同化GPS可降水量资料在安徽地区暴雨预报中的应用

利用2014年5月10日08时和5月24日08时的中国GPS(Global Positioning System)可降水量资料、地面气象观测资料及探空资料,基于WRF(Weather Research Forecast)模式及其三维变分同化系统对安徽地区2014年5月10日区域性暴雨过程和5月24日局地性暴雨过程进行了同化研究。结果表明:同化GPS水汽资料能较好地改善WRF模式的湿度场,对风场的调整较小;同化探空资料和地面常规气象观测资料可以同时调整湿度场与风场,但对湿度场的改善效果明显不如同化GPS水汽资料。仅同化GPS可降水资料,可以改进暴雨落区和强度的WRF模式模拟预报效果;而同化探空资料和地面常规气象观测资料对暴雨落区与强度预报的改进效果低于仅同化GPS水汽资料;同时同化地面常规气象观测资料、探空资料和GPS可降水资料对暴雨强度与落区的预报效果改进明显,与实况更接近,暴雨预报的TS评分更高,空报率更低。     

对LASG-REM模式的改进及云雨数值试验

改进中尺度动力预报模式中较为简单的云雨过程处理方案,用预报方程对大尺度(即网格尺度)的水汽、云水和雨水作显式求解,对次网格尺度的积云对流进行参数化处理,并以1998年7月21日00时(UTC)的欧亚探空资料和地面资料为初始场,对武汉地区的暴雨过程进行数值试验。结果表明,改进后的LASG—REM模式对降水有很好的模拟能力,能够模拟出空中云水、雨水的分布特征。     

WRF-EnKF系统对中国南方一次暴雨过程确定性预报的试验

文章利用美国宾州州立大学的WRF EnKF(Ensemble Kalman Filter)实时预报系统(Real time Penn State WRF EnKF System),针对2013年5月15—16日发生在中国南方的暴雨过程进行了数值预报试验,以初步检验该系统对我国南方降水确定性预报的效果。数值试验采用2013年5月14日08时（北京时）起报的6 h间隔的1°×1° NCEP GFS (globle forecast system) 60 h预报数据（预报到5月16日20时）作为初始条件和边界条件。其中,控制试验不同化任何观测资料,同化试验通过集合卡尔曼滤波方法同化常规探空资料,分别进行确定性预报。结果表明：利用WRF EnKF系统同化常规探空资料,显著改善了数值预报的初始场,减小了各物理量的预报偏差和预报均方根误差,进而提高了此次暴雨过程的降水落区和强度的预报准确率。     

高分辨率数值探空资料在呼和浩特地区暴雨预报中的应用分析

利用BJ-RUCV2.0数值模拟资料、呼和浩特站观测资料,借助2013年7月14—15日呼和浩特地区暴雨过程,对比了数值和观测两类探空资料的参量差异,分析了数值探空资料的预报性能,结果表明:(1)就露点温度预报而言,提前12h起报的数值探空预报效果更好,但每个起报时刻的数值资料都对整层大气预报略偏湿;(2)提前12h起报的数值探空资料所反映的逆温层位置和厚度最接近实况资料,对温度预报效果最好;(3)与观测探空资料相比,数值探空资料的不稳定能量偏强,这将导致模拟降水出现时间比实况要提前;(4)在对短时临近预报有指示意义的12h预报时效内,CAPE值08时起报的误差较小,K指数20时起报的预报误差较小。     

快速更新循环同化在江西暴雨数值模拟中的应用

基于WRF 模式三维同化(3DVar)建立每3 h 快速更新循环同化系统(简称RUC),循环同化地面常规观测资料、探空资料、船舶资料和飞机报,并以此为基础建立预报系统,对2011 年6 月4 日20 时-5 日20 时江西一次大暴雨过程进行模拟检验,初步研究RUC 在江西暴雨预报中的应用.结果表明:(1)RUC 有效改...     

时间加密探空观测对分析和预报质量的敏感性研究

探空观测是气象资料同化中最基本的常规观测资料,对同化分析和预报的有效改善具有重要作用。由于现有探空观测站的空间分辨率较低,分布不均匀,且每日仅有两次观测,数量偏少,限制了其分析场对中小尺度大气状态的准确再现能力。自我国L波段雷达-数字探空仪更新换代以来,探空观测具备了获取每日4次、垂直分辨为秒级和分钟级的大气廓线资料。本文利用WRF中尺度数值模式,通过06时（世界时,下同）加密探空资料和12时常规探空资料的有效同化,研究分析了时间加密探空观测资料对同化分析和预报质量的敏感性影响。结果表明：同化06时的时间加密探空资料的午后暴雨预报质量优于12时常规探空观测。具体而言,同化06时的时间加密探空资料预报的大雨和暴雨的预报技巧高于12时常规探空资料;位势高度、温度和风场等预报场的均方根误差在高层的改进效果更加明显;06时的时间加密探空资料的同化对高层的高空急流和低层的水汽通量散度的预报质量贡献更大。批量试验进一步证实了有效同化时间加密探空资料对分析和数值预报效果改进的积极意义。     

2000年7月中旬河南连续性暴雨过程分析

利用2000年7月12～16日逐时雨量、逐时风场、探空及多普勒雷达回波资料,分析了2000年7月12～16日河南连续性暴雨的雷达回波特征及中尺度系统活动与暴雨的对应关系,提示中尺度系统是造成暴雨的直接原因.     

2000年7月中旬河南连续性暴雨过程分析

利用2000年7月12－16日逐时雨量、逐时风场、探空及多普勒雷达回波资料，分析了2000年7月12－16日河南连续性暴雨的雷达回波特征及中尺度系统活动与暴雨的对应关系，揭示中尺度系统是造成暴雨的直接原因。     

加密探空资料在华东区域业务模式中的应用试验

采用中国气象局2014年6月1日—30日14时加密探空资料,利用华东区域中尺度数值预报业务系统比较同化加密探空观测资料前后模式预报结果的差异。研究表明,同化加密探空资料后,对模式初始时刻不同高度的位势高度、比湿、温度、风速等变量均有一定的影响;对位势高度、温度和风场的影响在高层100—150 h Pa比较显著,而对比湿的影响主要体现在低层700—750 h Pa。同化加密探空资料后模式初始场更接近实况。批量数值试验的统计检验表明,同化加密探空观测资料后对强降水及形势场预报均有不同程度改进,24 h暴雨和大暴雨量级降水的预报技巧分别提高了2.5%和8.1%。     

石家庄盛夏一次暴雨空报诊断分析

实时天气系统的时空分布、多个物理量要素都表明2007年7月18日河北省石家庄市东、南和北部将有暴雨天气发生的可能,结果暴雨并没有发生.为了找到暴雨空报的原因,对常规资料和各种数值预报产品进行诊断分析.结果表明:(1)石家庄地区处于2条切变线的中间区域,导致缺少强降水的垂直条件(中、低层的切变线),这是暴雨空报的最主要原因;(2)利用离石家庄最近的邢台探空站的物理量特征来判断石家庄对流发展程度效果较差,这和探空站空间尺度较大有关,这是空报原因之二;(3)缺少有效的数值预报产品是预报失误原因之三:(4)这次邢台、邯郸的暴雨天气系统可定为西南涡类暴雨.利用卫星水汽云图和雷达、国家级自动站要素资料相结合可以大大提高灾害性天气预警能力.     

“7·21”北京特大暴雨的预报问题

根据探空资料和国内外网站上实时收集的2012年7月10—22日的数值预报、卫星、雷达和地面资料,对2012年7月21—22日北京特大暴雨的分析和预报过程进行了总结。得到如下结果:(1)"7·21"暴雨属于一次典型的中尺度对流复合体MCC暴雨过程,发生在具有高温高湿的偏南风低空急流左前方、高空急流入口区右侧、深厚的暖平流等有利于MCC发生的环流背景下。(2)各种数值模式均不同程度地报出了这次暴雨,预见期可达3~4 d。1~2 d的短期预报可以比较准确地预报出暴雨的落区和强度,但对暴雨的开始和结束时间明显偏晚约6 h。(3)卫星和雷达监测表明,在大尺度雨带到达之前12 h,初始对流已在锋前暖区发生。根据回波的移动、增强和组织化,可以外推第一波雨峰将在中午前后影响北京,从而对数值预报作出及时的修正。回波和地面要素场(风、露点)的配合分析,可以大致确定发生初始对流所必需的静力不稳定条件和初始抬升条件,可为回波外推预报提供一定的天气学依据。     

探空观测资料在西南暴雨中的同化试验

利用探空观测资料、T213资料、NCEP再分析资料以及GRAPES三维变分同化系统,研究不同探空观测资料预处理过程对同化结果和西南暴雨预报的影响。得到以下主要结论:(1)资料接收方式和取资料的截断时间不同会影响可用探空观测资料的站点个数。不同探空观测资料预处理过程,使同化系统得到的可用资料数量不同。(2)同化系统同化的探空资料数量越多,对背景场调整幅度越大。(3)利用GRAPES 3D-VAR系统同化探空观测资料能够改善背景场质量,随着同化的资料条数增多,对背景场的改善作用越明显。(4)降水预报结果表明,同化系统使用的资料条数越多,降水中心强度越接近实况。(5)2005年7月降水预报在西南地区的TS评分结果表明,国家气象中心使用的探空观测资料预处理程序优于成都区域中心的预处理程序。      

桂粤交界地区前汛期一次强降水过程分析

利用micaps地面常规资料、探空资料、卫星云图、NCEP/NCAR每6h再分析资料等,通过分析2010年6月1-2日两广交界地区的暴雨局部大暴雨过程的环流系统演变特征,对此次强对流发生的动力、水汽条件和能量条件进行诊断分析,探讨本地暴雨天气发生的物理机制,为改进和提高本地区强降水天气的分析预报能力,积累预报经验。     

探空记录在暴雨分析预报中的应用

在1979年湖南暴雨综合试验中,我们通过分析探空资料,来判断当时大气的水汽条件、不稳定度条件、凝结状况及降水形成原因等,作为暴雨、雷雨大风等灾害性天气预报的根据之一。经试验,认为这不仅可以作为气象台日常业务预报上较好的一种辅助手段,而且,也可供有条件获取探空资料的县气象站在日常预报上应用。     

关于用对流温度预报局地热雷雨问题

在云物理、暴雨分析、中小尺度天气分析及预报中,常用到对流温度(T_0)。特别是用单站探空资料预报午后局地热雷雨时,对流温度是能否产生热雷雨的临界标志。当根据早晨探空资料求得对流温度后,就可根据下午可能出现的最高温度和对流温度比较,若午后最高气温高于对流温度时,可能产生热雷雨。     

用积云数值模式预报冰雹的探讨

用一维、定常积云模式对北京1964—1975年6月及1964—1976年7月07时(北京时,下同)的探空记录进行了计算,并结合同期延庆县降雹实况进行了分析。计算结果用点聚图过滤法试做冰雹预报,找出预报指标。对所计算的历年7月份的403天历史资料,总概括率为80％,降雹日概括率为71％。     

淇、卫河流域暴雨预报

利用1961～2000年6～9月淇、卫河流域降水资料,采用单元综合评判法确定流域暴雨日,并对暴雨日进行分型,确定暴雨预报天气学指标,建立暴雨预报方法.     

基于探空资料的雷暴潜势预报方法

利用常规探空资料计算出多种对流指数,结合高空要素和物理量场等资料,针对浙江省的3个探空站分别建立统计预报方程;对逐个探空站100 km的范围采取区域划分的方法,可以有效提高预报方程的拟合效果.最后利用2007年6～7月的独立资料进行效果检验,结果显示,预报探测率(POD)平均87.5％,虚假警报率(FAR)平均26.7...     

上海暴雨和强对流天气的地面观测分析

近年来,人们利用卫星、雷达和地面观测资料相结合的分析方法,得到了一些暴雨和强对流天气预报的经验。例如,姚祖庆、肖稳安等利用卫星云图资料概括出影响长江中下游暴雨和强对流天气的5种环境云场特征和在这些云场中暴雨和强对流云团的演变过程,通过追踪这些云团活动来作暴雨和强对流天气的预报。杜秉玉等以雷达资料为主设计了长江三峡和荆江地区暴雨预报的临近预报系统。文中利用上海地区稠密的地面观测资料,分析1983年9月3日、1985年7月11日、1983年7月26日影响上海的暴雨和龙卷天气过程中地面气象要素场和物理量场的先兆表现,期望从地面观测资料的变化特征提供暴雨和强对流天气预报的依据。     

一次连续性大到暴雨成因及雷达回波特征分析

利用T213资料、自动站每小时降水资料、探空资料、乌鲁木齐多普勒天气雷达资料等对乌鲁木齐地区2004年7月18～20日的连续性大-暴雨天气过程进行了分析,指出:局地强垂直风切变、高K指数、水汽输送、边界层偏西急流和不稳定大气层结对大降水的产生和维持具有一定的预报能力。