三种再分析资料的高空温度与中国探空温度资料的对比分析

摘要

本文利用1980-2008年中国105站探空资料和NCEP/NCAR、ERA和JRA三种再分析资料,采用多种统计分析方法,对再分析资料的年平均和季节平均的高空温度在中国区域的可信度进行了对比分析,同时根据REOF分区对中国区域的I区(东北)和V区(西北)挑选代表站进行了分析,得到了以下主要结论:
　　(1)在数值上,三种再分析资料温度场普遍小于探空资料温度场。就全年而言,NCEP资料在对流层上层更为接近,ERA和JRA资料在对流层中下层与探空资料更为接近。就季节而言,秋季的反映能力稍高于其它季节。
　　(2)在描述高空温度的年际变化和长期变化趋势方面,NCEP资料在我国南方的对流层上层描述较好,ERA资料在我国北方的对流层上层描述较好,而三种再分析资料在对流层中下层的再现能力相当。
　　(3)在时空变化特征方面,就全年而言,探空资料的年代际变化特征表现为对流层中下层和对流层上层温度反位相变化的特征,而年际变化特征则表现出南北反位相变化特征。NCEP和ERA资料能较好地表现我国高空温度的年代际变化特征,而ERA和JRA资料则能较好地表现我国高空温度的年际变化特征。就季节而言,三种再分析资料的第一模态分布在不同季节差异较大,而第二模态的分布在各个季节则较为一致。
　　(4)用REOF进行重新分区后,可以用哈尔滨站和库尔勒站作为工区(东北)和V区(西北)的代表站,来研究这两个区域的三种再分析资料和探空资料的变化特征。从气候平均的角度,对流层中低层三种再分析资料与探空资料的的均方根误差较小,高层较大;JRA资料相比于探空资料的均方根误差较小,NCEP资料较大;冬季的均方根误差较小,夏季较大,V区的均方根误差普遍大于I区。从年际变化的角度,对于I区,三种再分析资料在低层的反映程度明显好于高层,冬春季的反映程度明显好于夏季,JRA资料的反映程度明显好于其它资料。对于V区,相比于I区,三种再分析资料与探空资料的差值普遍较大。各层次再分析资料与探空资料的偏差并不特别明显的变化,其余特征和I区类似。从长期变化趋势的角度,三种再分析资料在对流层低层都反映得比较好,对于I区,在300hPa以上,NCEP资料能更好地反映探空资料的降温趋势。对于V区,在200hPa以上,JRA资料能更好地反映探空资料的降温趋势。

目录

摘要

Abstract

第一章 前言

1.1 研究目的及意义

1.2 国内外研究进展

1.2.1 常用的再分析资料和探空资料的介绍

1.2.2 关于再分析资料适用性的评估

1.3 本文拟研究的内容

第二章 资料和方法

2.1 本文所用的资料

2.2 方法说明

2.2.1 双线性插值方法

2.2.2 线性趋势系数的计算与检验

2.2.3 相关系数

2.2.4 经验正交函数分解(EOF)

第三章 三种再分析资料的高空温度与中国探空温度资料的对比分析——年平均特征

3.1 中国区域的分区

3.2 多年平均值的差异和相关分析

3.2.1 均值的差异

3.2.2 相关分析

3.3 年际和长期变化特征

3.3.1 年际变化幅度

3.3.2 长期变化特征

3.4 时空变化特征

3.5 本章小结

第四章 三种再分析资料的高空温度与中国探空温度资料的对比分析——季节平均特征

4.1 季节平均值的差异

4.2 长期变化特征

4.3 不同区域不同季节温度场的差异

4.4 时空变化特征

4.5 本章小结

第五章 不同区域三种再分析资料与探空资料的对比分析研究

5.1 利用REOF方法分区及其结果

5.1.1 REOF方法的基本原理

5.1.2 REOF分区的结果

5.2 Ⅰ区三种再分析资料与探空资料的对比分析研究

5.2.1 选取代表站

5.2.2 哈尔滨站的气候平均特征

5.2.3 哈尔滨站的年际变化特征

5.2.4 哈尔滨站的长期变化特征

5.3 Ⅴ区三种再分析资料与探空资料的对比分析研究

5.3.1 选取代表站

5.3.2 库尔勒站的气候平均特征

5.3.3 库尔勒站的年际变化特征

5.3.4 库尔勒站的长期变化特征

5.4 本章小结

第六章 结论和讨论

6.1 主要结论

6.2 存在的问题及未来工作展望

致谢

参考文献

作者简介

论文附图