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摘要:利用區(qū)域氣候模式RegCM3對江淮流域梅雨期的降水和大氣環(huán)流進(jìn)行10 a的數(shù)值模擬,通過與再分析和觀測資料的對比,評估RegCM3對江淮流域梅雨期降水和大氣環(huán)流特征的模擬能力。數(shù)值模擬結(jié)果的分析表明,RegCM3能夠較好地模擬出江淮流域梅雨期大氣高低空環(huán)流的基本配置、相應(yīng)的強(qiáng)濕度梯度和弱溫度梯度等基本特征以及江淮流域上空的假相當(dāng)位溫濕舌和其北側(cè)的強(qiáng)梯度帶,從而較為合理地再現(xiàn)了梅雨期雨帶的位置。與此同時(shí),模擬結(jié)果的不足主要表現(xiàn)在模擬的梅雨鋒強(qiáng)度偏弱,對流不穩(wěn)定能量釋放位置偏南,江淮流域降水偏少,華南地區(qū)降水偏多。

摘要:利用MM5V3區(qū)域氣候模式單向嵌套ECHAM5全球環(huán)流模式的結(jié)果,對中國地區(qū)實(shí)際溫室氣體濃度下當(dāng)代氣候(1981—2000年)及IPCC A1B情景下21世紀(jì)中期氣候(2041—2060年)分別進(jìn)行了水平分辨率為50 km的模擬試驗(yàn)。首先檢驗(yàn)全球和區(qū)域模式對當(dāng)代氣候的模擬情況,結(jié)果表明:區(qū)域模式對中國地區(qū)地面溫度和降水空間分布的模擬能力優(yōu)于全球模式;與實(shí)際觀測相比,區(qū)域模式模擬的地面溫度在中國大部分地區(qū)偏低,模擬的降水量偏多,降水位置偏北。IPCC A1B情景下中國地區(qū)21世紀(jì)中期氣候變化的模式結(jié)果顯示:各季節(jié)地面溫度在全國范圍內(nèi)都將比當(dāng)代升高1.2~3.9 ℃,且升溫幅度具有北方大于南方、冬季大于夏季的時(shí)空分布特征;降水變化具有一定的區(qū)域性和季節(jié)性,秋季和冬季降水在全國大部分地區(qū)都將增加10%~30%,春季和夏季降水則呈現(xiàn)"北方減少、南方增多"的趨勢,變化幅度在-10%~10%之間。21世紀(jì)中期地面溫度和降水變化還具有一定的年際特征:地面溫度在中國地區(qū)各子區(qū)域均表現(xiàn)為上升趨勢,升溫速率在0.7~0.9 ℃/10a之間,溫度變率也比當(dāng)代有所增大;降水在西北地區(qū)略呈下降趨勢,在其它子區(qū)域均為上升,降水變率的變化具有區(qū)域性特征。

摘要:基于T63L9模式,利用BGM法進(jìn)行了臺(tái)風(fēng)路徑的集合預(yù)報(bào)試驗(yàn),并對集合預(yù)報(bào)中的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)—繁殖長度進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:相對于控制預(yù)報(bào),利用增長模繁殖法制作的集合預(yù)報(bào)對臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)的技巧水平有了很大提高。集合預(yù)報(bào)中采用不同的繁殖長度對臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào)效果有一定影響。繁殖長度取2 d和3 d集合預(yù)報(bào)效果相對于控制預(yù)報(bào)都有很大提高。繁殖長度取為2 d時(shí),集合離散度較小,取為3 d時(shí)較合理,取為4 d時(shí),離散度較大。對臺(tái)風(fēng)路徑的預(yù)報(bào)采用集合選擇平均后,繁殖2 d和繁殖3 d的集合預(yù)報(bào)系統(tǒng)的預(yù)報(bào)效果都優(yōu)于控制預(yù)報(bào)。從綜合集合預(yù)報(bào)效果分析,繁殖長度取為3 d更合適。當(dāng)集合預(yù)報(bào)中繁殖長度取為3 d時(shí),在預(yù)報(bào)的前3天,臺(tái)風(fēng)路徑集合預(yù)報(bào)誤差基本維持在100 km,第4 天誤差也只接近300 km。相對于控制預(yù)報(bào),集合預(yù)報(bào)的改進(jìn)率在預(yù)報(bào)的2~4 d基本超過了60%,甚至可達(dá)到70%。

摘要:以CAPS研發(fā)的最新版ARPS模式為基礎(chǔ),利用其數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)ADAS對南京多普勒雷達(dá)資料進(jìn)行同化,模擬2009年6月5日江蘇地區(qū)的一次暴雨過程,進(jìn)行了不同的微物理方案設(shè)計(jì)以及何時(shí)同化雷達(dá)資料的敏感性實(shí)驗(yàn)研究。研究發(fā)現(xiàn):(1)格距較小且不使用積云對流參數(shù)化的情況下,選擇warm rain或Schultz微物理過程的模擬結(jié)果差別不大,且與實(shí)況較為相符,但選擇ice微物理方案時(shí),會(huì)造成1 h內(nèi)的降水量突增百倍;(2)在參數(shù)一致的情況下,模擬研究時(shí)段前3、2、1 h分別同化,可以得到部分主要降水區(qū)域;但同化預(yù)報(bào)的時(shí)間越短,降水模擬的中尺度信息越明顯,對降水量的控制也越好;(3)依據(jù)以上結(jié)論,在暴雨發(fā)生最初的1 h內(nèi)進(jìn)行每6 min一次的時(shí)間循環(huán)同化,然后積分2 h,可以得到較為精細(xì)的云內(nèi)氣象要素場分布,預(yù)報(bào)的結(jié)果與實(shí)況最接近。

摘要:用常規(guī)氣象觀測資料,中尺度自動(dòng)氣象站資料和多普勒天氣雷達(dá)資料,對2009年4月15日發(fā)生在重慶中西部的颮線過程的進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)了"逆風(fēng)區(qū)"在預(yù)報(bào)中具有一定的提前量。同時(shí)通過四維變分(4D-VAR)同化方法反演風(fēng)場,得到反演的水平風(fēng)場能較好的反映颮線內(nèi)部各個(gè)發(fā)展階段的對流單體的內(nèi)部流場結(jié)構(gòu),同時(shí)發(fā)現(xiàn)4D-VAR反演風(fēng)場能較好的反映出颮線不同發(fā)展階段的流場特征。

摘要:通過2008年梅雨季內(nèi)的一次暴雨過程來著重研究WRF模式中四維測站同化技術(shù)的應(yīng)用情況以及不同的同化策略對模擬結(jié)果的影響,使用的同化資料包括常規(guī)高空和地面探測資料。結(jié)果表明:高空探測資料的同化能夠較好地修正中α尺度系統(tǒng)的移動(dòng)發(fā)展速度,從而有效地改進(jìn)強(qiáng)降雨帶的落區(qū)位置;濕度觀測資料的同化反而降低了強(qiáng)降雨帶的降水強(qiáng)度,這可能因?yàn)橥瘽穸扔^測量可能減小近飽和區(qū)域內(nèi)的水汽混合比,從而導(dǎo)致這些區(qū)域內(nèi)的潛熱加熱減小,對流強(qiáng)度變?nèi)?降水減少;地面觀測資料的同化能夠?qū)δＪ叫行沁吔鐚舆M(jìn)行修正,這種同化影響通常在模式最低層上表現(xiàn)得較為明顯,向上逐漸減小,而邊界層模擬質(zhì)量對降水至關(guān)重要,因此地面觀測資料的加入使得模擬降水更加接近于實(shí)況。區(qū)域嵌套模擬試驗(yàn)表明對粗網(wǎng)格區(qū)域進(jìn)行四維分析同化處理可以有效抑制中α尺度模式誤差的增長,對細(xì)網(wǎng)格區(qū)域進(jìn)行四維測站同化處理則可以進(jìn)一步抑制中β尺度模式誤差增長。

摘要:利用常規(guī)氣象資料以及FY-2E氣象衛(wèi)星云圖、多普勒天氣雷達(dá)資料和NCEP 每6h一次的1°×1°格點(diǎn)資料,采用天氣學(xué)診斷分析的方法,對2010年8月7—8日出現(xiàn)在甘肅省舟曲縣的一次局地突發(fā)性致泥石流暴雨進(jìn)行了診斷分析。結(jié)果表明:此次暴雨是在高空短波槽、東風(fēng)倒槽、低渦切變線、副熱帶高壓和地面冷空氣的共同作用下發(fā)生的。對流云團(tuán)發(fā)展生成MCS是暴雨發(fā)生的直接原因。對流云降水回波的發(fā)展和增強(qiáng)與降水強(qiáng)度的變化有很好的對應(yīng)關(guān)系。來自孟加拉灣和東海的暖濕空氣是此次暴雨的主要水汽來源。中低層輻合,高層輻散的配置和垂直渦度的顯著增大,為本次暴雨的發(fā)生提供了必要的動(dòng)力條件。暴雨中心位于700 hPa等假相當(dāng)位溫線密集帶的西南側(cè)邊緣,暴雨是伴隨著對流有效位能和大量不穩(wěn)定能量的有效釋放而發(fā)生的。傾斜渦度的活躍發(fā)展,條件性對稱不穩(wěn)定機(jī)制的形成可能是導(dǎo)致此次暴雨發(fā)生的主要觸發(fā)機(jī)制。

摘要:使用安裝在南京信息工程大學(xué)實(shí)驗(yàn)場的法國電場儀AMEO340于2009年觀測試驗(yàn)期間的觀測資料,將大氣電場儀采樣序列數(shù)據(jù)經(jīng)快速傅里葉變換,得到序列的功率譜。對晴天和伴有閃電天氣的地面大氣電場數(shù)據(jù)進(jìn)行了小波函數(shù)為sym5的7層分解,大大降低了地面大氣電場數(shù)據(jù)波形的重疊度。通過對伴有閃電天氣的地面大氣電場數(shù)據(jù)進(jìn)行小波7層分解,地面大氣電場信號的低頻部分不僅突出顯示了地面大氣電場值的主要變化趨勢,而且能清晰的分辨出閃電過程中較強(qiáng)的正負(fù)地閃次數(shù)。為利用地面大氣電場強(qiáng)度值的變化特征進(jìn)行閃電預(yù)警提供了更有效的信息。

摘要:根據(jù)2007—2008年6—8月湖南地區(qū)地閃定位、天氣背景及探空資料,利用天氣學(xué)分型及數(shù)理統(tǒng)計(jì)等方法,對湖南夏季雷暴的天氣背景、持續(xù)時(shí)間以及雷暴過程中地閃的活動(dòng)進(jìn)行分析,定義的地閃頻數(shù)指數(shù)(I_cgf)可以較好地區(qū)分地閃活動(dòng)等級;利用逐步回歸方法分別得到了雷暴持續(xù)時(shí)間及地閃頻數(shù)指數(shù)的預(yù)報(bào)方程,且均通過的信度檢驗(yàn),并進(jìn)一步提出了各地閃活動(dòng)等級預(yù)報(bào)的診斷指標(biāo)。

摘要:利用常規(guī)觀測資料、NCEP再分析資料等對2010年7月10—13日江蘇持續(xù)大范圍暴雨過程進(jìn)行診斷分析。結(jié)果表明:持續(xù)滲透的冷空氣和同時(shí)存在東西兩股水汽通道是此次持續(xù)大范圍暴雨過程產(chǎn)生的關(guān)鍵;高空急流的位置對暴雨的落區(qū)有明顯的指示作用,而低空急流的強(qiáng)弱對降水量的大小起著決定性的作用。當(dāng)高空急流南側(cè)的急流風(fēng)速等值線密集區(qū)在3個(gè)緯距內(nèi)急流風(fēng)速差達(dá)到10 m/s,同時(shí)低空急流中心達(dá)到12 m/s時(shí),在兩個(gè)急流帶之間易產(chǎn)生區(qū)域性暴雨或區(qū)域性大暴雨天氣;渦度和散度場的高低空中心與暴雨的落區(qū)有很好的對應(yīng)關(guān)系;對高低空急流、渦度、散度等時(shí)間平均場的分析,可以判斷持續(xù)大范圍暴雨過程中區(qū)域性大暴雨的落區(qū)。

摘要:利用常規(guī)觀測資料、衛(wèi)星T_BB資料以及客觀再分析資料,對2009年7月6—7日(簡稱"0907")的長江下游梅雨鋒暴雨過程進(jìn)行了數(shù)值模擬和天氣分析,重點(diǎn)研究了中尺度系統(tǒng)的發(fā)生發(fā)展機(jī)制。結(jié)果表明:7月6—7日對流層低層,長江下游北側(cè)存在的一次天氣尺度低壓,其發(fā)展和東移,促使鋒生加強(qiáng),低空急流發(fā)生。WRF中尺度模式數(shù)值模擬結(jié)果顯示,在次天氣尺度低壓的南側(cè)不斷形成β中尺度和γ中尺度對流系統(tǒng)。對其中一個(gè)β中尺度對流系統(tǒng)的分析研究表明:低空中尺度急流和中尺度輻合首先發(fā)生。之后中尺度輻散迅速加強(qiáng)。高層強(qiáng)輻散、低空中尺度急流核和中尺度低渦的相互耦合作用使系統(tǒng)不斷發(fā)展并東移。高層相對干冷空氣的侵入促使系統(tǒng)衰減消亡。

摘要:基于常規(guī)觀測資料、NCEP1°×1°再分析資料和廣州多普勒天氣雷達(dá)資料,對2010年 5月14—15日廣州大暴雨的環(huán)境條件、散度渦度場和中小尺度特征等進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:大暴雨過程中低層輻合高層輻散,促進(jìn)氣旋式渦度增加,上升運(yùn)動(dòng)增強(qiáng),反之亦然;中層波動(dòng)使得中低層輻合和中高層輻散更加深厚,進(jìn)一步增強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)?；浳髂吓瘽駳饬鞅鄙鲜苋趵淇諝庾钃踉趶V東省中北部地區(qū)堆積,為大暴雨提供水汽和能量。南下的弱冷空氣和日變化共同形成地面強(qiáng)能量鋒,與輻合線和低層切變線組成強(qiáng)有力的觸發(fā)抬升機(jī)制。大暴雨期間多普勒天氣雷達(dá)及時(shí)捕捉到逆風(fēng)區(qū)、弱中氣旋、中尺度輻合帶和中層兩次波動(dòng)影響,分別對應(yīng)兩個(gè)強(qiáng)降水時(shí)段。

摘要:利用滬寧高速公路實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù),篩選出30個(gè)典型高溫天氣過程,應(yīng)用WRF模式對其進(jìn)行了數(shù)值模擬。在對輸出結(jié)果作統(tǒng)計(jì)分析后,提取了滬寧高速公路高溫天氣的幾個(gè)數(shù)值預(yù)警指標(biāo),建立了梅村、河陽兩站的高溫預(yù)報(bào)模型。研究表明:(1)利用WRF模式對滬寧高速公路沿線的高溫天氣過程進(jìn)行模擬是可行的;(2)提取的滬寧高速公路高溫?cái)?shù)值預(yù)警指標(biāo)有:前一日14時(shí)的地表溫度T_s≥40 ℃、地面潛熱通量F_l≥350 W·m^-2、近地面相對濕度H_r≤60%、當(dāng)日08時(shí)的地面感熱通量F_s為負(fù)值且絕對值≥70 W·m^-2、地面水平風(fēng)速V_s≤3 m·s^-1,當(dāng)各項(xiàng)指標(biāo)同時(shí)滿足時(shí),可預(yù)報(bào)當(dāng)日會(huì)出現(xiàn)35 ℃以上的高溫;(3)采用多元線性回歸方法分別建立了梅村和河陽站的高溫天氣預(yù)報(bào)模型,經(jīng)檢驗(yàn)所建模型預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率較高。

摘要:利用常規(guī)氣象觀測資料和NCEP1°×1°資料,普查遼寧省最近10 a來區(qū)域性暴雪、大雪、中雪天氣過程,大致可分為北上水汽型和東北上水汽型兩類。從環(huán)流背景、水汽和動(dòng)力條件方面對比分析了2004年12月19日和2002年12月16日兩次不同類型的降雪過程,發(fā)現(xiàn)北上水汽型降雪過程850 hPa比濕和水汽通量大,水汽條件強(qiáng),動(dòng)力條件相對弱;而東北上水汽型的降雪過程850 hPa比濕和水汽通量相對小,但動(dòng)力抬升和輻合作用強(qiáng)。通過分析10 a來遼寧不同類型5場區(qū)域性暴雪、8場區(qū)域性大雪、9場區(qū)域性中雪的水汽條件和動(dòng)力條件物理量閾值區(qū)間,發(fā)現(xiàn)北上水汽型降雪過程850 hPa比濕和水汽通量大于東北上水汽型同級別降雪過程,在降大雪量級時(shí)的850 hPa比濕和東北上水汽型暴雪過程相當(dāng);東北上水汽型降雪過程的最大螺旋度、850 hPa散度、最大垂直速度和850 hPa急流要強(qiáng)于北上水汽型,而且降雪級別越高差距越明顯,其中暴雪量級最大垂直速度、850 hPa急流已經(jīng)達(dá)到產(chǎn)生暴雨的動(dòng)力條件。

摘要:在回顧了2009年以前定義過的冬季風(fēng)指數(shù)的基礎(chǔ)上,按照定義要素的不同,進(jìn)行了分類及序列延長計(jì)算,并將現(xiàn)有的冬季風(fēng)指數(shù)分為海陸氣壓差類(4個(gè))、高壓特征類(3個(gè))、風(fēng)場特征類(9個(gè))、環(huán)流特征類(4個(gè))和綜合類(2個(gè))。研究了這些冬季風(fēng)指數(shù)的年際及年代際變化趨勢及其周期變化,分析了各指數(shù)之間的相關(guān)性,以及冬季風(fēng)指數(shù)對中國冬季大陸氣溫變化的指示性。結(jié)果表明:東亞冬季風(fēng)存在緩慢減弱的變化趨勢,主要呈現(xiàn)出準(zhǔn)6a,準(zhǔn)11a和準(zhǔn)17a的周期振蕩特征。同類別指數(shù)之間的相關(guān)性要優(yōu)于不同類別的。東亞冬季風(fēng)指數(shù)與中國冬季大陸氣溫相關(guān)性普遍好的地區(qū)主要在河套及內(nèi)蒙古中部、華南和東南沿海、四川盆地等。