起伏条件对冰雹增长的影响

观测资料表明,云中的一些物理量如气流、含水量等都是有起伏的。在雷暴和冰雹云中,由于强烈的扰动,这些量的的起伏更为显著。中国科学院大气物理所的云物理工作者曾经在云滴浓度(或含水量)、上升气流、湍流加速度、电量等气象因子有起伏的条件下,研究了暖云降水机制问题。本文在文献[3]和[5]的工作基础上,将生长质点的半径作为多元随机变量(初始粒子半径和诸气象因子)的函数来处理,对雹胚为多谱时在两个主要气象因子—含水量和湍流加速度有起伏的环境中生长的冰雹谱作了具体的推导和计算。另外还推导计算了其它几种较简单的模式,并作了比较。通过上述工作,揭示了那种平均物理量比较弱的对流云中能够在较短时间里形成中等以上大小(或中等强度)的冰雹的物理原因。定量地说明了起伏的气象因子的增减和雹胚的大小和分布对冰雹谱的影响。     

垂直气流速度起伏条件下形成降水的各因子分析

文献[1]阐明了上升气流的起伏对暖的薄云降水有重要作用,本文在此基础上进一步分析了各因子的影响。结果指出,垂直速度的起伏量和平均值,云中含水量及云厚等参量,只有在适当的配置下,才有可能形成降水。并且着重分析了起伏量大小对雨滴谱的影响。看来,起伏量大大对降水形成是不利的。     

下垫面特征对一次短期天气过程影响的数值试验(Ⅱ)

在文献[1]工作的基础上，利用文献[1]的个例和模式，研究了局地区域下垫面特征的变化对自身及其领域短期降水和环流的影响，并探讨了可能的影响机理；最后比较了局地区域与大区域下垫面特征相同变化所致的影响差异。     

起伏条件下重力碰并造成的暖性薄云降水

本文中考虑了云中垂直气流的湍流起伏,来計算云滴的碰并增长.发現在这种上升气流有起伏的环境下,同样大小的云滴在云中可以长成不同大小的較大云滴,包括降水胚滴和降水微元(雨滴),从而对暖性薄云如何形成降水給出一个此較合理的解释。     

三维弹性套网格中尺度(β-γ)大气模式的检验和实例研究

应用文献[1]建立的中尺度(β-γ)大气模式,模拟了强对流风暴、过山气流与降水、及山谷风和海陆风等重要中小尺度天气过程,研究了各个过程的发展特点,检验了模式各部分功能。模拟结果与实际观测、国外模拟结果和概念模型相当一致,表明模式方程、物理参数化、地形坐标系和套网格设计等对局地天气过程中复杂的云过程、下垫面强迫和地形效应具有较强的模拟能力,适用于各种局地天气过程的模拟研究。文中对各个个例模拟结果进行了初步分析,揭示了它们的结构特征和演变机理,并指出了模式的一些缺点和未来进一步完善的方向。     

K指数在暴雨分析预报中的应用

引　言暴雨预报方法和指标一直是天气预报工作者探索的重点。大量文献表明 ,K指数主要用作对流性天气的一个热力指标 ,且沿用北美[1] 的统计结论较多 (即K >35℃ ,可能有成片雷暴 ) ,系统研究K指数与降水关系的比较少见。我们选取MICAPS提供的客观K指数分析场 ,初步发现K指数 (及不稳定能量E)对本地的降水 ,特别是对 2 4小时暴雨预报有一定的指标性。1　K指数意义根据文献 [1 ]:K =[T850 -T50 0 ]+Td 850 - [T -Td]70 0其中第 1项为 850hPa与 50 0hPa的温度差 ,代表温度递减率 ,第 2项为 850hPa的露点 ,表示低层水汽条件 ,第 3项为…     

一个直接用观测资料计算大范围散度、涡度和垂直速度的方案

提出了一个直接用观测资料,便于用电子计算机计算大范围散度、涡度和垂直速度的方案。还提出了计算某些物理量的梯度、平流和通量的方法。对于在垂直方向不均匀分层的计算,垂直边界条件个数和连续方程不协调的问题,以及在地形起伏的山地如何计算垂直速度等问题,也作了初步讨论。最后,用一次华南大范围降水的例子进行了计算,结果和预报员经验还比较一致。     

暖云降水微观物理机制的統計理論

本文主要对暖云降水微观物理机制作了初步的实驗与理論分析,提出了云滴增长的随机过程理論以及暖云降水微观机制模式,結果表明,由于湍流所引起的起伏現象以及湍流碰并对降水的形成有极为重要的作用。     

水滴重力碰并增长近似公式的研究

一、引言在降水机制或滴谱形成理论的研究中,无论是积状云还是层状云;无论在均匀条件下或是起伏环境中,都不可避免地要涉及到水滴重力碰并增长问题。在许多理论研究和模拟实验中,考虑水滴重力碰并增长过程,都要用水滴增长到某种大小所需的时间。但由于水滴下落末速度与其直径间的解析关系至今不明确,因而,在重力碰并下,水滴增长到某种尺度所需的时间也不能用解析式表达。这给降水机制,滴谱理论等的深入研究造成一定的困难。例如,在起伏条件下,经     

大尺度起伏条件下云滴的随机增长

1955年Telford曾处理过Poisson不连续重力碰并过程,这是属于一种相关时间非常短的起伏生长过程。但是,在云中,有些起伏场尺度还是比较大的,例如与云泡运动有关系的湿度场和含水量场,它们的相关时间可能到10~2秒。在这种背景下,将会进一步加速随机碰并过程。     

大气凝结水汽汇、凝结潜热作用与积云对流参数化

从引入包含质量(水汽)源、汇的连续方程出发,重新推导出大尺度凝结降水和积云对流凝结降水之水汽汇起作用的热力学方程,从而重新给出气压、气温预报方程及地面气压与高空位势高度预报方程。发现,在此基础上,才能实现凝结3个作用:气块水汽质量流失与气压降低;气块虚温降低;加热气块;和通过大气运动方程,实现大气凝结潜热“热机”作功。这时,对于预报气压、气温场,积云对流参数化方案中的参数在凝结3个作用中保持一致。否则,通过积云对流参数化方案,虽可以近似实现对于预报气压和气温场的凝结3个作用,但不可能调好参数的降水物理特性及其时空分布特征。且对于静力模式预报地面气压和高空位势高度场,不可能实现上述的第一凝结作用。最后表明,当模式分辨率提高到只用降水显式方案、不再用积云对流参数化方案后,则必须引入包含水汽源、汇的连续方程。因在热带海洋面上的水蒸发过程,水汽进入大气将改变地面气压场,且蒸发潜热可分为内潜热(水汽内能)和外潜热(水汽压力能),内潜热立即成为大气热能的一部分,而外潜热直接对大气层作功,使得大气位能增加。文中研究了大气中的大尺度凝结降水和积云对流凝结降水对气压场与位势高度场的影响。一般积云对流参数化方案都已考虑内潜热对大气的加热作用,但还须考虑因凝结与降水造成地面气压场及高空位势高度场的变化,后者应是外潜热作用的结果。在上述研究过程中,必须引入考虑凝结作用的连续方程,且最终可以改变有降水(包括大尺度凝结降水和积云对流凝结降水)发生时的数值预报模式动力框架。     

非线性发展方程的计算稳定性对初值的依赖

本文指出文献[4]中所举一维平流方程的‘蛙跳格式’及‘向前差格式’的计算不稳定特例,只要将初值稍加改变就能使计算保持稳定。并改进了文献[2]中的结果。     

南京市区降水酸度及若干离子的测定

本文介绍南京市区降水的酸度及若干离子的测定结果.结果表明:降水酸度是随时间变化的,1982年降水的酸度比前两年有增加;降水过程中降水初期的pH值一般比较大,然后变小,后期又有所回升;降水中硫酸根[SO_4~=]与硝酸根[NO_3~-]之比一般约为5:1,而雷阵雨降水中它们之比约为3:1.这可能是由于南京市区降水中以硫污染物为主.     

二维界面流的稳定性及相路方程的椭圆型条件

针对天气实践的一些问题,本文改变了文献[1]的某些作法,分别就上、下行波的稳定性情况,切变邻近区域相路方程的类型条件作了较细致的讨论。结果表明:不稳定极易发生在背急流方向而立的左侧,并在不连续界面的两侧其稳定性是不同的,其相路方程也是有条件的——急流轴及其左侧邻近地区,一般满足椭圆型条件,而其右侧则有可能出现双曲型,从而揭示了扰动沿东西向传播时不稳定易于维持的原因,并与天气实践吻合。     

厦门市S波段双偏振雷达测雨效果分析

选取2016年7月—2017年12月16次降水过程,利用厦门双偏振雷达的偏振参量资料及区域自动站小时雨强资料,统计分析不同降水强度下的偏振参量的值分布,并且对5种测雨方程的测雨效果及误差进行分析,主要得到以下结论:1)Z_(DR)、K_(dp)只与粒子形状、取向和相态有关,随着雨强的增大,雨滴粒子增大,Z_h、Z_(DR)、K_(dp)总体趋势均是不断增大的,ρ_(hv)相差不大,基本在0.9以上;2)测雨方程R(Z_h)、R(Z_h,Z_(DR))的估测降水对实况降水严重低估,而方程R(K_(dp),Z_(DR))会高估实况降水,方程R(K_(dp))与R(Z_h,K_(dp),Z_(DR))的估测降水与实况降水最为接近;3)方程R(Z_h)、R(Z_h,Z_(DR))对小/中雨量级的降水估测效果较好,方程R(K_(dp))、R(K_(dp),Z_(DR))、R(Z_h,K_(dp),Z_(DR))对小/中雨量级及大雨量级的降水估测误差较大,而对暴雨以上量级降水的估测效果则有明显的改善,特别是方程R(K_(dp));4)从5种测雨方程的稳定性来看,在小/中雨量级的降水中测雨方程的稳定性均较差,而在大雨以上量级的降水中稳定性明显改善,其中方程R(Z_h)、R(Z_h,Z_(DR))更加稳定一些,但与其他3组方程相差不大。     

不同因子处理方法对广西MOS方程降水预报准确率影响的试验

利用1995－1997年T106输出产品，以相同的数学回归模型对各种不同的因子处理方法生成的预报因子做广西89站的降水预报准确率对比试验，结果表明预报因子的选取与准确率关系极大。这也说明了选取合理的、有物理意义的因子是建立MOS降水预报方程成功与否的关键。     

江西五河流域降水与重大降水过程天气系统特征分析

通过对江西五大江河流域内的测站降水进行统计，分析了各流域的暴雨、连续大降水过程等降水气候特征；同时还对各个流域一些重大降水过程的天气系统进行普查，得出了一些统计事实。为今后制作流域预报提供一些参考。     

一次秦岭南麓暴雨中秦巴山区地形作用模拟分析

利用NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料对2014年8月30日发生在秦岭南麓一次暴雨天气过程的成因进行了诊断分析,并利用中尺度模式WRF V3.3对此次暴雨过程进行了模拟和地形敏感性试验。结果表明:(1)500hPa西风槽,700hPa、850hPa低涡切变和副高外围西南暖湿气流是暴雨的主要影响天气系统。(2)秦巴山区起伏地形,使陕南降水增多,关中降水减少;而地形起伏大小,会影响关中地区降水落区,地形起伏越大,关中地区降水落区越偏南;若去掉秦巴山区地形起伏,陕南降水落区和强度均减小,雨带北移。(3)秦巴山区对偏南气流的阻挡,使秦岭上空形成一风速梯度大值区,造成风速和水汽的辐合,激发上升运动,产生强降水;当秦巴山区地形高度按比例降低,或去掉秦巴山区地形起伏时,均造成秦岭上空风速梯度减小,水汽辐合减弱,雨强减小。(4)秦巴山区地形对秦岭地区降水有增幅作用,地形高度和降水强度呈正相关,地形越低,层结不稳定条件越差,能量越弱,上升运动越小,雨强就越小。     

哈尔滨地区积雨云降水微结构特征

1999年5－7月，采用PMS公司生产的GBPP－100型地面雨滴谱仪，对哈尔滨地区各镒降水过程进行了观测。本文对其中的7次雷雨过程进行重点分析，得到积雨云降水的雨滴谱分布、微结构以及起伏特征等一些有意义的结果。     

不同因子处理方法对广西MOS方程降水预报准确率影响的试验

利用１９９５—１９９７年Ｔ１０６输出产品，以相同的数学回归模型对各种不同的因子处理方法生成的预报因子做广西８９站的降水预报准确率对比试验，结果表明预报因子的选取与准确率关系极大。这也说明了选取合理的、有物理意义的因子是建立ＭＯＳ降水预报方程成功与否的关键。