一次梅雨锋强降水过程中云和降雨的结构特征

本文利用地面雨量计、天气雷达、FY-2C、CloudSat云廓线雷达等观测资料,对2007年7月7-8日发生在淮河流域的一次典型梅雨锋强降水过程中云和降雨的结构特征进行了综合分析。结果表明:此过程主要受准东西向低空切变线的影响,雨带略呈西北-东南向的带状分布形式,梅雨锋锋前强的上升运动有利于触发低层对流不稳定能量的释放,加强锋区的垂直环流。切变线上不断新生的对流单体,最终发展成为东西向贯通的梅雨锋云系,成熟期的梅雨锋云系由南向北依次平行分布着强对流性降水带、过渡带、层状降水区和宽广的非降水性云砧。梅雨锋云系发展的各个阶段,云体的垂直结构及水凝物的回波特征都有很大区别。     

一次梅雨锋强降水过程中云和降雨的结构特征

本文利用地面雨量计、天气雷达、FY-2C、CloudSat云廓线雷达等观测资料,对2007年7月7-8日发生在淮河流域的一次典型梅雨锋强降水过程中云和降雨的结构特征进行了综合分析。结果表明：此过程主要受准东西向低空切变线的影响,雨带略呈西北-东南向的带状分布形式,梅雨锋锋前强的上升运动有利于触发低层对流不稳定能量的释放,加强锋区的垂直环流。切变线上不断新生的对流单体,最终发展成为东西向贯通的梅雨锋云系,成熟期的梅雨锋云系由南向北依次平行分布着强对流性降水带、过渡带、层状降水区和宽广的非降水性云砧。梅雨锋云系发展的各个阶段,云体的垂直结构及水凝物的回波特征都有很大区别。     

2020年江淮地区梅雨异常的阶段性特征和成因分析

基于江淮地区逐日降水的低频分量将2020年梅雨期划分为6个阶段,采用全球大气环流三型分解方法研究各阶段大气环流的演变特征,揭示超强梅雨的形成机理.结果表明:经圈型环流在江淮地区引起的强烈大气上升运动是2020年超强梅雨形成的关键因素;强降水阶段,高空南亚高压和中高纬槽脊系统的相互作用引导北方冷空气不断南下;西太平洋副热带高压长期偏强、位置偏西北,驱动其西北侧的低空西南暖湿气流持续向江淮地区输送;高低层冷暖空气在江淮地区辐合,形成梅雨锋和强烈上升运动,引发多次强降水过程,导致2020年梅雨异常偏强.     

一次梅雨锋中尺度暴雨的模拟试验

利用中尺度气象模式MM5对1998年6月23－26日梅雨锋中的一次中尺度暴雨过程中进行了二重网格双向嵌套全物理过程的模拟试验。控制试验模拟结果与实况比较吻合，对降水的模拟结果表明，选择合适的物理方案，MM5能很好地模拟出梅雨锋中尺度雨团的位置、强度及移动，对开展中尺度天气数值预报具有报导意义。对可分辨尺度降水物理方案和边界层方案的试验表明：就本个例而言，用简单冰相的参数化方案能较好地描述梅雨锋中的中尺度降水物理，其效果优于混合冰相；Blackadar高分辨率边界层方案效果优于MRF方案。     

梅雨锋的天气尺度研究综述及其天气学定义

对几十年来国内外对天气尺度梅雨锋研究结果进行了综述,众多研究成果表明梅雨锋具有多样性的特点。由于众多研究者对梅雨锋的定义存在很大的差异,因此在综合国内外不同观点的基础上,给出了梅雨锋的天气学定义,即：梅雨锋具有一条数千公里长的横贯东亚和西太平洋地区的雨带;梅雨雨带随季风的进退而进退,梅雨锋是季风气团和其他气团之间的锋面;梅雨锋区是位于夏季风北侧的相当位温强梯度带。     

一次梅雨锋暴雨在不同物理过程下的模拟结果比较

本文研究对象为2005年7月江淮流域的一次梅雨锋暴雨,通过选择WRF模式中五组不同的微物理方案和积云参数化方案,进行两重网格嵌套模拟,并对模拟结果进行诊断分析。通过比较得出如下结论:Betts-Miller-Janjic方案与Ferrier(new Eta)微物理方案的组合最能模拟出降水雨带的方向、位置和雨量,其次是New-Kain-Fritsch和Ferrier(new Eta)方案的组合,而且细网格的模拟效果更好;积云参数化方案的选择比微物理方案的选择对降水模拟的影响大;当微物理方案相同时,Betts-Miller-Janjic方案比New-Kain-Fritsch方案在细网格模拟下更准确反映梅雨锋暴雨的热力结构和垂直运动的特征,对暴雨的落区有一定指示作用。     

梅雨锋暴雨个例的中尺度数值模拟研究(Ι)——中α尺度双雨带

利用ＰＳＵ／ＮＣＡＲ的中尺度数值模式ＭＭ５,取１９８１年６月２７日梅雨锋暴雨过程作为个例进行了数值模拟,模拟的降水结果同华东中尺度天气试验实测取得的该暴雨过程的稠密降水资料分析结果相比较,发现直到中β尺度程度上,两者的分布结构和演变过程等基本特征都是近于一致的．不论在观测分析中还是在模拟结果中,几乎与梅雨锋相平行,均出现了中α尺度（南、北）双雨带,它们均由数个中β尺度雨团组织和近乎东移所成,双雨带之间均具有些此强彼弱的演变特征．所有这些构成了梅雨锋雨区或暴雨主要的中尺度时空特征．     

武汉一次大暴雨完全Q矢量的诊断分析

利用常规探空和地面观测资料,对2011年6月18日发生在武汉机场的一次大暴雨过程的环流特征进行分析,结果表明此次大暴雨过程是典型的梅雨锋暴雨.把完全Q矢量分解为动力学部分QD和非绝热过程部分QL,并对其进行诊断分析.分析结果表明:完全Q矢量能够较好诊断暴雨过程的中尺度系统,完全Q矢量散度的负值区与强上升区有较好的对应;在低层QD远大于QL的值,表明在低层动力学强迫作用对垂直上升运动起主导作用,而非绝热过程的强迫作用在对流层中层较为明显.说明暴雨最初触发机制是动力学,积云对流过程中的潜热反馈机制对对流过程起激励作用.     

卫星遥感在HUBEX试验中的应用研究

利用先进的热带降雨测量卫星(TRMM)资料,以及1998年夏季淮河流域能量与水分循环试验中的加密观测资料,对淮河流域梅雨锋降水过程中云中液态水、云雨结构、雨区和雨率进行了反演计算,同时对淮河流域地表湿度和洪涝等进行了研究.结果对于降水和洪涝的监测和预报,具有重要的使用和参考价值.     

一次梅雨锋暴雨在不同物理过程下的模拟结果比较

本文研究对象为2005年7月江淮流域的一次梅雨锋暴雨,通过选择WIKF模式中五组不同的微物理方案和积云参数化方案,进行两重网格嵌套模拟。并对模拟结果进行诊断分析。通过比较得出如下结论：Betts—Miller-Janjic方案与Ferrier（new Eta）微物理方案的组合最能模拟出降水雨带的方向、位置和雨量,其次是New—Kain—Fritsch和Ferrier（new Eta）方案的组合,而且细网格的模拟效果更好;积云参数化方案的选择比微物理方案的选择对降水模拟的影响大;当微物理方案相同时,Betrs—Miller-janjic方案比New—Kain—Fritsch方案在细网格模拟下更准确反映梅雨锋暴雨的热力结构和垂直运动的特征,对暴雨的落区有一定指示作用。     

Regional relationship between the Jiang-Huai Meiyu and the equatorial surface-subsurface temperature anomalies

The Jiang-Huai Meiyu rainy season can be distinguished into the Jiangnan Meiyu spell and the Huaihe Meiyu spell. The Jiangnan Meiyu spell appears on the last ten days in June and the Huaihe Meiyu spell lasts from early July to middle July. An inter-decadal transition was observed in 1998 respectively from the anomalies of Jiangnan Meiyu rainfall, the sea surface temperature (SST), and the subsurface tem- perature in the equatorial Pacific. Since the beginning of the 21^_st century, opposite trends and biennial oscillations of the Meiyu rainfall are observed in the Jiangnan and Huaihe basins. Before the strong La Niña of 1999―2000, the positive SST anomalies usually occurred in the eastern equatorial Pacific. Since the beginning of the 21^_st century, a precursory warming signal of SST anomaly comes from the subsurface temperature which is centrally exposed near the dateline in the central equatorial Pacific. The above-normal Meiyu rainfall in 2003, 2005 and 2007 over the Huaihe basin followed the prior winter- spring positive SST anomaly near the dateline. A relationship shows that the more Jiangnan (Huaihe) Meiyu follows the winter-spring warm water in the eastern (central) equatorial Pacific.     

Numerical simulation of Meiyu front and the diagnosis of moist vorticity vector

Moist vorticity vector is introduced to study the development and evolution of mesoscale convective vortex (MCV) in the Meiyu front precipitation with the Advanced Regional Predication System (ARPS). In this study, the heavy rainfall is simulated to investigate the genesis, development and dissipation of middle scale convective vortex, which occurred from 0000 UTC 3 July to 1200 UTC 5 July over the Jianghuai River valley. Moist vorticity vector (MVV) has zonal, radial and vertical components in its 3D spatial distribution. The simulation shows that the vertical component of moist vorticity vector well demonstrates the spatial distribution characteristics of middle scale convective vortex, especially in the process of Meiyu front precipitation. Diagnosis upon zonal, radial averaged and mass-integrated quantities of MVV shows that its vertical component and the surface precipitating ratio are in phase with a correlation coefficient of 0.68, indicating that the vertical component of MVV is closely associated with the Meiyu front precipitation. In addition, the tendency of the vertical component of MVV is mainly determined by the interaction between the vorticity and the zonal and radial gradient of condensational or depositional heating.     

Numerical simulation of Meiyu front and the diagnosis of moist vorticity vector

Moist vorticity vector is introduced to study the development and evolution of mesoscale convective vortex (MCV) in the Meiyu front precipitation with the Advanced Regional Predication System (ARPS). In this study, the heavy rainfall is simulated to investigate the genesis, development and dissipation of middle scale convective vortex, which occurred from 0000 UTC 3 July to 1200 UTC 5 July over the Jianghuai River valley. Moist vorticity vector (MVV) has zonal, radial and vertical components in its 3D spatial distribution. The simulation shows that the vertical component of moist vorticity vector well demonstrates the spatial distribution characteristics of middle scale convective vortex, especially in the process of Meiyu front precipitation. Diagnosis upon zonal, radial averaged and mass-integrated quantities of MVV shows that its vertical component and the surface precipitating ratio are in phase with a correlation coefficient of 0.68, indicating that the vertical component of MVV is closely associated with the Meiyu front precipitation. In addition, the tendency of the vertical component of MVV is mainly determined by the interaction between the vorticity and the zonal and radial gradient of condensational or depositional heating.     

基于EOF和REOF分析江淮梅雨量的时空分布

基于江淮梅雨区域50个气象台站1960-2002年的梅雨量资料,利用EOF、REOF展开方法,分析了江淮梅雨降水的空间分布及时间演变特征.EOF展开方法表明江淮梅雨前三个特征向量累积方差贡献比例为88.9%,其主要特征是三个特征向量场呈现纬向带状分布;第一特征向量场空间分布均为正值,说明江淮梅雨量的干湿变化具有一致性,但是各特征向量场之间的特点相差明显.REOF展开方法表明可以把江淮梅雨划分为6个典型的梅雨量场;后一个时间系数序列的变化幅度比前一个时间序列要小;主成分旋转后载荷要比旋转前分布均匀得多;第一时间系数的变化等同于各站平均梅雨量变化.     

Simulation of 1991–2005 Meiyu seasons in the Yangtze-Huaihe region using BCC_RegCM 1.0

By using BCC_RegCM 1.0 (RegCM for short) from Beijing Climate Center (BCC), China Meteorological Administration (CMA), the Meiyu season characters over the Yangtze-Huaihe region during 1991-2005 are simulated. The major conclusions of this study may be summarized as the following: (1) RegCM can reproduce the interannual variation and the spatial distribution of the summertime precipitation and temperature in the Yangtze-Huaihe region. (2) By use of a generalized Meiyu criterion and in accordance with model-...     

基于自组织映射的梅雨期西太副高分型及降水特征研究

为了研究梅雨期西太副高的变化特征及其对梅雨降水的影响,本文利用1951-2016年西太副高监测指数,采用自组织映射（self-organizing map,SOM）方法对梅雨期西太副高进行聚类分析,得到9种SOM分型,并利用中国1km分辨率逐月降水量数据集和中国雨季历年信息表进行不同西太副高分型下梅雨降水的特征分析。结果表明,9种梅雨期西太副高分型对应着多种不同的梅雨降水特征：纬向上,当西太副高偏东时,梅雨区降水强度偏低,反之则强度偏高。经向上,在西太副高主体位于我国陆地的前提下,脊线指数高于25°N时,梅雨区大部被副热带高压控制,整体降水偏少且有小幅度南少北多态势;脊线指数偏低时,副高控制梅雨区南部边缘或更南地区,水汽输送导致降水整体偏多。本文得到了不同类型副高与梅雨降水特征的对应关系,也说明SOM方法能较好地对副热带高压等气象要素做出客观分型,并进行气候现象的相关性研究。     

2003年江淮连续梅雨暴雨过程的中尺度数值试验

为了分析天气研究及预报WRF(weather research and forecasting)模式对我国天气现象的适用性,利用WRF模式对2003年淮河汛期的3次梅雨锋暴雨过程进行了一组数值模拟试验,对3次天气过程模拟试验采用相同的参数设置,模拟区域根据实况降水落区作了相应设置.模拟结果分析表明,WRF模式能有效模拟我国梅雨锋暴雨的环流背景和天气形势,较好地反映影响暴雨的中尺度系统的发生和发展等特征,还可以较好地模拟出雨带的范围、位置和走向,对降水中心的模拟基本可用.     

“Climate effect” of the northeast cold vortex and its influences on Meiyu

The Northeast Cold Vortex (NECV) is an important weather system in the middle and high latitudes in East Asia. Its time scale is synoptic, yet the frequent activities of NECV have significant "climate effect" which influences not only the monthly temperature in the lower troposphere in Northeast China but also the Meiyu rainfall in East Asia. On the basis of ERA-40 reanalysis data provided by ECMWF, the "climate effect" of NECV and its relationship with Meiyu in East Asia are studied. It is shown that there is significant correlation between NECV during the Meiyu period and rainfall amount: strong NECV corresponds to more Meiyu rainfall and weak NECV corresponds to less rainfall. In strong NECV years, the dry and cold air from the north is led to the south by NECV, converges with the lower-level warm and wet southwesterly on the north verge of Meiyu region, thus forms an unstable stratification of "upper dryness and lower wetness" . Triggered by ascending motion, the Meiyu rainfall amount is more than usual. It is on the contrary in weak NECV years. The anomalous SST in north Pacific in the previ-ous year may be a factor that results in the anomalous NECV at Meiyu period. The land-sea thermal contrast in summer facilitates NECV, while that in winter inhibits NECV. All of the above provide a meaningful result for the short-term climate prediction of NECV and Meiyu.     

江淮流域梅雨期雨量的变化特征及其与太平洋海温的相关关系及年代际差异

运用相关分析和滑动相关方法,分析了江淮流域5个代表站1903-2000年梅雨期雨量的变化特征及其与太平洋海温的相关关系及年代际差异.结果表明,江淮地区梅雨期雨量在近百年来存在明显的年际和年代际变化特征.通过分析梅雨期雨量与太平洋海温的年代际相关特征发现,江淮流域梅雨期雨量与前期及同期太平洋海温关系密切,前一年冬季及梅雨期东北太平洋海温与江淮流域梅雨期雨量负相关,在热带东太平洋的Nino1 2区两者正相关显著,同年春季西太平洋部分海域海温与江淮流域梅雨期雨量正相关.从年际相关分析发现,前一年冬季太平洋海温与梅雨期雨量正相关,同年春季以及梅雨期两者相关不明显.通过分析年代际差异发现,江淮流域梅雨期雨量与前期及同期热带太平洋关键区海温的21a滑动相关存在显著的年代际差异,这种差异与海温的21a滑动平均的年代际冷暖背景关系密切,热带太平洋海温关键区前一年冬季冷海温背景下,梅雨期雨量同海温正相关显著,同年春季暖海温背景下,两者之间负相关显著,而江淮流域梅雨期雨量同中国近海海温之间(从冬季到梅雨期)维持显著的正相关,与该区海温冷暖背景的关系则并不明显.