GRAPES-REPS西南低涡预报检验评估

利用2015年6—8月GR APES-REPS(Global/RegionalAssimilation and Prediction System-Regional Ensemble·Prediction System)区域集合预报资料,并设计西南低涡格点资料客观识别方法对西南低涡中心位置进行定位,首先评估GRAPES控制预报对西南低涡的预报准确性,之后挑选出四次生命史较长的西南低涡过程,分析评估GRAPES-REPS对西南低涡发生、发展、移动及降水过程集合预报性能。结果表明:(1)GRAPES模式对西南低涡预报的命中率较高,空报率略大于漏报率。(2)GRAPES-REPS对西南低涡发生和发展的预报效果较好,绝大部分集合预报成员能预报西南低涡发生和发展过程,但对西南低涡发生时间预报总体偏早。(3)GRAPES-REPS对西南低涡移动路径在24 h预报时效内比较合理,且集合预报平均明显优于控制预报,24 h之后东移型西南低涡移动路径明显偏北。(4)GRAPES-REPS对西南低涡强度预报总体偏强,表现为中心正涡度值偏大,位势高度值偏低。(5)24 h预报时效内,西南低涡触发的小雨到大雨量级的降水概率评分均有较好表现,且落区与实况接近,而暴雨落区个别略有偏北,但基本吻合。24 h之后,由于东移型西南低涡移动路径偏北导致模式预报降水落区偏北。可见,模式对西南低涡强降水有一定预报能力,因此,提高GRAPES-REPS中尺度集合预报能力,将有助于改进西南低涡强降水预报。     

西南低涡东移过程几个实例的数值试验

一、引言夏季西南低涡东移,常在江淮流域造成大范围的灾害性暴雨天气。因此正确预报西南低涡是否东移及其东移的路径和速度,是正确预报大范围暴雨天气的关键问题之一。对西南低涡的形成过去有人认为西南低涡不同于温带气旋,其锋区结构不明显,由此推论西南低涡的形成斜压因子可能不是主要的。对于西南低涡的移动,根据在实验室内进行的模拟试     

一次西南涡路径预报偏差分析及数值模拟

2008年7月21-23日,在川东的西南涡移出后东北上.参考各数值模式对22-23日西南涡路径预报后,河南省气象台于21日发布暴雨预报,出现了落区偏差.为加深对西南涡移动路径机理的认识,利用常规和NCEP资料,从大气环流、热力、动力等方面对这次西南涡移动路径特征进行探讨;对数值预报产品作天气学检验;利用WRF模式对本次过程进行模拟.结果表明:(1)这次西南涡呈现南掉-东北上-东东北再东北上的曲折路径;(2)低涡结构显示了中尺度特征,涡度轴向、K指数等对低涡的移动路径有指示意义;(3)由于过于依赖数值预报,加之对东北南下冷空气影响考虑不足,是造成这次低涡路径预报偏差的主要原因;(4)WRF模式对这次低涡路径有较好的预报能力.     

预报西南低涡的人工智能专家系统

介绍了用人工智能专家系统的方法预报西南低涡的发生、发展。它提炼了四川天气预报工作者多年的预报经验。在微机上建立知识库，模拟预报员的思维方法进行推理．制作夏季西南低涡的短期预报。     

低涡与怀柔暴雨

对产生怀柔县暴雨的三类低涡（蒙古低涡、西北涡和西南涡）进行了统计分析。对各类低涡暴雨的个例对比分析发现，三类低涡暴雨有相同的不稳定度和水汽条件，但垂直运动条件则不同，这些为暴雨预报提供了依据。     

集合敏感性方法在高原涡和西南涡引发暴雨过程中的应用

基于欧洲中期天气预报中心ECMWF的集合预报和美国国家环境预报中心NCEP再分析等资料对2013年6月30日一次高原涡和西南涡作用下的四川盆地暴雨过程进行了分析。结果表明:(1)高原涡东移并和西南涡耦合加强导致了持续性暴雨的形成,集合预报的高原涡和西南涡之间的动力特征量(位势高度和涡度)的相关系数随时间逐步增大,表明两个低涡呈现出逐步耦合加强的特征;(2)集合敏感性分析可以用来揭示降水预报对于天气系统的敏感性,结合高度场和风场反映出低涡对暴雨的影响,此次过程暴雨对高原涡比西南涡更加敏感,在集合预报对西南涡预报不确定性较小的情况下,集合成员对高原涡的预报是影响降水强度和落区预报的关键因子,与实况更加接近的最优集合成员与控制预报相比,预报的高原涡强度更强,位置偏东;(3)30日,夜间降水量对低涡的动力特征量较白天更为敏感,主要是因为夜间暴雨是由高原涡和西南涡垂直耦合加强引发的,动力作用较明显,而白天的暴雨热力作用更加显著。     

2000年以来西南低涡的研究进展

西南低涡是形成于我国青藏高原东南侧的一种α中尺度涡旋,是导致中国夏半年暴雨的主要天气系统之一。文中简要回顾了2000年以来有关西南低涡的最新研究成果,主要包括西南低涡的人工智能识别、西南低涡频数的长期变化及其气候学特征、西南低涡的集合预报、双核西南低涡的首次发现等。在此基础上,归纳出该研究领域需要深入探讨的若干问题,包括西南低涡频数变化的外强迫因素,青藏高原特殊地形导致的地形Rossby波、重力波与西南低涡之间的相互关系,双核西南低涡的形成机制以及双核西南低涡与经典西南低涡形成机制的差异等。     

2021年7月17日长江中下游地区β中尺度低涡及其模式预报不确定性分析

2021年7月16—17日,在大尺度鞍型背景场中长江中下游地区生成了准静止的β中尺度低涡系统,造成苏皖地区出现局地特大暴雨及雷暴大风天气。欧洲中心（EC）控制预报对低涡位置的描述较实况明显偏北,由此在降水预报中也呈现出较大偏差,给预报决策带来较大误导。采用EC控制和集合预报产品,并基于“预报挑战度（MFC）”和“可预报性演变指数（PHDX）”等客观方法对低涡及降水预报不确定性进行分析,并在此基础上探讨模式偏差成因,得到以下结论:（1）对流层低层低涡东侧西南气流和东南气流的辐合以及低空急流的水平涡度输送是低涡发展的主要动力因素,而低涡东侧和南侧降水的潜热释放则构成低涡发展的热力因素;（2）EC控制预报不同起报时次均出现低涡位置偏北及雨带预报偏北现象,其集合预报产品离散度无法覆盖实况降水,揭示了此次过程的低可预报性,MFC和PHDX则能够客观指示此次过程低可预报性;（3）前期模式对低涡南侧西南气流南风分量预报偏大及对东侧辐合区刻画偏北造成前期东段降水偏北,而后在潜热释放、低空急流与低涡正反馈机制影响下,偏北的降水区造成低涡进一步预报偏北,最终导致整个时段预报较观测呈现巨大差异。      

西南低涡与安康降水

讨论了西南低涡在６～８月对安康降水的影响,发现尽管西南低涡对安康降水有较大影响,但差异非常明显,选取１９７８－０７－１４～１６日典型的低涡降水过程,从形势场和能量场进行了分析,揭示了这类降水的基本特征,对准确预报这类系统,减少预报失误,具有极其重要的意义。     

一次低涡暴雨过程发生机制及其模式预报分析

为了揭示低涡暴雨发生机制,认识高分辨率的区域数值模式对低涡暴雨类天气的预报能力,应用多种观测资料,NCEP再分析资料和区域数值模式WRF和GRAPES预报资料,分析了2012年7月20—23日西南地区一次高原涡和西南涡带来的大暴雨过程。研究结果表明:(1)高原低涡与西南低涡耦合有利于低涡发展维持,中层的正涡度平流、低层的辐合上升运动是低涡发展的重要机制。低涡强烈发展时期,对流系统发展极为强盛,-64℃云盖呈圆形。(2)对流层中低层低涡的维持和发展,使四川盆地处于辐合上升环流控制中,提供了有利于降水的动、热力条件,是盆地强降水发生的重要机制。(3)两个模式都较好地反映了低涡影响下的盆地大暴雨过程。与实况的差异主要表现在降水发生时间提前,降水落区移动偏快或偏慢,有利于降水的动、热力场更强等等。相对而言,WRF模式预报与实况更接近。模式预报的低涡位置及伴随的物理量演变决定了降水预报的差异。     

Climatology and Interannual Variability of the Southeast Asian Summer Monsoon

ＣｌｉｍａｔｏｌｏｇｙａｎｄＩｎｔｅｒａｎｎｕａｌＶａｒｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅＳｏｕｔｈｅａｓｔＡｓｉａｎＳｕｍｍｅｒＭｏｎｓｏｏｎＫ．－Ｍ．ＬａｕＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＡｔｍｏｓｐｈｅｒｅｓ，Ｃｏｄｅ９１３，ＮＡＳＡ－ＧｏｄｄａｒｄＳｐａｃ...     

Spuriously induced precipitation trends in the southeast United States

This study uses correlation and multiple regression techniques to document differences in annual and seasonal precipitation trends between the NCDC Climate Division database and the United States Historical Climate Network (USHCN) in the southeast United States. Findings indicate that the majority of climate divisions have different temporal patterns than those depicted by the USHCN. They did not, however, consistently possess statistically significant relationships between the ratio (CDD/USHCN) and changes in mean station location as noted in other studies. It appears that other influences cause the majority of the variance between the two datasets. The fact that the two datasets do not consistently agree, however, suggests that spuriously induced trends may be present in the NCDC Climate Division database.     

Oceanic origin of southeast tropical Atlantic biases

Most coupled general circulation models suffer from a prominent warm sea surface temperature bias in the southeast tropical Atlantic Ocean off the coast of Africa. The origin of the bias is not understood and remains highly controversial. Previous studies suggest that the origin of the bias stems from systematic errors of atmospheric models in simulating surface heat flux and coastal wind, or poorly simulated coastal upwelling. In this study, we show, using different reanalysis and observational data sets combined with a set of eddy-resolving regional ocean model simulations, that systematic errors in ocean models also make a significant contribution to the bias problem. In particular (1) the strong warm bias at the Angola-Benguela front that is maintained by the local wind and the convergence of Angola and Benguela Currents is caused by an overshooting of the Angola Current in ocean models and (2) the alongshore warm bias to the south of the front is caused by ocean model deficiencies in simulating the sharp thermocline along the Angola coast, which is linked to biases in the equatorial thermocline, and the complex circulation system within the Benguela upwelling zone.     

Tree-ring evidence of recent abnormal warming on the southeast Tibetan Plateau

We developed four Georgei fir (Abies georgei var. smithii) tree-ring width chronologies at the timberline in the Sygera Mts. in southeast Tibet, China. All individual standard chronologies and a regional well-replicated ring-width composite chronology (RC) show significantly positive correlations with mean summer (June-August) temperature. Herein mean summer temperature was reconstructed for southeast Tibet back to A.D. 1765 based on RC. This reconstruction successfully captures recent warming observed in the instrumental record since 1961 with the last decade being the warmest period in the past 242 years. It agrees in general with other temperature reconstructions of the Tibetan Plateau and extratropical northern hemisphere. This study allows seeing recent warming on a longer time scale in southeast Tibet.     

黔东南州单点暴雨浅析

利用黔东南州46a以来16站逐日(20-20时)降水资料,统计出现单点暴雨的站数,并对单点暴雨进行分型,通过分析相关气象资料,对单点暴雨产生的原因进行分析,以期对今后单点暴雨预报研究起抛砖引玉的作用。     

最优化处理法估测黔西南地区降水

利用2004年多普勒雷达资料及自动站雨量资料,在黔西南地区进行降水估计。采用最优化处理法得到该区域的Z-I关系。选取2005年1~7月的部分资料进行检验对比,并对误差进行分析。结果表明,用此方法得出的Z-I适用性较好,准确率达80%以上。     

黔东南州6月洪涝灾害气候特征分析

利用黔东南州16个县(市)1961～2000年6月降水资料，着重从大尺度环流特征及影响系统、气候背景、4月夏季风、副热带高压和赤道辐合带等方面分析了黔东南州2000年6月降水异常多的原因，分析结果表明，以上这些因子都是造成黔东南州6月降水特多的主要因素。     

黔东南森林火险气象预报方法

选取预报日连续无雨日∑d和预报日14时气温T14、风速F14和相对湿度U14作为森林火险预报因子，并根据森林火险与T14、F14和∑d成正比，与U14成反比的关系，确定森林火险预报公式。利用凯里市1997～2000年10～4月逐日T14、F14、∑d和U14值，采取对比、均衡、判断等方法确定出逐日实际森林火险等级，同时根据森林火险值计算公式计算出逐日森林火险值，最后确定出各级森林火险所对应的森林火险值范围，以点代面，这一结果适用全州甚至其它气候相似的省、地台站。     

黔东南州近40a来气温变化特征分析

利用黔东南州16个气象观测站1964--2005年共41a的逐月平均气温、极端最高及最低气温和稳定通过0℃、5℃、10℃、15℃和20℃积温等资料,对黔东南州近40a来气温变化作了较为全面的分析,特别是将近20a与前20a进行了对比分析,结果表明：近20a的气温比前20a的气温基本呈上升趋势。     

黔东南州旅游气候资源优越性分析

利用黔东南自治州16个自动气象观测站1971--2007年的气候资料,根据最适宜于旅游的基准气候指标,分析黔东南州旅游气候资源的优越性。结果表明：黔东南州适宜于旅游的气温持续时间长、降雨湿度条件好、太阳辐射少、负离子浓度高、大气压适宜于人体身心健康,各种旅游气候条件都十分优越。