使用数值预报方法的延伸预报

第一章为做延伸预报所用数值预报模式的现状 1.1 现在的业务模式为做延伸预报现在使用的模式主要有:做96小时预报的北半球4层模式(4L-NHM)和将它的结果延伸,做192小时预报的辐散正压模式(DB模式)。用这两种模式做8天的预报,每周两次,用星期日和星期三12时(格林威治标准时间,下同)的资料,做为值班业务预报进行计算,根据4层北半球模式作500毫巴的72、96小时     

准地转三层模式天气值预报方法的试验研究

作者首先根据温度局地变化的分析说明三层模式常常是必要的。然后作者用较普遍的准地转三层模式,试算了大范围高空温压场的倾向。所计算的是乌拉尔阻塞流型发展关键时刻的例子。作者的计算结果说明这种阻塞流型形成的预报必须使用三层模式,主要是因为与阻塞流型中高、低压切断有关的负变高,只有使用三层模式才报得好。根据三层模式的公式,作者并求出大范围天气系统发展的规则:即冷(暖)平流向上增强(减弱),那末等压面的位势高度升高(低槽减弱、高压脊加强);冷(暖)平流向上减弱(增强),那末等压面的位势高度降低(低槽加强、高压脊减弱)。也就是说,—舵所接受的暖平流使脊加强,冷平流使槽加深这规则是有条件的。作者还指出风场的逼近的需要和困难。特则是现有高空风观测和电码难以直接用来计算辐散。在计算方面作者给出了一个对 Poisson 方程适用的成群放松的格式。     

简化的两个参变数模型的图解数值预报

在本文中作者给出了用图解计算500毫巴24小时形势预告图的方法和实际操作步骤。应用这个方法作者计算了三张500毫巴预告图,结果和实况还大致相似。     

B模式大雨MOS预报方程

我站从1981年5月开始接收北京气象中心发送的北半球五层原始方程模式(简称B模式)形势预报图(500毫巴48小时预报和700毫巴36小时预报),经过1981年夏天的使用,我们感到在形势预报上效果较好。 我们利用1981年8月份我站大雨较多的机会。根据B模式数值预报图提供的信息,建立了大雨MOS预报方程,拟合了8月份出现的4次大雨,效果令人满意。 一、模式输出因子的挑选 1.副高信息的提取 预报实践证明,造成我县夏季较大降水的主要因素是天气系统的演变。在一般情况下,高原和西北地区的低槽24—48小时内     

低纬高原地区一次中尺度对流复合体个例研究

利用地球静止气象卫星(GMS)资料和有限区域暴雨预报模式(HLAFS)分析场,对1999年6月6日低纬高原地区发生的一次中尺度对流复合体(MCC)进行了分析.研究结果表明,MCC发生在副热带高压与滇缅高压之间辐合区中;受两高之间辐合区及云贵高原地形的影响,MCC位于500hPa一个明显的中尺度辐合线上,垂直速度中心强度比其他地区的MCC约大1倍,无辐散层位于400～500hPa之间,北侧准静止锋锋区很强.     

用完全预报法作要素预报的初步体会

一、概况 七十年代后期,兰州气象台开始接收日本500毫巴48小时数值预报传真图,预报员普遍反映,它对中高纬度大尺度形势场预报效果比较好。能不能利用数值预报的形势加工成天气和要素预报以发挥更大的作用?1979年前后,我们看到了上海气象台和吉林省气象局用数值预报结果制作要素预报的技术总结。上海台有自己的模式,他们利用积累起来的原始方程三层模式资料,采用MOS方法制作冬半年短期晴雨预报。吉林省在我国的东北部,他们接收了日本发布的多种预报传真图,也用MOS方法作短期晴雨预报,均取得了较好的效果。我台既无自己的数值模式,离日本又远,当时仅能接收一张日本48小时500毫巴数值形势预报图,其他物理量的预报图已处于边界附近,误差大,不能使用,因此预报信息很少。再加上我省地处     

欧洲中期预报中心谱模式预报性能的初步分析

欧洲中期天气预报中心(ECMWF)从1983年4月21日起更换了业务模式,启用了改进地形影响的谱模式,这个新业务模式垂直分层仍为15层,水平方向取63波。同时还增播了地面气压场预报资料。通过夏半年的应用和检验,我们初步认为,新的业务模式的3—5天预报质量比格点模式有所改善,对东亚强锋区上气旋加深的预报,以及西太平洋副高季节性变动的预报有较好的指导作用,500毫巴和地面两层形势预报资料,对于     

一个大型天气过程转变的分析

本文选取了1958年1月9日—14日亚洲上空一次横槽南下的例子,进行了天气学分析和数值分析。分析指出,这次横槽是与500毫巴上乌拉尔高压脊后有一速度散度的辐合区和对流层下部从西南向东北方向的暖空气输送区的建立和破坏有关联。由上述这两个区域的建立和破坏,引起了呈东北—西南轴向的乌拉尔阻塞高压发生一次建立和崩溃过程。随着阻塞高压的崩溃,使横槽南下,并引起一次寒潮过程。在横槽南下的过程中,我们还分析了涡度方程各项对涡度变化所起的作用。结果指出,涡度平流项是最重要的。而散度项的计算值则过大,且与涡度变化的实际结果不相称。最后,作者求出了涡度方程各项的五天积分数值,并考察了各项的页献。     

庆阳地区大(暴)雨MOS预报方程初试

我局从1983年6月1日起开始接收北京气象传真广播中的各种物理量预报图。为不断总结经验,便于预报人员使用这些图表,我们将接收的十六张预报图(其中物理量预报图有十二张:500毫巴36、48小时涡度,36小时△H_(24),700毫巴36、48小时垂直速度,36、48小时水汽通量,36小时全风速,36小时假相当位温,850毫巴36小时全风速,300/850毫巴36小时散度,500/850毫巴36小     

不同边界层参数化方案在暴雨数值模拟中的对比分析

本文利用非静力平衡的中尺度模式(MM5),通过对一次华南锋前暖区暴雨的数值模拟,比较了3种边界层参数化方案的作用。结果表明：从24小时累积降水的分布来看,MRF方案的预报与实况对比效果最好,其次是Blaekadar高分辨率PBL模式,最差是no PBI,方案。分析MRF方案的输出结果,发现对应每个时刻的累积雨团上空,925hPa都有较强的辐合辐散偶极子与之相配合,而在300hPa则有较强的辐散。不同边界层方案模拟的辐散场有一定的差别,导致了降水的不同预报效果。     

1000mb面及500mb面图解法数值预报的新尝试

本文提出了1000mb 面及500mb 面图解法数值预报的新方法.其特点是:(1)考虑了整个对流圈的铅直结构.用 Sawyer-Bushby 模式进行计算;但方法可推广到其他模式,例如Eliassen 模式.(2)500mb 面不当作无辐散层,无辐散层可置于其他适当的等压面上.方法的要点是利用 Bolin 定义的等效斜压层上某些平流来计算1000mb 及500mb 面的变高.讨论了一些实际试验结果.     

中国地区大范围定量降水数值预告图解法的试验

本文引用两层模式,以数值预告图解法计算未来24小时后的500/1000mb 厚度图、大范围垂直运动分布图.另外,还计算了500mb 层以下的水汽水平输送量.并由此算出24小时降水量的分布图.文中并以1957年5月15—16日08时的我国地区情况为例,进行了实例计算.     

一个简单的二层模式及其推广

在某些近似下,作者推导了一组闭合的预告500mb 高度和500mb 与某等压面之间的厚度的方程式;把它推广,作者还求出了一组预告三层等压面高度的方程式.和 Sawyer 等人~(**)的作法不同,在推导过程中,垂直速度随高度的分布未加以规定.这些方程式可以用电子计算机计算,也适合于图解计算,在业务工作中可以应用.在本文中作者还论证了空间平均场的準恒定性,并提出了选取边界条件的几种方法.     

Investigations on variations of the subtropical high in the Western Pacific during historic times

In this paper the 500 mb circulation field over East Asia was reconstructed by means of a stepwise regression technique, based on the relationship between summer (June to August) rainfall in China and 500 mb level heights. As a result of this study, three indices for the subtropical high, the longitude of the west border, and the latitude of the north border and intensity for the period AD 1471–1980 were extracted from reconstructed 500 mb level heights.The power spectrum analysis was carried out to investigate the variation of subtropical high indices for last 500 yr; it is shown that the prominent cycles are 22-, 36-, 55-yr and the quasi-biennial oscillation (QBO), among these the latter is more significant.The long-term variations of the 10 yr average 500 mb level heights and subtropical high indices are examined in relation to climate change; it was determined that the longitudinal variation of subtropical high plays an important role in the wetness variations over China.     

A comparison of a GCM simulation of the seasonal cycle of the atmosphere with observations part II: Stationary waves and transient fluctuations

Abstract

This paper presents the seasonal dependence of the stationary and transient eddies of the GLAS/UMD GCM from a two‐year annual cycle integration.

The simulated Northern Hemisphere stationary waves are realistic in winter (below 250 mb) and in spring and fall; in winter a large anomalous ridge over the date‐line is noted above 250 mb. The model does not simulate the winter barotropic trough over eastern Canada. In summer the mid‐latitude stationary waves are poorly simulated (possibly owing to anomalous summer rainfall), but the monsoonal structure in the tropics is captured.

The stationary wave field at 500 mb in the Southern Hemisphere is not well simulated, with the range of season‐to‐season variability being much larger than observed. The zonally averaged stationary wave rms is realistic below 200 mb in winter and spring, but is less so in summer and autumn, possibly due to erroneous summertime precipitation.

The geographical distributions of 500‐mb transient and band‐pass height rms, of transient 850‐mb heat flux and of 200‐mb momentum flux in the Northern Hemisphere are well simulated except for summer. The latitude‐height dependence of height rms and low‐level transient heat flux is realistic in both summer and winter, but the transient momentum flux is not well simulated in summer. The mid‐level transient heat flux is too strong.

The overall pattern of transient activity at 500 mb in the Southern Hemisphere is reasonable in the GCM, although there is too much variability in the eastern Pacific, while the observed peak in rms in the New Zealand sector is displaced eastwards in the GCM. The latitude‐height dependence of transient height rms and transient fluxes of heat and momentum looks quite realistic, and is similar in accuracy to the Northern Hemispheric results.     

吉林省夏季(6-8月)低温多雨的中期天气分析及其预报

本文从统计低温多雨的冷空气路径、源地和移速入手,找出主要影响系统为贝加尔湖北部及雅库茨克的阻塞高压。并进一步运用候距平中心的移动规律,分析了这种结论的可靠性,指出在前1—2候就有正距平中心在该地区活动的先兆。 用谐波分析的方法,探讨了超长波的演变规律和阻塞高压的关系;提出阻塞高压的加强和稳定,主要是一波脊和三波脊在该地区重叠和持续的结果。在低温多雨前的7—14天,三波的振幅占绝对优势;高温少雨前的6—12天,一波振幅大于三波振幅。 最后,用逐日天气图上特定地区异常稳定的槽脊活动来表征,得出简单易行,确率达90％左右,预报时效较长的中期预报方法。     

东亚对流层上部和平流层中下部大气环流的初步研究

根据1957—1961平东亚九十余个探空站的记录,对东亚对流层中上部和平流层中下部的大气环流特点作了初步的分析,得到如下几点结果: 1.在冬季,对流层中上部的气压场和风场特点和过去研究的结论基本一致。在夏季,高原部分的环流特征却和过去的结论不同,夏季在高原上对流层中部出现微弱的气旋性环流,但在300毫巴已在反气旋的控制之下,而且反气旋的势力愈往上去愈强,在100毫巴处高原上空的反气旋达到最大强度,这是与青藏高原的热力性质有关系的。此外,从1月到7月东亚对流层上部的气压场和风场变化甚大,在中高纬度气压场有相反的趋势,并且副热带高压脊线从冬季的北纬15°位置移到夏季的北纬28°。 2.在东亚沿海,中纬度的几个测站在平流层中部的温度年变程呈双峰型,最高温度出现在1月和6—7月。在低纬度温度的年变程也呈双峰,但位相与中纬度相反。低纬温度年变化特点与辐射有关;中纬度的温度年变化,经过计算表明,1月的高峰与温度平流有密切关系。 3.东亚对流层中上部和平流层中下部风场的季节变化,与对流层中下部一样显著。从夏到冬的环流季节变化过程,高低空有一致性,而从冬到夏的环流季节变化过程,高低空变化并不一致。     

1958年8月4—12日西太平洋副热带高压减退过程的研究

本文对1958年8月4—12日中国大陆上西太平洋副热带高压减退过程作了分析。结果指出:它的减退是从200—400毫巴层次中开始,然后向上向下传递,最大变化发生在200毫巴层上,500毫巴以下高度场的变化是很小的,这是由于对流层顶附近的动力因子所决定的。文中还指出,大型环流发展所引起的经圈环流和东风急流显著的变动,是造成高压减退很主要的因素。本文还进一步分析了东风急流减退的物理机制和高压本身结构的演变特点,以及这种变化对高压减退所起的作用。     

作物产量的预报方法

本文用调和权重法处理产量资料,分析产量趋势离差与500mb环流因子的关系,选取7个环流特征值建立产量预报模式,拟合与试报的效果较好。最后讨论了提高预报时效、环流因子所反映的生育期气象条件特点等问题。     

Investigation of summer synoptic climate controls on the mass balance of Meighen Ice Cap

Abstract

The Meighen Ice Cap synoptic climate classification system, developed from the study of six years of summer meteorological and glaciological observations, appears to account for significant variations in the energy‐ and mass‐balance climates of the ice cap. In relating the summer frequency of the three synoptic types to fourteen years of mass‐balance measurements, it was found that variations in surface conditions, solar angle and type of precipitation could be accounted for by the relative sequence of synoptic types. Further it was shown that the types could be represented by the position of the dominant 500‐mb cold Low influencing Meighen Island, thus providing a link between the mass balance and the general circulation.

Dominance of the winter pattern of a 500‐mb Low in the Hudson Bay –Baffin Island region throughout the summer season is capable of maintaining Meighen Ice Cap at its present size. A shift of the 500‐mb Low from the winter position directly to the Beaufort Sea or adjoining Polar Ocean area is capable of increasing the size of the ice cap. On the other hand, a shift of the 500‐mb vortex to the Asiatic side of the Polar Ocean before taking up position in the Beaufort Sea – Polar Ocean area produces negative mass‐balance conditions. When the 500‐mb Low remains on the Asiatic side of the Polar Ocean during most of the summer season the slow accumulation of two decades of Polar Ocean years is destroyed.