山东省人工增雨云场分析及作业航线设计

根据１９７９－１９８８年４－６月、９－１０月逐时雨量资料、地面逐日云观测资料和济南、青岛的探空资料，分析了阴天与降雨日的关系，全省阴天时降雨日占阴天日的５０．１－８２．８％。文中还分析了不同天气系统降雨日的分布和可播云状的地理分布。认为黄淮气旋是所有天气系统中层、波状云降雨日最多和自然降雨量最大的天气系统，其次是黄河气旋、江淮气旋和西北冷锋。针对不同天气系统，文中设计了不同的飞机人工增雨作业航线，分析了不同月份的作业高度，并根据不同系统的可作业天气计算了作业机率。     

半热带气旋大暴雨天气的初步分析

对１９９５年８月１４－１７日山东连续大暴雨天气进行了分析与研究，指出了半热带地山东大暴雨天气的作用，进一步揭示出半热带气旋大暴雨天气的物理机制。     

山东省飞机人工增雨作业期间南方天气系统云雨特征分析

本文以１９７９～１９８８年作业季节（４～６月，９～１０月）全省１２５个站逐时降雨量资料为基础，对南方气旋，江淮静止锋和倒槽的降雨特征、云状与降雨日的关系作了较详细的分析。结果表明：黄淮气旋，江淮气旋自然降雨条件好，除鲁西北外层状云和波状云雨日占总雨日的８２％以上。文中还给出了静止锋和倒槽演变成黄淮气旋和江淮气旋的比例。指出各种天气系统适宜飞机播云的地域。     

梅雨期一次黄淮气旋发展的干侵入特征分析

利用水汽图像、等熵气流、θse等物理量，对2003年梅雨期的一次黄淮气旋发展过程进行了分析，试图揭示干侵入在黄淮气旋发展中的作用。分析结果表明：与干侵入相联系的水汽图像暗区的移动、发展变化与黄淮气旋的发展、加强、减弱对应关系较好。水汽图像暗区前部依气旋的发展加强、维持、减弱而主要出现在黄淮气旋西侧、南侧和东侧。分析垂直环流表明，干侵入来自对流层中上层，与水汽图像暗区有较好的对应关系，在气旋发展强盛期下沉气流区自西向东、自南向北推进。高空动量下传促使地面气旋发展，从而使中、低层大气变得非常干燥。335K等熵面上的流场特征、等熵面陡峭处与水汽图像暗区的对应关系较好。θse的垂直剖面能反映干侵入特征。等熵面在垂直方向的折叠可使对流层中下层出现潜在对流不稳定区。θse=335K位温舌能较好地反映天气系统的三维结构和干侵入特征。自高层向下传递、加强的位涡变化能反映干侵入的动力特征。     

气溶胶对热带气旋强度及电过程影响的数值模拟研究

将详细的气溶胶活化方案和非感应起电参数化方案耦合到WRF模式的Morrison微物理方案中,在此基础上模拟了理想的热带气旋个例,讨论了气溶胶对热带气旋强度及电活动的影响。研究发现气溶胶对热带气旋强度和电活动的影响在不同发展阶段是不同的。在热带气旋发展阶段,气溶胶增加使云内的云滴数浓度增加,云滴尺度降低,抑制了暖雨过程,未降落的小云滴粒子上升到冻结层之上,冻结形成了更多的冰相粒子,冻结过程释放潜热,激发云系对流发展,使热带气旋强度增强,电活动更为剧烈。而在热带气旋成熟阶段,污染个例中的冰相粒子降落,形成更多的降水,降水粒子在下落过程中对上升气流产生拖曳作用,抑制对流强度。降水粒子在海平面蒸发吸收了大量潜热,使该区域温度降低,这也阻碍了外部暖湿能量向内输送,抑制了对流发展,从而使热带气旋强度降低。而由于污染个例中的冰粒子较少,参与起电过程的冰粒子减少,热带气旋的电活动强度降低。     

热带气旋远距离暴雨过程的诊断分析

利用天气实况和NCEP再分析资料，对2004年8月26—28日山东大暴雨过程进行了客观分析。结果表明，0418号热带气旋在福建沿海登陆后，其北伸倒槽与西风带弱冷空气结合造成了本次大暴雨过程，具有明显的中低纬系统相互作用特征。伴随登陆热带气旋生成的低空东南急流为暴雨输送了丰富的热量和水汽，成为联系中低纬度系统的纽带。西风带弱冷空气侵入台风北伸倒槽后，在黄淮之间有明显的暖锋锋生特征，是触发倒槽区域中尺度对流发展和暴雨产生的重要动力机制。暴雨与高能舌区具有很好的对应关系，总能量分布对热带气旋远距离暴雨的落区具有很好的指示作用。     

天气系统降水效率与增雨潜力的研究

本文利用Ｐ．Ｖ．Ｈｏｂｂｓ等人的方法计算了影响山东主要降雨天气系统云系的降水效率，它们分布在３３．０６～６５．１６％之间。通过分析水汽收支和凝结率的垂直分布，得出在各种天气系统中适合飞机播云的“催化”高度。文中还通过对各类天气系统增雨量的估算，认为黄淮气旋单站增雨量最大，作业机率和可增雨面积也最大。     

青岛奥帆赛期间两个气旋暴雨的Q矢量对比分析

2008年8月在青岛举办了第29届奥林匹克帆船赛及残奥帆赛比赛,期间青岛两次受到黄淮气旋影响,形成大风、强降水、雷雨等。对这两个黄淮气旋进行对比分析,并且利用NCEP的再分析资料,对非地转湿Q矢量进行诊断分析,发现：黄淮气旋不同位置的影响所造成降水量的变化十分明显;黄淮气旋的850hPa的湿Q矢量散度场和暴雨的落区有着很好的对应关系,利用850hPa的湿Q矢量散度场,可以较为准确的预报黄淮气旋暴雨的落区;以及黄淮气旋在陆地上和海上的降水特点,并指出黄淮气旋容易造成青岛及山东半岛南部地区强降雨和雷电大风等灾害性天气。     

吉林省一次层状云降水宏微观特征的观测研究

利用长春2004年7月5日一次降水过程的飞机观测资料,结合天气图、卫星云图及雷达回波等资料,综合分析了本次热带气旋影响下降水过程中云系的宏微观特征.研究表明,降水性层状云微观垂直结构配置可以分为4个发展层:云顶附近是核化和凝华增长区;-4～-7 ℃为云滴和冰粒子活跃增长层;0～-4 ℃为固态粒子聚合及云滴蒸发层;0 ℃层以下是雨滴碰并增长和云滴凝结增长区.2D-P观测的粒子的平均直径、最大直径、峰值直径的峰值集中在融化层附近,与融化层回波亮带对应.用同一种形式的密度分布函数N(r)=mrfexp(-ar br2-cr3)来拟合暖层小云滴、大云滴和雨滴的谱分布,拟合结果与观测的谱分布吻合较好,拟合出的平均直径、均方根直径、数浓度以及含水量与观测值也较接近,相对误差小.     

气旋类山东暴雨过程天气学特征分析

利用天气观测资料、NECP/NCAR再分析资料对2001年1月—2015年8月发生在山东的32例气旋导致的大范围的暴雨过程进行了分析。将气旋分为黄河气旋型、黄淮气旋型与江淮气旋型,针对每类气旋重点分析其暴雨发生的动力机制、水汽特征,暴雨落区等,并建立了概念模型。结论如下:(1)黄河气旋型暴雨落区在气旋移动方向的左前方,暖锋附近,天气尺度强迫有利于暴雨产生,水汽来源于西南气流输送或气旋本身。(2)黄淮气旋型暴雨落区在气旋移动方向的左前方,属暖区降水,高低空急流垂直耦合诱发深对流,促使暴雨产生。(3)江淮气旋型暴雨落区在气旋中心北侧,属冷区降水,其环流形势经向度较大,诱使低层低涡切变线北移,为系统性暴雨的产生提供水汽条件和动力条件。(4)三类气旋暴雨过程中,对流层高层多为辐散场或高空急流入口区右侧,低层多有低涡配合;当有低空偏南风急流出现时,降水量大,反之,则小;暴雨中心均与850 h Pa水汽通量散度辐合区、高比湿区及高能舌区三者相叠置的位置相吻合。     

天气形势对哈尔滨市空气质量影响的初步研究

应用2000～2003年哈尔滨市三年来空气污染物浓度资料,研究空气质量与天气形势的关系,总结出哈尔滨市冬春两季空气污染的主要天气形势特征,研制了哈尔滨市空气质量天气图客观预报方法。     

Low-level temperature inversions and their effect on aerosol condensation nuclei concentrations under different large-scale synoptic circulations

Knowledge of the statistical characteristics of inversions and their effects on aerosols under different large-scale synoptic circulations is important for studying and modeling the diffusion of pollutants in the boundary layer. Based on results generated using the self-organizing map(SOM) weather classification method, this study compares the statistical characteristics of surface-based inversions(SBIs) and elevated inversions(EIs), and quantitatively evaluates the effect of SBIs on aerosol condensation nuclei(CN) concentrations and the relationship between temperature gradients and aerosols for six prevailing synoptic patterns over the the Southern Great Plains(SGP) site during 2001–10. Large-scale synoptic patterns strongly influence the statistical characteristics of inversions and the accumulation of aerosols in the low-level atmosphere. The activity,frequency, intensity, and vertical distribution of inversions are significantly different among these synoptic patterns. The vertical distribution of inversions varies diurnally and is significantly different among the different synoptic patterns. Anticyclonic patterns affect the accumulation of aerosols near the ground more strongly than cyclonic patterns. Mean aerosol CN concentrations increase during SBIs compared to no inversion cases by 16.1%, 22.6%, 24.5%, 58.7%, 29.8% and 23.7% for the six synoptic patterns. This study confirms that there is a positive correlation between temperature gradients and aerosol CN concentrations near the ground at night under similar large-scale synoptic patterns. The relationship is different for different synoptic patterns and can be described by linear functions. These findings suggest that large-scale synoptic patterns change the static stability of the atmosphere and inversions in the lower atmosphere, thereby influencing the diffusion of aerosols near the ground.     

热带气旋外围环流中次天气尺度系统及其与天气尺度系统相互作用的诊断分析

本文应用带通滤波的方法,分离出热带气旋外围环流中的天气尺度和次天气尺度系统。发现热带气旋外围强降水与低层次天气尺度系统的辐合关系相当密切。文中还计算了两种尺度系统间的动能和涡度转换。得出:在650hPa以上基本上是天气尺度系统向次天气尺度系统提供动能,在650hPa以下基本上是次天气尺度系统向天气尺度系统提供动能,整层积分的结果是天气尺度系统向次天气尺度系统提供动能。在900hPa和400hPa之间的涡度转换为次天气尺度系统向天气尺度系统转换,即涡度转换的结果是使得次天气尺度系统气旋性减弱,天气尺度系统气旋性增强。900hPa以下和400hPa以上则相反。整层积分的结果是次天气尺度系统向天气尺度系统提供正涡度。      

“96.8”暴雨过程中不同尺度系统的相互作用

利用动能方程计算了天气尺度,次天气尺度的动能以及非线性相互作用的动能,分析了“９６．８”暴雨过程强降水时段的主要动力过程,结果表明：在暴雨系统中,存在着天气尺度和次天气尺度系统间的相互作用,天气尺度动能减小,次天气尺度动能增加,即对于次天气尺度系统而言,天气尺度系统是一个动能源,通过非线性相互作用,天气尺度系统把动能传递给次天气尺度系统,使暴雨系统得以发展。     

2004年我国重大灾害性天气和大尺度环流特征

利用EC数值预报客观分析场、实时观测资料和灾情统计资料,对2004年我国重大灾害性天气事件和环流形势特征进行了天气学分析。结果表明：我国华北、东北很多地区和南方发生季节连旱与大气环流异常密切相关,致洪暴雨、强雷暴和沙尘暴灾害性天气事件是在有利的环流形势下天气系统相互作用的结果。把握好环流形势和影响天气系统演变特征,对于提高灾害性天气预报准确率和减灾、防灾有重要意义。     

一次特大暴雨形成中天气尺度和次天气尺度系统的作用

采用中尺度数值模式MM5V2对1998年6月下旬发生在长江流域持续的暴雨过程进行分析研究。通过尺度分离与数值模拟对比试验，着重分析了暴雨过程中天气尺度与次天气尺度各物理量场的结构特征，提出本次暴雨过程形成的物理机制:天气尺度流场与水汽场为降水提供持续的远距离水汽输送通道，次天气尺度流场形成稳定的经向强辐合，为水汽的抬升与凝结提供动力条件；在有利的高、低空急流的配置下，暴雨区落在高空急流轴以南、低空急流轴以北；次天气尺度温度场下暖上冷的热力不稳定层结促进了热力不稳定的发展，促使暴雨增幅；特大暴雨发生地区上空的次天气尺度湿度的高值中心，有利于湿空气在上升运动中释放潜热，形成暴雨的反馈机制。数值试验分离模式初始场不同尺度系统信息，揭示了不同尺度系统在暴雨发生过程中的动力作用，没有中尺度系统的配合，仅有天气尺度系统信息，或只有次天气尺度系统信息，没有大尺度系统的配合，暴雨的强度及范围都将有所消减。分析及数值试验结果表明大暴雨是在天气尺度和次天气尺度系统的共同作用下才得以产生和维持的。     

中国东部7类暴雨异常环流型

近年来的研究发现,瞬变扰动天气图上的扰动场天气系统对区域暴雨的落区指示能力强于传统天气图上的总场天气系统。为供预报员在业务预报中参考,本文划分1998年发生在中国东部地区的41日次区域暴雨为7类扰动场天气系统。与区域暴雨相联系的7类异常环流型分别是:华南切变线、华南涡旋、华南倒槽、长江切变线与槽、沿江涡旋、华北涡旋和东北涡旋。无论是在对流层的垂直剖面上,还是在850 hPa水平分布上,扰动天气图上位势高度低值和风扰动辐合处并配合大的水汽扰动对应有区域暴雨,而传统天气图上的低值系统和高水汽区与暴雨之间存在位置上的偏移。由此建议,用实况大气变量和中期数值模式产品绘制扰动天气图有助于预报员确定区域暴雨落区。     

Main types of synoptic processes and circulation types generating heavy precipitation events in Armenia

The results of synoptic analysis and objective Lamb circulation classification scheme (LAMB) during the days with heavy precipitation events in Armenia are presented. An analysis of synoptic situations in the area of Armenia and Southern Caucasus for the researched period 2001–2009 has shown that there are seven types of synoptic process characteristic of days with heavy precipitation events in Armenia. Adoption of the LAMB made it possible to identify the typical circulation types for each type of the synoptic process singled out. The results suggest that the LAMB is able to recognize the typical pattern of the distribution of sea level pressure field for each type of the synoptic processes. However, the use of the LAMB is further complicated in Southern Caucasus which can be explained by the existence of regional peculiarities of atmospheric circulation associated with significant influence of the Caucasian ridge. The LAMB may be recommended as an extra tool for synoptic analysis as well as for developing of synoptic climatology and statistical downscaling methods for Armenia and Southern Caucasus.     

Long-term changes in the heat island of Prague under different synoptic conditions

Summary The long term changes of the Prague urban heat island are analyzed separately for different groups of synoptic (circulation) types during the 1961–1990 period. The synoptic types are taken from Brádka’s synoptic catalogue, which is in common use in the Czech Republic; and the grouping of types is based on their cyclonicity and directional characteristics. The increase in the heat island intensity is steeper under anticyclonic than cyclonic conditions in all seasons except for spring. The increase in the intensity differs between dominant airflow directions. With only a single exception, the heat island intensification is much larger under the synoptic types with the north to northeast and south to southwest flow than under the other flow directions.     

一次暴雨过程中天气尺度与次天气尺度系统的相互作用

文章利用动能方程计算天气尺度与次天气尺度系统动能以及非线性动能的作用，以分析强降水系统中主要动力过程。结果表明:在暴雨系统中，存在着天气尺度和次天气尺度系统间的相互作用，次天气尺度运动增加天气尺度动能，使暴雨系统得以维持。