基于云团特征的短时临近强降水预报技术

通过分析2005-2008年影响浙江的梅汛期强降水云团特征,将云团分为偏北型、居中型和偏南型,研究这三种类型云团云顶亮温与地面1小时强降水极值和10mm/h以上降水覆盖面积关系,结果表明偏南型和偏北型云团有较多相似特征,而居中型云团较其他两种云团则有较多相反特征.通过分析1小时强降水相对于云团中心移动路径的落区,指出梅汛期云顶1小时变温和亮温梯度与地面1小时强降水落区无明显配对模型.随后利用天气形势场资料,分析强降水云团与环境要素场的关系,指出云顶亮温的宏观特征与中高层的垂直速度、水汽通量密切相关,最后尝试建立三种类型强降水云团成熟阶段云顶亮温和地面降水人工神经网络预报方程,给预报员提供参考.     

0308号强热带风暴天鹅路径和降水分析

详细分析了0308号热带气旋天鹅在南海中部加强为强热带风暴后云系的演变以及对路径和降水产生的影响，结果表明：强对流云团的“吸附”作用是天鹅登陆后路径南折的主要原因；垂直速度场对热带气旋路径短期偏折方向有较好的预报指示意义，热带气旋有向强上升运动区偏折的趋势；中尺度暴雨出现在强对流云团中小涡旋的螺旋云带上或云顶亮温的梯度密集区与地面风向辐合区重叠处。     

热带气旋预报的人工神经网络方法

根据１９４９－１９８８年登陆珠江口的热带气旋资料，运用了人工神经网络的一个典型模型－“反向传播”模型，建立了该地区３５－４９小时热带气旋登陆地点的预报模型，并应用于热带气旋登陆地点的预报，即珠江口的热带气旋登陆地点预报，其拟合最大相对误差不超过０．７％。结果表明，神经网络预报模型具有容错能力强、预报速度快的特点，可望成为望带气旋预报的有效辅助手段。     

利用卫星云图变分同化初始场对热带气旋路径影响的数值试验

利用上海台风研究所的东海热带气旋预报模式，讨论用卫星亮温资料变分同化初始温度场及相对湿度场对热带气旋移动路径的影响。结果表明，对400—925hPa模式层的温度场、相对湿度场和温度场的变分同化对热带气旋移动路径预报有较好的实用意义。     

西太平洋热带气旋影响惠州的降水预报

众所周知，热带气旋会带来狂风暴雨，但每次对降水的影响程度有轻重之分，对登陆本地以外的热带气旋是否对本地有影响，影响程度如何又是一个问题。我们曾对这些问题进行过探索，并得出一些预报指标，现简单介绍如下。l几点说明1．1预报思路将海上划分为三个区，20”N以北、125”E以西为1区，17～20oN、120～125”E为11区，17～20oN、120oE以西为m区。当08时热带气旋进入这些区域内，当天做热带气旋登陆地段预报，并在此基础上分类做降水预报，预报的时段从登陆当天起48小时内。1．2热带气旋资料、图次和预报因子据统计，在22”N以北进入…     

四川2006年“9．3”暴雨过程中TBB与强降水对应关系分析

本文使用2006年9月3日~5日的四川盆地各站点每小时一次的云顶亮温和降水资料,将每小时一次云顶亮温、云顶亮温梯度以及每小时各个站点的降水量进行对比分析。分析发现,TBB值由最低值快速上升时,其对应站点的降水强度也大,降水区域出现在TBB梯度大的地方。     

四川2006年"9.3"暴雨过程中TBB与强降水对应关系分析

本文使用2006年9月3日～5日的四川盆地各站点每小时一次的云顶亮温和降水资料,将每小时一次云顶亮温、云顶亮温梯度以及每小时各个站点的降水量进行对比分析.分析发现,TBB值由最低值快速上升时,其对应站点的降水强度也大,降水区域出现在TBB梯度大的地方.     

利用卫星云图估算焦作市4-9月12h降水

利用2004-2006年FY-2C卫星云图资料,统计了云顶亮温与焦作市降水量的关系;并根据相邻两张云图中云顶低亮温中心移动的距离和时间,确定云的移速。在此基础上,建立了层状云和积状云降水估算方程。经对2005-2006年估算结果统计,层状云有无降水预报准确率为80%;对4次积状云降水的估算结果为1次漏报、1次降水量级误差较大、2次预报正确,准确率达50%。     

基于卫星资料进行热带气旋强度客观估算

利用日本MTSAT (multi-functional transport satellite) 红外亮温资料,提取热带气旋云团中云顶较高、对流较旺盛的深对流信息,根据提取的对流核数量、对流核距热带气旋中心距离、对流核亮温极值等信息表征热带气旋强弱,初步建立了热带气旋强度估测模型;并根据该估算模型的误差分布对强度 (用最大风速表示) 大于40 m·s-1和小于18 m·s-1的样本结果进行了线性修正,修正后的结果与中国气象局《热带气旋年鉴》热带气旋最佳路径资料比较得到非独立样本和独立样本的强度平均绝对误差分别为5.5 m·s-1和5.9 m·s-1, 均方根误差分别为6.9 m·s-1和7.7 m·s-1;对于热带低压、强台风及以上的估计平均绝对误差分别降至4.9,4.7 m·s-1,准确度较好。试验表明:利用热带气旋云团中的对流核数量、分布、冷暖与其强度建立的统计关系模型是可行的,该算法的估算精度与Dvorak方法、AMSU (advanced microwave sounding unit) 定强算法相当。     

一种运用云顶亮温确定热带气旋海面大风区的方法

运用１９９６—１９９７年间１６个热带气旋的ＧＭＳ红外云图云顶亮温（ＴＢＢ）和国内外热带气旋大风报告,以及部分常规和船舶测风报告,通过统计分析,概括出可确定热带气旋７级和１０级以上大风区的几种ＴＢＢ场概略模型图,试图形成一种可供业务参考使用的大风区确定方法。     

2013年4月29—30日景德镇地区锋面暴雨过程分析

利用常规气象观测资料、NCEP 1°×1°格点数据以及FY-2E相当黑体亮温（TBB）资料,对2013年4月29—30日景德镇地区锋面暴雨产生的原因进行了初步分析。结果表明,500 hPa槽前负变高大值区诱使低层低值系统发展,850 hPa低涡沿切变线快速东移,配合西南急流的发展北伸,为暴雨区水汽辐合抬升提供了有利条件。伴随着冷锋南下,近地面层冷平流的侵入使得暖湿空气抬升,对流不稳定性增加,上升运动加强,是造成此次强降水的触发机制。景德镇上空不断有对流单体经过、东移,是造成景德镇地区出现暴雨的直接原因,强降水大多出现在TBB低值附近或其梯度区。此次暴雨过程水汽主要来自超低空急流输送,925 hPa水汽通量散度与暴雨落区、强度对应关系较好。     

FY-2C卫星资料在热带风暴“范斯高”预报分析中的应用

运用FY-2C卫星云图及其相关定量资料TBB,对热带风暴"范斯高"的强度、路径及降水进行了综合分析,归纳出"范斯高"发生发展中云系的一些特征,从而判断其强度变化和移动方向;在降水方面,黑体亮温(TBB)场和降水量有很好的对应关系,TBB场清晰地揭示了"范斯高"的降水分布特征,即五指山以北出现强降水,其中西部最强,而南部降水较弱。     

2020年贵州省一次MCC特大暴雨的诊断分析

该文利用常规气象观测资料、NCEP再分析资料以及卫星和雷达资料,通过对环流背景、云图、雷达以及物理量分析研究,对2020年6月30日贵州特大暴雨过程进行诊断分析,发现此次特大暴雨过程是在高空多短波槽活动、中层弱冷空气的入侵、高空急流和低层切变线长期维持以及西南暖湿气流的持续性输送共同影响下形成的。此次MCC对流云团生成于毕节市威宁县附近,在MCC的初始阶段,对流云团由块状向椭圆形发展,冷云罩面积逐步增大,云顶亮温中心不断降低;成熟阶段由椭圆形逐步扩散为多边形,云顶亮温中心维持在-80℃以下;消亡阶段冷云罩面积和云顶亮温绝对值迅速减小。逐小时短时强降雨站数与冷云盖面积有很好的对应关系,在形成、成熟、消亡3个阶段分别呈现逐步上升、明显上升和迅速减小的趋势;最大小时雨量在成熟阶段与最低云顶亮温有较好的对应关系。此次特大暴雨过程中强回波基本集中在4 km以下,中低层越靠近地面回波越强,强回波接地,质心低。初始阶段强回波强度强,移速快,但生命史短,呈现单峰值分布;成熟阶段的强回波范围大,持续时间长,移速慢,呈现多峰值分布。TI≥44℃的大值区长期维持,低层的暖平流和上升气流以及正涡度辐合,配合高层的冷平流和下沉气流以及负涡度辐散,为此次特大暴雨过程提供了有利的能量和动力条件。     

HLAFS显式云降水方案及其对暴雨和云的模拟(II)暴雨和云的模拟

在HLAFS业务数值预报模式的动力框架下,利用文章(I)所述的显式云降水方案,对一次暴雨过程和伴随着的云物蓝砸淮伪?雨过程和伴随着的云物泪果表明,显式方案对降水落区和强降水中心位置的预报较原HLAFS的大尺度饱和凝结方案有明显改进.模式能合理地揭示出暴雨发生、发展过程中的云系演变规律和云物理过程.冰相过程对降水、中尺度热力和动力场有明显影响,特别是冰相过程有利于降水的早期的形成速率.与卫星TBB资料的对比分析表明,引进显式方案后,模式能较合理地模拟出云系的轮廓、位置、范围、强度、生消和移向,模式模拟出的云顶温度与卫星测量出的云顶温度较为一致.     

广西一次强降雨TBB场特征分析

利用FY-2E卫星的相当黑体亮温（Black-Body Temperature,TBB）等经纬度投影数据（水平分辨率0.1°×0.1°）和NCEP／NCAR的再分析资料,对应分析2010年5月31日至6月2日TBB平均场分布特征及其演变特点.结果表明：TBB比较好的展示了强降雨落区及强度的变化特点,TBB的梯度变化与强降雨的演变有明显的对应关系,TBB梯度突降时,降水随之增强,突升时,降水随之减弱.丰富的水汽从南海源源不断沿副高西侧向华南上空输送,与高空槽引导下的冷空气在华南上空交汇,对广西上空的强降雨云系的发生、发展和维持起着重要作用.同时,TBB低值区在广西中部暖式切变附近稳定少动,给该地区造成长时间的强降雨天气.     

我国南方持续性暴雨成因的TBB场分析

运用ＧＭＳ红外云顶亮温（ＴＢＢ）,分析了１９９８年６月我国南方地区大范围持续性暴雨的成因。结果指出：它是由北方较强冷空气经华北一带源源不断南下,与较弱的西南季风在江南至华南一带汇合而形成,其中冷空气频繁南下是最主要原因;ＴＢＢ旬平均和距平场,定量而又直接地展示了产生强降水云系的强度、分布特征及其成因。     

青藏高原对流云团东移发展的不稳定特征

利用1998年6~7月的逐时GMS红外TBB资料、T106的客观分析资料以及沿长江5个站的探空资料，对青藏高原上的对流云团东移维持发展的环流背景条件进行了分析。研究表明:高层气流辐散、低层气流辐合的垂直结构，高低空急流的引导作用，高原东南部和长江流域充沛的水汽条件以及大气层结的不稳定性是造成青藏高原上空对流云团东移的前提条件。     

2014年长江流域三次暴雨过程卫星云图释用研究

本文利用实况探空资料和风云2C、2D卫星探测资料,对2014年7月西太平洋副高与西风带低槽共同作用下长江流域出现的三次暴雨过程进行分析,将三次过程卫星云图以及各种物理要素场配置进行对比,得到以下结论。云系表现为典型的梅雨锋云系特征,云系位于高空槽前580线与副高外围588线之间。降水云带由对流云团、稳定性降水云团及混合性降水云带三部分组成。梅雨锋中的MCC云团十分活跃。随着云团最强对流的逐渐减弱,云团面积迅速膨胀,并持续数小时后很快减小,强降水主要发生在云团发展和成熟期中。强降水还与对流有关,降水强度总体上跟TBB强度呈反相关,TBB越低降水越强。梅雨锋云系的分布与各层的垂直速度场、涡度场、散度场有很好的对应关系,与中高层的涡度平流场也有较好的对应关系,云带总体位置与上升运动区、低层辐合和高层辐散区、正涡度平流区位置近乎重叠。比湿通量、比湿通量散度和假相当位温等温湿参量的分布特征能很好锋面云带的移动、发展和分布特征。      

两次华南飑线卫星亮温特征与强对流天气分析

利用Himawari-8高时空分辨率红外亮温资料和ERA-Interim再分析资料,对比冷锋型和暖区型飑线个例("4·13"和"5·6")亮温特征与雷暴大风、地面强降水的关系,结果表明:(1)两次过程的云顶最低亮温、冷云区平均亮温差异小,但两次过程初生阶段云型不同,"4·13"与"5·6"相比,冷云顶面积较小、持续时间较短、移动速度较快;(2)"4·13"("5·6")的亮温梯度大值区主要位于冷云区东南侧(西南侧),与云团移动方向平行(垂直);两次过程雷暴大风与亮温梯度均具有较好的空间对应关系,亮温梯度增大超前于雷暴大风增强,可作为提前预警指标;(3)"4·13"地面强降水集中分布在低亮温区西侧,原因为风暴顶前移导致强降水与冷云区具有空间位置差异;"5·6"地面强降水则与云顶低亮温具有较好的对应关系。     

2005年6月华南致洪暴雨过程中FY-2C卫星TBB场分析

利用水平分辨率1°×1°经纬度的FY-2C卫星相当黑体亮度温度（TBB）网格资料，探讨了2005年6月18—22日华南致洪暴雨过程中TBB的平均场分布特征及其演变特点，以求得华南地区对流云带（团）生消与暴雨的内在联系。结果表明：TBB场能较直观地反映暴雨过程中积云对流活动、降水的分布和强度特征，TBB低值带与华南地区强暴雨落区有很好的对应关系；强盛的西南季风对华南地区强对流云系的生成、发展和维持起了主导作用；对流云带（团）以缓慢东移为主，随着云带（团）TBB值降低，降水强度逐渐加大；TBB有明显的日变化，同时伴随着雨强的日变化。