一次局地短时强降水的成因和预报误差分析

利用常规气象观测资料、NCEP/NCAR再分析资料和多普勒天气雷达资料,对2016年8月6—8日潍坊一次强对流天气的成因和预报误差进行了分析,结果表明：1）500 hPa冷涡底部低槽、850 hPa低涡切变线和地面倒槽是主要影响天气系统, 数值预报对此次天气过程的影响系统预报偏差大,而预报员对数值预报依赖程度高是此次预报失误的主要原因;2）850 hPa以下强的水汽辐合是强降水发生的重要条件,低层辐合和高层辐散配置导致的强垂直上升运动是暴雨产生的动力机制,位势不稳定因中高层的冷空气入侵下沉得以加强;3）列车效应和强回波维持少动是造成短时强降水的重要回波特征,逆风区的发展和移动对于判断强降水的落区有指示作用,多普勒雷达反演风场中的中尺度辐合线是导致局地强降水发生的直接原因;4）风廓线雷达水平风场可以连续地反映降水过程中风场垂直结构及其变化,降水发生前探测高度明显升高,中高层冷空气侵入时间与强降水的时段相对应。     

强降雹回波系统与地面中尺度系统的分析

据１０９０～９３年中尺度流场分析并结合雷达回波资料发现，在相同的大尺度天气系统下，有时所影响的地区发生十分猛烈降雹，然而有时却连对流都不会发生，找其根本原因在于中小尺度系统的活动。分析了中尺度流声场系统，得出在有利于产生强对流的天气形势下，流场中的辐合中心和辐合线十分关键，它是强对流天气的发生源，并通过典型事例论述了中尺度流场对回波系统发生、发展及结构的影响，以及加波系统对流场系统的反馈作用，这对提高强对流天气的短期或短时预报具有一定的指示意义。     

2009年5月冀中南一次春季大暴雨成因分析

利用NCEP 1 1再分析资料、常规天气图、全国自动加密观测资料和石家庄多普勒天气雷达等资料,对发生在河北省中南部的一次短时暴雨天气过程进行了分析。结果表明：风速和风向在河北中南部的辐合促进了水汽的辐合。块状回波与带状回波交接处出现最大暴雨中心,逆风区和弱辐合区与较强降水相吻合。邢台次云区的形成与发展和北部主云区的发展密切相关,随着邢台北部低于-42云区范围扩大,邢台狭窄的强对流回波带形成。地面加密风场的变化以及中尺度辐合线的形成均对短时暴雨的发生有较好的指示作用,带状回波在地面辐合线附近快速强烈发展,而且随着河北中南部地面辐合线的消失而原地减弱。     

2018年4月桂西南一次冰雹天气过程诊断分析

利用常规气象观测资料和NCEP(1°×1°)再分析资料对2018年4月14日下午—15日凌晨左右发生在桂西南的一次强对流天气过程进行分析,结果表明:此次强对流天气过程具有持续时间长、影响范围广、小时雨强较大、前期以降雹为主、后期以短历时强降水为主的特点;近地层锋面和辐合线是此次强对流天气发生的重要触发机制;200 hPa高空辐散流场有利于底层辐合上升运动的加强,可以弥补500 hPa弱槽槽前动力抬升机制的不足;对流层中层具有干冷空气的侵入是预报强对流天气的关键因子,而地面强对流天气容易发生在干空气侵入700 hPa层之后数小时内;强对流天气容易发生在θse大值区或者舌区;对流层正涡度从中层下传到底层对于预报强对流天气的出现具有一定的指示意义;雷达产品分析表明回波具有明显的悬垂回波、弱回波区、辐合区、中气旋、三体散射长钉和旁瓣回波特征。     

贵阳市3.28经典超级单体雷达资料分析

应用天气图、数值预报、单站铅直能量廓线图资料,重点应用贵阳新一代多普勒雷达产品资料,着重分析超级单体在多普勒雷达径向速度场和回波强度图上的特征.指出在有利的潜在性不稳定条件下,南支槽过境引起地面辐合线锋生,造成局地小尺度冰雹天气过程.     

2014年宁波一次典型海陆风雷暴过程探析

用Micaps,地面自动站加密资料,新一代多普勒天气雷达资料和GFS 0.5°×0.5°再分析资料以及中尺度WRF模式输出资料对2014夏季发生在宁波市地区的一个局地强雷暴天气过程进行了分析总结,得出:宁波新一代多普勒雷达反射率回波出现弱窄带回波时,对应边界层辐合线海风锋,在有利天气形势背景下易诱发强对流的发生发展。此次强雷雨过程是在有利天气背景条件下发生的,强对流发生在局地层结不稳定和较好的水汽条件下;利用中尺度WRF模式输出资料进行分析看到,海风锋的锋生造成的地转强迫促使次级环流加强,在东西风辐合线西侧有垂直上升运动出现;海风锋本身有一辐合抬升区,辐合上升运动的加强为雷暴的发生提供了有利的动力条件,从而触发了该地区不稳定能量的强烈释放,促使了雷暴的新生发展。     

边界层辐合线对强对流系统形成和发展的作用

应用天津CINRAD/SA雷达探测到的边界层辐合线信息,对2008—2009年6—9月发生在天津地区的边界层辐合线进行了统计分析,与2002—2007年海风锋触发形成的局地强对流天气分析相结合,研究结果表明:天津地区边界层辐合线的雷达低仰角基本反射率因子产品的回波特征一般表现为弱的窄带回波,回波强度仅为15~25 dBZ,宽度一般为3~10 km。在合适的层结状态和水汽条件下,这些边界层辐合线的演变和碰撞与强对流天气的发生、发展密切相关。单一边界层辐合线一般不能形成大范围的雷暴天气;两条以上边界层辐合线之间碰撞,一般在碰撞交叉处能够形成强对流天气。若已存在强对流天气,则强对流天气将加强。     

弱窄带回波在分析和预报强对流天气中的应用

灵敏的多普勒雷达经常能探测到弱窄带回波,这些弱窄带回波一般对应于边界层的辐合线,对弱窄带回波的仔细分析有利于及早做出强对流天气的临近预报以及对其发展变化作深入了解。文章结合发生在上海的3次强对流天气个例,详细分析了弱窄带回波在分析和预报强对流天气中的作用,得出以下结论:(1)上游移动强回波的出流边界导致的弱窄带回波是大风预警的重要判断参考;(2)在合适的层结状态和抬升条件下,弱窄带回波会强烈发展,并导致局地雷雨大风,这类强对流天气的发展有两个比较重要的阶段:弱窄带回波上初始回波的发展和回波跃增;(3)下击暴流造成的地面出流在雷达回波上表现为近似圆弧的弱窄带回波,这种弱窄带回波与其他雷达观测特征以及地面观测相结合,有助于对产生下击暴流的对流云的发生发展过程进行细致分析。     

多源数据融合在强对流天气中地面风场的识别应用

利用多普勒天气雷达探测数据、常规观测资料和ERA5再分析资料,综合分析了2019年7月6日发生在江苏省的一次强对流天气过程的天气形势和雷达回波强度演变特征,并进行了多源数据融合的试验。试验通过VAP技术将雷达径向速度数据反演为矢量风场,并利用典型相关分析的方法（CCA）对雷达径向速度资料反演的风场、再分析资料的风场和气象自动站资料的风场进行数据融合。通过风场融合试验,获得了强对流系统更加丰富准确的地面风场信息,与雷达探测的特征对应,消除了反演风场的量级误差,填补了被过滤的风场信息,恢复了气流的旋转特征。强对流天气过程中,江苏省地区受高空冷涡影响,在高空冷槽、高空急流、低层切变线和地面辐合线的配置条件下,形成了上干冷、下暖湿的层结不稳定结构。通过融合风场的识别：强对流天气系统发展阶段,地面有气旋性辐合流场,包含中γ尺度气旋和辐合线,与反气旋和辐散相伴。气旋性气流对应着雷达回波中的入流缺口,辐合线位于风暴前沿（移动方向）。强对流天气系统强盛阶段,地面流场转变为强辐合弱旋转,灾害性天气发生。     

吉林省雷电雷达回波特征分析及预警指标

本文应用2004-2005年多普勒雷达回波资料和探空资料,对发生在雷达有效探测范围内的雷电天气进行分析,发现随季节的不同,雷电天气雷达回波高度和强度存在一定差异;二次回波对雷电天气有一定的指示意义;多普勒雷达径向速度大尺度辐合风场特征,对雷电落区及强度预报意义较大;垂直累积液态水含量具有一定的阈值;K指数、正不稳定能量对雷电的发生反映明显。     

华南前汛期锋面对流系统与暖区对流系统的个例分析与对比研究

在2005年6月20日的一次华南暴雨过程中,影响两广地区局地强降水的两个主要的中尺度对流系统(MCS)在性质上有很大不同,初步分析断定,影响广西局地强降水的MCS1为锋面云团,而影响广东局地强降水的MCS2为暖性云团.通过对二者进行对流强度、维持机制以及湿位涡结构的比较分析发现,锋面对流系统MCS1与暖区对流系统MCS2的对流上升速度都很大.引起的局地降水量也相差不多.由于二者存在水汽条件的差异,因此不能排除微小差异主要足由水汽条件直接导致的,无法就此得出它们的对流强度强弱的比较结果;同时,对二者成熟阶段维持机制的对比分析得到,具有锋面特征的MCS1,中高层有很强的偏北气流进入,在对流区是以对流对称不稳定机制来维持对流运动的;而具有非锋面结构的MCS2由于没有偏北气流的进入,加上水汽条件充沛,主要由湿对流不稳定机制来维持对流运动.另外,湿位涡(MPV)结构的对比分析中得到如F结论:在VMP的结构上,二者均表现出中低层潜在对称不稳定结构特征;在VMP1的结构上,锋面对流系统MCS1表现出南北气流相瓦作用的特征,而暖区对流系统MCS2表现出高低空气流相互作用的特征;最后,在VMP2的结构上,MCS1反映了对流区南北两侧高低空急流的作用,而MCS2则反映了对流区内中高层干冷空气下滑的作用.     

Development of a Model for Water and Heat Exchange Between the Atmosphere and a Water Body

A model for studying the heat and mass exchange between the atmosphere and a water body is developed, in which the phase change process of water freezing in winter and melting in summer and the function of the convective mixing process are taken into consideration. The model uses enthalpy rather than temperature as the predictive variable. It helps to set up governing equations more concisely, to deal with the phase change process more easily, and make the numerical scheme simpler. The model is verified by observed data from Lake Kinneret for a non-frozen lake in summer time, and Lake Lower Two Medicine for a frozen lake in winter time. Reasonably good agreements between the model simulations and observed data indicate that the model can serve as a component for a water body in a land surface model. In order to more efficiently apply the scheme in a climate system model, a sensitivity study of various division schemes with less layers in the vertical direction in the water body is conducted. The results of the study show that the division with around 10 vertical layers could produce a prediction accuracy that is comparable to the fine division with around 40 layers.     

追述1953年一个引起暴雨的小低气压

20世纪50年代初,已经认识到冷空气的参与是长江中下游雨季（特别是梅雨季节）降水过程的必要条件。而对冷空气的来源有两种不同的看法：一种比较早的意见认为,鄂霍次克海及其附近海面来的极地海洋变性气团（mPk）,是梅雨季节降水的冷空气主要来源;因而认为梅雨锋系是极地海洋变性气团（mPk）与热带海洋变性气团（mTw）或赤道海洋变性气团（mew）交绥的结果。第二种看法,也就是后来几年的看法,认为大陆来的极地大陆变性气团（cPk）才是梅雨季节冷空气的主要来源。     

气象科技论文题名写作中常见的几个问题

以在审稿过程中发现的气象科技论文题名写作中存在的问题为例，具体分析了题名对文章的重要意义以及在写作时应注意的问题。     

预估-校正的半隐式半拉格朗日时间积分方案及其在CMA-GFS模式中的应用

CMA-GFS采用的是传统的二时间层半隐式半拉格朗日时间积分方案(SISL).拉格朗日平流速度和非线性项需要采用时间外插进行计算,在急流轴附近等梯度大值区会造成计算不稳定,甚至积分中断现象.文中通过构造预估-校正半隐式半拉格朗日时间积分方案(SISL/P-C),以减少时间外插的影响;半隐式系数由原来的0.72减小到0....     

Effects of a change of terrain height and roughness on a wind profile

We have measured profiles of an onshore wind 200 m upwind and 200 m downwind from an abruptly rising shore using a remote-sensing Doppler lidar anemometer. Data were taken at heights between 4.7 and 66.5 m above sea level. Results show that the onshore velocity vector slopes upward 16.6 to 9.6°, the amount depending on the height of measurement, due to the combined effects of a 1.7-m high bluff shoreline and the frictionally decelerated flow over land. The profile 200 m inland has the expected deceleration at lower levels because of increased surface roughness and implies a velocity vector at 66.5 m height with an upward slope of approximately 18° (2.6 m s^-1 upward component, 8.4 m s^-1 vector magnitude), an acceleration to 0.3 m s^-1 greater than the upwind value, or a combination of both effects. All three options are consistent with mass continuity. The experiment exhibits the usefulness and limitations of a backscatter Doppler lidar for boundary-layer profile measurements in a horizontally inhomogeneous environment.     

自动站与人工观测降水量差异原因分析

分析引起自动站与人工观测降水量差异的原因,并提出解决问题的着眼点。     

Sensitivity of evapotranspiration in a wheat field,a forest,and a grassland to changes in climate and direct effects of carbon dioxide

Micrometeorological and physiological measurements were used to develop Penman-Monteith models of evapotranspiration for a wheat field in eastern Nebraska, a forest in Tennessee, and a grassland in east-central Kansas. The model fit the measurements well over the periods of observation. Model sensitivities to changes in climatic and physiological parameters were then analyzed. The range of changes considered was established from recent general circulation model output and from review of recent plant physiological research. Finally, climate change scenarios produced by general circulation models for the locations and seasons matching the observed data were applied to the micrometeorological models. Simulation studies show that when all climatic and plant factors are considered, evapotranspiration estimates can differ greatly from those that consider only temperature. Depending on ecosystem and on climate and plant input used, evapotranspiration can differ from the control (no climate or plant change) by about -20 to +40%.     

Modelling Boundary-Layer Clouds With a Statistical Cloud Scheme and a Second-Order Turbulence Closure

We present a second-order turbulence model for the cloudy planetary boundary layer (PBL), which includes a statistical scheme of the sub-grid scale condensation. The model contains prognostic equations for the turbulent kinetic energy, total water, and liquid water temperature, the latter two being assumed to be conservative variables. Using these conservative thermodynamic variables the condensation process is formulated as a function of the departure of the total water from saturation and its variance. The computation of the variance requires second moment correlations which are modelled through the parameterization of the third-order moments using a convective mass-flux formulation. The inclusion of these third moments and new assumptions on heat flux transport lead to a nonlocal turbulence scheme with counter-gradient effects. The final form for the heat flux turns out to be a linearized version of a previously established result. For the statistical cloud formulation, a linear combination of a Gaussian and a positively skewed distribution function is used with a modified liquid water flux expression to account fornon-Gaussian behaviour.The effect of the turbulence scheme on the boundary-layer cloud structure is discussed and the performance of the model is tested by comparing it against the large eddy simulation (LES) of the undisturbed period of the Atlantic Stratocumulus Transition Experiment (ASTEX). The model is able to produce both mean and turbulent quantities that are in reasonable agreement with the LES output of ASTEX.