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.     

重庆一次特大暴雨过程的中尺度数值模拟与诊断分析

利用三重嵌套的非静力中尺度数值模式MM5对2007年7月16~17日发生在重庆的特大暴雨天气过程进行了数值模拟,并利用模拟结果进行了诊断分析.模拟结果表明:模式对降水的落区的模拟效果较好;模拟出的中-α和中-β系统的分裂演变过程与强降水出现的时段吻合.诊断分析表明:强降水与水汽辐合的大值密切相关,降水强弱与辐合强弱变化一致;随着上升运动的加强,不稳定层结在暴雨区上空形成的倒“V“型结构逐步加深,不稳定层结不断向高层发展;此次暴雨维持和发展过程中,强降水区与强上升运动及正负涡度柱有较好的对应关系,负涡度柱比正涡度柱后发展先衰减,暴雨区上空始终维持高层辐散比低层辐合强的结构.     

地基微波辐射计资料质量定量分析

为了评估新型气象遥测设备微波辐射计对气球探空的气象业务可替代性和民航机场气象服务中对局地中小尺度系统监测预警的适用性,利用2015年6—12月在昆明试验的北京爱尔达电子公司的HTG-4型微波辐射计温湿数据,以同址气球探空作为基准,经时空同步方法处理数据后,采用分时次和分天气类型的方法并结合航空气象服务的需求,进行辐射计资料质量的定量分析,并对添加云雷达信息前后的辐射计数据进行了质量改善分析.结果表明:(1)辐射计低层探测温湿数据优于高层,温度数据优于湿度数据.(2)温度数据与气球探空相关性好,相关系数可达0.998,整体平均偏差为0.8℃.(3)汛期14:00低层探测误差较大,20:00探测效果优于08:00.在易成云的高度上辐射计遥感测值会受影响.(4)温度、相对湿度、水汽密度的相关系数在4种天气类型下均大于0.812,误差均较小,廓线一致性好,但对逆温层的识别效果较差.因探测原理的差异,辐射计的局部湿度特性敏感性不如气球探空.(5)加入云信息后,相对湿度数据相关系数从0.899提高至0.929,温度数据相关系数从0.996提高至0.997,辐射计温湿数据高层改善更明显.若在气象业务中使用加入云信息后的辐射计温湿数据,除了能有效地补充气球探空时空分辨率的限制外,还能显著提高温湿数据精度,为民航机场气象服务增加一种解决途径.     

高空槽引发的黔东南降雹天气过程诊断分析

利用自动站逐时降水资料和FNL1.0°×1.0°资料对高空槽影响下的黔东南地区降雹与非降雹型天气进行合成诊断分析,针对黔东南的特殊地形,计算了垂直螺旋度的局地变化及其分解项,并得出新的诊断量,结合其他动热力因子的分析表明:降雹型天气大气呈上干下湿,非降雹型整层水汽条件差异较小,850hpa水汽辐合强度小于降雹型天气.降雹型螺旋度整层为正值,非降雹型螺旋度在较低层出现较小正值,中上层小于零.降雹型700hpa垂直螺旋度通量散度在降雹前出现闭合的大值区.湿螺旋度在两种类型天气中均为下层负值,高层正值,降雹型湿螺旋度上层与下层之间梯度较非降雹型大.     

青藏高原热状况特征分析

利用中日亚洲季风机制合作研究计划中的青藏高原自动气象站（AWS）观测资料和相应的常规测站资料,计算分析了拉萨、日喀则、那曲和林芝的大气热量收支及各热力分量的贡献状况,结果表明：高原大气在3－9月热源,10－2月是冷源;各热力分量都存在夏大冬小的现象,来自太阳的短波辐射和地表净辐射各占总供热40％;湍流感热和降水潜热各占供热约10％;辐射加热是高原大气热量的主要来源。     

二阶有限元浅水模式的伴随变分资料同化

应用二阶有限元浅水方程的伴随模式作资料同化场的数值试验,并利用极小化方法对具有随机扰动的初始场进行优化处理．通过该极小化算法,使所定义的目标函数达到最小,从而得到最优的气象要素初始场．数值试验结果表明：二阶有限元模式的变分资料同化对具有随机扰动的初始场的处理是很有效的．