广汉机场“5.28”大风过程诊断分析

利用常规天气资料、自动观测数据和Ncep再分析资料对广汉机场2013年5月28日的大风天气进行综合分析。结果表明：此次过程是由于地面冷锋过境引起的锋后大风,冷锋天气系统深厚且强大,南下过程时有所加强,低空急流的存在也对地面大风有影响,分析3小时变压场、温度平流场、垂直速度场对预报大风天气有一定作用。     

WRF模式不同陆面过程方案模拟兰州新区低空气象场特征

利用WRF模式中3种陆面过程(Noah、RUC和SLAB)参数化方案对兰州新区2014年1月近地面温度场和风场进行了模拟,与兰州新区测风塔和区域气象站观测资料进行对比,研究了不同陆面过程参数化方案模拟低空气象场特征的差异.结果表明,3种陆面过程参数化方案都能较好地模拟兰州新区冬季温度场和风场特征,温度场模拟效果优于风场.3种方案对土壤湿度的不同处理,影响到感热通量、潜热通量和土壤热通量的分布,使得3种方案对近地面温度的模拟产生差异.统计分析结果表明,WRF模式陆面过程参数化方案为SLAB时模拟的兰州新区冬季近地面温度场和风场与观测结果最为接近.由于受温度模拟结果的影响,SLAB方案对大气稳定度的模拟效果最好,对兰州新区冬季近地面风场的模拟结果最稳定.     

台风影响下渤海及邻域海面风场演变过程的MM5模拟分析

在装有Linux操作系统的PC机上运行美国大气研究中心（NCAR）的非静力中尺度大气模式MM5,运用MM5的嵌套功能,以30km水平分辨率对台风KAI－TAK（2000年第4号）影响渤海海区的时段进行数值模拟,同时给出了水平分辨率为10km的嵌套区内还时的渤海海面风场,通过对台风中心位置,中心气压,风速分布与雨区分布等要素的模拟结果与实况的比较,证实该实验对台风过程的模拟较为成功,嵌套区内渤海海面风场也明显体现出了地形影响的特征,并尝试以T106格点资料的三维客观分析场结合主空及地面观测为模式提供初值场,6h／次预报场为模式提 变边界条件,对渤海海面风场进行了24h时预报。     

"98·7"特大暴雨降水资料的四维变分同化研究

1998年7月21日00UTC～22日00UTC,湖北省的武汉-黄石地区发生了特大暴雨,其中黄石市24 h降水量达276 mm.文中应用四维变分资料同化方法,研究了初值对这次暴雨过程数值模拟的影响.通过对6 h同化窗口内339个站点逐小时观测降水的变分同化,MM5伴随模式得到了一个与模式相协调并且在热力和动力上都接近于自然强降水发生的初始场,使用该初始场模拟的武汉-黄石地区的24 h降水量超过了220 mm.在同化降水观测资料的同时加入了湿度观测资料后,在一定程度上约束了模式的水汽场,防止了同化窗口内模式初始场越过最佳逼近,从而使降水模拟的TS评分得到进一步提高.     

1307号台风“苏力”台风浪数值模拟

以T639预报风场驱动目前国际先进的第三代海浪模式WW3(WAVEWATCH-III),对发生在2013年7月中旬的1307号台风"苏力"所致的海浪场进行数值模拟,并利用来自台湾岛、朝鲜半岛、日本的浮标观测资料,验证模拟台风浪场的有效性,进而对台风浪的结构特征进行分析,以期为台风浪场的数值预报、防灾减灾等提供科学依据.结果表明:1)以T639预报风场驱动WW3海浪模式,模拟的台风浪场较好地刻画了台风"苏力"的结构特征;2)与浮标观测资料对比发现,模拟有效波高整体上具有较高精度,与观测值在曲线走势上保持了较好的一致性,在数值上稍大于观测值;3)澎湖浮标站处的模拟有效波高与观测值出现较大差异,这应该与台湾海峡的复杂地形、T639预报风场在台湾海峡的准确度有关;4)台风海浪场与海表风场表现出较好的一致性,台风位于大洋时,高值中心的有效波高可达13m以上,台风逼近福建沿海时,带来了11m左右的巨浪.     

中国科大蒙城流星雷达观测中间层-低热层大气风场和潮汐研究(英文)

中国科学技术大学蒙城流星雷达（33.4°N,116.5°E）自2014年4月运行以来，已经持续观测超过了8 a。本文报道了该流星雷达8 a的水平风场和大气潮汐波动观测结果。另外，给出了该流星雷达观测和Navy Global Environmental Model-High Altitude(NAVGEM-HA)模拟的对比结果。观测结果表明在北半球较低中纬度地区，流星雷达观测的流星数量存在明显的周日变化，流星数量在当地时间的上午增多，在午后和夜晚降低。同时流星数量也存在明显的周年变化，在9和10月份出现大值，在2月份出现低值。此外，北半球较低中纬度地区中间层-低热层大气水平风场存在明显的周年变化，在84 km以上，纬向水平风场在夏季表现为东向风场，冬季表现为西向风场；而在84 km以下，冬季为东向风场，春季为西向风场。经向风场则表现出冬季为北向风场，夏季为南向风场。此外，大气风场存在明显的太阳热力潮汐波动，主要表现为周日潮汐，半日潮汐次之。其中纬向和经向周日潮汐均在春季3月份出现了最大值，振幅分别可达到40和30 m/s，而在秋季9月份出现较大值，振幅分别可达到30和25 m/s。周日潮...     

SWAN模型风能输入项的改进与验证

为了分析第三代海浪数学模型——SWAN模型的风浪模拟能力,分别计算了恒定风场和台风时变风场下的波浪场.恒定风场中假定不同的风速及风区长度,通过比较SWAN模型与SMB方法等经验风浪公式的计算结果,得出SWAN模型风浪模拟的适用范围.针对大风速下计算波高偏大的情况,通过分析参考波速引起的输入风速变小及拖曳力系数饱和等因素,提出了风能输入项的修正方法,并采用同步观测的风、浪资料对修正前后的计算结果进行了比较验证.结果表明,在大风速情况下,修正后的SWAN模型的模拟波高更接近于经验公式结果及实测数据.在SWAN模型风能输入项中引入参考波速引起输入风速减小及对拖曳力系数饱和因素的修正,可以更好地模拟大风速下的波浪场.     

台湾海峡台风浪的数值模拟

采用第3代海浪模式SWAN(simulation waves nearshore),在考虑了波浪折射、底摩擦、破碎、白浪、风能输入、非线性波波相互作用等物理过程的基础上,分别应用Jelesnianski模型风场、藤田气压公式计算的梯度风场以及考虑台湾海峡和台湾岛地形影响的台风风场(陈德文台风风场)模型,数值模拟了0813号"森拉克"、0815号"蔷薇"和0908号"莫拉克"3场台风过程在台湾海峡产生的台风浪,并与浮标观测结果对比.结果表明,陈德文台风风场模型数值模拟的台风浪结果与实测符合较好,其中模拟结果的有效波高平均绝对误差为0.55m,有效波高峰值平均绝对误差为0.19m,说明其对台风浪的模拟尤其是灾害性台风浪的模拟是成功的.     

新增建筑对密云风观测环境影响的分析

本文以北京市密云县气象观测场为研究对象,关注其观测环境保护范围内新增建筑对观测环境的影响。首先对该区域观测环境进行分析,采用统计分析和城市小区尺度模式,得到了该区域相关气象要素(风)变化的结论。其结论如下：(1)1959～2013年间,密云气象观测环境55年来的变化还是比较明显,其观测环境总体处于不断恶化的状态。(2)从流场来看,冬季医院对观测场区域比夏季有较为明显的影响,且影响范围也比夏季要大。(3)从风场来看,冬季小风时,观测场在有医院比没有时,其区域的风速升高了8%;夏季小风时,其降低了10%;冬季大风时,其降低了9%;夏季大风时,其升高了8%。总体上医院对观测场的影响基本保持在9%左右。     

四川德阳新旧观测站气温观测资料对比分析

通过对德阳站迁站前两年新观测场与旧观测场的气温观测资料的对比分析,可以看出,平均气温和最低气温,新观测场比旧观测场低,但各月偏低的程度不同;最高气温总体来说,新观测场比旧观测场低,但有个别月份差值趋势不一致。通过假设检验分析,两站的平均气温、最低气温、最高气温整体差异不显著,采用新观测场地的气温资料能反映旧观测场地的气温变化情况。     

2013年4月中旬濮阳市一次极端气候事件分析

利用常规观测资料和MICAPS平台提供的相关资料,对濮阳市2013年4月18—20日的大风、强降温、中到大雪、晚霜冻、倒春寒等多种灾害性天气过程,用天气学的方法进行了综合分析.结果得出:1造成大风和强降温的高空影响系统是中路冷空气南压形成的密集的高空锋区,地面影响系统是强势庞大的冷高压.2由于东北冷涡携带的横槽不断分裂冷空气南下,使气温连续下降,致使地面气温降至0℃左右,出现了晚霜冻害,加之冷高压持续控制,使气温持续偏低,出现了倒春寒天气.3500 hPa和700 hPa的低槽、850 hPa的切变线是产生降水的影响系统,850 hPa的强锋区和地面庞大的冷高压提供了动力抬升条件.4500 hPa和700 hPa的中低空西南风急流为强降水提供了充沛的水汽供应.物理量场显示出700 hPa上强烈的辐合上升运动对降水贡献较大.5此次过程降温剧烈,850 hPa气温48 h内下降了19℃,700 hPa和850 hPa气温均降至0℃以下,使降水相态由降雨转成降雪.     

河南省2012年3月23日致灾大风形成及维持原因

2012年3月23日河南省发生了一次致灾大风天气过程。此次天气过程强度大、时间短,影响范围广,灾害比较大。为了找出此次大风发生的成因,利用常规观测资料以及NCEP分析资料对这次过程进行诊断分析。结果表明：①此次致灾大风过程是在中高层低槽强烈斜压发展,槽后强的冷平流不断南下,较强的高空风动量下传,高低空存在强的下沉运动,地面大的气压梯度和变压梯度等共同作用下产生的;②此次大风天气过程中,温度槽始终落后于高度槽,强烈的斜压作用使高空槽发展。在槽后强冷平流作用下,高空槽加深发展并东移南下,引导冷空气东移南下,冷空气向南移动的过程中,冷平流不断加强,河南上空冷暖平流共同作用,使得锋区进一步加强,风力加大;③中高层的强冷平流是此次大风过程的主要热力因子,低层冷平流较弱;④此次大风天气中高空风动量下传起到了重要作用,强风速从河南西北部自上而下,自西向东传播;⑤强的气压梯度力是此次大风天气形成的主要原因之一。预报河南大风时要关注西安、北京和郑州之间的气压差,在西北路冷空气影响时,如果西安加压,北京减压,风速就有增大的趋势,反之,如果西安和北京都加压,虽然西安和郑州的气压梯度较大,风力也不会很大。     

“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.     

四川盆地非典型暴雨过程分析

 基于NCEP 1°×1°资料,且在高空探测和卫星云图的基础上,利用涡度方程分析了2009年6月28日四川盆地发生的区域暴雨过程,结果表明:①500 hPa环流变化与贝加尔湖南侧低槽扰动及高原切变线有关,在暴雨开始前后降水环流形势出现较快的调整,贝加尔湖冷槽南移影响四川盆地.700 hPa西昌一带的西南风加大,并在雨区具有中尺度结构的降水云团发展.②诊断分析表明,局地涡度分布对降水系统的发展具有重要作用,在短波槽扰动区域内,通常∂ζ/∂t>0.暴雨临近时,正局地涡度变化区域偏北,槽偏北,雨区仍为负局地涡度.暴雨开始时,雨区上空转为正局地涡度.在700 hPa上,正局地涡度的分布也对低层降水系统发展起到重要作用,正局地涡度变化的分布首先是开始于盆地西北部,然后发展到暴雨区域,再逐渐往盆地南部发展,与云团移动路径和降水发生趋势较为一致.③一定程度上,当500和700 hPa两层的正局地涡度变化中心位置叠加在同一地方时,正涡度深厚,往往是暴雨发生的区域,因此正局地涡度变化可以作为判断降水落区的一个物理要素来参考.     

银川河东机场一次冷锋雷暴天气探测分析

2008年8月28日下午宁夏大部分地区出现了雷阵雨天气,银川河东机场在航班进出港高峰时期遭遇雷雨袭击,造成飞机延误．本文利用常规气象资料和卫星、雷达等探测资料对其进行了深入分析．结果表明,此次雷暴天气发生在新疆东移至河西冷锋前的热低压中,是由锋前扩散冷空气激发的对流云团所致;高空冷槽稍前于地面锋线,“高冷低暖”的配置增强了大气层结不稳定度,而冷锋的动力抬升和冷空气的触发作用,导致不稳定能量得以释放,产生强雷暴天气;当出现有利于雷阵雨天气发生的环流形势时,有效利用卫星云图与雷达探测产品,可以准确判断和把握影响系统的移向移速、强对流天气发生发展动态等,有助于提高飞行气象预报服务保障水平．     

宁夏冬季气温变化与大气环流异常的关系

利用1961~2015年冬季(12月到次年2月)宁夏20个气象站月平均气温资料,NCEP/NCAR发布的500 h Pa位势高度场和海平面气压场,200 h Pa、850 h Pa风场月平均再分析资料,运用线性倾向估计、M-K法及合成分析等方法,在研究宁夏冬季平均气温的年际变化及年代际变化特征的基础上,分突变前后的冷、暖期时段进一步分析大气环流场不同影响因子与宁夏冬季气温异常的关系,揭示宁夏冬季气温异常的成因。结果表明:(1)宁夏冬季平均气温由冷变暖的趋势非常显著,在1985年之前为冷期,1985年以后为暖期;冬季平均气温年代际变化在20世纪增暖趋势显著,21世纪后上升趋势趋于平缓。(2)不仅500 h Pa位势高度场的乌拉尔山高压脊和西太平洋副高是影响宁夏冬季气温异常的主要系统,海平面气压场的西伯利亚高压也是影响宁夏冬季气温异常的关键系统;高低空的偏北气流和偏南暖湿气流异常流场也对宁夏冬季气温变化造成一定影响。     

宁夏一次大到暴雨过程成因分析

利用地面、高空常规观测资料、数值预报物理量场以及卫星、雷达、自动站等资料,综合分析了2009年8月18日发生在宁夏的全区性大到暴雨过程．分析表明,台风“环高”的生成发展与西太平洋副高（简称副高）之间的相互作用,形成了有利宁夏降水的“东高西低”的环流形势,在副高东退过程中宁夏出现明显降水．500hPa短波槽和700hPa低涡是造成降水的天气系统．降水期间,中低层有明显的水汽和不稳定能量输送,且存在层结不稳定条件;云图中有多个中小尺度对流云团先后影响;雷达回波图上,此次降水过程表现为混合性降水,强降水由多个强度35～40dBz的强回波块影响造成,出现强降水的站点附近有“逆风区”或明显的气流辐合区存在,有明显的中小尺度上升运动,在雷达反演的风廓线可分析出“低层暖平流,高层冷平流”的配置．     

2008年"2.28"低纬高原强对流成因诊断与数值模拟

 利用常规观测、NCEP1°×1°再分析资料和中尺度WRF模式,对低纬高原云南2008年"2.28"强对流进行成因诊断和数值模拟研究,结果表明:此次复杂强对流在春季低温冷冻灾害和位势稳定背景下,由强垂直风切变、低层潮湿和足够水汽供应以及强抬升机制共同作用造成.过程中,强对流由强斜压不稳定释放诱发在低层湿舌附近;冰雹、雷雪上空-20 ℃温度层在450hPa层上少动, 0~-20 ℃温度梯度是冰雹大于雷雪的;降雹的饱和水汽团高度比雷雪高;垂直干位涡反映了对流层高层强位涡高值的强干冷西北气流向低层、低纬传送和中低层小位涡西南暖湿急流交汇特征.WRF模拟结果佐证了位势稳定条件下存在强垂直风切变会发生剧烈对流的事实,水平风、抬升凝结高度和最大对流有效位能等可为判断云南有无强对流及其种类提供参考依据.     

营口雾霾的地面形势和风速特征

利用2005~2012年辽宁省营口市的能见度、相对湿度、降水、地面形势场资料,对雾霾天气时的地面形势和风速进行了统计分析。结果表明:雾霾发生时地面形势分为倒槽型、锋面气旋型、地形槽型、冷高压前部型、低压内部型、鞍型场型、均压场型和高压内部型8种类型。雾霾天气在高压内部型、鞍型场型、冷高压前部型和均压场型出现频率较高,分别占26.3%、17.6%、12.9%和12.5%。在高压内部、地面倒槽和冷高压前部容易出现雾;而轻雾易出现在鞍型场、高压内部和均压场;霾出现在高压内部型、鞍型场型、冷高压前部型和锋面气旋型的概率较高。雾霾时风速都较小,冷高压前部型、高压内部型、均压场型和倒槽型的雾霾易在风速小(0~4 m/s)的情况下形成和维持;鞍型场型和低压内部型的雾霾易在风速较小(1~5 m/s)的情况下形成和维持;锋面气旋型雾霾易在风速适中(2~6 m/s)的情况下形成和维持。     

一次历史罕见的大暴雨天气过程诊断分析

利用天气环流形势和各种物理量场特征,分析了2012年7月21日忻州市出现的历史罕见区域性暴雨及大暴雨天气过程。结果表明,此次暴雨及大暴雨天气过程形成原因：一是500hPa图上,蒙古国以北庞大冷低压东南下,促使5840gpm线南退,冷暖空气交汇,加之前期584线在河、保、偏一带盘踞,给这里带来高温、高湿、高能;二是500hPa、700hPa、850hPa在忻州市上游一带有西南风急流存在;三是从强降水时段的涡度场、散度场、垂直速度场等物理量场看出,忻州市西北部为辐合区,这些参数和降水量大小分布区吻合较好。