南京大学学报(自然科学版)

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朱文剑, 赵坤** , 陈小敏, 王明筠

南京大学学报(自然科学版). 2010, 46(3): 243-253.

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广义速度轨迹显示( generalized velocity track display, GVTD) 方法利用单多普勒雷达观测的径向速度, 可有效反演台风运动结构特征. 然而, 该方法无法客观确定台风所在环境风场, 因而常造成轴
对称环流的反演误差. 飓风体积速度处理( hurricane volume velocity processing, HVVP) 方法能估计台风的环境平均风, 但其需人为设定轴对称切向风廓线系数, 并忽略了径向风侧风切变的影响. 本研究结
合 GVTD 和 HVVP 优点, 发展一套利用单多普勒雷达观测数据反演环境风的方法( 称为 extended -HVVP; EHVVP) . 理想实验采用蓝金涡旋叠加环境平均风得到雷达观测径向风, 对此算法进行测试. 理
想实验结果显示, EHVVP 方法能有效且合理的反演理想涡旋的环境平均风, 反演的平均风速大小误差在1 ms - 1 以内, 方向误差在 6?以内. 反演误差随最大切向风半径同涡旋中心--- 雷达距离的比值和中心
定位误差增加. 此外, 反演误差也受非轴对称切向风影响, 误差大小随非对称风速的极大值所在方位角变化.

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环境因子对西北太平洋热带气旋气候特征的影响*

杜予罡, 储惠芸**

南京大学学报(自然科学版). 2010, 46(3): 254-260.

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为研究环境因子对西北太平洋热带气旋气候特征的影响, 选取影响热带气旋( TC) 活动的 4 个单向环境因子: 海表温度、 850 hPa 气温、对流层中低层比湿( 925~ 500 hPa) 和风速垂直切变( 200~
850 hPa), 海表温度只表征了海洋的加热状态, 而后 3个因子则只反映了大气的状态. 通过分析这 4 个环境因子与西北太平洋 T C 活动的相关关系, 进而定义两个指数: 考虑海气耦合作用的指数 -T (-T =SST - T a ,
其中 SST、 T a 分别为海表温度和 850 hPa 气温) 以及反映海洋上空湿空气稳定度的指数 - se ( se = se850 - se1 000 , 其中 se850 、 se1 000 分别表示 850hPa、 1000hPa 的假相当位温). 结果表明, 指数 -T 以
及 - se 与西北太平洋 TC 活动的相关性均比较显著, 其中考虑了海气耦合作用的指数 -T 能更好地表征TC 活动的气候变化.

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江西一次强风暴过程的敏感性试验*

姜勇强 1, 2 , 宋金杰 1 **

南京大学学报(自然科学版). 2010, 46(3): 261-276.

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利用中尺度 G坐标模式对 2003 年 4 月 12日江西的一次风暴过程进行了数值模拟, 并采用因子分离方法对中尺度地形、地表状态、太阳辐射对降水及风暴的影响进行敏感性试验. 结果表明, 模式对
这次风暴过程的模拟较为成功, 模拟的降水及雨带变化都与实况相近, 模拟的低空中尺度气旋与 TBB云团的形成、演变也比较对应. 这次风暴过程对江西弋阳影响较大, 弋阳的风暴过程是在近地面切变线
上强辐合的动力抬升作用下, 上升气流穿过近地面较薄稳定层进入中低层的不稳定层而加强, 并与从中高层穿越中层相对干冷区的空气在一个倾斜面内交汇而形成的. 中低空 H se 线在弋阳附近上空由准水平
变成近乎垂直状态, 对流稳定度急剧变化, 造成倾斜涡度强烈发展, 对低层中- B尺度气旋的形成起到十分重要的作用. 敏感性试验表明, 当在没有中尺度地形和太阳辐射, 以及改变地表状态的情况下, 降水
和地面中尺度气旋显著减弱. 三个因子不仅单独对降水和地面中尺度气旋及地面气温有重要影响, 而且存在相互作用, 相对来说, 地表状态及其和太阳辐射的相互作用对弋阳的降水有更大的贡献, 采用因子
分离方法可以很好地判断各个因子及其相互作用对降水的强度和位置的影响.

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基于业务中尺度模式的配料法强降水定量预报*

唐晓文 1 , 汤剑平 1 , 张小玲 2**

南京大学学报(自然科学版). 2010, 46(3): 277-283.

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一种基于国家气象中心业务中尺度模式的配料法( ingredients?based methodology) 强降水预报方法已经研究完成, 并投入业务试运行. 该方法依据深厚湿对流系统长时间的维持将产生强降水这一
配料法的预报原理, 根据中国不同区域的天气特点, 选取了对强降水( 25 mm) 有显著影响的四类因子( 水汽因子、动力因子、不稳定因子及热力因子) , 在一定的物理条件约束下, 利用经验和统计相结合的方
法建立了配料!综合指数与强降水之间的关系. 该方法以国家气象中心业务中尺度数值模式 MM5( PSU/ NCAR M esoscale Model)的预报场作为原始资料计算配料, 再根据配料法预报方程作出全国 737
个基准站和基本站未来 24h 强降水的分级预报( 25 mm~ 50 mm, ?50 mm). 通过 2004- 2007 年夏季MM5 降水预报与配料法降水预报的对比发现, 配料法降水预报优于 MM5 模式降水预报, 具有较高的实用价值.

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2008 年初浙闽山区严重雨雪冰冻天气过程诊断分析*

年瑶, 方娟**

南京大学学报(自然科学版). 2010, 46(3): 284-295.

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本文利用 NCEP(1? 1?) 逐 6 h 分析资料、 FY?2C 卫星云图资料和常规气象观测资料, 从环流背景、锋面垂直结构、大气层结条件、动力抬升等方面入手, 对 2008 年 1 月 25日- 29 日浙闽山区雨雪冰
冻天气过程进行了天气形势分析和天气学诊断分析. 得到如下几点结论: 1)2008 年 1 月初极地环流异常, 亚洲上空出现持久的极涡且中心明显偏强, 与此次雨雪冰冻天气关系极为密切; 东亚倒 ? 流型长时
间稳定维持, 有利于冷空气不断补充南下; 2) 南支槽活跃, 西南暖湿气流为浙闽山区输送了大量的水汽,维持在低空 850hPa 上的切变线为冷暖空气的交汇和中尺度锋生提供了条件; 3) 由于浙闽山区地形影
响, 冷空气在南下过程中受阻, 东侧冷锋越山南下与西段冷锋迎面会合, 发生锢囚, 锢囚结构在准地转 Q矢量场上表现较为明显; 4)中低空深厚锋面逆温层的存在和低于 0 ! 的地表温度为冻雨天气的发生提
供了必要条件, 大气层呈低空冷、中间暖、高层冷的结构对冻雨的形成非常重要, 说明冻雨天气与大气垂直结构密切相关.

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台风云娜 (2004) 的敏感性数值试验及其对涡旋罗斯贝波的影响

明　杰 , 舒守娟

( 南京大学大气科学学院中尺度灾害性天气教育部重点实验室 , 南京 ,210093)

南京大学学报(自然科学版). 2010, 46(3): 296-304.

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台风 “云娜” (Rananim) 是 1996 年之后近 8 年中登陆我国大陆最强的台风 , 并且带来很严重的灾害 , 造成了很大的经济损失 . 利用新一代的中尺度模式 (WRF) , 最低的水平分辨率达到 1 1 667 km , 对
“云娜” 进行了地形敏感性数值模拟试验 . 根据数值模拟结果 , 分析了地形对台风路径、强度和降水分布的影响 , 结果表明地形对改变台风登陆后的移动速度及降水分布不均匀都起了很重要的作用 . 并且进一
步分析了地形对于台风环流内涡旋罗斯贝波的传播的影响 .

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基于 MTSAT 多光谱卫星图像监测全天时我国华东地区的梅雨期降水

王晨曦 1 , 郁　凡 1 , 张成伟 1 ,2

南京大学学报(自然科学版). 2010, 46(3): 305-316.

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本文应用单位特征空间归类方法进行了 MTSAT 多光谱卫星图像降水强度场的反演研究 . 该方法将 MTSAT 多光谱卫星测值与 2007 年华东地区梅雨季节高密度地面站实测小时降水率结合起来 ,
进行协同分析 , 较好的确定了各降水概率和降水强度等级在不同的二维光谱特征空间的分布特点 . 在此基础上 , 分别建立了相应的不同光谱组合的降水概率和降水强度类属矩阵用于全天时的连续降水监测 :
白天利用 IR1(10. 3 ～ 11. 3 μ m) 、 IR3 (6. 5 ～ 7. 0 μ m) 、 VIS(0. 55 ～ 0. 90 μ m) ; 夜间利用 IR1 、 IR3 、 IR4 (3. 5 ～ 4. 0 μ m) 以及亮温差 (BTD) 资料 , 即 IR24(IR4 - IR2) 来构建降水概率和强度类属矩阵 . 对比实测
降水资料和反演结果 , 发现 20 % 的降水概率可较好的划分降水区与非降水区 ; 降水强度等级的分析也基本与实况有较好的匹配 . 但是 , 卫星进行的是每小时一次的瞬时观测 , 雨量计是一小时雨量的累计。
这两种观测方式的不同是产生比较误差的重要原因 .

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台风? 云娜?(2004)的数值模拟:眼墙对流与环境风切变的关系 *

聂高臻, 谈哲敏** , 仇欣

南京大学学报(自然科学版). 2010, 46(3): 317-327.

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本文利用中尺度数值模式 WRF, 模拟了台风云娜( 2004) 在近海加强并登陆的过程. 模拟的台风强度、路径、登陆时间和台风登陆前眼墙回波、水平风场的非对称性特征, 以及登陆时台风眼墙的回
波结构与实际观测结果相近. 台风中不同高度的环境风切变方向有较大差异: 登陆前风切变在低层指向西北, 中层指向东北, 高层指向东南. 涡旋中心倾斜主要受风切变影响; 同时眼墙对流发展与风切变方向
有着较好的对应关系, 而与涡旋倾斜的一致性较差. 登陆前后, 不同高度的环境风切变方向指向相应高度上的上升运动中心. 地形敏感性试验表明地形高度对环境风切变的影响较小, 而对台风涡旋倾斜有较大影响.

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西北太平洋变性热带气旋的若干特征

宋金杰 , 王　元

南京大学学报(自然科学版). 2010, 46(3): 328-336.

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本文利用 JRA 2 25 再分析资料 , 计算了 1979 - 2007 年西北太平洋热带气旋 ( TC) 的 3 个气旋相空间参数 . 通过分析变性 TC 的相空间特征 , 发现变性 TC 具有热力结构的不对称性和高低层热力的
冷异常 , 并将其作为识别 TC 变性的客观判据 . 对利用此判据修正后的 1979 - 2007 年《热带气旋年鉴》进行了统计分析 , 发现 : 变性 TC 的年频数和所有 TC 的年频数、变性 TC 的累年月频数与所有 TC 的累
年月频数存在显著的正相关 ; 变性 TC 所占的比例在春2夏和夏2秋季节转换时最高 ; 强度越强的 TC 在其北上过程中越容易发生变性过程 .

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红外云图上中尺度对流系统的自动识别*

束宇** , 潘益农

南京大学学报(自然科学版). 2010, 46(3): 337-348.

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中尺度对流系统( MCS) 是夏季造成暴雨等灾害性天气的重要天气系统. 高时空分辨率的静止卫星红外云图是监测 MCS 的主要手段之一. 在以往的研究中, 对 M CS 的普查是通过对打印出的增强显
示的红外云图进行人工对比的方法. 本文提出了一种计算机自动识别方法来普查 MCS. 和已有的人工普查方法相比, 新方法具有快速、准确、可移植性强的优点, 这就为准确的研究 M CS 的冷云盖面积、长轴
长度、形状、地理分布、生命史日变化等的统计特征提供了机会, 给 MCS 的气候学特征和区域特征的研究提供了机会. 新方法适用于 GMS、风云、 GOES 等不同格式的静止卫星资料, 在具体应用时只需将数
据处理这一块的程序加以修改. 本文中以 GMS?5 原始数值资料为例介绍新方法的原理. 首先通过轮廓编码的方法来查找和计算某一时次云图上的 MCS 轮廓, 再通过系统查找法来追踪系统, 最后判断该系
统是否满足 MCS 的标准. 以 1999 年 GMS?5 资料为例进行的抽样普查表明, 新方法可以较为准确和快速的普查到 MCS,?尺度系统的误差率为每个系统 0 ? 191 处, 尺度系统的误差率为每个系统 0 ? 101处.
新方法为 MCS 的普查提供了一个新的快速可行之路, 但新方法中也存在一些问题, 需要在进一步的研究中加以完善.

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长江大通站床沙粒径变化及其对流域工程建设的响应分析*

何坚 1 , 潘少明 1 ** , 沙红良 2 , 陈望琴 2

南京大学学报(自然科学版). 2010, 46(3): 349-357.

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根据长江大通水文站 1977- 2006 年的水文监测资料, 研究分析出大通站床沙物质组成主要为砂(94?48%) 和粉砂(3?78%) , 粘土( 0 ? 77%) 和砾石(0?95%) 的含量较少. 利用肯德尔秩相关检验和
有序聚类分析等方法, 着重对床沙中值粒径时间序列进行了统计分析, 结果表明大通站床沙粒径在1977- 2006 年间呈现出整体变粗的趋势. 并且, 1980 年和 1994 年为阶梯上升的跳跃点, 跳跃幅度分别
为 11 ? 4%和 2 ? 3%, 2003 年为阶梯下降的跳跃点, 跳跃幅度为- 4 3%. 研究表明, 1977- 2003 年通过大通站水文断面的水流含沙量下降是导致大通站河床粗化的主要原因, 水流含沙量下降导致水流挟沙力
增大, 对河床侵蚀能力增加. 而含沙量的下降主要是受葛洲坝等水利工程建设及长江上游**长治长防工程影响所致. 2003 年以来, 大通站床沙粒径有所减小, 可能是受到三峡水库的影响.

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