检索结果-内蒙古大学图书馆

1998年长江流域特大洪涝期水汽输送过程的诊断分析

大气科学学报 2017年第3期40卷 289-298页

作者：江志红浦建杨浩任伟南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京信息工程大学应用气象学院中国人民解放军94857部队61分队

利用基于拉格朗日方法的气流轨迹模式(HYSPLIT_V4.9),结合轨迹聚类法和气块追踪法,探讨1998年6月12日—8月27日期间长江流域强降雨的水汽输送轨迹、主要水汽源地及其水汽贡献,发现此次强降水过程的水汽源地主要为印度洋、孟加拉湾—南... 详细信息

利用基于拉格朗日方法的气流轨迹模式(HYSPLIT_V4.9),结合轨迹聚类法和气块追踪法,探讨1998年6月12日—8月27日期间长江流域强降雨的水汽输送轨迹、主要水汽源地及其水汽贡献,发现此次强降水过程的水汽源地主要为印度洋、孟加拉湾—南海和太平洋;不同降水阶段水汽输送轨迹、水汽源地存在差异。降水第一阶段水汽主要来自孟加拉湾—南海,水汽输送贡献为35%。降水第二阶段水汽主要由印度洋、孟加拉湾—南海和太平洋三个区域共同提供,水汽输送贡献分别为32%、28%和31%。降水第三阶段则是来自印度洋和孟加拉湾—南海的水汽输送占主导地位,它们对降水的水汽输送贡献分别为33%和41%。降水第四阶段水汽主要来源于孟加拉湾—南海,贡献为40%。强降水过程中大气环流的调整,导致了不同阶段水汽源地的变化及各源地水汽贡献的差异。

关键词：长江流域水汽输送水汽源地拉格朗日轨迹

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FGOALS模式对梅雨期东亚副热带西风急流变化特征的模拟

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大气科学 2017年第3期41卷 603-617页

作者：杜银包庆谢志清南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心/气候动力学研究中心南京210044 淮河流域气象中心合肥230031 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG) 北京100029 江苏省气候中心南京210008

中国科学院大气物理研究所参与CMIP5项目的海—陆—气耦合气候系统模式(FGOALS),能较好地模拟东亚副热带西风急流时空变化特征。FGOALS模式输出的1960~2005年风场再现了梅雨期东亚副热带西风急流气候态的三维结构,模拟出以120°E为... 详细信息

中国科学院大气物理研究所参与CMIP5项目的海—陆—气耦合气候系统模式(FGOALS),能较好地模拟东亚副热带西风急流时空变化特征。FGOALS模式输出的1960~2005年风场再现了梅雨期东亚副热带西风急流气候态的三维结构,模拟出以120°E为界的急流海陆分布型,与NCEP/NCAR再分析资料风场空间分布一致,但FGOALS模式模拟的急流中心强度偏弱、位置偏北偏西。FGOALS模式也模拟出了ENSO年际演变过程中的海陆空间分布型,但对ENSO背景下西风急流强度、位置和形态演变过程的模拟与NCEP/NCAR再分析资料存在较大差异。基于热成风原理、地转风关系和波活动通量等研究了模式模拟急流位置和强度偏差产生的可能原因:FGOALS模式模拟的青藏高原加热效应偏弱、低纬度对流活动偏弱,导致对流层中上层上升运动偏弱和潜热加热减弱,使得中低纬度对流层中上层温度出现冷偏差、南亚高压偏弱,温度经向梯度和南亚高压北侧气压梯度力偏弱以及大气内部动力作用偏弱,从而造成急流中心强度和位置出现偏差。梅雨期西风急流空间分布型与长江中下游强降水落区有着密切联系,FGOALS模式模拟的西风急流中心强度偏弱和位置偏北偏西,模式输出的长江中下游地区降水量与观测值相比偏少。此外,FGOALS模式对ENSO背景下大气环流异常的模拟有待改善。

关键词：东亚副热带西风急流温度经向梯度南亚高压

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青藏高原地区积云中夹卷混合过程的数值模拟及参数化

青藏高原地区积云中夹卷混合过程的数值模拟及参数化

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第35届中国气象学会年会

作者：罗仕陆春松刘延刚卞建春杨素英郭小浩南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心/中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室美国布鲁克海文国家实验室中国科学院大气物理研究所中层大气和全球环境探测重点实验室

云覆盖了地球60%-70%的面积,云量、云高及云中微物理量的变化都可能导致地气系统中净辐射强迫、全球能量平衡和气候发生显著的变化。此外,在地气系统中云是水循环的重要环节,其能够将大气中的水汽快速地变为液态/固态水,另外,云中释放... 详细信息

云覆盖了地球60%-70%的面积,云量、云高及云中微物理量的变化都可能导致地气系统中净辐射强迫、全球能量平衡和气候发生显著的变化。此外,在地气系统中云是水循环的重要环节,其能够将大气中的水汽快速地变为液态/固态水,另外,云中释放的潜热是大气中各种尺度天气现象和大气运动的重要能量来源,所以,在整个地气系统中,云具有举足轻重的作用。然而,在与云相关的过程中,云与干空气之间的夹卷混合过程不仅会导致云中微物理量（云内含水量、云滴数浓度、云滴粒径）和云滴谱的变化,影响云中降水过程的形成,而且还会影响云-气候之间的相互反馈以及气溶胶间接效应的评估。但目前对该过程的理论认识还不够充分,因而在现有的数值模式中对该过程的表述往往是进行简单的假设,这种简单粗糙的处理方式制约着模式中云和降水的模拟效果。本文采用一个考虑云与干空气之间相互作用的显式混合气泡模式（EMPM）,该模式能够模拟小至柯尔莫戈洛夫尺度（1mm）的湍流作用,并呈现云内空气和干空气之间相互混合过程中每个云滴粒径的变化。在EMPM中,结构为20m（长）×1mm（宽）×1mm（高）的水平一维气块从云底开始绝热抬升,云滴经历凝结增长过程并随机分布在该气块中,当气块到达夹卷混合高度时,气块不再抬升,干空气和气块之间开始等压混合,卷入气块中的干空气与气块之间随机等比例替换,在湍流的作用下干空气块破碎成不同尺度的不饱和气块并随机分布在云内,云滴根据其周围水汽过饱和度的变化发生不同程度的蒸发/凝结。当湍流形变使干空气块达到次网格尺度时,干空气与云滴间分子扩散起主要作用。此外在该模式中输入青藏高原第三次大气科学试验（TEPIX-III）那曲地区夏季7、8月份的激光云高仪数据、气象要素以及气溶胶探空数据作为模式的初始值,进行了约23000次敏感性试验,模拟青藏高原的地区云与干空气之间的夹卷混合过程,用于研究云内夹卷混合过程均匀程度随混合时间和垂直高度的演变,探究干空气相对湿度、湍流耗散率、卷入云内干空气比例及云内云滴数浓度对该过程的影响,同时对未消散的12000次试验中云内微物理的变化进行参数化,结果表明:该地区云中夹卷混合过程的均匀程度整体较高,但从低层到高层逐渐增大,对应的夹卷混合机制从非均匀混合机制向均匀混合机制演变,因低层云滴经历的凝结增长时间较短,尺度小于高层云滴,故在混合蒸发过程中低层云滴更容易发生完全蒸发,夹卷混合机制越趋向非均匀。其次,在夹卷混合过程中,均匀混合百分比随时混合时间的演变大致呈现出三种趋势,分别为无峰型,均匀混合程度逐渐减小,云内云滴以部分蒸发为主,随着混合的进行,云滴完全蒸发的比例逐渐增加,对应均匀夹卷混合机制向非均匀转变;单峰型,均匀混合程度先减小后增加,云中云滴先以部分蒸发为主,随着混合过程的进行,云滴完全蒸发的数量逐渐增加,但整体表现为小云滴数量增加并累积（第一阶段）,随着过程的继续进行,小云滴出现完全蒸发大量减少（第二阶段）,干空气块仍未达到饱,云滴部分蒸发比重逐渐增加小云滴再次出现累积（第三阶段）,但因干空气相对湿度的增加,其累积的幅度小于第一阶段。当干空气达到饱和,均匀混合程度不再变化,对应夹卷混合机制从均匀混合向非均匀混合变化再向均匀混合演变;多峰型,均匀混合程度先减小后增加交替变化,干空气块经历第三阶段后仍未达到饱和,累积的小云滴大量完全蒸发,均匀混合程度再次减小,随着混合过程的进行,再次出现小云滴的累积,均匀混合程度增加,但这种交替变化的幅度逐渐减小,对应的夹卷混合机制在非均匀和均匀之间交替演变。另外,当卷入干空气的相对湿度较大时,均匀混合程度的演变通常呈现为无峰型,随着干空气的相对湿度的逐渐的减小,需要云滴蒸发的总量增加,均匀混合程度逐渐呈现出单峰型和多峰型;当云中湍流耗散率较大时,大多数云滴处于近乎相同的不饱和环境,云滴以部分蒸发为主,均匀混合程度逐渐减小表现为无峰型。随着湍流耗散率的减小,湍流作用减弱,与干空气相接触的云滴会出现完全蒸发,云滴数浓度短时间内大幅度减小,非均匀混合程度增加,干空气相对湿度也大幅增加,随着混合过程的继续,云滴部分蒸发占主导,小云滴累积,均匀混合程度增加,在接下来的过程中小云滴大量减少,均匀混合程度减小,若干空气未达到饱和,均匀混合程度的变化趋势将出现交替变化;当卷入云内干空气比例较小时,均匀混合程度的变化趋势呈现出三种峰型,随着混合比例的增加,需要云滴蒸发的总量增加,多峰型和单峰型逐渐消失,但无峰型的变化趋势几乎不变;当云内云滴数浓度较大时,形成的云滴尺度较小,更容易发生非均匀混合,因而均匀混合程度的值更小,但其变化的趋势基本不变。此外,利用未消散个例建立的云中夹卷混合过程的参数化方案可以应用到天气预报模式中作进一步研究。

关键词：云云微物理量云与干空气夹卷混合参数化

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一次江淮飑线天气过程的边界层湍流输送特征

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解放军理工大学学报（自然科学版） 2017年第2期18卷 103-110页

作者：沈新勇张晓晨马铮李小凡南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044 中国科学院大气物理研究所北京100029 浙江大学地球科学学院浙江杭州310027

为了充分了解飑线冷池、湍流动能及湍流输送的特征,利用中尺度天气预报数值模式,对2014年7月12日江淮地区的一次飑线过程进行了数值模拟,分析其边界层冷池、湍流动能和湍流输送特征。结果表明:飑线处于发展期时冷池作用较小,随着飑线系... 详细信息

为了充分了解飑线冷池、湍流动能及湍流输送的特征,利用中尺度天气预报数值模式,对2014年7月12日江淮地区的一次飑线过程进行了数值模拟,分析其边界层冷池、湍流动能和湍流输送特征。结果表明:飑线处于发展期时冷池作用较小,随着飑线系统的增强,冷池作用逐渐显著,对环境风的阻碍作用加强,其前沿辐合加强,有利于触发新对流;飑线发生前,浮力项为边界层湍流动能的主要产生项,湍能随高度减小;飑线系统过境时,切变项为主要湍能源,在边界层高层时较大;飑线对流前的晴空区域内,边界层湍流运动向下输送动量,补充边界层摩擦损耗;飑线强对流影响的区域内,近地层湍流运动向上输送动量,减弱了大风的影响;向上较大的潜热、感热通量增强低层的大气不稳定性,有利于强对流系统的发生发展。分析表明,边界层湍流输送与飑线系统的演变过程密切相关。

关键词：飑线数值模拟冷池湍流动能湍流通量

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夹卷混合过程对青藏高原云滴谱及微物理量影响的数值模拟研究

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中国科技论文 2017年第9期12卷 972-977页

作者：罗仕陆春松郭小浩李扬薛舒航南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室南京210044 南京信息工程大学气候与环境变化国际合作联合实验室南京210044 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 南京信息工程大学中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044

夹卷混合过程对云滴谱(cloud droplet size distribution,CDSD)具有重要影响。在1个考虑夹卷混合过程的气泡模式中,利用青藏高原第3次大气科学试验(TEPEX-III)那曲观测站探空资料,通过敏感性试验,研究不同相对湿度(relative humidity,R... 详细信息

夹卷混合过程对云滴谱(cloud droplet size distribution,CDSD)具有重要影响。在1个考虑夹卷混合过程的气泡模式中,利用青藏高原第3次大气科学试验(TEPEX-III)那曲观测站探空资料,通过敏感性试验,研究不同相对湿度(relative humidity,RH定义为Φ)的环境空气被夹卷进入云之后对云滴谱及微物理量的影响。结果表明:夹卷过程的稀释作用使绝热云滴谱中各个尺度云滴的数浓度同等程度的减少,但谱型不变。夹卷空气的Φ值越低,云滴蒸发越强,为了使空气达到饱和需要更多的云滴完全蒸发,因此在混合过程中云滴的数浓度、体积平均半径、含水量减幅越大,混合过程完成后这些量越小,云滴谱内小云滴数浓度越大,峰值数浓度越低且其对应半径越小,谱越宽。基于以上模式结果,夹卷混合过程会使得云滴谱向小滴方向增宽,导致小云滴数量大幅增加大云滴数量减少,抑制云中降水的形成,减弱对流的发展。

关键词：数值模拟夹卷混合云滴谱微物理参量

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江北新区含碳气溶胶的排放特征及来源解析

江北新区含碳气溶胶的排放特征及来源解析

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《环境工程》2018年全国学术年会

作者：曹琪敏邹嘉南张玮航戴明明於清源安俊琳南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室气候与环境变化国际合作联合实验室气象灾害预报预警与评估协同创新中心中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室中山大学大气科学学院兰州大学大气科学学院

于2016年1月8日至22日（冬季）和7月2日至22日（夏季）分别在江北新区5个不同功能区进行了PM2.5气溶胶膜采样,同时采集了观测期间环境气象参数,利用Model 2001A热/光碳分析仪分析了气溶胶碳成分。结果表明:1)冬季农业源对OC(（16.1±... 详细信息

于2016年1月8日至22日（冬季）和7月2日至22日（夏季）分别在江北新区5个不同功能区进行了PM2.5气溶胶膜采样,同时采集了观测期间环境气象参数,利用Model 2001A热/光碳分析仪分析了气溶胶碳成分。结果表明:1)冬季农业源对OC(（16.1±6.4）μg/m)和SOC(（4.9±3.3）μg/m)贡献较大;工业源对EC(（4.5±2.1）μg/m)和POC(（11.0±5.0）μg/m)贡献较大。夏季农业源对SOC(（5.0±2.9）μg/m)贡献较大;商业源对OC(（11.4±1.7）μg/m)、POC(（7.4±3.2）μg/m)贡献较大;船舶交通源对EC(（2.7±0.8）μg/m)贡献最大。2)冬季EC和POC最大浓度均大于其夏季的最大浓度,冬夏两季农业区的OC和SOC浓度均处于较高水平。

关键词：碳气溶胶功能区有机碳无机碳源解析

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一个新的青藏高原热力指数的构建及其应用

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高原气象 2017年第6期36卷 1487-1498页

作者：贲海荣周顺武乔钰单幸李强南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心/气候与环境变化国际合作联合实验室江苏南京210044 台州市气象局浙江台州318000 山西省气象台山西太原030006 中国气象局华风影视集团北京100081

利用1979-2014年ERA-Interim再分析月平均温度资料,分析了对流层中上层(500~150 h Pa)温度纬向偏差的分布特征,并将青藏高原(下称高原)对流层中上层温度纬向偏差进行垂直积分后,尝试构建一个新的表征高原热力指数(Plateau Heating Index... 详细信息

利用1979-2014年ERA-Interim再分析月平均温度资料,分析了对流层中上层(500~150 h Pa)温度纬向偏差的分布特征,并将青藏高原(下称高原)对流层中上层温度纬向偏差进行垂直积分后,尝试构建一个新的表征高原热力指数(Plateau Heating Index,PHI),并分析该指数的季节演变特征及其与东亚大气环流的关系。结果表明:(1)对流层中上层纬向温度偏差的暖中心存在着季节性的移动,即春季暖中心由西太平洋迅速移至高原,而秋季则快速东移到西太平洋;(2)PHI在年进程上呈现出明显的单峰型变化特征,在11月至翌年2月为负值,其余为正值;(3)各季PHI与纬向西风的显著相关区大致以30°N为界,呈现出北正南负的反向分布。当PHI增强时,高原北(南)部西风增强(减弱),副热带西风急流增强,反之亦然;(4)各季PHI与200 h Pa位势高度的显著正相关均出现高原上空,表明高原对流层加热有利于其上空位势高度的增加。当夏季PHI偏强(弱)时,对应着南亚高压偏强(弱)。

关键词：青藏高原对流层中上层温度纬向偏差热力指数副热带西风急流南亚高压

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1979—2013年东亚中纬度春、夏温带气旋活动特征及其与东北地区同期降水的联系

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大气科学学报 2017年第4期40卷 443-452页

作者：陈海山滕方达蒋大凯南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044 南京信息工程大学大气科学学院江苏南京210044 沈阳中心气象台辽宁沈阳110001

基于ERA-Interim一日4次海平面气压再分析资料,利用气旋的客观识别和追踪方法分析了1979—2013年东亚中纬度地区春、夏温带气旋活动的变化特征,并探讨了气旋活动与同期东北地区降水的可能联系。结果表明,气旋活动在蒙古中部阿尔泰山脉... 详细信息

基于ERA-Interim一日4次海平面气压再分析资料,利用气旋的客观识别和追踪方法分析了1979—2013年东亚中纬度地区春、夏温带气旋活动的变化特征,并探讨了气旋活动与同期东北地区降水的可能联系。结果表明,气旋活动在蒙古中部阿尔泰山脉以东地区至中国黑龙江省北部这一带状区域内活动最为频繁,气旋在移动过程中强度逐步增强,在大兴安岭以西地区达到最大值后减弱消亡。春季气旋活动范围比夏季大,并且强度更强,但两个季节气旋的生命史长短差异不大。近35 a在气旋活动的关键区(80~140°E,40~50°N)内春、夏季气旋数均呈现线性减少趋势。春、夏两季气旋活动均对东北地区同期的降水有影响,特别是在东北东部地区两者呈现正相关关系,但气旋活动强年两个季节造成东北东部地区降水增多的原因不同。在春季,东北东部地区低层存在气旋性环流,有利于该地区降水增多;在夏季,西风带水汽输送异常使得东北东部地区水汽偏多,降水增多。

关键词：东亚中纬度温带气旋气旋客观识别和追踪方法东北降水

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利用WRF-Chem模式模拟分析人为气溶胶对台风Fitow(1323)强度及降水的影响

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大气科学 2017年第5期41卷 960-974页

作者：沈新勇姜晓岑柳笛祖繁樊曙先南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴重点实验室北京100029 耶鲁大学-南京信息工程大学大气环境中心南京210044 江苏省气象科学研究所南京210009 南京信息工程大学中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044

利用气象与化学模块在线耦合的模式WRF-Chem V3.5(Weather Research and Forecasting Model coupled to Chemistry Version 3.5)对1323号台风Fitow进行了模拟,设计无人为排放源、含人为排放源和人为排放源增加的三组模拟试验,对比分析... 详细信息

利用气象与化学模块在线耦合的模式WRF-Chem V3.5(Weather Research and Forecasting Model coupled to Chemistry Version 3.5)对1323号台风Fitow进行了模拟,设计无人为排放源、含人为排放源和人为排放源增加的三组模拟试验,对比分析了人为气溶胶对台风的影响。结果表明:人为气溶胶对台风移动路径影响较小。人为气溶胶增加,台风强度减弱,台风主体总累积降水量减少,靠近陆地阶段台风主体降水率减少。气溶胶的增多可提供更多的凝结核,台风外围云水增加,更多的云水可上升至冻结层以上形成过冷水,促进冰相粒子的形成,释放的潜热增加,使外围对流增强,降水增加。台风外围对流的发展,使低层入流的暖湿空气更多的在外围上升,向台风中心的入流减弱,眼墙的发展减弱,降水减少,台风强度减弱。台风外围的对流发展弱于眼墙的对流,降水仍以眼墙区为主,使累积降水量和降水率整体上表现为减少。

关键词：台风强度降水人为气溶胶 WRF-Chem模式

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背景误差协方差变量平衡特征及其对台风同化和预报的影响

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热带气象学报 2017年第3期33卷 289-298页

作者：陈耀登夏雪闵锦忠邢建勇孙涛南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044 江西省气象局气象灾害防御技术中心江西南昌330000 国家海洋局海洋灾害预报技术研究重点实验室/国家海洋环境预报中心北京100081

构造合理的背景场误差协方差是做好资料同化的关键。分析了背景误差协方差中变量相关关系在台风季节和非台风季节隐含的不同动力平衡特征,并讨论其对台风同化和预报的影响。分析发现,与非台风季节相比,在台风季节温度与非平衡速度势具... 详细信息

构造合理的背景场误差协方差是做好资料同化的关键。分析了背景误差协方差中变量相关关系在台风季节和非台风季节隐含的不同动力平衡特征,并讨论其对台风同化和预报的影响。分析发现,与非台风季节相比,在台风季节温度与非平衡速度势具有更强的动力相关性,拟相对湿度与其他控制变量的相关性也更显著。这些动力相关性在背景场误差中协方差的引入,将在同化分析过程中使得观测信息可以合理地对同化分析场产生影响。台风循环同化和预报的结果验证了对变量平衡特征的分析:背景误差协方差中新平衡关系的建立,对同化和预报有较大的正面影响,尤其是相对湿度和其他控制变量相关的建立,明显改善了台风路径、强度和降水的预报效果。

关键词：台风资料同化背景场误差协方差平衡关系

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