梅雨锋致洪暴雨的β中尺度涡旋机理的分析

利用模式高分辩率资料，对β中尺度涡旋系统发生和发展的机理进行探讨，发现在湿中性条件下，中尺度气旋得到强烈发展是物理量的中尺度输送和集中及局地区域产生急剧陡峭的上升运动有关。用辐散风动能转换函数诊断分析了暴雨不同时期β中尺度涡旋系统发展的能量来源，得出能量转换与涡散场相互作用的物理图像。这种能量转换增强与涡散场发展相互促进的正反馈过程是系统发展增强的主要因素，同时使得强烈上升运动不致很快消失，是暴雨生命史维持10h的可能原因。     

梅雨锋致洪暴雨β中尺度涡旋的数值试验和结构分析

运用PSU／NCAR的MM5V2的嵌套模式，对1998年7月的武汉致洪暴雨过程作了成功的数值模拟。并运用模式输出的高分辨率资料对引起此次特大暴雨的β中尺度涡旋系统的结构作了诊断分析。分析了涡旋系统在3个不同时期的三维结构特征，特别是得到与暴雨雨团相联系的β中尺度垂直环流分布特征。指出涡旋系统的水平范围在90km左右，涡旋环流只在对流层中层（850hPa-650hPa)比较明显，与涡旋相伴的是一个在狭窄区域内物理量高度集中，并向垂直方向发展的暖心正涡度柱。     

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。     

暴雨中尺度环境场的涡旋动能收支

计算了暴雨区涡旋动能的收支。分析表明：非地转运动产生和水平幅合输送以及平均动能转移的涡旋动能是扰动发展、维持的动能来源。     

中国东部夏季中尺度对流系统以及中尺度对流涡旋的特征

中尺度对流系统及对流涡旋经常引起各种对流天气,造成大范围的暴雨,是一种具有强烈灾害性的中尺度天气系统.本文结合了前人方法,针对我国东部夏季中尺度对流系统及对流涡旋进行普查以及统计分析.从中尺度对流涡旋中心的高度分布、厚度分布、相对位置分布以及降水特征等着手,研究中尺度对流系统及对流涡旋之间的相互关系.研究分析结果表明:...     

“02.6”梅雨锋暴雨过程中大、中尺度特征分析

本文对2002年6月27日14BT-28日14BT长江流域暴雨过程的大、中尺度特征进行了分析。分析结果揭示:200hPa西部型的南亚高压、500hPa的副热带高压的西伸北进以及700hPa维持的江淮切变线为此次暴雨过程提供了非常有力的大尺度条件;700hPa和850hPa的中尺度低涡是造成此次暴雨的中尺度系统;中尺度低涡的南压和东移以及低空急流的不断加强为此次暴雨过程提供了有力的动力学条件和水汽条件。     

梅雨锋暴雨个例的中尺度数值模拟研究（I）——中α尺度双雨带

利用ＰＳＵ／ＮＣＡＲ的中尺度数值模式ＭＭ５,取１９８１年６月２７日梅雨锋暴雨过程作为个例进行了数值模拟,模拟的降水结果同华东中尺度天气试验实测取得的该暴雨过程的稠密降水资料分析结果相比较,发现直到中β尺度程度上,两者的分布结构和演变过程等基本特征都是近于一致的,不论在观测分析中还是模拟结果中,几乎与梅雨锋都平行,均出现了α尺度（南,北）双雨带,它们均由整个中β尺度雨团组织和近乎东移所成,双雨带之间     

梅雨锋暴雨个例的中尺度数值模拟研究(Ι)——中α尺度双雨带

利用ＰＳＵ／ＮＣＡＲ的中尺度数值模式ＭＭ５,取１９８１年６月２７日梅雨锋暴雨过程作为个例进行了数值模拟,模拟的降水结果同华东中尺度天气试验实测取得的该暴雨过程的稠密降水资料分析结果相比较,发现直到中β尺度程度上,两者的分布结构和演变过程等基本特征都是近于一致的．不论在观测分析中还是在模拟结果中,几乎与梅雨锋相平行,均出现了中α尺度（南、北）双雨带,它们均由数个中β尺度雨团组织和近乎东移所成,双雨带之间均具有些此强彼弱的演变特征．所有这些构成了梅雨锋雨区或暴雨主要的中尺度时空特征．     

“93.5”黑风暴期间中尺度涡旋发生发展的涡源诊断

１９９３年５月４日－６日，在甸西北地区发生了一次极具破坏力的“黑风暴”，为了诊断这次黑风暴中尺度涡旋发生发展的涡源，便用了具有高分辨ＰＢＬ参数化的ＭＭ４对该例控制模拟的输出资料和涡源方程。诊断结果表明：“９３．５”黑风暴的发展与一个中尺度气旋性涡旋的发生和发展直接相关；总涡源的产生，发展及柱状垂直结构的形成和演变与黑风暴中尺度涡旋发展的涡度垂直结构和演变是一致的。     

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。     

2003年江淮连续梅雨暴雨过程的中尺度数值试验

为了分析天气研究及预报WRF(weather research and forecasting)模式对我国天气现象的适用性,利用WRF模式对2003年淮河汛期的3次梅雨锋暴雨过程进行了一组数值模拟试验,对3次天气过程模拟试验采用相同的参数设置,模拟区域根据实况降水落区作了相应设置.模拟结果分析表明,WRF模式能有效模拟我国梅雨锋暴雨的环流背景和天气形势,较好地反映影响暴雨的中尺度系统的发生和发展等特征,还可以较好地模拟出雨带的范围、位置和走向,对降水中心的模拟基本可用.     

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.     

江淮梅雨峰暴雨的数值模拟与诊断分析

利用NCEP/NCAR再分析资料结合新一代中尺度天气研究预报(WRF)模式对2013年7月5-6日发生在江淮地区的一次梅雨锋暴雨过程进行了30 km分辨率数值模拟并对模拟结果进行了诊断分析.结果表明,本次江淮地区暴雨过程24 h累积降水呈东西带状分布,中心最大累积降水量超过180 mm;环流形势分析表明东北冷涡、副热带高压及江淮切变线构成了影响此次暴雨的关键系统.WRF高分辨率数值模拟可以准确地再现本次降水过程的范围和强度.通过分析高分辨率的模式输出结果发现,造成本次暴雨过程的中尺度对流系统(MCS)呈带状分布特征,系统内部高层辐散和低层辐合相配合,其中新生单体高层辐散强于低层辐合,有利于系统上升运动的增强,发展成熟的对流体高层辐散与低层辐合强度相当;在MCS发展初期,南北两侧的次级环流促进了对流的发展,在MCS发展到成熟阶段后,次级环流开始抑制对流作用;在MCS演变过程中产生的水汽相变凝结潜热对暴雨区的对称不稳定及上升运动起到促进作用,对MCS的发展起间接的正贡献.     

一次突发性暴雨过程分析

通过分析１９９６年８月９日陕西暴雨过程的环流背景、影响系统、能量场、稳定度和地面中尺度系统特征及演变,揭示了突发性暴雨过程的物理机制和要素场特征     

采用WRF模式模拟风场分析中尺度暴雨

2005年6月9-10日江苏省中部发生了一次比较突兀的较强降水过程。采用一般常规资料不能清楚得显示其降水的中尺度特征,本文借助于最新的WRF中尺度模式对此次过程进行了数值模拟,暴雨落区及降水量与实况比较接近,说明模拟的效果是令人满意的。接着仅用得出的风场资料进行了分析,结果清楚得揭示了此次降水的中尺度特征,说明WRF模式能准确得模拟出中小尺度天气系统。本文采用的WRF模式参数设置对于模拟我国江淮地区夏季暴雨具有一定的参考价值。     

2008年6月我国南方持续暴雨过程中尺度对流系统特征分析

利用静止轨道业务环境卫星（GOES）红外通道逐时黑体亮温（TBB）资料,对2008年6月5日至6月19日出现在我国南方地区的中尺度强对流系统发生的位置、时间、强度和生命史进行了分析.发现比较强盛的长生命史的中尺度对流系统更容易形成于华南地区.对流云系以3～5d为周期向东传播.在6月1日至20日南方暴雨阶段,我国江南、华...     

“20030816”云南暴雨过程的中尺度分析

 应用天气图、卫星云图TBB资料和多普勒雷达回波资料,分析了云南2003年8月16日的暴雨天气过程.结果表明:这次暴雨过程时空分布具有明显的中尺度特征,大尺度天气形势为中尺度系统的形成和发展提供了有利的环流背景、不稳定条件、能量条件和动力条件;在卫星云图上切变线云系在西南移过程中发展形成飑线,其上诱发产生的3个中-α尺度云团和1个中-β尺度的云团直接造成了强降水;在多普勒雷达上偏东风和偏西风之间的中-β尺度的切变线和逆风区对中-α尺度飑线的形成和发展起着重要作用,还诱发产生出了超级单体和中气旋,中-α尺度飑线导致了这次暴雨天气过程.     

梅雨湿度锋上中尺度对流云团生成和发展的波捕获机制

提出了一个适用于梅雨湿度锋上中尺度对流系统（MCS）生成和维持的惯性重力波捕获和增长机制,并通过对一个梅雨湿度锋上的含有线性波动-CISK（第二类条件不稳定）过程的惯性重力波系统进行数值模拟加以验证．结果显示：在梅雨锋湿度锋区上引入波动CISK机制,在弱稳定条件和弱不稳定条件下,随机扰动可以触发中尺度对流系统生成和发展;随机扰动中的小尺度波动随时间衰减,中尺度波动则在湿锋区中被捕获,并得以维持和发展,从而解释了在梅雨湿度锋区上常见的中尺度对流系统发生、发展的一个重要原因．     

1998年7月20～25日湖北暴雨中尺度对流系统的分析研究

利用对低纬度地区的对流性降水有较好监测能力的热带测雨卫星(TRMM)微波成像仪的85.5?GHz资料,和GMS逐时红外卫星云图资料,分析了1 998-07-20～25长江中下游地区湖北省附近的中尺度对流系统的活动,并对其发生的环境条件进行了客观分析诊断,还考察了GMS卫星红外云图云顶黑体温度(TBB)分布与湖北07-20 ～22日暴雨落区及雨峰之间的关系.结果表明,这次暴雨过程具有明显的中尺度特征,暴雨落区及雨峰与中尺度对流系统发展的初期有较好的联系.