常规地面观测资料在GRAPES同化系统中的误差控制试验

利用GRAPES-3Dvar系统,分别对2004年9月3~5日、2005年7月2~4日、2008年7月20~22日的3个降水个例进行了常规地面资料各同化变量误差倍数改变的质量控制试验。结果表明,改变地面同化变量的误差倍数对进入同化系统的资料条目数是有所改变的;H的误差倍数取4时就能保证80%的资料进入同化系统,而U、V、Q的误差倍数取到2时,就能保证90%的资料进入同化系统;通过对目标函数及其梯度随跌代步数下降趋势对比分析,发现同化各变量的误差倍数取4及其以下时,其代价函数就能满足收敛条件,从而得到分析场;随着误差倍数的增加,进入同化的H资料的条目数越多,其对四川境内的降水预报的改善程度越差,而进入同化的U、V、Q条目数越多,其对四川境内的降水预报的改善程度越好,同时当误差倍数取到3以上时,各同化变量在四川境内的降水雨带与各自的误差倍数取3时一致。在既保证最大程度的利用更多同化资料,又保证其同化质量的前提下,H、U、V、Q的误差倍数的取值分别为4、3、3、3。      

四川省近50年降水的变化特征及影响

利用1961-2008 年四川省133 个气象站逐日降水资料,研究分析了四川省近50 年大气降水的变化特征及影响。研究发现：四川省年均暴雨日数从西到东呈现“增-减-增”的总体变化趋势：甘孜州、凉山州南部、攀枝花等地区年均暴雨日数主要呈弱增加趋势,四川盆地西部、中部呈明显减少趋势,盆地东北部地区则呈较强增加趋势;除了盆地中部、南部部分地区外,四川省其余地区的暴雨强度主要呈增强趋势,其中盆地东北部加强趋势明显。四川盆地西部、中部地区各量级雨日均主要呈减少趋势,无雨日明显增加,年降水减少明显;盆地东北部地区年均暴雨、大雨日数及强度都呈明显增加、增强趋势,此区域年降水量的增加主要是由于大雨、暴雨量的增加导致。近50 年来四川省大气降水的变化形势给不同的区域带来了不同影响：四川盆地西部和中部地区大气降水明显减少,影响到地表径流以及地下水位,导致水资源紧张;川西高原北部阿坝州降水也明显减少,在一定程度上促进了生态环境恶化;而盆地东北部、甘孜州、攀枝花和凉山州等地区暴雨日数和强度的增多、增强导致部分地区洪涝、地质灾害频发。     

"7.20"大暴雨过程分析

1998年7月19日深夜-21日凌晨在川中、东部产生了突发性大暴雨过程,本文在对中尺度雨团、地面中尺度低压系统进行了较深入分析的基础上,利用T106的客观分析场对此过程进行分析,发现:过程发生前后,大气的能量、水汽及辐合上升运动等条件有一个急速突变的过程,致使强降水产生.在这次大暴雨过程中,中尺度特征明显,雨团活动频繁.     

2014—2021年德阳大气颗粒污染物特征及案例分析

利用德阳2014—2021年气象观测数据和大气颗粒污染物数据,分析了PM_2.5和PM₁₀浓度变化特征及其与气象要素相关性,并以2017年1月25—28日PM_2.5污染过程为案例,开展了污染过程的气象条件和后向轨迹分析。结果表明：(1)2014—2021年德阳PM_2.5和PM₁₀浓度呈下降趋势,二者浓度的日最大值、最小值分别出现在11时、17时,月均浓度都表现出“夏低冬高”的特征。(2)德阳四季PM_2.5和PM₁₀日均浓度均与降水量及地面风速呈显著负相关关系,而与相对湿度、气温、气压的相关性则存在季节差异。(3)地面均压场、气压梯度小、风力微弱的静稳天气条件以及上游污染物的输入是导致此次重污染形成和加重的主要因素。     

T213数值预报产品在强暴雨预报系统中的应用

本文针对发生在青藏高原东侧四川盆地内的强暴雨,进行了预报系统开发方面的研究,研究指出:以T213数值预报产品为资料样本,以天气动力学理论和强暴雨预报经验为基础,利用强暴雨预报经验对R213数值预报产品进行解释应用,在检验的基础上构筑预报因子系列,依据于大量历史个例的总结,采用回归方法与判别方法相结合的方式,就能在较短样本资料的情况下,建立起实用效果理想的强暴雨预报系统.     

近30年均值的改变对四川省气候评估结果的影响

基本气象要素在一段时期内统计值的变化,对描述某一地区干、湿、冷、暖等气候态的影响很大.本文旨在根据世界气象组织的建议以及统一标准的要求,对气象变量用1971～2000年(以下称新30年)的平均值代替1961～1990年(以下称旧30年)的平均值,分析四川省新旧30年日照、温度、降水等基本气象要素平均值的变化及其对气候评价结果的影响后发现:1、四川省大部分地区日照时数距平值上升,2、气温距平值以下降为主,3、降水距平值以盆地大部分地区上升、川西高原下降为主要特征,4、偏暖年及暖冬年相对减少,夏季盆地东(西)部降水偏少(多)年相对增多,导致在新30年标准下,干旱、洪涝需重新评估,从而不同程度地影响了四川省今后气候评价的结果.     

南支槽对四川地区降水影响的定量分析

对1981—2017年NCEP/NCAR逐日再分析资料采用客观方法识别南支槽活动,并结合四川地区156个国家观测站的逐日降水资料,统计分析了南支槽的时空分布特征及其对四川地区降水的影响。结果表明:①南支槽平均每年出现47.9次,月分布呈双峰型,1月和5月出现频次最高;②出现最多的区域为孟加拉湾以北、青藏高原南侧的90°E附近,22°～24°N地区;③11月至次年1月为南支槽的增强期,南支槽强度大致上随着经度的增加而减小,但在86°E和96°E附近为增强区;④南支槽活动同期,约73.97%的对应时段四川地区有降水过程,降水频率大值区主要位于盆地西南部和南部;⑤南支槽位置偏西时四川地区更容易出现降水过程,但呈现出较强降水过程对应的南支槽强度较弱的现象。     

基于ECMWF极端降水天气指数的四川盆地暴雨预报研究

本文利用EC集合预报提供的极端降水天气指数能指示极端天气事件的特点,研究了四川盆地夏季(6-9月)的暴雨落区预报。综合考虑不同极端降水天气指数阈值对应的暴雨TS、ETS评分及各阈值评分最高时的发生频次,获得暴雨预报对应的最佳极端降水天气指数阈值。结果显示,08时起报的24h、48h、72h、96h、120h时效对应的阈值分别为0.5\0.6、0.5、0.4\0.5、0.4、0.2\0.3,20时起报的24h、48h、72h、96h、120h时效对应的阈值分别为0.5、0.4\0.5、0.4\0.5、0.3\0.4、0.1\0.3,通过检验表明这些阈值对暴雨落区的预报具有较好的指示意义。      

四川冕宁“6.26”大暴雨模式预报检验

运用气象观测资料和GRAPES、ECMWF、SWCWARMS_9KM(简称SWC)模式预报资料,对冕宁“6.26”大暴雨天气过程模式预报性能进行检验。结果表明:（1）对于24 h累计降水预报,中尺度区域模式优势明显,量级与落区预报效果均为最好,其中GRAPES_3KM模式预报落区分布与实况重合度较高,暴雨及以上量级降水TS评分最高。（2）GRAPES_3KM模式最大小时雨强10 mm以上降水落区与实况大雨及以上量级降水落区匹配度最高,ECMWF模式24 h累计降水多物理量订正产品及短时强降水概率产品次之。（3）SWC及GRAPES_3KM模式24 h累计降水极值点相比实况略偏北,量级偏小。对于小时降水峰值出现时间,SWC模式偏早4 h,GRAPES_3KM模式偏早3 h。（4）GRAPES_GFS模式环流背景预报更接近实况,SWC模式能较好地预报出冕宁上空中尺度辐合系统的存在。      

四川两次副高边缘型暴雨的预报偏差分析及模式检验对比

该文利用常规观测资料（实况探空资料、自动站雨量数据）以及ECMWF、SWC-WARMS（西南区域模式）、GRAPES-MESO、GRAPES-GFS对比分析了2019年在副高边缘环流形势下的2次四川盆地区域性暴雨天气过程。结果表明：①初始场相似的2次过程,导致强降水落区不同的主要原因在于副高的动态变化不同,其次西风带槽脊的细微差异以及低层水汽条件的差异也与降水落区息息相关。②ECMWF在这2次过程中对副高位置动态变化的预报,西进较东退更为准确,且数值模式对此类大范围强降水的预报,ECMWF较其它模式更具有优势,但局限性在于范围偏小、量级偏弱,可结合SWC-WARMS进行订正,而GRAPES-GFS、GRAPES-MESO在模式稳定性和预报准确率方面都不及上述两者。