四川"9.3"大暴雨中的水汽输送分析

利用NCEP／NCAR再分析资料对四川“9．3”大暴雨中水汽来源进行了讨论。结果表明,这次暴雨的水汽主要来源于南海、西太平洋地区;异常水汽输送在这次暴雨中占了较大的比例。暴雨日及前3天的异常水汽输送表明,造成此次川东暴雨的异常水汽来源于西太平洋经南海、东海、黄海的向北水汽输送和暴雨区北方的向南水汽输送,以及青藏高原的异常偏西风输送,孟加拉湾的水汽输送对异常强降水并没有明显的作用。大暴雨发生的前期,副高突然异常加强西伸。     

大气河对2013年“7.9”四川盆地持续性暴雨作用的诊断分析

2013年7月7~11日,四川盆地大部分地区出现了持续性强降雨天气(以下简称四川"7.9"暴雨)。此次过程的降水中心稳定少动、降水强度及总量大、持续时间长,累积降水量最高达到了1000mm以上,造成严重灾害。为分析位于孟加拉湾地区的大气河对四川"7.9"暴雨的影响。利用NCEP/NCAR再分析资料,通过研究孟加拉湾大气河水汽对这次暴雨的作用及影响,得到的结果表明:此次持续性暴雨过程中,孟加拉湾大气河受西太平洋副高东撤影响,并在200 h Pa和850 h Pa高低空急流的共同作用下,不断向四川地区输送水汽。这种水汽输送一直持续到11日才停止,此时降水也趋于结束。在整个暴雨过程中,850 h Pa上孟加拉湾大气河输送的水汽由于云贵高原阻挡,而绕开云贵高原在南海地区与西太副高外围的水汽以及南半球的越赤道气流汇合后,在低空急流左侧辐合气流作用下输送到四川盆地,为暴雨产生提供水汽。同时,700 h Pa上的水汽直接越过云贵高原到达四川盆地。孟加拉湾大气河的这两种输送方式为四川盆地持续性暴雨提供了充足的水汽供应。     

温州地区一次暴雨过程分析及数值模拟

针对WRF中尺度数值模式较少应用在地形复杂地区,而在浙江省南部山区的温州地区则更缺乏实际应用的案例,利用WRF模式,对2010年5月13～14日温州地区出现的一次暴雨过程进行数值模拟,并利用模式输出的高分辨率资料进行诊断分析.通过分析模拟结果,验证了WRF模式较好地模拟了此次降水过程的时空分布特征,但仍存在着部分区域降水量偏高,暴雨落区偏差等误差.研究结果表明,暴雨中心的强上升运动及低层辐合、高层辐散的配置有利于中尺度对流系统的发生发展,高低空急流耦合是此次暴雨爆发的重要机制.暴雨区域高湿高能环境的维持,保证了暴雨过程的能量输送,也是此次暴雨能够长时间地持续发生的必要条件之一.降水量最大区域的中心与对流层中的最大垂直速度中心都出现在同一区域,而在垂直速度最大区域的两侧都存在有一个垂直的次级环流,这些有利条件对维持强烈的上升运动起关键作用.     

温州地区一次暴雨过程分析及数值模拟

针对WRF中尺度数值模式较少应用在地形复杂地区,而在浙江省南部山区的温州地区则更缺乏实际应用的案例,利用WRF模式,对2010年5月13～14日温州地区出现的一次暴雨过程进行数值模拟,并利用模式输出的高分辨率资料进行诊断分析.通过分析模拟结果,验证了WRF模式较好地模拟了此次降水过程的时空分布特征,但仍存在着部分区域降水量偏高,暴雨落区偏差等误差.研究结果表明,暴雨中心的强上升运动及低层辐合、高层辐散的配置有利于中尺度对流系统的发生发展,高低空急流耦合是此次暴雨爆发的重要机制.暴雨区域高湿高能环境的维持,保证了暴雨过程的能量输送,也是此次暴雨能够长时间地持续发生的必要条件之一.降水量最大区域的中心与对流层中的最大垂直速度中心都出现在同一区域,而在垂直速度最大区域的两侧都存在有一个垂直的次级环流,这些有利条件对维持强烈的上升运动起关键作用.     

一次川东暴雨的雷达资料同化试验与诊断分析

为了对大尺度暴雨天气过程的雷达资料四维变分同化效果进行验证,选取2013年6月29日至7月2日发生在川东遂宁地区的一次暴雨天气过程,使用WRF中尺度模式进行雷达资料的同化模拟试验,并使用模式输出进行诊断分析。结果表明,高时空分辨率的雷达资料使短时间窗口的四维变分同化成为可能。同化结果能很好地改善由地形和初始场误差等因素带来的模拟缺陷,模拟输出场能完整再现整个暴雨的发生发展过程。副高西南侧低空急流带来的海上水汽与南亚季风自南向北带来的水汽共同构成了本次过程稳定的水汽供应通道。中β尺度涡旋的不断生消交替形成了该次暴雨过程的3次降水阶段。垂直方向不稳定能量的快速累积,缓慢释放以及垂直方向强的水汽输送交换,是造成该次过程降水时间长,量级大的主要原因。     

大气河对2013年“7.9”四川盆地持续性暴雨作用的诊断分析

2013年7月7～11日,四川盆地大部分地区出现了持续性强降雨天气(以下简称四川“7.9”暴雨).此次过程的降水中心稳定少动、降水强度及总量大、持续时间长,累积降水量最高达到了1000ram以上,造成严重灾害.为分析位于孟加拉湾地区的大气河对四川“7.9”暴雨的影响.利用NCEP/NCAR再分析资料,通过研究孟加拉湾大气河水汽对这次暴雨的作用及影响,得到的结果表明:此次持续性暴雨过程中,孟加拉湾大气河受西太平洋副高东撤影响,并在200 hPa和850 hPa高低空急流的共同作用下,不断向四川地区输送水汽.这种水汽输送一直持续到11日才停止,此时降水也趋于结束.在整个暴雨过程中,850 hPa上孟加拉湾大气河输送的水汽由于云贵高原阻挡,而绕开云贵高原在南海地区与西太副高外围的水汽以及南半球的越赤道气流汇合后,在低空急流左侧辐合气流作用下输送到四川盆地,为暴雨产生提供水汽.同时,700 hPa上的水汽直接越过云贵高原到达四川盆地.孟加拉湾大气河的这两种输送方式为四川盆地持续性暴雨提供了充足的水汽供应.     

利用GPS水汽资料对重庆一次暴雨过程的综合分析

为了更好地预报重庆地区暴雨发生的时间和落区,利用重庆地区基于GPS得到的GPS-PWV(Precipitable Water Vapor)资料结合WRF数值模拟对2012年一次暴雨过程进行综合分析,分析此次过程中重庆地区GPS-PWV的变化特征、不稳定能量以及动力抬升条件与降水的关系。研究结果表明:此次过程在降水之前有18小时到35小时的水汽聚集过程,在接近水汽通道的迎风坡面降水量转化率较高。综合分析不稳定能量和水汽通量散度的变化结合GPS-PWV提供的水汽场能够更好地预报降水发生的时间和落区。     

5·15广东大暴雨数值模拟及中尺度分析

利用WRF3.5模式对2013年5月15-17日发生在广东的大暴雨进行了数值模拟,并对大暴雨强降水时段中尺度系统的动力机制、热力条件及演变做了进一步的分析。结果表明:WRF3.5模式能较好地模拟出大暴雨过程的强降水中心、降水强度及雨带分布的变化趋势。稳定的"两槽一脊"形势是大暴雨发生的有利背景条件。高空辐散、低空辐合的有利配置及其耦合产生次级环流,同时地形对迎风坡的西南气流有阻滞和抬升,是大暴雨过程的主要动力机制。爆发的南海夏季风输送的充沛水汽在强垂直运动和弱冷空气作用下释放的大量能量是此次大暴雨过程的热力条件。中高层弱冷空气在次级环流的作用下向低层侵入,与上升的暖湿空气相互作用,促使斜压不稳定和对流不稳定的释放和发展,是大暴雨的触发机制。     

FY-3A卫星MWHS资料同化及四川盆地暴雨数值模拟分析

为研究中国FY-3A(风云三号A卫星)资料在数值模式中对暴雨模拟的作用,以2012年07月03日发生在四川盆地的一次暴雨过程为个例。利用WRF(V3.3)模式和三维变分同化系统WRF-3DVAR,对FY-3A的MWHS(微波湿度计)资料进行同化试验研究。研究结果表明:同化MWHS资料后,相比控制试验,(1)同化方案A在降水区出现+3K的正增量中心和+10%的正增量湿中心,改善了大气能量场和湿度场信息;(2)同化方案A提高了降水区垂直速度和涡度场的数值和分布位置,并较好的刻画出风场的辐合辐散区域和水汽通量高值中心,准确模拟出水汽通量的中心位置;(3)对此次暴雨个例试验研究,在中东部、东北部主降水区,同化方案A模拟降水区分布形式较好,尤其是降水强度得到较大提高降水值达230mm,非常接近实况降水值(227mm),同化MWHS资料可以较好提高WRF模式降水预报能力。     

川东北一次秋季暴雨的诊断分析

针对2012年8月30日~9月1日发生在川东北地区的一次暴雨过程,利用24小时加密雨量观测资料、NCEP再分析格点资料,采用Barnes滤波方法及天气学诊断方法,对此次暴雨过程进行了分析。结果表明:在高原槽后冷空气与副热带高压西北侧西南暖湿气流交汇的环境场下,中尺度低压是此次暴雨的直接影响系统;低空西南急流不仅为川东北暴雨提供丰沛的水汽,同时也为中尺度系统的形成、发展提供能量来源和有利的动力条件;大尺度环境场为暴雨提供水汽来源及能量,而中尺度系统在层结不稳定触发下释放潜热产生对流,并为水汽的辐合和向上输送做出贡献;低层辐合、高层辐散的散度配置,有利于暴雨的发生与维持。     

2012年8月19～21日西藏持续性强降水的中尺度分析

对2012年8月19～21日西藏持续性强降水天气过程的成因进行分析。利用加密地面观测资料、FY一2C卫星TBB资料、常规观测资料和NCEP 1°×1°再分析资料,对2012年8月19--21日西藏持续性强降水天气过程进行诊断和中尺度特征分析。此次强降水天气过程是在稳定的径向型环流背景下产生的,巴尔喀什湖附近东移南下的短波槽和500hPa低涡切变是造成此次降水过程的主要影响系统,西太平洋副热带高压边缘的西南暖湿气流为降水过程提供r有利的水汽条件;β中尺度对流云团的先后影响,为强对流发展提供了必要的热力、动力条件;而中层冷空气的侵入和强的垂直风切变加剧了大气层结的不稳定,为降水天气提供了有利的条件。该研究为西藏夏季降水的相关预报预测提供科学依据。     

粤西沿海“4.20”特大暴雨特征分析

根据气象常规观测资料、湛江新一代天气雷达资料、CFL-08风廓线雷达资料及卫星云图,分析2012年4月20日粤西沿海特大暴雨的天气环流形势、能量场、对流不稳定度、水汽输送和辐合辐散等环境特征及物理量场特征。结果表明:这次暴雨过程粤西地区共经历两次强降水过程,分别是受飑线系统、以及高空槽和低空切变影响;西南低空急流的出现有利于粤西暴雨的形成、维持和发展;暴雨过程粤西上空垂直累积液水含量达25~30g/m2;暴雨期间风向随高度明显逆转,有冷平流输送;约2.0 km高度以下低空急流的下传和增强与暴雨的产生有密切关系;短时间内多普勒天气雷达的速度回波低层辐合区域远远大于辐散区域是可能产生强降水的标志。     

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绵阳“9．22～27”持续暴雨过程特征及成因分析

利用常规实测资料、NCEP刷CAR再分析资料、T213分析资料,对绵阳地区2008年9月22—27日出现的持续性暴雨过程进行环流形势及物理量场分析,结果表明：此次降水过程可分为两个明显的降水时段,其区域不同、强度不一;副高、冷空气、两条水汽通道以及台风是此次过程的主要影响系统;第一降水时段的各物理量水平皆大于第二时段,不稳定能量、水汽和气流的辐合、辐散区分布及上升下沉气流的位置和强度对暴雨的强度和落区预报有较好的指示意义。     

Mesoscale SST perturbation-induced impacts on climatological precipitation in the Kuroshio-Oyashio extension region,as revealed by the WRF simulations

Mesoscale coupling between perturbations of mesoscale sea surface temperature(SST) and lowlevel winds has been extensively studied using available high-resolution satellite observations. However, the climatological impacts of mesoscale SST perturbations(SST_(meso)) on the free atmosphere have not been fully understood. In this study, the rectified ef fect of SST_(meso) on local climatological precipitation in the KuroshioOyashio Extension(KOE) region is investigated using the Weather Research and Forecasting(WRF)Model; two runs are performed, one forced by low-resolution SST fields(almost no mesoscale signals) and another by additional high-resolution SST_(meso) fields extracted from satellite observations. Climatological precipitation response to SST_(meso) is characterized mainly by enhanced precipitation on the warmer flank of three oceanic SST fronts in this region. The results show that the positive correlation between the 10-m wind speed perturbations and SST_(meso) is well captured by the WRF model with a reasonable spatial pattern but relatively weak strength. The addition of SST_(meso) improves the climatological precipitation simulated by WRF with a better representation of fine-scale structures compared with satellite observations. A closer examination on the underlying mechanism suggests that while the pressure adjustment mechanism can explain the climatological precipitation enhancement along the fronts and the relatively high contribution of the convective precipitation, other factors such as synoptic events should also be taken into consideration to account for the seasonality of the precipitation response.     

Effect of lake surface temperature on the summer precipitation over the Tibetan Plateau

There are numerous lakes on the Tibetan Plateau (TP), but the role of lake temperature in precipitation over the TP remains unclear. Here the Weather Research and Forecasting (WRF) model was used to detect the impact of lakes on summer rainfall. Three test cases were used to evaluate the effect of lakes surface temperature (LSTs) on precipitation variability. The three cases used different methods to determine initial LSTs, including using sea surface temperature data (SST), the WRF inland water module (avg_tsfc), and a lake model. Results show that when precipitation was stimulated over the TP, LSTs cannot be initialized using SST, which led to large discrepancies of precipitation. Compared with the simulations, the simulated precipitation were improved obviously with LSTs using avg_tsfc, indicating that LSTs have an considerable influence on determining precipitation over the TP. Due to a lack of observational data, the lake scheme does not improve on rainfall simulation, but does effectively simulate precipitation pattern over lakes, such as rainfall over the lakes was dominated by convection during the nighttime. Though the simulated precipitation using SST to initialize LSTs caused large discrepancies, it suggested that precipitation increase especially convective precipitation with increase in LSTs, which confirmed that the moisture from lakes cannot be neglected over the TP. Generally, it was necessary to monitor the LSTs for accurate weather and climate prediction over the TP.     

湖南“6.19＂暴雨过程的中尺度特征分析

针对2010年6月19～20日湖南一次大范围暴雨过程,利用常规观测资料、FY-2E卫星TBB资料、NCEP1°×1°格点资料及WRF模式输出的高分辨率资料,采用数值模拟和诊断分析相结合的方法,综合分析了此次暴雨过程.结果表明：东移短波槽及低层低涡是此次暴雨的主要影响系统;卫星资料分析显示,α中尺度对流云团前部不断有β中尺度扰动分裂和发展;WRF模式模拟结果表明,此次大范围暴雨过程是多尺度系统影响的结果,在有利的大尺度环流背景下,激发了中小尺度对流系统的活动,导致强降水带中出现了多个中尺度扰动和与此对应的中尺度雨团有组织的活动,是暴雨发生的主要原因;中尺度雨团对应着强上升气流柱、正涡度柱和低层强辐合、高层强辐散的散度结构.     

浅析香港地区一次大面积降雨过程中的GPS可降水量特征

利用GPS反演可降水量资料和香港天文台发布的天气资料,对香港地区2014-03-30一次大面积降水过程中水汽变化特征进行分析。结果表明,强降水可能出现在GPS可降水量峰值之前,降水发生前后常伴随GPS可降水量的突变现象|香港地区复杂的地形条件是导致降水前后GPS可降水量变化差异的重要因素之一,单基站获取的有效水汽分布范围要因地而异|绘制GPS可降水量等值线时序图能直观地分析水汽传输过程。     

川北一次大暴雨过程的物理量诊断分析

利用2005年7月16日至19日的高空地面资料,对当年7月18日至19日发生在川北的一次大暴雨天气过程进行了环流形势分析和物理量诊断分析,得出了产生此次大暴雨过程的环流特点,并利用假相当位温、水汽通量散度和改进的湿Q矢量散度场分析了暴雨的落区、强度和持续时间。