中尺度暴雨模式MRM 1作者简介及预报效果检验

介绍了近年来我们所研制的中尺度暴雨模式MRM1的基本情况及特点,以及对1998年,1999年和2001年6月、7月的降水集中时段进行的逐日降水预报试验及效果检验,并和美国著名中尺度模式MM5进行了同一时段降水预报检验的比较.结果表明,它是目前国内较好的中尺度暴雨预报模式,在暴雨预报方面较MM5也有一定优越性.     

一个η-坐标近岸海洋环流模式

本文描述球坐标系下的一个三维的依赖于时间和空间的近岸海洋环流模式,为了便利地求解具有复杂海底地形的近岸海洋环流模式,引入一套新坐标——η-坐标,目的是将原坐标系下的环流模式转化到新坐标系下,从而得到较原模式易于求得更精确解的η-坐标模式．     

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。     

1998年6月“两湖”降水过程的数值模拟

运用中尺度η坐标暴雨模式(简称MEM),采用常规报文资料获得初始场,运用包络地形方法获得模式所需的地形资料,对1998年6月“两湖”降水过程进行了数值模拟。结果表明,该模式对形势场的模拟较好,MEM的TS评分结果明显高于国内目前业务运用中的主要模式,模式对暴雨有较强的模拟能力。无地形试验表明地形对降水预报有显著的作用,尤其中尺度地形对暴雨预报和模拟有重要的作用。     

MM5中尺度模式对一次冷锋天气系统模拟结果的评价

运用MM5模式对2001年3月6-9日华东和华南地区一次冷锋天气系统进行了模拟,模拟的冷锋向南推移进度比观测的锋面大概滞后2～4h。模拟的海平面气压场和观测结果基本吻合。香港3个站点的模拟近地风场在积分的第35～40h时间段的值比观测结果稍偏北、偏大,但总体趋势一致。模拟的相当位温场能较好反映此次冷锋线的位置及南移趋势。500和850hPa位势高度场及风场的模拟结果反映出这段时期华西北-华北高压带的增强、南移及华西南-华中一带低压区的逐渐减弱过程。低压槽在一定程度上对冷锋的南下提供动力上的支持,冷锋的南下加速了低压槽的消散进程。     

云南中尺度数值预报模式中气压梯度力计算方法试验

在云南中尺度数值预报试验模式中,引入实际地形,设计使用静力扣除法,回插法,局地等温法,经典修正法以及模式中原来计算方案等５种方法计算气压梯度力,用以解决陡峭地形问题。数值试验结果对比以后发现,经典修正法比其他方法计算精度高,运行稳定,能够满足模式的预报要求,比模式原方案有显著的改进。     

高原东侧低涡切变线发展的个例数值研究 Ⅱ.中尺度…

通过应用和发展ＭＭ４中尺度数值模式模拟系统，对１９８３年７月的川陕暴雨中尺度系统进行了一系列２４ｈ数值试验，其中包括：初始风场处理，物理过程和地形动力强迫对西南涡切变线发展的作用。结果指出：有辐散风场能为中尺度系统模拟提供良好的初始值，平均无辐散风则稍差；水汽凝结的潜热释放对中尺度系统发展的强度，结构有决定影响；而地面热通量相对前者略小；地面摩擦则对系统发展不利，表现为涡度汇，耗散动能并使低涡平移     

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。     

在较陡地形下对地形σ坐标的中尺度大气控制方程的修正

通过比较常用地形σ坐标的流体静力中尺度大气控制方程的一般导出与利用张量分析法的导出,分析了前者只限用于上地形坡度的原因。根据后者对前者作了修正,给出了适用地较陆地形坡度的流体静力控制方程。并借助修正的Ｐｉｅｌｋｅ数值模式模拟气流过山的流场特征,说明修正的作用与意义。     

中尺度暴雨模式MRM1简介及预报效果检验

介绍了近年来我们所研制的中尺度暴雨模式MRM1的基本情况及特点，以及对1998年，1999年和2001年6月、7月的降水集中时段进行的逐日降水预报试验及效果检验，并和美国著名中尺度模式MM5进行了同一时段降水预报检验的比较。结果表明，它是目前国内较好的中尺度暴雨预报模式，在暴雨预报方面较MM5也有一定的优越性。     

考虑地表热平衡方程的中尺度数值模式

本文通过用地表面热量平衡方程,作为热力学第一定律中非绝热加热项,经过数值模拟。得到了在复杂地形的动力和热力作用下,近地面大气流场和温度场的分布特征,并得到适于计算滇中地区地面温度的方法。     

“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。     

一种适合于云南低纬高原中尺度数值模式的加热廓线方案

从加热廓线的角度对Kuo型方案进行改进,试图找到一种适合于云南低纬高原地区的积云参数化方案。数值试验结果表明,垂直加热廓线采用相当位温法比较适合云南低纬高原的中尺度数值模拟。     

华南前汛期一次暴雨过程中的中尺度对流系统

通过对卫星云图观测到的MCS云团生消过程和实测降水资料的分析，发现1998年5月23—24日发生在华南的一次前汛期暴雨过程主要是由多个相继生消的MCS造成的。利用MM5模式成功地模拟出了其中两个主要MCS的发生发展。对模拟结果进行分析发现这两个MCS的发生发展是冷暖空气交汇的结果，MCS生成于暖空气而消亡于冷空气中。两个MCS的上升运动都非常强，最大辐散位于400hPa左右，垂直方向上表现为气旋性的涡柱，右侧低层有中尺度的低空急流，高空有强的西南风区。     

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     

利用MMS模式对河西大到暴雪过程的数值模拟

利用MM5模式对2010年3月6～8日出现在甘肃河西西部的一次暴雪天气过程进行模拟.结果表明:MM5模式都能很好地模拟出这次暴雪天气过程.这次暴雪天气过程产生在从低空到高空的急流轴附近;700hPa至600hPa辐合上升,促使近地面上升运动产生,从而促使地面低压系统的形成;相对湿度最大值不在近地面层,而是在700～600hPa之间,表明暴雪天气的水汽输送在600hPa附近有一条水汽输送通道,它与高空急流相对应.     

利用MM5模式对河西大到暴雪过程的数值模拟

利用MM5模式对2010年3月6~8日出现在甘肃河西西部的一次暴雪天气过程进行模拟。结果表明：MM5模式都能很好地模拟出这次暴雪天气过程。这次暴雪天气过程产生在从低空到高空的急流轴附近;700hPa至600hPa辐合上升,促使近地面上升运动产生,从而促使地面低压系统的形成;相对湿度最大值不在近地面层,而是在700~600hPa之间,表明暴雪天气的水汽输送在600hPa附近有一条水汽输送通道,它与高空急流相对应。     

东亚沙尘暴的数值模拟：（Ⅰ）模式建立

在有限区域模式ＭＭ４的基础上，发展了一个沙尘暴传输扩散模式，对模式中源汇的处理作了精细考虑。用１９９１年４月３０日的实况资料检验模式的性能，结果表明，模式能够模拟沙尘暴的总体特征。     

混合坐标大洋环流模式HYCOM及其研究进展

传统单一坐标由于自身的优缺点,使得利用单一坐标的海洋模式的模拟效果受到了限制。混合坐标的出现,正是为了综合z坐标、σ坐标、等密度坐标的优势并尝试解决这一难题而提出的重要手段。本文基于美国海军研发的HYCOM模式以及挪威南森环境遥感中心改进的NERSC-HYCOM模式,针对当前HYCOM模式的应用现状进行了综述。     

边界拟合坐标法的应用：长江口南支非恒定流计算

为了既能精确地拟合不规则区域边界,又使有限差分的计算能在规则的网格上进行,在长江口南支河段非恒定流的平面二维数值模拟中,采用了近年来得到广泛注意的边界拟合坐标法,为了提高计算的稳定性,本文引用了二维人工粘性项和人工光滑的方法。计算结果与实测资料相当吻合。计算结果还表明,在同样的网格密度下,使用边界拟合坐标的差分计算的CPU仅比使用昔通网格的差分计算略有增加。所以,在二维水流计算中,这是一种值得推荐的方法。