“95.1”高原暴雪及其中尺度系统发展和演变的非静力模式模拟

为了对青藏高原暴雪进行深入的数值模拟研究,在对1995年1月17-18日（“95.1”）高原暴雪进行天气分析的基础上,利用非静力中尺度数值模式MM5对该次暴雪过程进行了数值模拟。数值模拟结果和客观分析结果的比较表明,非静力中尺度数值模式MM5有能力再现地面以上大、中尺度环流系统和热力场;同时MM5能够成功地模拟出复杂大地形条件下“95.1”高原暴雪中尺度低涡的发生、发展及结构演变。模拟的运动场和云微物理量场的时空演变表明,垂直运动场与水汽场的耦合是水汽凝结和冻结成雪的运动学条件;气旋性涡柱和上升运动及深厚湿舌的耦合是暴雪形成的一种重要动力机制;模拟的流场演变表明流场更能表征高原上的中尺度系统。     

青海湖对局地降雪过程中大气特征影响的数值模拟

采用敏感性数值试验的方法,选取发生在青海湖及其附近区域的2次降雪过程,利用非静力中尺度数值模式WRF V3.2,对比分析了青海湖水体分布改变前后局地大气动力和热力特征的变化.结果表明:青海湖在局地近地层有明显的"湖陆风"特征;青海湖水体对局地降雪过程的降雪有一定的增强作用;青海湖水体面积的变化对于改变局地大气的湿度场、动力场、温度场有重要的作用;受大气日变化特征的影响,青海湖水体对降雪的影响机制在白天和夜晚存在差异;青海湖水体的存在,影响的水平范围约为30 km;在垂直方向上,青海湖水体会使白天的边界层高度降低约900 m,夜间增高约300 m.     

2008年7月31日辽宁暴雨的中尺度分析

利用FNL客观分析资料,常规探空、地面观测以及卫星云图资料,结合滤波和物理量诊断方法对2008年7月31日辽宁一次大暴雨过程进行分析.结果表明:在高空500 hPa冷槽缓慢南下与西太平洋副热带高压北抬的有利大尺度环流场形势下,中尺度辐合系统在冷暖锋的暖区内形成发展是造成此次暴雨过程的直接原因,利用滤波方法可以很好地分离出中尺度系统.此次暴雨过程主要分为两个阶段,第一阶段降水过程基本发生在暖区内,而并非锋面上,第二阶段的雨带呈现东北—西南走向.暴雨发生发展过程中,大尺度环流和中尺度环流系统都对水汽的输送起促进作用,到暴雨消散期则都不利于水汽的供应.这也表示暴雨发展期间,中尺度环流系统对水汽输送有着重要的作用.     

“07.3”强沙尘暴天气过程的观测分析

利用常规观测的地面资料、探空资料、卫星云图资料、客观分析资料以及民勤站和SACOL站的观测资料对2007年3月27-28日中国西北地区的一次强沙尘暴过程进行了分析.主要结论为:地面快速发展的冷锋以及850 hPa和700 hPa快速发展的短波槽与此次沙尘暴的形成和快速发展密切相关.民勤站沙尘浓度和地面气象要素在沙尘暴发展演化期间出现明显的变化.气压和风速在沙尘暴爆发时出现明显的跃升,气压的变化超前于风速的变化,这表明风场和气压场在沙尘暴爆发时有明显的调整过程;风速及其垂直切变与PM₁₀浓度几乎同时达到极大值,而温度垂直切变极大值出现时刻比PM₁₀浓度和风速垂直切变极大值早出现4h;强的风速垂直切变有利于激发不稳定能量的释放和沙尘暴的形成.SACOL站的沙尘浓度和地面气象要素在沙尘暴发展期间也有明显的变化.风速和气压达到峰值的时刻都超前于PM₁₀浓度出现极大值的时刻;温度垂直切变峰值出现的时刻稍稍滞后于风速垂直切变峰值出现的时刻.     

完全Q矢量及其在暴雨过程诊断分析中的应用

通过对完全Q矢量的分解.把完全Q矢量分解为动力学部分QD和非绝热过程部分QL,并对我国3次暴雨过程中完全Q矢量变化进行了诊断分析.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;Qx和Qy的垂直剖面分析表明:垂直上升运动总是位于Qx或Qy的正负区域的交汇处;QD和QL水平散度的垂直分布及其随时间的演变表明,动力学强迫总是位于对流层低层,而非绝热过程的强迫主要位于对流层中层,它与积云对流过程中的潜热反馈有关;并且QD的强迫要比QL的强迫早,这也说明积云对流的最初触发机制是动力学的,积云对流过程中的潜热反馈机制只是在对流发生后对对流过程起激励作用.