多源探测资料在一次中尺度暴雨分析中的应用

利用常规观测资料、地面加密自动站资料、多普勒雷达和风廓线雷达等多源探测资料,对2018年4月24日漳州中南部一次中尺度暴雨的形成机制、环境条件和雷达资料特征等进行了分析。结果表明,此次过程是发生在500hPa短波槽过境,地面弱冷空气南下的大尺度环流背景下,地面中尺度辐合线是此次过程的重要触发和维持机制,多普勒雷达的逆风区可作为中尺度暴雨发展成熟的标志之一;风廓线的水平风资料可以反映出水平风场的演变,从而对降水强度、持续时间做出预报,垂直速度对降水的开始、加强和减弱时间段有很好的指示作用,同时也是对流发展强度的重要判据。     

大理州“2010.8.22”暴雨天气过程分析

利用常规气象资料、卫星云图TBB资料和风廓线雷达等资料,对2010年8月22日大理州突发暴雨天气过程进行分析.结果表明:切变线是暴雨天气的主要影响系统,大暴雨发生在中尺度对流云团-52℃的冷云区范围内;物理量场与暴雨天气配合较好,低层辐合,高层辐散,强烈的垂直上升运动导致暴雨天气的发生;风廓线雷达的负垂直速度和信噪比变化可以揭示出中小尺度系统变化过程,降雨强时负的垂直速度和信噪比也加大;对提高中小尺度的监测预警有很好的帮助.     

"07.07"暴雨的数值模拟及回波分析

运用非静力中尺度模式MM5V3.7,对2007年7月7-8日的南京地区暴雨过程进行数值模拟并结合雷达资料进行分析。分析结果表明,高低空急流的配合有利于大暴雨的产生;高层的强辐散和低层的强辐合中心与降水有好的对应关系;在雷达回波图上梅雨锋降水回波区出现多条中尺度对流回波带。     

一次特大暴雨中尺度系统结构特征和机理分析

为了研究“04.6”湖南特大暴雨过程的发生发展机理,在天气分析的基础上,利用非静力中尺度模式MM 5-V 3.6对本次过程进行了数值模拟。结果表明:高分辨中尺度模式MM 5可以较好地模拟中尺度低涡切变线的发生和发展。模拟结果显示,中尺度低涡发展过程中,不断有扰动在低涡前部发展,并激发出强烈的中尺度对流系统M CS(m esoscale convective system)。暴雨区上空具有同向双圈垂直环流结构特征,使中尺度对流系统更加组织化。根据湿位涡守恒和倾斜位涡发展理论分析了暴雨和M CS形成和发展的原因。对流不稳定和条件对称不稳定的建立以及对流有效位能的集中释放是此次特大暴雨产生和持续发展的重要条件。     

中尺度暴雨模式MRM1简介及预报效果检验

介绍了近年来我们所研制的中尺度暴雨模式MRM1的基本情况及特点，以及对1998年，1999年和2001年6月、7月的降水集中时段进行的逐日降水预报试验及效果检验，并和美国著名中尺度模式MM5进行了同一时段降水预报检验的比较。结果表明，它是目前国内较好的中尺度暴雨预报模式，在暴雨预报方面较MM5也有一定的优越性。     

开封市一次暴雨的数值预报效果检验

利用EC模式和T639模式对2010年7月17—19日开封市暴雨进行了模拟,并将模拟结果与实况进行对比,发现两种模式在降水的落区和强度上均有较好的表现.在动力场和风场上的模拟结果虽然与实况略有偏差,但主要的降水系统与相差不多.与中尺度模式MM5的模拟结果则表明,在短期临近预报中,中尺度模式的效果更好.     

中尺度暴雨模式MRM 1作者简介及预报效果检验

介绍了近年来我们所研制的中尺度暴雨模式MRM1的基本情况及特点,以及对1998年,1999年和2001年6月、7月的降水集中时段进行的逐日降水预报试验及效果检验,并和美国著名中尺度模式MM5进行了同一时段降水预报检验的比较.结果表明,它是目前国内较好的中尺度暴雨预报模式,在暴雨预报方面较MM5也有一定优越性.     

2020年春季莆田市一次暴雨成因初探

应用ERA 50.25°×0.25°逐小时的全球再分析资料、NCEP/NCAR 1°×1°逐六小时的全球再分析资料、雷达回波资料和常规观测资料,从环流背景、中尺度特征和物理量场特征分析以及对各家模式降水预报进行检验,探讨莆田市一次暴雨的发生机制。结果表明,莆田市2020年5月21日发生的暴雨过程是低涡型降水,降水主要位于低层西南风和东南风形成的切变线附近,且暴雨过程的发生与中尺度系统密不可分,受地面辐合线的地形共同影响,莆田出现集中的降水时段;与低空急流对应的低层正涡度中心是降水加强的一个重要指标,θse的锋区与冷空南下的位置对应。大雨以上的降水全球模式的参考性较大,但是暴雨预报能力还是较差,暴雨落区和多模式的一致性都不好,区域模式大雨以上的降水参考性较差;日常预报中要注意从中尺度和物理量进行全面分析,加强多源数据应用,加强风廓线雷达、雨滴谱仪、自动站等非常规资料的监测、应用及检验。     

一次副高控制下的南平市暴雨天气过程分析

利用自动站观测资料、多普勒雷达和风廓线雷达等资料,对2018年9月23日南平市暴雨天气过程进行分析。结果表明,此次暴雨过程是在副热带高压控制下,东亚大槽伸入副热带高压内部,低层为弱切变的情况下发生的。环境场表现为高能、高湿。风廓线雷达上可看到中小尺度的高空波动与低层切变系统位置叠置,影响时间集中,且有干冷空气的侵入,使得大气中的能量在短时间内大量释放,激发出强的短时降水。     

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。     

珠江三角洲地区土地利用变化对夏季6月气候的影响

 采用高分辨率的美国中尺度气象非静力模式MM5来模拟珠江三角洲土地利用变化对夏季月气候要素的影响,最高分辨率为3 km。模拟时间段为2005年6月。结果分析表明：模拟的月平均温度和月降水量与实际观测资料符合较好。城市扩展导致珠江三角洲地区尤其是在城市区域月平均地面温度增加,热岛效应增强。在城市扩张和郊区土地利用改变以后,广州、佛山、江门等城市区域降水增加,而东莞、珠海和深圳部分城市区域降水减少。     

A new Planetary Boundary Layer model and its application to heavy rain modeling

A new Planetary Boundary Layer （PBL） model （namely MY-4 in this paper） was developed with reference to Mellor-Yamada＇s Level 4 turbulent closure concept. Having been coupled with a meso-scale model MM5, MY-4 was utilized to simulate a heavy-rain process, which took place over South China during June 8-9, 1998. Its model outputs indicated that the rainfall process was well captured in terms of its intensity and geographical distribution. More importantly, in comparison with MM5＇s original boundary layer models, MY-4 made the following improvements： （1） MY-4 not only simulated the major weather systems like low vortexes and low-level jets more accurately, thus improving the general weather pattern of the rainfall process, but it was also capable of restraining the occurrence of false rainfall centers with maximum precipitation amounts exceeding 160 mm. （2） Having been compared with the wind profile observed at Hong Kong, it revealed that MY-4 could reproduce the wind speed fluctuations in a short time scale reasonably well, which was not yet achieved in the original PBL models in MM5. Furthermore, a more detailed comparative study was made on the results simulated by MY-4 and a PBL model （which is based on Mellor-Yamada＇s Level 2.5 concept） respectively. It showed that the contributions of turbulences generated by the two categories of PBL models to the wind fields at a lower atmosphere were increasingly different even in the first 1-2 hours of integrations. As the analysis demonstrated, under the nonlinear interactions within the meso-seale MM5 model, it was the turbulences in the boundary layer that had the most important impacts on the final model outputs and MY-4 seemed to better reflect this turbulent process, hence leading to the aforementioned improvements.     

基于数值模拟的云南省风能资源分布研究

 介绍了利用中尺度气象模式MM5和小尺度诊断模式CALMET组成的风能资源数值模拟模式系统,模拟了2009年6月1日-2010年5月31日1个完整年,1 km水平分辨率下各高度层的风速、风功率密度,给出了云南省风能资源数值模拟分布图.利用云南省4座测风塔的同期实测资料对模拟结果进行验证.最后对云南省风能资源的进一步开发提出了建议.     

华南前汛期一次暴雨过程中的中尺度对流系统

通过对卫星云图观测到的MCS云团生消过程和实测降水资料的分析，发现1998年5月23—24日发生在华南的一次前汛期暴雨过程主要是由多个相继生消的MCS造成的。利用MM5模式成功地模拟出了其中两个主要MCS的发生发展。对模拟结果进行分析发现这两个MCS的发生发展是冷暖空气交汇的结果，MCS生成于暖空气而消亡于冷空气中。两个MCS的上升运动都非常强，最大辐散位于400hPa左右，垂直方向上表现为气旋性的涡柱，右侧低层有中尺度的低空急流，高空有强的西南风区。     

南海台风"悟空2000"生成及发展的数值模拟

应用NCAR/PSU中尺度非静力模式MM5模拟了南海台风"悟空2000"从一个热带扰动发展为强台风的过程。模拟结果表明,MM5模式能够很好地模拟出"悟空2000"台风的强度和最大风速,清晰显示出南海台风发展中具有的阶段性和爆发性。从水汽和位涡等诊断量的分析出发,分析了模拟的台风结构和台风眼生成的可能影响因素。敏感性试验结果显示,南海海面温度对台风发生发展有至关重要的作用:如果海表温度降低1℃,模拟的台风最大风速将降低近10m/s,风速达到台风级别(32.8m/s)的时间推迟约7个小时;如果海表温度降低2℃(SST仍高于26.5℃),该热带扰动将不能发展到台风的强度。     

MM5中尺度模式对一次冷锋天气系统模拟结果的评价

运用MM5模式对2001年3月6-9日华东和华南地区一次冷锋天气系统进行了模拟,模拟的冷锋向南推移进度比观测的锋面大概滞后2～4h。模拟的海平面气压场和观测结果基本吻合。香港3个站点的模拟近地风场在积分的第35～40h时间段的值比观测结果稍偏北、偏大,但总体趋势一致。模拟的相当位温场能较好反映此次冷锋线的位置及南移趋势。500和850hPa位势高度场及风场的模拟结果反映出这段时期华西北-华北高压带的增强、南移及华西南-华中一带低压区的逐渐减弱过程。低压槽在一定程度上对冷锋的南下提供动力上的支持,冷锋的南下加速了低压槽的消散进程。     

长江中下游地区一次辐射雾的数值模拟

为了解中尺度数值模式对辐射雾的模拟能力及对辐射雾生消有明显影响的物理过程，利用MM5模式对2003年12月11、12日的1次辐射雾生消过程进行了数值模拟研究。并针对明显影响辐射雾生消的微物理过程和辐射传输过程，以及模式水平分辨率精度进行了3组敏感性对比模拟试验。结果表明，适当选取中尺度数值模式中的物理参数化方案和水平分辨率，可以有效地模拟出辐射雾的生消及分布，模拟雾的生成时间、高度和雾区范围与实况较为相近。