利用Himawari-8卫星红外图像反演降雨

利用静止气象卫星Himawari-8的红外图像数据, 结合全球降雨测量计划的降水产品2AGPROFGMI, 通过将匹配的红外亮温和亮温差数据点与近地面雨强数据点一一对应, 使二者之间建立联系。利用静止气象卫星通道多的优点, 进一步建立多个以红外亮温(BT)、亮温差(BTD)以及近地面雨强为参数的二维和三维雨强查算表。通过反演试验, 找到能够较好地识别不同等级降雨强度的查算表, 其中三维查算表(BT10.4, BTD12.4-10.4, BTD6.2-7.3)对降雨事件表现出较高的检测概率(POD=0.8817)和较低的错判率(FAR=0.4042), 可以较好地判识降雨区域。     

Model evaluations for winter orographic clouds with observations

The Real-Time Four-Dimensional Data Assimilation (RT-FDDA) system is used for orographic snowpack enhancement.The model has three nested domains with the grid spacing of 18,6 and 2 km.To evaluate the simulations of winter orographic clouds and precipitation,comparisons are made between model simulations and observations to determine how the model simulates the cloud distribution,cloud height,cloud vertical profiles and snow precipitation.The simulated results of the 02:00 UTC cycling with 2-km resolution are used in the comparison.The observations include SNOTEL,ceilometer,sounding and satellite data,from the ground to air.The verification of these observations indicates that the Weather Research and Forecast (WRF) RT-FDDA system provides good simulations.It is better to use data within the forecast period of 2-16 h simulations.Although the horizontal wind component near the ground has some bias,and the simulated clouds are a little higher and have a little more coverage than observed,the simulated precipitation is a little weaker than observed.The results of the comparison show that the WRF RT-FDDA model provides good simulations and can be used in orographic cloud seeding.     

三门峡市2012年7月4日短时暴雨过程诊断分析

基于常规观测资料、NCEP1°×1°再分析资料和三门峡多普勒天气雷达资料,对2012年7月4日三门峡暴雨的环境条件、散度涡度场和中小尺度特征等进行了分析.结果表明:大暴雨过程中低层辐合高层辐散,促进气旋式涡度增加,上升运动增强;反之亦然.中层波动使得中低层辐合和中高层辐散更加深厚,进一步增强上升运动.西南暖湿气流北上受弱冷空气阻挡在三门峡地区堆积,为暴雨提供水汽和能量.南下的弱冷空气与辐合线和低层切变线组成强有力的触发抬升机制.暴雨期间多普勒天气雷达反射率因子、径向速度和风廓线产品,跟踪暴雨前后垂直方向风的变化和辐合系统,在强降水的临近预报中有较高的参考价值.     

德兴“6.15”特大暴雨天气过程的特征分析

利用高空和地面观测资料、WRF数值模式和IHR_LAPS系统资料,对2011年6月15日特大暴雨过程的环境场及物理量特征进行综合分析,结果表明:(1)低涡切变线、中高层冷温槽,以及与高空急流的合理配置,加强了暴雨区垂直环流发展,使降水区形成高空辐散、低空辐合的流场特征,促进了强降水的产生;(2)低层强而持续的水汽输送是产生强降水和大暴雨必需的水汽条件;(3)强降水区域对流有效位能大值区与暴雨中心相对应,对流有效位能的时空变化能较好地反映暴雨的时空演变特征;(4)地面温度密集区的存在,温度梯度锋稳定少动,有利于地面中尺度辐合的形成、发展和维持,有利于强降雨的发生;(5)暴雨产生在中低层螺旋度中心和不稳定能量高能区中,局地螺旋度大值中心的高低层耦合叠加且持续,对暴雨的落区及预报有指示意义。     

不同沙尘天气微气象和沙尘演变规律的对比研究

利用内蒙古浑善达克沙地沙尘暴实验探测资料,给出2004年春季多次沙尘天气过程近地面微气象学要素、湍流通量及沙尘浓度的极值对比,重点分析了3月27-28日强沙尘暴过境时近地面微气象学要素和辐射分量的变化特征。结果表明： 沙尘天气过程中,白天近地层温差均有不同程度的降低,夜间逆温强度减弱;净辐射与感热通量较晴空值均有不同程度的削弱。沙尘天气过境时,动量通量显著增加,动力湍流与热力湍流配合,有利于加强沙尘源区的局地起沙和沙尘的垂直输送过程。3月27-28日强沙尘暴过境时,伴随地面水平风向的转变,沙尘浓度迅速增加,风速及其垂直梯度增大;在沙尘暴增强阶段,近地层降温达7℃,比湿出现极大值,净辐射和感热通量降为负值。当沙尘浓度达到最大值后,净辐射上升至零,反映了夜间沙尘气溶胶对低层大气和地表的保温作用。     

Territorial Features of Atmospheric Environment in Beijing and Impact of Dust-storm

1Introduction　TheenvironmentproblemsontheEarthcanbeclassifiedasthreekinds ,whicharecalledasthelocalenvironment,terri torialenvironmentandglobalenvironmentproblems ,respec tively .Nowthekindsofanthropogenicactivityhaveledtotheseriousterritorialenvironmentproblemsallovertheworld .Recently ,theterritorialenvironmentproblemsinChinahavebeengraduallyrecognized .　Nowalthoughtheseparateseriouspollutionshavebeende creasedbyremovingandcontrollingthestrongpollutionsources ,theterritorialpollutionprobl…     

台风Wipha云微物理特征数值模拟

 借助非静力中尺度模式ARPS,利用美国国家环境预报中心（NCEP）全球逐6h最终分析资料（FNL）与中国气象局MICAPS系统地面资料和探空资料进行四维同化作为初始场和侧边界,每6h利用实测雨带反插调整模式初始水汽场,进行三重嵌套细网格模拟,利用模式结果研究0713号台风Wipha不同阶段暴雨云微物理过程水平和垂直特征,对了解台风暴雨不同发展阶段云结构和强降水形成机制具有科学意义。     

中国大地形对冻雨天气云微物理过程的影响

云贵高原的冻雨是中国南方冬季最严重的气象灾害。利用天气研究和预报模式(weather research and forecasting model, WRF),对云贵高原大地形进行了敏感性实验，模拟了不同地形高度对大气环流、云微物理参量及冻雨分布的影响，结果显示：随着云贵高原大地形的抬升，准静止锋的锋线一直维持在24°N附近，但锋面越来越陡，表明高原大地形是形成云贵准静止锋的主要因素，准静止锋长时间滞留在贵州中东部和湖南西部，是该区冻雨高发的原因。随着高原的抬升，从全境的云滴碰并增长逐渐在高原东部出现冰晶融化过程，高原主体上的冻雨以过冷暖雨机制为主，而低海拔的东部地区以融化机制为主。随着高原抬升，高空逆温层及冻雨区均从贵州西北向贵州中部及东部地区移动，逆温层的存在及其冷-暖-冷的垂直结构是冻雨形成非常重要的因子。当云贵高原降至原地形的一半时，冻雨量最大，其后随着高原抬升，冻雨量开始减少。该研究有助于更深入了解云贵高原大地形对冻雨形成、范围和强度的影响机制。     

High-resolution seasonal snowfall simulation over Northeast China

Performance of the Weather Research and Forecasting (WRF) model in simulating seasonal snowfall over Northeast China was examined. The influences of horizontal resolution and physics parameterization schemes were also investigated. The results indicate that WRF can reasonably reproduce the main features of temperature and precipitation. The simulated spatial and temporal distribution of snowfall compared well with observations. Higher resolution simulations achieved better results, and WRF was found to be more sensitive to the choice of land surface and microphysics scheme than convective cumulus parameterization scheme.     

山脉地形对云南冷锋切变型强降水的影响

利用多种资料对2014年6月2829日云南省冷锋切变型强降水进行诊断分析,并利用WRF中尺度模式,对此次过程进行地形敏感性数值试验.结果表明去除山脉地形后,全省区域降水量明显减弱,大雨、暴雨的落区急剧缩减;降水量的变化差异主要由降水强度的变化引起.山脉对低层冷空气的引导和阻挡作用最为显著,四川东部到贵州一带的东北气流经乌蒙山加速进入到滇中地区,受哀牢山、无量山和横断山脉的阻挡,与青藏高原东南侧沿横断山脉南下的冷平流汇合,在滇中及以东、以北地区盘踞;夏季来自南海的东南气流及来自孟加拉湾的偏西气流均具有高温高湿性质,在山脉的引导和阻挡作用下,与南下受阻的冷空气交汇,形成锋面降水;山脉的强迫抬升机制迫使其周边出现显著的垂直上升运动,强度约0.4~0.7m/s;在山谷相间的区域,特别是山脉的迎风坡处,水汽通量辐合,其增量可达(0.02~0.07)10-6gs-1cm-2hPa-1,有利于当地大雨、暴雨的发生.     

bin和bulk微物理方案在我国飑线模拟中的敏感性研究

分别利用weather research and forecasting(WRF)中尺度模式中的bulk和bin微物理参数化方案,对2014年7月12日发生在华东地区的一次飑线过程进行了数值模拟。结果表明:bulk方案基本模拟出了飑线初生、发展、成熟和消亡的生命史,但与实况存在1~2 h的延迟,且强度偏弱;而bin方案模拟的雷达回波结构松散,组织化程度较低,更类似于现状对流。从模拟的地面降水看,bin方案模拟的雨带偏窄,且强降水区偏北;而bulk方案则基本模拟出了强降水区的位置。在此基础上进一步分析了两种方案模拟的各水凝物的垂直分布,结果表明bulk方案在高层产生了大量云冰,而bin方案中雪和霰粒子数量较多。     

Characteristics of near-surface turbulence during a dust storm passing Minqin on March 19, 2010

Twelve-hour real-time and synchronous measurements of the three-dimensional components of the near-surface turbulence at four heights (8, 16, 32 and 47 m) during a dust storm are obtained by sonic anemometers for the first time. The experimental results show that (1) the mean vertical velocities at all four heights have considerably positive values during the dust storm, illustrating a strong upward flow near the surface; (2) during the dust storm, the mean vertical velocity is higher at 8 m than at 16 and 32 m, implying that the convection is stronger at 8 m than at the other two heights; and (3) when the longitudinal velocity is a maximum, the mean of the vertical components of wind velocities at 8 m is a minimum and the standard deviation is a maximum, which reveals weaker vertical convection during the period of greatest dust storm intensity, while the turbulence intensity contrarily increases, which may result in more entrainment of surface dust. The analysis results also show that the standard deviations of the longitudinal and vertical velocities increase as the mean inflow velocity increases, but the standard deviation of the lateral velocity is hardly affected by the mean inflow velocity. Based on the calculated skewness and kurtosis of the longitudinal, vertical and lateral velocities every 20 min at different heights, it is seen that all three components obviously fluctuate with height, which further indicates the importance of performing real-time and synchronous measurements at different heights near the surface during a dust storm so as to reveal the three-dimensional turbulence structure accurately.     

Recent accumulation rate at Dome A, Antarctica

Based on the horizon of β activity and the density profiles, recent accumulation rate at Dome A, Ant-arctica is calculated to be 0.023 m water equivalent per year. This value is comparative to the accumu-lation rates deduced from the other inland sites of Antarctica. Clear-sky precipitation (or diamond dust) dominates the total precipitation at Dome A region. We speculate Dome A as a potential site to discover the oldest ice in Antarctica due to its tremendous ice thickness (>3000 m), extremely low accumulation rate, and low ice velocity.     

2010—2012年河南省驻马店市短历时强降水的形成原因及物理模型的建立

针对驻马店2010—2012年出现的54次短历时强降水过程,研究了其时空分布特征、天气背景和环境条件,从形成机制上将其分为暖区对流系统和锋面对流系统两类,同时对短历时强降水的天气雷达产品如反射率因子、径向速度场、垂直积分液态含水量、风暴跟踪信息等特征进行了详细的分析,并以此建立短历时强降水的物理模型;对预报中的失误之处进行反查,整理出了此类天气的天气模型和预报思路,为以后准确预报短历时强降水天气提供科学借鉴.     

特殊地形下对WRF模式积云参数化的研究应用

以发生在地形复杂的四川地区2012年07月03日暴雨为个例,从环流形势、水汽通量和云微物理量3方面具体研究WRFV3.3版本模式7种积云方案对暴雨模拟的效果,结果表明:BMJ方案和KF方案模拟降水效果好于GD和G3D方案,TS评分表明BMJ方案和KF方案得分要远远高于其它方案,GD和G3d方案得分最低.云水混合比与雨水混合比的含量高低直接影响模式预报降水量强度,高层大气模拟值的大小对降水量预报起着主要作用.除KF方案以外,其它积云方案模拟的云水混合比发展要早于雨水混合比,随后两者几乎同步发展,云水混合比和雨水混合比值迅速增长后,降水落区和降水范围迅速扩大.最终结果表明在四川地区利用WRF模拟暴雨,积云参数化方案考虑使用KF和BMJ方案,不使用GD和G3d方案.     

全球变暖背景下内蒙古地区沙尘暴频次变化的预估

构建一个基于BP神经网络的统计模型, 利用CMIP5模式中历史情景和未来情景的预估数据, 重建1860—2100年内蒙古地区春季沙尘暴频次(分辨率达到日尺度)序列。在此基础上, 研究内蒙古地区沙尘暴未来长期变化特征。结果表明, 在未来情景RCP2.6 和RCP8.5中, 与历史时期(1860—2005年)相比, 内蒙古地区沙尘暴频次持续减少; 影响范围较大的沙尘暴事件占比也持续减少; 在增温更多的RCP8.5情景中, 沙尘暴的减少更加显著; 春季沙尘暴的季节性锁相特征(4月沙尘暴频次达到峰值)不随全球变暖而变化。     

2007年4月23日广东飑线的移动和地面中尺度结构特征分析

基于观测和分析, 研究了2007年4月23日发生在广东的一次飑线的移动预报因子和地面中尺度结构特征。结果表明, 该飑线的移动与1000~500 hPa等厚度线的走向以及飑线前部的低空垂直风切变方向基本一致。同时该飑线的移动方向还可通过Corfidi矢量法, 由低空急流的反向矢量和850~300 hPa层间的平均风速矢量合成得到。该飑线具有显著的地面中尺度结构特征, 其中包括地面风场的辐合辐散线以及飑前中尺度低压、雷暴高压和尾流低压等。飑线前部有很强的辐合, 对应强降水区有很强的辐散, 后部也有明显的辐合, 雷暴高压处在辐散中心附近, 尾流低压则处于飑线后部辐合线之后。另外, 还将该飑线的移动和地面中尺度特征与美国的飑线做了对比分析。     

用区域气候模式对1951——2000年我国夏季降水的模拟

为了检验区域气候模式对我国夏季降水的模拟能力,利用高分辨率区域气候模式RegCM3对1951?2000年的夏季中国区域降水进行了数值模拟。初始值及边界值取自美国国家环境预测中心(NCEP)和国家大气中心(NCAR)的全球再分析资料。每年的模拟积分时段从5月1日开始到9月1日结束, 但是每年降水量的分析只使用6?8月的模拟结果。主要结论如下: (1) 从全国平均总降水量看,该区域模式的模拟结果与观测比较接近,明显好于NCEP的降水资料,但模拟的降水量空间分布不理想; (2) 从降水量距平的空间分布来看,该区域模式对我国的东北夏季降水的模拟结果明显好于全国其他地区,黄河中下游最差; (3) 从时间分布上看,该模式模拟能力呈现出明显的年代际变化,20世纪60年代及90年代模拟较好,也比较稳定,70年代及80年代的模拟能力呈大起大落不稳定状态; (4) 模式未能模拟出70—80年代我国降水偏少的观测事实,说明模式对我国夏季降水年代际变率的模拟能力不足。     

ENSO现象对山西省天气气候的影响

本文利用区域平均和相关方法分析了山西省沙尘日数发生频率及降水量与ENSO事件、大气-海洋环流因子SOI指数的关系.所用资料是山西18个站逐年逐月的扬沙、沙尘暴日数和降水量,资料序列长度为1961年-2003年.结果表明,山西的沙尘天气事件与SOI指数有显著的滞后两年的正响应关系,二者呈显著正相关的站点主要分布在中东部和东北部;而降水量与SOI指数有显著的滞后一年的负响应关系,二者呈显著负相关的站点主要分布在西北部和西南部.     

开封市一次区域暴雨天气过程的综合诊断分析

利用NCEP 1°×1°的6 h再分析资料等,对2010年8月14日开封市一次区域暴雨天气过程进行综合分析,结果表明:此次过程是在贝加尔湖附近高空冷低压东移南下,伴随高空横槽转竖,引起华北切变线加强,地面倒槽北侧冷空气南下,饱和暖湿气流被迫抬升凝结而致暴雨.暴雨的水汽供应主要来自对流层中低层,强水汽辐合出现在华北切变线附近和强降水前,与暴雨区相对应.地面倒槽附近的上升气流与切变线附近的上升气流叠加,与副热带高压中心内部的下沉气流构成了经向闭合环流圈,为暴雨天气的出现提供了强上升气流.高层辐散、低层辐合的大气垂直结构增强了大气的抽吸作用,促进垂直上升运动的发展.