中尺度云团发展过程及其强降水的增强红外云图分析

本文分析了1982年6月19—20日长江中下游三个中尺度云团的发生发展过程,着重对它们的增强红外云图特征及其强降水进行了较详细的阐述。用已有的梅雨锋强降水模式估算这些中尺度云团在云图时刻后一小时和三小时的降水量,并与实测值作了比较。结果表明:增强红外云图是研究中尺度云团强降水发展过程的有效工具;梅雨锋强降水模式也可用于江淮流域6月份中尺度云团的强降水估算。     

一次切变线暴雨过程的诊断研究和数值试验

本文对1998年6月12～13日的一次长江中下游切变线暴雨过程进行了诊断研究并使用一个η坐标细网格暴雨数值模式对其作了数值试验。结果发现，与该暴雨过程相联系的β中尺度系统主要表现在低层的切变线及地面的β中尺度气旋，气旋的东移和发展引起长江中下游大范围强降水，在启动该场暴雨过程中，位势不稳定起了决定性的作用；深厚的β中尺度“涡柱”是该暴雨雨团的明显特征；地形对暴雨的强度和范围均有重要影响，该切变线强度对暴雨过程的降水量也有明显影响。     

“2011.6.18”湖北大暴雨成因分析

利用常规观测和地面自动站资料、NCEP1°×1°再分析资料、FY-2E卫星云图,以及武汉和荆州多普勒雷达资料,针对2011年6月17-18日湖北中东部地区一次大暴雨过程进行了天气动力学诊断和中尺度分析,结果表明:(1)暴雨是在有利的大尺度背景条件下,在特定的地域触发产生的,干冷、暖湿空气在江汉平原和鄂东剧烈交汇触发了这次大暴雨过程.(2)中尺度对流云团有3种类型:即单一云团型、合并型和急剧发展型.中尺度对流云团的大小与其生命史相关,尺度越大,生命史越长,在多个α中尺度对流云团之间的新生云团发展最为迅速,降水强度也最大.(3)呈气旋性转动的中尺度回波团和由低层较强的偏北风急流与偏南风急流辐合作用产生的中尺度复合体是此次暴雨过程雷达回波的主要表现形式;(4)地形对暴雨的强度以及落区等起到重要的作用,长江中游地区由于特定地形形成了三支明显的气流,由这三支气流组成的中尺度辐合系统促进了中尺度对流云团的形成和发展,云团F的加强和发展与地形作用密切相关.     

台风暴雨次天气系统影响因素及扰动传播路径

研究了台风暴雨次天气，中尺度系统发生、发展的影响因素。数值试验表明，台风外围环流与中纬系统相互作用可促发局地次天气尺度、中尺度系统的新生扰动、造成非均匀分布的台风暴雨动云团及雨，且一大地形强迫效应在暴雨系统形成中亦起重要作用。台风环流与地形辐合抬升作用可促发中尺度扰动，并以类似重力波特征的波列路径向外传播。     

台风海葵引发浙西山区大暴雨的成因

利用中尺度数值模式WRF,结合多普勒雷达资料、卫星TBB资料和自动站资料对2012年8月6—9日由台风海葵引发的杭州西部山区强暴雨洪涝灾害进行分析。结果表明,登陆台风内部的螺旋云带中有多个中尺度云团活动,云团不断从台风螺旋云带内部分裂生成,并有一个从加强发展到逐渐消亡的过程,正是在中尺度云团的直接作用下,给台风经过地区造成了一次又一次的强降水,导致了浙西北等地区持续不断发生暴雨,因此,中尺度系统是造成台风暴雨的直接原因;台风外围的东北风、西北风和偏西风在有利地形配合下,往往会汇合形成中尺度辐合线,未来强降水区域也基本落在中尺度辐合线附近区域,中尺度辐合线是触发暴雨对流发生、发展的重要系统;浙江杭州西北部山区地形对于台风暴雨主要体现在增幅作用,对台风路径、降水范围影响不大。     

华南地区中尺度对流性云团

本文运用1980—1988年4—10月短时间间隔的GMS云图和常规气象资料，在我国华南地区共普查出176个中尺度对流性云团。根据云团面积大小分成三类，分别统计和分析了它们的特征。总结出了云团发生、发展的两个模型，并对两个典型例子作了简要分析和讨论。所得结果表明:中尺度对流性云团是华南地区中尺度强对流系统的主要成员；近地面层的风场和水汽场的辐合及地形强迫，是云团发生的主要机制；低空急流和季风云涌是云团发展的最重要因子。     

嫩江、松花江流域暴雨的中尺度系统和过程分析

利用雷达回波资料、气象卫星云图和各种加工产品、1h的降水量,分析了大暴雨形成过程中的中尺度活动。讨论了中尺度云团、中尺度雨团发生发展的情况,各种物理量的表现,能量转换作用等。结论指出,暴雨过程中的中尺度云团、中尺度雨团和中尺度切变辐合是必不可少的;地形对中尺度切变的形成、稳定维持和对降水的增幅有相当大的作用;雷达回波的形态、尺度、强度、移动和演变等特征反映了暴雨发生的中尺度过程,对流回波带走向与移动方向一致或积层混合性降水中的强回波区以及“指状”回波区等多易产生暴雨、大暴雨。     

梅雨锋上暴雨云团活动的个例分析

在夏季青藏高原上低层没有辐合带和对流系统活动时,在高原东坡下午有对流云发展。在有利的地形条件下,这类对流云团可发展成中-a 系统,东移进入梅雨锋云带。在长江中游复杂地形区域中-a 尺度对流云团只具有较复杂的中尺度对流组织和较复杂的消、长更替等过程。这类中尺度云团有时停滞,有时发生跳跃性迁移。当梅雨锋云带上对流降水逐渐活跃和加强时,在对流层下部有冷带和温度锋区出现,并且当有一个强的中-a 尺度暴雨云团发展起来之后,可以在梅雨锋上形成3～4个中-a 尺度暴雨云团。同时在梅雨锋南侧低层不稳定区的中-α尺度对流云团移入梅雨锋云带时,容易引起强的中-α尺度云团发展。     

地形辐合对暴雨形成作用的数值模拟

本文用一层中尺度地形模式,分析了地形对近地面流场的作用及其与暴雨的关系。     

台风Rananim登陆期间地形对其降水和结构影响的数值模拟试验

应用非静力平衡中尺度模式MM5(V3.6)，对0414号台风Rananim在登陆期间移动路径和所产生的降水进行了数值模拟研究，模式较好地再现了台风Rananim的移动路径和所产生的降水，但模拟的过程降雨量与实况值还有所偏差。多普勒雷达探测资料表明，台风Rananim登陆期间，强回波带出现在台风移动的右前方，螺旋云带中镶嵌着大量的对流云团；垂直液态水含量的高值区出现在台风中心的西北侧。作者通过在浙江、福建东部沿海一带进行有无地形的数值对比试验，着重讨论了台风登陆期间地形对台风降水、台风结构特征变化的影响。结果表明:（1）台风登陆期间， 地形的影响对台风降雨量有明显的增幅作用。由地形强迫产生的降雨量和地形走向相一致，迎风坡降雨量增加，背风坡降雨量减少，地形影响使浙江东部一带增加的平均降雨量约占该地区模拟平均总降雨量的40%左右。（2）台风登陆期间，地形的强迫作用有利于在低层台风眼的西北侧形成明显的辐合带，高层为明显的辐散区；在中尺度环流场上，地形的影响有利于台风中心西北侧低层中尺度气旋性涡旋系统的发生发展，从而激发中尺度对流云团，形成中尺度雨团，造成了台风中心南北雨区和雨量的不对称分布。（3）地形的强迫作用，可以使台风流场局部发生改变。当地形强迫产生与台风环流同向的中尺度扰动时，将使台风环流局部明显增强；当地形强迫产生与台风环流反向的中尺度扰动时，将使台风环流局部明显减弱。（4）台风登陆期间，地形的影响可以使台风靠近陆地一侧眼壁内的垂直上升速度增大，位涡明显增强，从而造成台风涡旋的增强。     

中尺度云团三维流场演变的个例研究

本文研究了我国1980年6月一次中尺度云团活动过程中,由强盛期至消散期的三维相对气流温度,湿度和500hPa高度场的演变。结果表明,这些场随时间的变化是显著的。      

A meso-scale three-dimensional dynamical model of orographic rainfall

Summary A mesoscale three-dimensional (3-D) dynamical model is presented to diagnose orographic rainfall, with particular reference to the Western Ghats (WG) in India. This model has two parts, namely, a dynamical part and a thermodynamical part. In the dynamical part the vertical velocity induced by a mesoscale elliptical orographic barrier has been computed using the perturbation technique. In the thermodynamical part rainfall intensity (RFI) has been computed using the computed vertical velocities, with the help of continuity of moisture and mass. The computed RFI has been compared with observed RFI as well as with that computed by 2-D model. The present study shows that during the southwest monsoon season (SWMS), orographic rainfall enhancement in the WG area appears to be solely due to the vertical shear of the basic flow and its variation with height. Stability appears to have very little influence on it. The spatial distribution of RFI across the barrier shows that there are four regions of maximum rainfall, one primary on the windward side behind the peak of the barrier and three secondary on the leeward side. The symmetry in the locations of these secondary rainfall maxima appears to be critically dependent on the component of basic flow parallel to the major ridge axis of the barrier.     

地形对降水的影响研究概述

简要回顾了近些年来有关地形对降水影响的研究进展。介绍了地形的动力效应和热力效应,详细分析了地形的动力、热力效应引起的降水和云物理变化。重点分析了地形对气候尺度、天气尺度、中尺度及对流性天气系统降水的影响。简单地讨论了在研究地形对降水影响时观测分析、气候统计、理论分析及数值模拟方面存在的问题及其未来发展前景。     

What shapes mesoscale wind anomalies in coastal upwelling zones?

Observational studies have shown that mesoscale variations in sea surface temperature may induce mesoscale variations in wind. In eastern subtropical upwelling regions such as the California coast, this mechanism could be of great importance for the mean state and variability of the climate system. In coastal regions orography also creates mesoscale variations in wind, and the orographic effect may extend more than 100?km offshore. The respective roles of SST/wind links and coastal orography in shaping mesoscale wind variations in nearshore regions is not clear. We address this question in the context of the California Upwelling System, using a high-resolution regional numerical modeling system coupling the WRF atmospheric model to the ROMS oceanic model, as well as additional uncoupled experiments to quantify and separate the effects of SST/wind links and coastal orography on mesoscale wind variations. After taking into account potential biases in the representation of the strength of SST/wind links by the model, our results suggest that the magnitude of mesoscale wind variations arising from the orographic effects is roughly twice that of wind variations associated with mesoscale SST anomalies. This indicates that even in this region where coastal orography is complex and leaves a strong imprint on coastal winds, the role of SST/winds links in shaping coastal circulation and climate cannot be neglected.     

暴雨过程中中尺度地形作用的数值试验

本文利用美国PSU/NCAR中尺度模式（MM4）对1991年7月4—5日浙西皖南山区的大暴雨过程进行了地形作用的数值模拟对比试验。结果表明，中尺度地形对强降水区的分布和强度有重要影响，强降水中心位于山地附近；地形的动力及屏障作用对气流有明显影响；山区的水汽和热量对静力不稳定亦具有相当作用。     

中尺度动力学与暴雨等灾害性天气预测理论的研究

我国科学工作者对中小尺度天气动力学的研究一直给予高度重视,同时注意灾害性天气预测理论的发展。本文介绍了近年来中国科学院大气物理研究所在这方面的部分主要研究结果,并对今后的工作提出了一些看法。     

Mesoscale Meteorological Features Associated with Heavy Precipitation in the Southern Alpine Region

Summary  Several episodes of heavy precipitation, which occurred in the region south of the Alps, have been simulated by means of the mesoscale model BOLAM3. Each case was run at 3 different resolutions, up to 4 km grid interval. The quantitative precipitation “forecast” fields are compared with available rain data. In general, satisfactory results are obtained in terms of spatial distribution and timing of precipitation, except in cases in which pre-frontal convection is dominant. The diagnostics of phenomena involved in orographic precipitation identify the different mesoscale atmospheric features associated with the interaction with topography, like the formation of low level jets, convergence zones, rainbands, and organized convective systems. These appear as “ingredients” common to all the cases considered and are shown to be sensitive to orographic forcing, as well as to the latent heat exchange processes. Received March 2, 1999/Revised June 1, 1999     

近10年中国地区地形对降水影响研究进展

地形是影响降水的重要因子,其复杂性为研究降水的分布、强度等增加了难度,全面透彻地理解地形对降水的影响机制,有助于预警预报水平的提高。因此,地形对降水的影响研究受到广大气象学者的关注。本文通过回顾近10年来中国地区有关地形对降水的影响研究进展,简要概述了地形动、热力效应与云微物理过程对降水的影响机制,以数值模拟研究为主线,系统分析了中国各个地区关于地形作用的研究成果,重点讨论地形对局地中小尺度降水、锋面降水以及台风降水方面的影响,最后总结了目前的研究现状并提出一些需要深入研究的问题。     

一个考虑地形影响的三维中尺度Monte-Carlo多源模式

本文设计了一个考虑地形、湍流统计量垂直非均匀和非平稳过程影响的三维中尺度Monte-Carlo多源模式。模式模拟了珠海地区大气SO_2浓度时空分布,很好地揭示了由海陆风和山谷风控制下浓度的日变化规律,计算与实测浓度之间平均比值为0.94±0.2388,其结果是令人满意的。本模式具有概念清楚,没有作人为的特别假设和数值解平流扩散方程时出现的伪扩散问题,更能反映湍流扩散本身具有随机性这一本质的优点。