（自然科学版） 2013年第6期49卷 765-772页

作者：陈艳孙敬哲张武孟晓文王健孙杰桢兰州大学大气科学学院半干旱气候变化教育部重点实验室兰州730000

利用2009年1 12月兰州地区的MODIS气溶胶光学厚度产品与全球自动观测网(AERONET)SACOL站(104.08 E,35.57 N)数据进行对比分析,相关系数达到0.82,线性拟合的斜率为1.13,截距为0.07,表明MODIS AOD能反映兰州地区气溶胶分布的信息.利用MODI... 详细信息

利用2009年1 12月兰州地区的MODIS气溶胶光学厚度产品与全球自动观测网(AERONET)SACOL站(104.08 E,35.57 N)数据进行对比分析,相关系数达到0.82,线性拟合的斜率为1.13,截距为0.07,表明MODIS AOD能反映兰州地区气溶胶分布的信息.利用MODIS AOD产品与兰州市空气污染指数做相关分析,二者的相关程度较低.在进行湿度影响因子、气溶胶标高订正后,二者相关性有了较为显著的提高,说明MODIS AOD产品可应用于监测兰州地区大气污染情况.

关键词： MODIS 气溶胶光学厚度空气污染指数

利用AERONET数据分析北京城乡气溶胶光学特性

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兰州大学学报（自然科学版） 2021年第1期57卷 92-98页

作者：林莹晶庞舒婷汤晨光张镭田鹏飞兰州大学大气科学学院半干旱气候变化教育部重点实验室兰州730000

选取气溶胶自动观测网(AERONET)北京站和香河站2006-2017年第3版的数据,对比气溶胶光学厚度(AOD)、波长指数A_(E)、可降水量、单次散射反照率、气溶胶散射光学厚度、气溶胶吸收光学厚度、激光雷达比L_(R)、退偏比D_(R)和球形分数S_(F)... 详细信息

选取气溶胶自动观测网(AERONET)北京站和香河站2006-2017年第3版的数据,对比气溶胶光学厚度(AOD)、波长指数A_(E)、可降水量、单次散射反照率、气溶胶散射光学厚度、气溶胶吸收光学厚度、激光雷达比L_(R)、退偏比D_(R)和球形分数S_(F)的季节变化与日变化.香河站的AOD、A_(E)和可降水量均大于北京站,两站在气溶胶吸收特性上表现出夏季北京站大于香河站.受沙尘影响,两站春季L_(R)50%,且北京站的S_(F)均小于香河站.在A_(E)、D_(R)、S_(F)的日变化中观察到明显具有城乡差异的交通早高峰影响.北京地区在早高峰时段的气溶胶颗粒更大且非球形程度更高,反映出北京市区在早高峰时段会产生更多的机动车扬尘气溶胶.

关键词：气溶胶自动观测网北京城乡气溶胶光学厚度日变化机动车扬尘

SVD-En3DVar方法同化多普勒雷达速度观测资料Ⅰ.模拟资料试验

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大气科学 2011年第4期35卷 753-766页

作者：徐道生邵爱梅邱崇践半干旱气候变化教育部重点实验室兰州大学大气科学学院兰州730000

利用WRF模式及模式模拟的资料,开展了利用SVD-En3DVar(基于集合和SVD技术的三维变分同化方法)方法同化雷达径向速度资料的试验。由于雷达观测经常出现大面积空缺,同化时引入了一种局地化方法避免远距离虚假相关的影响。试验着重研究了... 详细信息

利用WRF模式及模式模拟的资料,开展了利用SVD-En3DVar(基于集合和SVD技术的三维变分同化方法)方法同化雷达径向速度资料的试验。由于雷达观测经常出现大面积空缺,同化时引入了一种局地化方法避免远距离虚假相关的影响。试验着重研究了不同的初始扰动样本产生方法以及不同的样本积分时间对同化结果的影响。提出了一种为预报集合提供初始扰动场的新方法,这一方法将温度和比湿的伪随机扰动场当作观测增量,通过3DVar(three-di mensional variational technique)系统生成所有变量的初始扰动场。试验表明,用这种方法给出的初始扰动样本各个变量间有较好的协调性,积分后扰动不会快速衰减,可以减少模式调整的时间,达到缩短同化循环时间窗的目的。同化雷达径向风资料后对12小时内的温度,湿度和水平风的预报都有所改进,对降水的预报也有一定改进。

关键词：多普勒雷达集合资料同化 3DVar SVD

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判断大气要素场相似度的相似面积比方法

高原气象 2014年第3期33卷 658-665页

作者：何邓新邵爱梅兰州大学大气科学学院半干旱气候变化教育部重点实验室兰州730000

目前常用的相似量一般是对样本差异的一个平均意义上的描述,在判断样本相似时难免受到个别过大或过小的样本因子的影响。针对这个问题,提出一种新的相似性度量方法——相似面积比方法,试图从全局的角度来考虑样本相似的选取问题。首先... 详细信息

目前常用的相似量一般是对样本差异的一个平均意义上的描述,在判断样本相似时难免受到个别过大或过小的样本因子的影响。针对这个问题,提出一种新的相似性度量方法——相似面积比方法,试图从全局的角度来考虑样本相似的选取问题。首先将原始数据标准化,根据对样本间距离的统计分析确定一个判断相似的阈值,然后计算两个样本中距离小于阈值的面积与总面积的比来判定两个样本的相似程度,最后利用2001 2011年冬季00:00(世界时)NCEP FNL温度、高度和风场的全球分析资料对该方法进行了验证。结果表明,数据标准化后可以得到值域范围大致相同的无量纲变量场,有利于多层次多变量的综合性相似判据的建立;与海明距离、相关系数相比,相似面积比选取的相似样本和基准样本在分布形态上较为接近,但相似面积比对高纬地区的相似判断较弱。基于上述三种相似性方法,利用1948 2013年NCEP月平均温度再分析资料进行长期天气预报试验表明,三种方法在相似样本的选取上有一定数量的重合率;从相似预报效果来看,相似面积比方法最好,海明距离方法次之,相关系数方法较差。

关键词：相似标准化海明距离相关系数相似面积比

华山地区近60 a 6-9月降水特征及环流成因分析

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兰州大学学报（自然科学版） 2020年第3期56卷 294-303页

作者：刘明歆李艳吕春艳兰州大学大气科学学院半干旱气候变化教育部重点实验室兰州730000

运用滑动平均、回归分析和Morlet小波分析法,用华山站60 a(1956-2015年)的逐日降水资料,对华山地区降水较多的6-9月的降水进行了不同时间尺度的特征和趋势分析,对可能影响降水的环流因子进行了统计分析.结果表明,华山地区月降水呈单峰分... 详细信息

运用滑动平均、回归分析和Morlet小波分析法,用华山站60 a(1956-2015年)的逐日降水资料,对华山地区降水较多的6-9月的降水进行了不同时间尺度的特征和趋势分析,对可能影响降水的环流因子进行了统计分析.结果表明,华山地区月降水呈单峰分布,降水量、降水日数与最大日降水量的峰值均出现在7月. 6-9月的降水量对年降水量贡献很大,占全年58%以上,其中大雨及以上量级降水出现频次占比超过50%.华山地区降水存在比较明显的周期,年内周期主要表现为在6-9月存在4 d左右的准单周季节内振荡,年降水量在1973-1992年存在5 a左右的显著主周期.影响华山地区6-9月旱涝的环流形势差异较大,在涝年主要表现为高空通常有气流辐散,地面有气流辐合,垂直上升运动更强,西太平洋副热带高压位置更西更北,沿副热带高压西侧到达华山地区的低层水汽条件更好,中低纬度冷空气较弱,冷暖空气在华山地区交汇;旱年形势则大致相反.利用大尺度环流因子定量化指数统计验证发现,对于华山地区6-9月汛期降水影响较大的气候因子主要为北半球副热带高压和西太平洋副热带高压北界及脊、北半球副热带高压强度、印缅槽和北半球极涡中心强度,这些因子与华山汛期降水量的相关系数达到-0.13~0.28,且均通过了0.05的显著性水平检验.

关键词：华山地区降水降水因子西太平洋副热带高压