基于DP算法的槽线自动判识

槽线自动识别是天气图自动化分析的重要内容,但目前的气象槽线分析主要通过人工实现。为了能够实现槽线准确快速的自动提取,本文从等压线数据着手,提出了一种基于Douglas-Peucker算法的气象槽线自动识别方法。该方法通过Douglas-Peucker算法从等压线中提取曲线特征点作为槽点,充分保留了等压线曲线的主要特征和拓扑关系;依据由等压线拓扑结构设定的规则连接槽点构成候选曲线,进行槽脊线区分得到槽线识别结果。试验表明该方法能够实现槽线的自动分析,分析结果较为准确。     

计算机天气图图形识别

根据天气系统的定义和实际业务中的天气图分析规范，总结出了５００、７００、８５０ｈＰａ３层高空天气图上特征等高线，特征等温线，槽线（含切变线），高（低）中心，冷（暖）中心以及热带气旋的识别方法及其判别式，并给出了实现计算机自动识别的程序设计步骤。     

高空天气图自动分析系统

介绍高空天气图自动分析系统的设计思路和主要实现技术，该系统集数据处理和图形处理技术为一体，所分析的天气系统完整无遗漏，高低压中心明确，等值线分析客观合理。     

多形集在数据库文件中的作用

多形集在数据库文件中的作用王侠飞，王晓明（吉林省气象台）１问题的提出在吉林省智能暴雨预报系统中（以下简称预报系统），通过计算机对天气图形的识别，采集一些表征天气系统特征的数据，如高低中心、槽线脊线、切变线、冷暖平流以及锋区急流等等，这些特征数据与一定...     

洋面加热场和高空波动之间位相差的某些经验关系

本文研究洋面加热场同500毫巴槽脊发展之间的关系。洋面加热专指乱流感热交换和潜热交换,根据经验公式算得的。文中前一部分从所选的12次冬季天气过程,探讨加热和槽脊发展之间的经验事实,后一部分选例分析高空槽在加强时和衰退时,加热对厚度变化和涡度变化的作用。分析结果得: (1)当洋面加热最大中心在槽前(相对于槽线而言),槽一般趋于加强,在槽后槽趋于减弱;这种趋势以加热在槽线前后5—10经距处的次数最多,同时槽的移速同加热也有一些关系。 (2)加热极值中心同脊的强度变化,还不能确定出什么关系。 (3)加热在厚度变化中有贡献,加热在槽前,负变厚中心有向槽后偏移的倾向;加热在槽后,负变厚中心有移向槽前的倾向。 (4)加热在槽前有利于槽前产生涡度,加热在槽后有利于槽后耗损涡度。     

一次高原北侧槽个例的Q矢量的分析

本通过对１９８２年７月２４－２９日一次高原北侧槽活动过程的Ｑ矢量分析，发现低压槽在高原上南伸时，一般槽前５００ｈＰａ上有Ｑ矢量辐合带，Δ·Ｑ５００＜０；对应２００ｈＰａ上有Ｑ矢量辐射中心或辐区，Δ·Ｑ２００＞０；同时槽线南端伴有强冷锋锋生中心。说明上升运动的维持、加强和冷锋锋生作用是低压槽在高原上南伸的重要机制。     

阿图什地区春季大风的700hPa影响系统分析

对造成阿图什地区1980－1989年春季（3－5月）共96次大风天气过程的700hPa影响系统进行了统计分析，得出造成大风的影响系统共有7种类型。对各类影响系统着重从槽线的走向、夹角（槽线两侧风场的夹角）及槽的移向、移速、强度变化，涡的中心数值、闭合圈数等方面分析阐述各类影响系统的特点，并且从温度场与高度场的相互配置情况出发来推断槽的演变规律，以及对大风天气产生的贡献。     

中昆仑山北坡一次极端暴雨天气 过程分析

利用常规气象探测、FY卫星、多普勒天气雷达以及再分析等资料，对2021年6月15至16日出现在中昆仑山北坡极端暴雨成因进行分析。表明:此次暴雨西伯利亚到中亚有低槽稳定维持，昆仑山北坡环境大气逐渐变的潮湿不稳定。500 hPa低槽东移动分成两段，位于中亚低槽与印度半岛西北部低槽南北叠加，地面东、西两股冷空气进入盆地，使得不同性质空气在充分混合。东风急流中心在且末至若羌，在和田中部有偏东与偏西风辐合、水汽辐合、强的水汽输送、强上升运动。水汽输送主要距地4000米以下，水汽源位于天山南坡、高原南坡。地面的热力不均匀、高空急流、地面辐合线、地形等作用使得降水强度增强。强降水以γ小尺度系统为主，在地面辐合线附近表现为快速生消的特征。     

T639数值产品对影响新疆主要系统的预报检验评估

使用T639L60模式2009—2010年1°×1°分辨率72 h预报时效内的高度场预报产品及ECMWF客观分析场,采用天气学检验方法,对新疆主要天气影响系统(西西伯利亚低槽、乌拉尔大槽、北方横槽和中亚低值系统)数值产品的预报能力进行检验。主要从影响系统生成时间、中心强度、槽线位置、移动速度4个方面进行检验。检验结果表明:T639模式对新疆影响系统具有较好的预报性能,尤其对48h内的预报能力非常高。但因影响系统和预报时效不同其预报能力也有较大差异,对越深厚的低槽系统,T639模式的预报效果越好;T639产品对西西伯利亚低槽和乌拉尔大槽出现时间预报偏早的较多,而北方横槽和中亚低值系统偏晚的多;对西西伯利亚低槽和中亚低值系统槽线位置预报偏快的较多,而乌拉尔大槽和北方横槽偏慢的多。     

一次高原北侧槽个例的Q矢量分析

本文通过对1982年7月24—29日一次高原北侧槽活动过程的Q矢量分析,发现低压槽在高原上南伸时,一般槽前500 h Pa上有Q矢量辐合带,(?)·Q_(500)<0;对应200h Pa上有Q矢量辐散中心或辐散区,(?)·Q_(200)>0;同时槽线南端伴有强冷锋锋生中心。说明上升运动的维持、加强和冷锋锋生作用是低压槽在高原上南伸的重要机制。     

塔什干低涡天气过程的计算机识别

根据塔什干低涡的定义,利用NCEP／NCAR日平均再分析高度场、温度场资料,运用计算机编程自动识别、追踪塔什干低涡的中心位置、中心强度和持续时间,进而获取塔什干低涡天气过程的数据集。此计算机识别程序中有两个关键判断条件：一是某格点i的高度值小于其外围格点高度值,二是低涡范围内任意格点的纬向温度二阶导数大于零。实践证明该方法对塔什干低涡系统的识别准确且省时省力,同时避免了人工挑选的主观性误差。     

低层平流层高低压中心的分布特征

本应用德国自由柏林大学气象研究所的北半球平流层资料，分析了多年各月平均图上的高低压中心，然后统计在各纬带和在各区块上的频数，得到两个主要结果：（１）北半球低层平流高压中心在夏季经常出现于极圈，而低压中心在冬季也经常出现于极圈，连同大规模东西风风系的转换，两形成强烈的反相季变；（２）高压中心在冬季还经常出现于太平洋等地区。这说明地表海陆分布的热力不均匀，在紧贴着对流层低层的平流层里也有所反映。     

一种新型西南低涡逐步订正识别方法

西南低涡是形成于青藏高原东侧的特殊天气系统,国内学者目前对于西南低涡的识别没有统一的标准。通过分析西南低涡的主要特征,结合高度场、涡度场、风场,设计了一种适应于西南低涡的HVW识别方法,将其应用于2014年6—8月GRAPES-MESO高分辨率格点分析资料,对比与西南低涡天气图实况的差异。通过对西南低涡的识别、低涡生成和消亡时间、低涡中心位置以及低涡中心强度这几方面的具体分析,得到以下几点结论:1)HVW识别方法能够有效识别出高精度格点资料中的西南低涡过程,与格点实况的吻合率达到87.5%;对于天气图和格点资料都能够再现的西南低涡个例,HVW识别方法的准确度能够达到90.9%,说明HVW识别方法能够有效捕捉西南低涡。2)以天气图实况资料为西南低涡生命时长检验标准,HVW识别方法能够合理分析低涡的生成和消亡时间。3)对西南低涡中心位置偏差进行分析发现,HVW识别的西南低涡中心位置不仅位于西南低涡气压低值附近,更位于风场辐合中心。4)对西南低涡中心强度的评估发现,格点实况与HVW识别方法分析的西南低涡强度差异几乎可以忽略,充分说明了HVW识别方法包含了格点实况的高度场信息,也说明该识别方法的西南低涡中心强度可以用来代替格点实况结果。通过对2014年6—8月西南低涡过程的具体分析,验证了HVW逐步循环定位方法的可行性、合理性以及准确性。     

近百年中国降水的测站资料和格点化资料对比

将Hulme的全球陆地格点化降水资料在中国陆地区域内同测站值进行了对比分析。结果表明,格点化资料能较好地描述降水场的大尺度特征,40多个格点值序列代表了全国近200个测站记录,并具有较高的时空覆盖率。当仅对中国区域内的降水进行分析时,为使资料的代表性更好,需对位于国界附近和沿海地区格点的序列值进行必要的修正。     

T213模式对强冷空气短期预报能力的分析检验

利用T213模式的500hPa高度、地面气压、850hPa温度预报格点资料和客观分析实况格点资料，对2001—2002年冬半年我国出现的8次强冷空气天气过程的主要影响天气系统进行了预报能力的客观分析检验。所得结果有利于数值预报产品的释用及实时预报业务。     

Application of the hybrid convection parameterization scheme HYMACS to different meteorological situations

Convection can cause severe precipitation events and is thus of major interest for quantitative precipitation forecasts. Due to its small horizontal scale convection usually has to be parameterized in numerical weather prediction (NWP) models as a subgrid scale phenomenon. Classical mass flux convection schemes assume grid box sizes much larger than the scale of the convective circulation. Thus, the convective mass transport is closed in the local grid column and no net mass transport occurs on the grid scale.In contemporary NWP models with grid sizes of a few kilometers, where convection is already partially resolved, the classical approach leads to a conceptual problem. This can be overcome by a hybrid mass flux convection scheme (HYMACS), in which only the small scale convective updrafts and downdrafts are parameterized, whereas the treatment of the larger scale environmental subsidence is left to the grid scale equations. Different to the classical schemes, HYMACS produces a net convective mass flux exerting pressure gradient forces to the grid scale model.We discuss real cases of different meteorological situations simulated with the operational weather forecast model COSMO of the German Meteorological Service as the hosting model of HYMACS. Precipitation and cloud top pressures simulated with HYMACS are compared with results from classical convection schemes and observational data from the DWD station network and the SEVIRI (MSG) satellite instrument.     

“05．8”十堰大暴雨的数值模拟与诊断分析

使用NCEP 1°×1°6h再分析格点资料和气象台站实测降水资料,采用WRF中尺度数值模式,对2005年8月14日20时至15日08时发生在十堰市的一次大暴雨过程进行了数值模拟与诊断分析,并着重分析了大暴雨的成因。结果表明：此次大暴雨是在西太平洋副热带高压、中高纬西风槽合理配置以及稳定有利的环流形势下发生的,同时与台风低压活动关系密切;东南风急流将低纬度地区暖湿气流输送到高纬度地区,使台风低压长时间维持,为强降水发生发展提供了水汽来源;低层辐合、高层辐散的配置有利于对流发展和低层水汽向高空输送;螺旋度正值中心的出现对未来3h强降水出现有一定的预示作用,螺旋度正值对暴雨落区有较好的指示性,主要暴雨区出现在螺旋度正值中心前方。     

垂直变量配置对静力适应过程的影响

为了研究垂直变量配置对静力适应过程的影响,本文从描写静力适应过程的方程组出发,分别在将所有变量置于整层上的非跳点N网格;将垂直速度和温度放置在整层,水平速度、气压和密度等变量放置在半层的Charney Phillips跳点网格(CP网格);将水平速度、气压和温度放置在整层,将垂直速度和密度放置在半层的Lorenz跳点网格(L网格);将密度变量放置在整层的Charney Phillips跳点网格(CP_N网格);将密度放置在整层的Lorenz跳点网格(L_N网格)上进行离散,垂直格距分1 km、0.5 km、0.2 km和0.01 km,研究了在这5种网格上产生的频率和垂直群速的相对误差。结果表明:(1)L_N网格和CP网格是完全等效的两种网格。(2)不论垂直格距为多少,CP网格和L网格的误差都是最小,N网格次之,CP_N网格的误差最大。(3)随着垂直格距的减少,在这几种网格上产生的误差都在减小。对于CP网格、L网格和N网格,在水平长波和垂直短波处产生的误差较大。而CP_N网格对水平波长变化不敏感,垂直波长越短,误差越大。(4)当垂直格距为0.01 km时,这几种网格都对水平波长的变化不敏感了,仅对垂直波长敏感。(5)CP网格、L_N网格和L网格在描写静力适应过程和斜压地转适应过程都是误差最小的垂直变量配置方案,因此在非静力完全可压缩深层大气数值预报模式中应优先选择这3种方案。     

Prediction of tropical systems over Indian region using mesoscale model

Summary The Advanced Regional Prediction System (ARPS) model developed at Center for Analysis and Prediction of Storms at Oklahoma State University, USA is used for simulation of monsoon depression and tropical cyclone over Indian region. The radiosonde data are included in the initial analyses and subsequently; the simulations are performed with 50km and 25km grid resolutions. Two sets of forecast experiments produced by two types of analyses (with radiosonde and without radiosonde data) are compared. It is found that predicted mean sea-level pressure of the depression becomes closer to mean sea level pressure reported in Indian Daily Weather Reports when initialized with analyses containing radiosonde data. The precipitation forecast also is improved when initialized with the analyses containing radiosonde data. The simulation of tropical cyclone with 25km grid resolution is able to simulate some subsynoptic scale features of the system.