北半球七层初始方程谱模式在制作有限区数值预报中的应用

本文提出了一种以北半球七层初始方程谱模式为基本模型的有限区加密方法。这个方法利用谱模式的特点对初始场展开和时间积分中的非线性项计算增加了一些处理，使所选有限区范围内（50°—140°E，20°—60°N）的分辨率有所提高，使模式能在制作出北半球较低分辨率（5°×5°）预报的同时，还能制作出有限区较高分辨率（2.5°×2.5°）的预报。用ECMWF分析资料进行了24小时和48小时预报对比试验，得到了较好的结果。     

用关键区和指标站作新会区前汛期暴雨预报

分析新会区1998-2003年20场前汛期暴雨,归纳出前汛期暴雨的天气系统以500 hPa西风槽及南支槽的配置、850 hPa切变线及西南风急流的存在和地面锋前暖区系统为主要特征,划定了24h暴雨预报的“关键区:”500 hPa中20-35°N、102-118°E的槽线;850 hPa中22-30°N、104-116°E的切变线、低压系统及西南风急流轴;20-33°N、110-125°E的地面锋线。选定指标站桂林、广州、梧州、海口、南宁的变高、水汽、和不稳定能量作单站24 h暴雨预报的指标。利用VB编程制作的预报系统操作简单。对2004和2005年的试报准确率均可达现行预报平分标准。     

吉林地区对流层温度变化特征分析

利用吉林地区高空探测站长春、延吉、临江1960-2009年地面至100 hPa高度标准等压面(共8层)温度资料,通过线性趋势分析方法,对吉林地区地面到100 hPa高度各标准等压面温度的变化进行分析。结果表明:在全球变暖背景下,吉林地区对流层年温度在700 hPa高度以下是上升趋势,400 hPa高度以上温度趋势是下降的。各季温度趋势变化各有不同,秋季和冬季在400 hPa高度以下温度趋势是升温的;春季和夏季700 hPa高度以下温度趋势是上升的,且温度趋势上升的幅度明显小于秋、冬季。城市规模的不同,温度上升趋势也不相同,大城市长春的升温幅度高于中、小城市的升温幅度;在各标准层中长春升温达到的高度高于中、小城市。     

GRAPES_MESO中时间步长和空间分辨率对于预报效果的影响

基于GRAPES区域中尺度数值预报系统(GRAPES_MESO),针对700 hPa、500 hPa和200 hPa的位势高度场H,温度场T,风场纬向分量U,经向分量V和地面降水场,在给定的模式物理过程下,分别考察了时间步长和空间分辨率对于模式预报效果的影响。研究结果表明,空间分辨率(0.3°×0.3°)相同时,各变量在不同层次的预报几乎都存在最优时间步长使得预报技巧最高,初步说明最优时间步长理论在复杂的偏微分方程组中的适用性。随后,将空间分辨率为0.3°×0.3°时最优时间步长(240 s)的预报结果与当前业务中(空间分辨率为0.15°×0.15°、时间步长为90 s)的预报结果进行比较,发现前者的变量H、T、U、V和地面降水场的预报技巧均高于后者,表明并不是空间分辨率越高预报效果越好。     

用典型相关分析对欧洲中心预报场的检验和应用

本文用典型相关分析方法对欧洲中期预报中心500hPa高度场的预报进行了相关检验,对典型变量进行了天气学解释,得出在20—35°N、100—120°E范围内预报场与实况场有6种相关系数较高的典型场,其天气形势的预报能力较好,为日常天气预报提供了依据。     

HLAFS业务预报系统改进对比试验

该文以国家气象中心的有限区域业务预报模式为基础，在模式中引入了简化的混合相云方案，其中包括云水雨水的冻结、冰雪的融化等冰相过程；并把模式的水平分辨率由0.5°×0.5°提高到0.25°×0.25°经纬度网格。在此基础上建立了较高分辨率的同化预报系统，并使用实时资料进行预报对比试验。试验结果表明，改进后的降水落区预报有了明显进步，强降水中心的降雨量预报也有所增强，与原方案相比更接近于降水实况。     

南海热带气旋数值预报模式与全球谱模式的嵌套试验

分析了各嵌套变量的作用和效果，发现采用部分变量嵌套就能取得一定效果，各变量的作用也不完全相同。这样，可以选取作用大，质量好，易处理的变量进行嵌套。并相应地提出了一个边界嵌套处理方案，应用于南海带热带气旋数值预报有限区模式（ＴＬ１０）与全球谐模式（Ｔ６３）的嵌套过程，通过数值预报试验，表明采用该嵌套处理方案能够取得良好的效果。     

一个载水预报模式的业务预报应用试验

该文在国家气象中心现行有限区域业务预报模式（LAM）的基础上,把模式的水平分辨率由1°×1°提高到0.5°×0.5°经纬度网格,垂直层次由15层变为20层。在原有物理过程中引入显式降水方案,并使用HLAFS业务系统的实时资料对1997年8月的一次登陆台风造成的强降水过程进行了个例预报试验,取得了较为合理的预报效果。     

高空温度、高度变化特征及其与地面气温的相关分析

利用青海省7个探空站1970～2001年高空观测资料，对各站500hPa标准等压面层的温度、高度进行了突变和异常分析，揭示了该层温度、高度变化的基本事实和规律，同时探讨了500hPa高度、温度变化，尤其是异常变化对地面气温的影响及相互联系。结果表明：500hPa高度、温度多数台站在20世纪80年代中期发生了由低(冷)转向高(暖)的突变；自1987年以后，500hPa高度、温度的正异常明显增加，负异常明显减少；500hPa高度、温度的异常偏高(暖)和偏低(冷)变化与同期地面气温的变化相关密切。     

湿位涡诊断在青藏高原东北侧暴雪预报中的应用个例

利用湿位涡理论,对2006年1月18-19日发生在青藏高原东北侧大范围暴雪天气进行了诊断分析,以探讨湿位涡诊断在青藏高原东北侧暴雪预报中的应用前景.个例分析表明:850 hPa和东风回流以及横切变耦合的正湿位涡高值区和500 hPa青藏高原东侧大槽前正湿位涡平流、300 hPa青藏高原东侧大槽前新生正湿位涡中心的叠加,形成有利于暴雪发生发展的湿位涡和湿位涡平流配置的三维空间结构;850 hPa等压面湿位涡正压项(ξMPV2)等值线密集区和等压面湿位涡斜压项(ξMPV1)<-2.0 PVU的中α尺度对流不稳定区形成的耦合区,对暴雪落区有指示意义.     

广东省冬季逐日最低气温的预报方法

为了能结合数值预报产品做好广东省逐日最低气温的预报,利用1998~2007年冬季(11月~次年2月)美国NCEP/NCAR再分析资料和常规气象观测资料,选取20°~27.5°N,107.5°~117.5°E区域内的海平面气压、850 hPa温度、850 hPa相对湿度、850 hPa纬向风(u)、850 hPa经向风分量(v)和500hPa位势高度等6个要素作为预报因子,以韶关、梅州、广州、阳江、汕头等5个站分别作为广东5个部分的代表站,采用能选取"最优"因子的逐步回归方法建立5个代表站的11月~次年2月逐日的最低气温预报方程,并对预报方程进行检验。结果表明:采用逐步回归预报方法建立的广东省5个代表站的逐日最低气温预报方程具有一定的预报能力,但也存在预报结果比实况偏低的不足。     

四川地区对流参数与雷电活动的相关关系

本文利用2013年和2014年7～8月NCEP1°×1°再分析数据和四川省雷电监测网观测资料,统计分析了雷电活动发生前最佳近地表四层(1000hPa、975hPa、950hPa和925hPa)等压面抬升指数、对流有效位能、K指数和850hPa假相当位温与雷电活动的相关关系。通过此次研究发现,对流参数在有雷电过程和无雷电过程中有明显差异,并且发现这四个对流参数和四川省雷电活动有较好的相关关系。通过此次研究得到了四川地区雷电活动对流参数预报指标,对已有雷电潜势预报有一定的参考价值。      

全球GRAPES等压面三维变分分析预报循环系统及试验

利用全球通讯系统GTS传输的常规观测资料和卫星资料,用全球与区域同化预报系统GRAPES(global/regional assimilation and prediction system)全球等压面三维变分分析和中期数值预报模式进行为期两个月6 h分析预报循环试验,并对分析结果进行了诊断分析。结果表明,位势高度在中低纬对流层顶及以上区域存在5~20 gpm负偏差,在100 hPa以下的南北极区域存在5~20 gpm正偏差;相对湿度在南极存在较大负偏差,在高层有较大正偏差。风场在赤道中高层有较明显的偏差。在500 hPa上北半球GRAPES位势高度与NCEP资料的均方根误差在10 gpm左右,南半球在15~24 gpm之间。与探空观测相比,经变分分析后,分析的偏差和均方根误差都有所减小,但位势高度背景场存在明显负偏差,而且在100 hPa以上位势高度改进不如低层明显。全球等压面三维变分分析预报循环试验表明,分析预报循环系统能稳定运行,但是分析和6 h预报场还存在系统性偏差。     

喀什 1971—2010年高空温度气候 变化特征分析

应用喀什气象站1971—2010年的探空资料,统计分析了850～100 hPa上各层高空温度的气候变化特征。结果表明：喀什高空温度850～300 hPa上的季节变化趋势为单峰型;200 hPa上呈双峰型;100 hPa亦呈单峰型,但其位相与850—300 hPa的季节变化基本相反。春、秋、冬三季300 hPa以上各层温度呈下降趋势,300 hPa以下呈上升趋势;夏季 整层均呈现下降趋势。各层等压面温度最高和最低出现的年代不同。喀什高空温度的变化周期主要集中在中低频区,高频区周期变化较弱,100 hPa温度在2000年发生了突变。     

暴雨落区的统计与分析研究

用34 a的降水资料对安徽省4—9月暴雨落区进行了统计分析,结果表明安徽暴雨主要集中在6月到7月,暴雨日数多寡和暴雨范围大小,基本决定了汛期降水多少和旱涝趋势。汛期暴雨落区集中出现在582—584 dagpm的500 hPa等压面斜坡上,因此暴雨带的位置预报大致可以用584 dagpm线的移动作参考。并用2003年梅雨期20场暴雨与一些实况物理量场进行对比,得出西风急流北侧以及500 hPa上升运动中心南侧到850 hPa上升运动中心北侧,有利于暴雨发生发展。     

初值中云变量对T213预报性能的影响

采用云变量自由变化的方案，在国家气象中心全球业务模式T213L31的初始场中增加有关云变量的信息，通过2005年6—8月和2015年12月—2006年2月各3个月的连续滚动对比试验的统计分析和个例预报分析，研究探讨了全球模式初值中增加云变量对模式预报性能的影响。初步研究结果表明:采用自由变化的方案在初值场中增加云的信息，使模式能够较为合理地描述出模式预报初期与云相关变量分布和变化特征，降低了spin-up现象对模式前期降水预报能力的影响，同时对500 hPa形势场预报也有一定程度提高。     

ECMWF数值预报针对一个网格点的效果检验

本文仅对离本站最近的ECMWF数值预报的850hPa温度、500hPa高度和1000hPa海压1个网格点(30°N,105°E)1年的数值预报效果进行了检验.     

广州前汛期暴雨各层天气系统特征分析

本文对广州前汛期暴雨的地面、850hPa、500hPa、200hPa系统特征进行了分析，给出了各层系统配置图，为日常预报业务提供分析依据。     

卫星资料反演湿度场改变模式初值对降水预报的影响

为探讨初始场资料在数值预报中的重要性，用高分辨率卫星T_BB资料反演的云内湿度场来改进模式初值，初步研究分析了改进的模式初值对降水预报的影响。以湿绝热过程的变态方程为积分方程，由卫星T_BB资料反演出大气中各等压面层湿度场。通过对比分析反演的湿度场与客观分析 (T106) 的水汽场，发现两者有较大区别，前者更加合理地反映出降水区域高空湿度场的分布。利用中尺度模式MM5将有限区域的常规探空资料和非常规资料进行同化，并对暴雨个例进行预报对比试验。不同初值的对比试验表明，在模式的初始场中引入卫星资料反演的湿度场后，明显地改善了模式降水预报的强度和落区，比仅使用常规探空资料更接近于实况。     

中国北方强沙尘暴活动与亚洲地区对流层风场的联系

利用1979~2002年中国北方春季典型强沙尘暴日数序列和亚洲地区等压面及地面以上10 m高度风场资料,分析了北方春季强沙尘暴活动与同期各层风场的关系。研究结果表明,近24年我国北方春季强沙尘暴日数与西西伯利亚地区(51~61°N,67~97°E)各层春季风速之间存在很高的正相关,其中与600 hPa风速相关最高,但与强沙尘暴多发区(37~45°N,81~118°E)局地风速相关却很低。将600 hPa距平风场与强沙尘暴序列做线性回归分析发现,当我国北方春季沙尘暴活动较频繁时,蒙古国东北部产生气旋式距平环流,从而在其后部会产生大风,横扫我国北方大部分地区。通过近24年西西伯利亚地区日距平风速与我国北方春季强沙尘暴事件的逐日对比发现,78%的强沙尘暴发生3天前西西伯利亚地区有异常大风出现。因此,该地区风速可以作为我国北方地区强沙尘暴天气短期预报的一个预警指标。