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Journal of Tropical Meteorology 2017年第1期23卷 1-14页

作者：李冠林严卫韩丁王蕊叶晶 College of Meteorology and Oceanography PLA University of Science and TechnologyNanjing 211101 China unit no.95871 of pla HengyangHunan 421000 China

Cloud profiling radar(CPR) onboard Cloud Sat allows for deep penetration into dense clouds/precipitation. In this study, tropical cyclones(TCs) are classified into three stages as developing, mature, and decaying. The circular TC area with the radius of 500 km is divided into five regions. The vertical structure characteristics of 94 Western Pacific TCs at different stages in different regions from June 2006 to February 2014 are statistically quantified using the Cloud Sat tropical cyclone overpass product(the CSTC Product). Contoured frequency by altitude diagrams(CFADs) of radar reflectivity show an arc-like feature and exhibit opposite distributions with a boundary at 5 km. Bright bands are found at this altitude, indicating melting layers. Deep convective(DC) clouds have the largest occurrence probability in the inner region, while Ci clouds occur more frequently in the outer region at 10-15 km. As clouds have the second largest vertical scale after DC clouds. Distributions of Ac, Cu, and Ns clouds at different stages have few *** the altitude increases, the ice effective radius and the distribution width parameter decrease while the particle number concentration increases. Moist static energy(MSE), cloud thickness(CT), liquid water path(LWP), ice water path(IWP), water vapor(WV), and rain rate(RR) all diminish along the radial direction and are significantly larger at the mature stage. The average value of MSE at the developing stage is larger than that at the decaying stage.

关键词： CPR Cloud Sat tropical cyclone vertical structure statistical analysis

印度洋偶极子对中国南海夏季西南季风水汽输送的影响

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大气科学 2019年第1期43卷 49-63页

作者：张舰齐叶成志陈静静沈维军国防科学技术大学气象海洋学院中国人民解放军95871部队湖南省气象台

利用NCEP/NCAR再分析资料和中科院大气物理研究所PIAP3大气环流模式,分析了印度洋偶极子对夏季中国南海西南季风水汽输送的影响。结果表明,印度洋偶极子正位相期间夏季中国南海西南水汽输送较强,负位相期间则较弱。原因可归结为以下:正... 详细信息

利用NCEP/NCAR再分析资料和中科院大气物理研究所PIAP3大气环流模式,分析了印度洋偶极子对夏季中国南海西南季风水汽输送的影响。结果表明,印度洋偶极子正位相期间夏季中国南海西南水汽输送较强,负位相期间则较弱。原因可归结为以下:正位相期间,MJO(Madden-Julian Oscillation)多活动于热带西印度洋,其向东传播受到阻碍,但经向传播明显,通常可传播至孟加拉湾地区,同时PIAP3显示印度洋季风槽位置偏北,且印尼以西过赤道气流较强,从而使得这一地区气旋性环流得到建立与加强。孟加拉湾地区对应着较强的对流活动以及深厚积云对流加热,从而通过对流加热的二级热力响应使西太平洋副热带高压位置向北推进,进而使得南海地区西南季风水汽输送得到建立与加强。在此期间孟加拉湾、中南半岛至南海地区对流活动较强,而苏门答腊沿岸对流活动受到抑制,由此增强了Reverse-Hadley环流,使低层经向风较强,进而增强了南海西南季风的水汽输送,PIAP3大气环流模式证实了Reverse-Hadley环流的增强。负位相期间,MJO多活动于热带东印度洋,在东传过程中受到Walker环流配置影响,在140°E赤道附近形成东西向非对称积云对流加热热源,其东侧Kelvin波响应加强了东风异常并配合副热带高压南缘东风压制了中国南海的西南季风水汽输送。在此期间,MJO在南海地区的经向传播较强,但经向传播常止步于南海地区15°N附近,虽携带大量水汽,但深厚积云对流强烈地消耗水汽使大气中水汽含量降低,PIAP3大气环流模式证实负位相期间深厚积云对流对水汽消耗加大,从而使得负位相期间南海地区水汽含量与正位相期间大体相近,但由于经向风不足使水汽向北输送较弱。

关键词：印度洋偶极子深厚积云对流 Reverse-Hadley环流 PIAP3模式

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虚拟现实技术在气象领域的应用

气象科技 2019年第3期47卷 531-538页

作者：沈晔徐志刚李永才解放军95871部队衡阳421002 解放军95577部队曲靖655600

将虚拟现实与气象应用相结合,能有效解决气象领域中传统模式存在的局限性问题,是虚拟现实技术的一个主要研究方向。首先介绍了虚拟现实技术的定义与组成,将其发展分为萌芽、初步应用以及全面发展3个阶段,并综述了各阶段的代表性成果,随... 详细信息

将虚拟现实与气象应用相结合,能有效解决气象领域中传统模式存在的局限性问题,是虚拟现实技术的一个主要研究方向。首先介绍了虚拟现实技术的定义与组成,将其发展分为萌芽、初步应用以及全面发展3个阶段,并综述了各阶段的代表性成果,随后,详细论述了虚拟现实技术在天气现象、天气系统和数值预报产品等气象领域的理论研究成果。此外,分析归纳了气象领域中维修培训、影视宣传和气象科普等方面应用虚拟现实技术的典型案例。最后,从虚拟现实产业本身以及其与气象应用相结合两个方面,探讨了虚拟现实技术在气象应用上所面临的问题,并展望了可能的研究方向以及未来前景。

关键词：虚拟现实气象应用预报业务气象服务

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沙尘天气对兰州市大气污染物置换和叠加作用

中国环境科学 2018年第5期38卷 1646-1652页

作者：刘筱冉王金艳邱继勇李全喜董继元魏林波兰州大学大气科学学院甘肃兰州730000 兰州大学半干旱气候变化教育部重点实验室甘肃兰州730000 中国人民解放军95871部队湖南衡阳421000 兰州大学公共卫生学院甘肃兰州730000

本文分析了2014~2015年兰州市春季沙尘天气期间颗粒污染物PM_(10)、PM_(2.5)及气态污染物SO_2、NO_2、CO和O_3质量浓度的演变规律.结果表明,沙尘天气造成PM_(10)和PM_(2.5)浓度上升,而SO_2、NO_2和CO浓度表现为降低(置换型)或升高(叠加... 详细信息

本文分析了2014~2015年兰州市春季沙尘天气期间颗粒污染物PM_(10)、PM_(2.5)及气态污染物SO_2、NO_2、CO和O_3质量浓度的演变规律.结果表明,沙尘天气造成PM_(10)和PM_(2.5)浓度上升,而SO_2、NO_2和CO浓度表现为降低(置换型)或升高(叠加型),O_3浓度受沙尘天气影响不明显.置换型的PM_(10)和PM_(2.5)平均质量浓度分别为1086.9和286μg/m^3,SO_2、NO_2和CO平均质量浓度分别为16.7、41.0和1.02×103μg/m^3.叠加型的PM_(10)和PM_(2.5)平均质量浓度分别为383.2和116.2μg/m^3,SO_2、NO_2和CO平均质量浓度分别为24.5、49.1和1.19×103μg/m^3.置换型的PM_(10)和PM_(2.5)平均质量浓度分别为叠加型的2.8和2.4倍,叠加型的SO_2、NO_2和CO平均质量浓度分别为置换型的1.47、1.2和1.17倍.置换型对应的气象条件为近地面东北方向大风、显著降温和高压,即强冷空气活动时,PM_(10)和PM_(2.5)浓度上升,而SO_2、NO_2和CO浓度显著减小,沙尘源地主要为塔克拉玛干沙漠和青藏高原北部地区,影响气流多为1500~6000m高空西北气流.叠加型则为近地面东北风向弱风,气温和气压无明显波动,即弱冷空气活动时,初期PM_(10)和PM_(2.5)浓度上升,同时SO_2、NO_2和CO浓度略下降,而后PM_(10)和PM_(2.5)维持高值时SO_2、NO_2和CO浓度亦上升,沙尘源地主要为巴丹吉林沙漠,影响气流多为1500m以下低空西北气流.

关键词：沙尘天气兰州市大气污染物置换叠加

区域气候数值模式预测误差的非线性预估及订正应用试验

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数值计算与计算机应用 2017年第1期38卷 11-25页

作者：张舰齐王丽琼左瑞亭中国人民解放军95871部队中国人民解放军理工大学

本文基于区域气候模式(RegCM4.3)对我国东南部地区进行降水距平预测,并对预测结果进行误差订正.通过构建以经验正交函数分解、集合经验模态分解和最小二乘支持向量机为基础的非线性误差预测订正模型,对我国东南部地区的模式降水预测误... 详细信息

本文基于区域气候模式(RegCM4.3)对我国东南部地区进行降水距平预测,并对预测结果进行误差订正.通过构建以经验正交函数分解、集合经验模态分解和最小二乘支持向量机为基础的非线性误差预测订正模型,对我国东南部地区的模式降水预测误差进行预估,并将误差预估结果订正到模式预测输出结果中.试验结果表明,基于误差场的非线性预估模型可以较好地订正我国东南部地区20个侯和3个月以内的模式预测结果.对比未经订正的结果,订正后的距平相关系数有了较为明显的改善,区域标准化均方根误差有了一定幅度的降低,预估订正模型的效果较为理想.

关键词：区域气候模式经验正交分解集合经验模态分解最小二乘支持向量机误差订正

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起沙方案对西北地区沙尘过程模拟的影响

环境保护科学 2018年第4期44卷 69-76页

作者：刘筱冉王金艳邱继勇李全喜魏林波兰州大学大气科学学院兰州大学半干旱气候变化教育部重点实验室中国人民解放军95871部队

研究利用耦合了GOCART、AFWA、Shao01、Shao04和Shao11 5种起沙参数化方案的WRF-Chem模式对发生在西北地区的强沙尘过程进行了模拟,找出了对西北地区沙尘过程模拟更为合理的起沙方案。研究发现,WRF-Chem模式模拟结果较好地再现了气象场... 详细信息

研究利用耦合了GOCART、AFWA、Shao01、Shao04和Shao11 5种起沙参数化方案的WRF-Chem模式对发生在西北地区的强沙尘过程进行了模拟,找出了对西北地区沙尘过程模拟更为合理的起沙方案。研究发现,WRF-Chem模式模拟结果较好地再现了气象场的演变特征,耦合了5种不同方案的模式均较合理地模拟出沙尘浓度的时空演变特征、主要的起沙区域和沙尘传输过程。但Shao01、Shao04和Shao11 3种方案下模拟的沙尘分布和起沙过程较符合实际情况。沙尘源地附近和下游兰州市PM_(10)和PM_(2.5)质量浓度时间变化特征的模拟与观测结果也十分接近,Shao1 1方案对PM_(10)和PM_(2.5)质量浓度的模拟结果要优于GOCART、AFWA、Shao01和Shao04 4种方案,说明Shao1 1方案对发生在西北地区的沙尘过程具有更好的模拟能力。

关键词：起沙参数化方案强沙尘天气 WRF-Chem模式数值模拟

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探空气球升速的误差修正研究

气象与环境科学 2019年第3期42卷 51-57页

作者：沈晔冯径朱国涛国防科技大学气象海洋学院南京211101 中国人民解放军95871部队湖南衡阳421000 中国人民解放军94195部队甘肃临洮730500

为确保探空气球实际升速在合理的范围内,减少探空气球升速理论值与实测值之间的误差,分析了气球升速过快或过慢对资料准确性的影响,探讨了空气密度、空气阻力系数、重力加速度、净举力、球皮及附加物重量等5个与气球升速密切相关因素的... 详细信息

为确保探空气球实际升速在合理的范围内,减少探空气球升速理论值与实测值之间的误差,分析了气球升速过快或过慢对资料准确性的影响,探讨了空气密度、空气阻力系数、重力加速度、净举力、球皮及附加物重量等5个与气球升速密切相关因素的影响原理、取值范围、变化规律及影响程度,分析了气球升速理论值与实测值之间存在相对误差的原因,并以衡阳气象台高空探测资料为例,提出采用无量纲的升速修正系数对探空气球升速理论值进行修正,升速修正系数的数值体现了空气阻力、层流或湍流、氢气渗漏等暂时不能定量描述的因素对气球升速的影响程度。研究结果表明:对气球理论升速影响较大的因素是空气密度和空气阻力系数,且空气阻力系数是雷诺数的函数,很难得出定量值;传统方法计算的气球理论值与实测值的平均相对偏差达到了25.5%,主要是由于设置了恒定的空气阻力系数,致使理论升速远大于实际升速;修正后的气球升速理论值与实测值之间相对误差减小到了6.0%,因此修正后的气球升速理论值可以为高空气象探测业务中净举力的确定提供依据。

关键词：探空气球升速误差修正空气阻力系数

WRF/Chem模式起沙权重因子对沙尘模拟结果的影响

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干旱气象 2020年第1期38卷 73-80页

作者：赵文朋赵军刘筱冉赵丹丹祁月基李金才国防科技大学气象海洋学院湖南长沙410003 国防科技大学计算机学院湖南长沙410003 中国人民解放军95871部队湖南衡阳421000 中国科学院大气物理研究所大气边界层物理与大气化学国家重点实验室北京100029 中国科学院地理科学与资源研究所北京100101

利用耦合了起沙模块的大气化学全耦合WRF/Chem模式,对2014年4月23—25日中国西北一次典型沙尘天气过程进行模拟,分析Shao2004起沙参数化方案(简称"Shao04方案")垂直沙尘通量公式中权重因子γ对沙尘时空分布特征的影响,并与气象卫星遥感... 详细信息

利用耦合了起沙模块的大气化学全耦合WRF/Chem模式,对2014年4月23—25日中国西北一次典型沙尘天气过程进行模拟,分析Shao2004起沙参数化方案(简称"Shao04方案")垂直沙尘通量公式中权重因子γ对沙尘时空分布特征的影响,并与气象卫星遥感监测沙尘范围以及站点颗粒物质量浓度进行对比分析,确定了较适用于中国西北地区Shao04方案的权重因子γ的取值。结果表明:(1)γ对沙尘质量浓度模拟范围和质量浓度中心值有影响,对垂直沙尘通量中心值的大小有影响;(2)不同γ取值都能很好地模拟出沙尘天气PM_(10)和PM_(2.5)质量浓度的趋势,但只有当γ=1时,即耦合Shao2011起沙参数化方案(简称"Shao11方案")的WRF/Chem模式能够较准确地模拟出中国西北沙尘过程中PM_(10)和PM_(2.5)质量浓度的变化。

关键词： WRF/Chem模式 Shao04方案权重