为减少计算机时，满足实时预报要求，全球数值预报模式中的辐射计算频率通常设定为三小时。这样处理会大大减少计算量，但也同时导致较大辐射日变化偏差，并影响模式对地面能量平衡，对流及降水的模拟。为改进这一缺陷，我们开发了一种辐射快速计算方案，可用于计算瞬时地面太阳总辐射和净辐射，使到达地面的太阳辐射计算可与模式积分同步进行，从而改善地面太阳辐射日变化模拟。本文介绍云天的计算方法。该方案所用的输入变量均为预报模式或卫星观测所能提供的量。结果表明：该方案既可用于数值预报模式也可利用观测资料独立计算地面太阳辐射。经与美国能源部大气辐射观测资料检验，该方案的精度很高，地面总辐射瞬时值的平均计算误差小于7%。
利用地面加密观测资料、FY-2E卫星TBB和水汽图像资料、NCEP1°×1°再分析资料综合分析了2012 年第10 号台风“达维”的不对称结构特征及成因。结果表明：台风“达维”登陆后在云系结构、降水落区、高低层风场等都表现出不对称分布，其中暴雨主要分布在台风中心北到东北侧；通过FY-2E水汽图像分析清晰地揭示了这种不对称结构的演变，台风西侧干下沉暗区切断了西南侧水汽输送，使得台风中心西侧和南侧对流云系减弱消失，而东南侧一直存在一水汽羽伸入台风环流为其提供水汽和能量。同时，强高空辐散、弱垂直风切变以及明显的上升运动，有利于台风“达维”北到东北侧对流云系的发展维持，引发强降水；高空槽带来的冷空气侵入台风环流内部，破坏了它的暖心结构，使得台风“达维”在渤海海面填塞消失。
用WRF模式模拟了2005 年12 月6—7 日山东半岛一次冷流暴雪过程，通过降低太行山地形高度至10 m和抬升山东半岛地形高度至500 m的敏感性数值试验，分别分析了上游太行山和本地山东半岛地形对山东半岛冷流降雪的影响。结果表明：太行山对山东半岛冷流降雪的强度起到了加强的作用，降低太行山地形高度的敏感性试验在山东半岛北部10 m风场辐合强度较同时次控制性试验明显减弱，减弱的区域主要在山东半岛北部地区，其他区域变化不明显；同时敏感试验的流场在山东半岛的辐合也有所减弱，流线密度要疏散些。850 hPa西北风越过太行山后在背风面产生波动，波动中的气旋性小涡旋移至山东半岛后，加强了山东半岛本地的辐合强度。抬升山东半岛的地形高度后，地形的抬升辐合作用增强，故冷流降雪的强度也得到增强。
利用2009年12月至2010年11月渤海西岸大港风能塔观测得到的风速、风向和温度梯度资料，计算了风能塔周围空气动力学粗糙度Z0。对比分析了风廓线法和风速标准差法的计算结果，讨论了风速标准差法的适用性以及下垫面空间非均一性对粗糙度的影响。结果表明：风能塔三个主风向上的平均粗糙长度为：0.1319m(N)，0.0386m(SE)和0.0182m(SW)。通过严格条件限制，利用风速标准差法可以得到与风廓线法相同的计算效果。同一方位上，利用10—30 m资料计算得到的粗糙度长度的季节差异相对较小，而50—70 m的计算结果差异相对较大。在相同高度上，粗糙度长度计算结果亦存在明显季节差异，反映了随季节变化的植被对地表粗糙度的影响。
利用1961—2013年逐日降水资料及NCEP/NCAR再分析资料，分析2013年黑龙江省境内三江流域及支流发生大洪水的原因，并对盛夏降水异常成因进行了分析。结果表明：2013年黑龙江省境内三江流域及其支流发生大洪水的原因为前期降水偏多，使土壤湿度大，流域内蓄水较大；同时，夏季降水偏多，降水时段集中，暴雨频次多于常年；多座大中型承担防洪任务的水库超汛限水位运行，为了保护水库堤坝的安全，泄洪量加大。黑龙江省盛夏降水偏多的主要原因为东北冷涡活动频繁且路径偏北；850 hPa水汽输送充足；200 hPa东亚高空西风急流位置异常，东亚夏季风偏强；500 hPa，欧亚纬向环流弱，西太平洋副热带高压阶段性异常偏北，鄂霍次克海地区阻塞高压明显，黑龙江地区上空盛夏为负距平控制。
利用1960—2009年东北地区150个地面测站的逐日气温资料，定义了东北三省夏季月低温事件（简称MCSE），并将其分为5类。结果表明：MCSE发生频率在20世纪60—70年代较高，80年代逐渐减少，90年代显著减少； 6月和8月以第Ⅲ类MCSE为主，而7月则是第Ⅱ类；在冷气候背景下，第Ⅱ类MCSE正涡动能量是由高纬向中纬度传播，正常背景下是由中纬度向高纬度传播，第Ⅲ类则与之相反，暖背景下第Ⅱ类MCSE的能量传播方向与冷背景一样，而第Ⅲ类则先是由低纬度向高低纬度传播，然后是由高纬度向低纬度传播；同时还发现，在冷背景下第Ⅱ类和第Ⅲ类MCSE，中国东北地区都是处于大范围强冷空气带的覆盖下，而正常期气候背景下这两类MCSE的东北冷涡和乌拉尔山阻塞高压（西阻）都比较明显，在暖背景下，第Ⅱ类MCSE的阻塞高压（中阻）、鄂霍次克海阻塞高压（东阻）以及东北冷涡系统都很明显，而第Ⅲ类MCSE的阻塞高压（中阻）和东北冷涡明显。
利用1961—2011年渝东南地区6个气象站的降水资料，分析了该地区的气候变化特征。结果表明：1961—2011年渝东南地区年、春季和秋季降水为线性减少趋势，秋季减少趋势显著；夏季和冬季降水为线性增加趋势，但不显著。年和四季降水的周期变化不太一致，年代际周期夏季和冬季降水比较显著。年雨日、小雨、中雨和大雨日数都为线性减少趋势，中雨和大雨日数减少趋势比较显著。暴雨日数整体上无明显变化。逐年代变化来看，雨日偏多最多的20世纪90年代表现为小雨和暴雨日数偏多，中雨和大雨日数偏少；雨日偏少最多的21世纪初期主要表现为小雨、大雨和暴雨日数偏少，中雨日数偏多。
利用1961—2010年东北三省和内蒙古四盟90个气象站逐日降水资料，分析了中国东北地区降水事件的气候特征及时空分布均匀性变化。结果表明：近50 a来，东北地区年降水量略有减少，但冬、春季降水量显著增加；考虑降水日数，冬、春季降水量增加主要是由于降水强度的增加，夏、秋季降水量减少主要是由于降水频次的减少。气候变暖的大背景下，虽然年降水量线性变化趋势并不明显，但是降水量年际间分布不均匀性增加，降水有向极端化发展的趋势，夏、秋季表现更为明显，各等级降水事件尤其是降雪在近20 a时间分布明显不均匀。降水量空间均匀性在1993年发生转折突变，突变后空间不均匀性增加，降水日数空间均匀性在1986年发生变率突变，突变后振荡加剧。降水事件时空不均匀性的增加一定程度上造成了东北地区旱涝事件发生可能性增加，不同地域旱涝事件同发现象加剧。
利用1961—2010 年中国东北地区81 个代表站逐日气温和降水资料，采用旋转主分量分析（REOF）和聚类分析（CAST）相结合的方法，对东北地区年平均气温和年降水的时空变化特征进行了分析。结果表明：东北地区年平均气温呈显著的增加趋势，但区域性较为明显，北部和东部地区的升温幅度较小，西部和南部升温幅度较大；年降水量呈现减少的趋势，西部地区降水减少的趋势较为显著。
利用 2008年1-12月南京北郊O3、NO2及SO2质量浓度连续观测资料，分析了南京北郊气体污染物(O3、NO2、SO2) 的质量浓度变化规律。结果表明：南京北郊O3浓度夏季较高，日变化曲线呈单峰型，NO2和SO2浓度夏季较低，日变化曲线呈双峰型，NO2与O3的日变化呈现负相关关系，该地区SO2浓度整体较高，夏季周末效应NO2和SO2较O3更明显。
利用1980—2011年江西83个常规站和南昌、赣州2个探空站的观测资料，对江西霾的气候特征及其与气象条件的关系进行了分析。结果表明：近32 a来江西霾日总体呈上升趋势；霾日的季节、年际和年代际变化明显，秋冬季多（12月最多）春夏季少（7月最少），4 a左右和8 a左右的年际变化周期显著，年代际变化主要为15 a左右的变化周期；江西霾日空间分布不均，呈现中北部多，南部及山区少的分布形势。霾与地面风速、大气逆温、海平面气压、降雨量和相对湿度密切相关，低风速、大气逆温、高气压、高湿度和少降雨有利于霾天气的发生，反之，高风速、低气压、低湿度和多降雨不利于霾天气的发生。
利用河北省周边8个日射站逐月日照百分率资料和太阳总辐射资料，采用最小二乘法拟合经验系数a、b，然后分别通过纬度分区和反距离权重插值两种方法得到河北省142个测站的经验系数a、b，并据此求出河北省内四个具有辐射观测数据台站的总辐射值，对比分析了实测值与不同经验系数下总辐射估算值之间的差异。结果表明：纬度分区和反距离权重插值两种方法所建立的太阳总辐射量估算公式的模拟精度总体差别不大，但采用纬度分区法所得的经验系数，在计算太阳辐射年总量时与实际观测值更为接近，因此建议采用纬度分区法计算河北省各地太阳总辐射量。
应用盘锦市疾控中心2008年1月1日至2009年12月31日逐日脑血管病发病人数及同期逐日气象资料，采用相关分析、逐步回归等方法，分析了脑血管病与气象要素的关系，建立了逐日脑血管病发病趋势的气象预报模型。结果表明：各类气象要素与未来3 d脑血管病发病人数滑动平均具有较好的相关性；气象因子对脑血管病发病人数的影响存在着一种滞后效应和持续效应；脑血管病发病人数与当日最低气温、平均气温、最低气压、平均风速、湿度、最大气温日较差等气象要素相关显著；不同的季节影响脑血管病发病人数的敏感气象因子不同，且相关关系差异较大。逐日脑血管病发病趋势的气象预报模型预报检验效果较好。
利用重庆地区1971—2010年34个地面气象站日值数据集，结合周广胜气候生产潜力模型，采用线性回归、Mann-Kendal突变、经验正交函数（EOF）等方法分析重庆地区蔬菜气候生产潜力。结果表明：重庆地区年平均蔬菜生产力呈下降趋势，并存在明显的突变,主要是由于降水量的减少；全市蔬菜气候生产潜力空间分布呈现渝东南、渝东北偏西地区偏高的特点, 局地差异也比较明显。重庆气候处于暖湿型气候时对蔬菜的生长最为有利。
利用气候倾向率、标准偏差方法，划分基准年研究1952—2010年辽宁西部地面、耕作层温度变化特征。结果表明：辽宁西部年平均地面温度、农作物生长季地面和耕作层温度呈升高趋势，气候倾向率分别为0.395℃/10a、0.304℃/10a、0.206℃/10a。冬季、春季对年平均地面温度升高贡献最大，气候倾向率为0.535℃/10a、0.521℃/10a；夏季、秋季贡献较小，气候倾向率为0.223℃/10a、0.291℃/10a。第Ⅲ基准年升温最剧烈。研究结果可为该地区农业生产结构调整、生态环境治理等提供参考。
受城市化、探测环境变化等人为因素影响，部分气象站风速序列存在不均一性，在使用这类气象站的风速资料时必须进行订正。本文以东山气象站为例，应用测站受建筑物影响前后各5 a的风速资料及探测环境历史沿革资料，利用计算流体力学方法（CFD）研究建筑物对气象站测风数据的影响。结果表明：建筑物与测风杆的相对位置不同，建筑物对测风的影响程度亦不同，测站北面建筑物是影响该站偏北风风速观测的主要因素；研究不同风速下建筑的影响，可得模拟结果与输入风速间呈线性关系，并由此建立风速订正关系式，订正后基本消除了建筑物对N方位风速的影响；订正受建筑物影响较小的NNE方位风速需考虑其他障碍物的影响。本文通过试验，验证了CFD方法可用于定量评估建筑物对测风的影响，从而重建受建筑物影响台站的风速序列。
基于流域水生态功能分区的水生态安全评价是指导流域水生态“分类、分区”综合管理的前提，本文在流域中小尺度上依据水生态空间格局分异的自然特征和社会属性，以辽河流域的清河和凡河支流为对象，在流域水生态功能三级分区的基础上，运用“压力—状态—响应模型”（PSR），通过对流域社会经济压力指标、环境压力指标、城市发展指标、资源环境发展指标、投资指标、治理指标等因素分析，筛选出13个评价指标。利用生态安全综合指数法，将流域水生态安全划分为极不安全、不安全、基本安全、安全、非常安全五个级别。其中，清河流域Ⅳ-5-9、Ⅳ-5-10、Ⅳ-5-11、Ⅳ-5-12、Ⅳ-5-14区处于基本安全，Ⅳ-5-8、Ⅳ-5-13属于不安全；凡河流域4个水生态功能三级区中，Ⅳ-5-1、Ⅳ-5-2、Ⅳ-5-3区属于基本安全、Ⅳ-5-4区为较安全。基于水生态功能分区的水生态安全评价和级别划分可为辽河流域水生态保护与流域生态管理提供科学依据。
