热源强迫对大气长波调整的可能影响

为了研究热源强迫对大气长波调整的作用,利用考虑热源强迫和涡动耗散的β通道准地转正压位涡方程,通过数值计算的方法,揭示了热源强迫及热源强迫下基流和初始场对长波调整的可能影响。结果表明:除了非线性作用和基流的纬向非均匀性外,热源强迫也是长波调整的机制之一。在有热源强迫时,初始波动和热源强迫在纬向结构上的差异是长波出现调整的关键因子。强迫的纬向非均匀性有利于调整的出现,但调整对强迫的经向非均匀性不敏感。基流较大或较小时,都不利于调整现象的发生;而较大的基流切变能够加速调整的出现。热源强迫相同时,初始波动的振幅越小,流场演变越快,波动出现调整的时间就越早;当振幅取较大值时,则情况相反。     

不同基流中繁殖模饱和特征对比分析

为了研究不同基流背景下繁殖模的饱和特征,采用增长率和图形相关系数2个指标对不同基流计算的繁殖模进行了对比分析。结果表明:经过大约3 d的繁殖,不同基流计算的繁殖模都达到了饱和,但用NCEP再分析资料计算的繁殖模比用T 106资料计算的繁殖模的饱和级别高些;相对湿度繁殖模比其它变量的繁殖模具有较低的饱和级别,且低层比高中层更容易饱和;对于饱和后同时刻的2种繁殖模,其在结构上非常相似的同时,也存在一些不同。     

初始场对暴雨数值预报影响的敏感性试验

为了研究初始场不确定性对暴雨预报的影响,利用尺度分离的方法,在AREM模式分析场上构造了初值扰动,并通过在模式初始物理量上叠加或扣除这些扰动,设计了不同的敏感性试验.试验结果表明,暴雨预报结果对模式的初始相对湿度、温度和风场是敏感的,而对初始位势高度的敏感性较弱.由于各物理量是相互联系和制约的,单独改变某个物理量对暴雨...     

WAVE-CISK斜交型扰动不稳定谱点分布的半圆定理

对WAVE-CISK斜交型不稳定扰动的谱点分布作了理论分析,得出了有别于Howard半圆定理的该谱点分布的半圆定理;还对该不稳定扰动的增长率上界作了估计,发现对流凝结加热反馈越大,风速垂直切变越大,纬度越高,扰动水平尺度越小,模式顶越高,则该估值就越大;层结稳定度的减小则不利于不稳定能量的累积,故该估值反而减小.     

模式初始场信息对江淮暴雨预报的影响

为了研究2003年7月3、4日发生在江淮地区暴雨过程的发生发展机制,揭示AREM对初始场的敏感性,采用1°×1°的NCEP资料对这次暴雨过程的环流形势进行了分析,利用AREM模式对暴雨过程进行了控制试验和初值敏感性试验.采用9点平滑对初始场进行处理,平滑后预报与控制预报的对比结果表明:初始场的信息对降水预报精度有着很大的影响.模式24 h的降水预报对初始的湿度场最敏感,对初始风场和温度场较敏感,对初始位势高度场不敏感;相对于高层来说,对低层风场、湿度场更为敏感.湿度场、温度场高低空配置对降水雨量和范围预报影响较大;对流层低层切变线的辐合作用,高低空急流配置及所维持的强上升运动,低层暖湿气流的水汽输送,是这次暴雨的发生发展的机制.     

基于非线性密度流试验的平流差分方案

为考察平流差分方案对高分辨率非静力数值模式的影响,利用非线性密度流试验,对比分析了在不同分辨率情况下气候研究与预报模式中不同平流项差分方案对大气非静力运动的描述能力。结果表明:模式分辨率是影响试验结果的重要参数,提高模式的分辨率有利于提高模拟的结果;无论是水平平流项差分方案还是垂直平流项差分方案,当选取偶数(2,4,6)阶时,模拟结果在下边界都存在不同程度的小尺度扰动,与参考解偏差较大;选取奇数(3,5)阶时的效果明显优于偶数(2,4,6)阶;水平平流项差分方案取5阶,垂直平流项差分方案取3阶时都能得到最好的模拟效果。     

集合预报中初始扰动生成方法的探讨

阐述了4种生成集合预报初始扰动的方法,用其中的3种方法在微机版本的T63L9全球谱模式上进行了中期数值预报的集合预报试验,通过集合预报效果来检验初始扰动的优劣。结果表明：初始扰动的好坏对集合预报效果有至关重要的影响,总体而言,增长模繁殖法优于控制预报、蒙特卡洛法和时间滞后法,且集合预报的确能起到提高数值预报效果的作用。     

横波型扰动不稳定增长率的上界估计

对横波不稳定的半圆定理作了另一种描述，给出了不稳定增长率的上界，提高了原有的上界估计的精度，特别是对于中尺度扰动，给出的不稳定上界估计更精确。从理论上证明了这一上界与环境参数、波长和模式顶高的关系，并得到了下面的结论：不稳定增长率的上界随着扰动尺度的减小而增大，但当环境参数给定后，不稳定增长率的上界不会随着扰动尺度的减小而无限度地增大，而是小于一个与波长无关的最大上界(即最大不稳定增长率)。     

球面正压大气的Legendre函数解及特征波动数值解正确性的验证

正压大气是最简单的大气模型,它可以讨论高空槽脊等天气系统的许多动力学过程.在非均匀基流的情况下,即使对小扰动的线性方程,由于其方程系数非常数,一般情况下也难求出其解析解,只能依靠数值计算得到数值解.但数值解的正确性是需要验证的.在特殊情况下,将球面正压大气方程组化为连带Legendre方程,解析求出该方程的频散关系和特...     

基于集合预报思想对一次暴雨过程的数值模拟

用MM5-V3对江淮流域的一次暴雨过程进行数值模拟，为了消除单一的确定性预报在暴雨落区和强度方面的可信度不稳定。其中积云对流参数化方案分别采取5种不同的方案进行了计算，又对5种结果进行平均得到集合模拟结果。分析不同的模拟结果发现，对降水量的模拟，集合模拟结果更接近实况。不同的积云对流参数化方案对雨带位置的模拟效果相近。但对于卢中尺度雨团的模拟具有不确定性，而不同参数化方案的集合模拟结果，无论是对雨带还是雨团的模拟都是比较成功的，这也说明集合预报可以消除物理过程的不确定性，是提高预报准确率的一条有效途径。