广西和贵州MCC暴雨过程综合分析

利用卫星云图、多普勒雷达资料和高空风等各种天气学资料,对2007年6月8～9日广西、贵州由中尺度对流复合体(MCC)引发的致洪暴雨过程进行了大尺度环境场和物理量的诊断分析.结果表明:MCC是造成暴雨的直接影响系统;低空急流的不连续后退向西发展,为MCC的生成和发展提供了充沛的水汽输送;MCC发生区对流层中低层随高度向西倾斜高能管的形成,维持了MCC发生区大气的对流不稳定性;华北高压底部东北气流带来的冷空气沿青藏高原东侧南下产生的锋生,有利于MCC的形成;对于MCC的生成发展、维持和消亡,在CAPPI(1.5 km)径向速度图上看到:首先有西南低空急流生成,接着在西南低空急流左侧出现气旋性辐合或经向辐合;和类似飑线的强对流云带的东移转向南压配合,生成范围很大的径向强辐散区;低空急流的减弱消失,预示着MCC的减弱或消散.     

一次秋季温带气旋的雨雪天气过程分析

2012年11月3-5日,受强冷空气和气旋发展的影响,华北地区出现了秋冬之交首场雨雪过程.此次雨雪天气过程具有降水强度大、雨雪范围广、初雪时间早、降水相态多变以及雨雪降温大风并存等特点.着重分析了过程的多尺度相互作用及其成因机理等,得到以下结果:(1)通过对北极涛动指数变化的分析发现,此次过程前期由于北极涛动指数负位相出现的时间较早,并且强度大,维持时间长,对应当年秋冬之交首场雨雪天气出现亦时间早、强度大.(2)此次过程前期华北地区西风带上游长波波数趋于减少,导致后期位于华北地区受其引导的相应低压系统稳定少动.(3)东亚-西太平洋地区建立的“Ω”形阻塞形势阻挡了其上游西风带槽的东移,特别是后期此阻塞高压南部迅速生成的低值系统与阻塞高压的高值中心构成了十分稳定的对偶之势,阻断了其上游西风带槽的东移,导致相应地面气旋系统长时间稳定维持在北京及其邻近地区,从而促使该地区出现了历史上罕见的强降水事件.(4)该过程涡度平流和温度平流对锋前上升运动的形成和气旋的发展演变有重要的影响,这次天气过程的气旋发展机制与经典的第二类温带气旋发生、发展机制不尽相同.(5)此次过程中水汽条件极为有利,特别是在气旋发展后期,来自海上的水汽源源不断流入移动缓慢的气旋区域,为该区域的罕见强降水创造了极为有利的水汽条件.(6)在整体大气稳定层结环境下,锋面前沿的水汽输送和抬升在低层形成了大气不稳定层结,有利于低层上升运动的触发,锋面加强引起的风垂直切变加强促进了大气不稳定层结之上的条件性对称不稳定区向上扩展,并与高层的条件性对称不稳定区连通,从而为低层触发的上升运动向高层发展提供了有利条件.     

0713号“韦帕”台风暴雨的中尺度数值研究和非对称性结构分析

本文利用美国新一代中尺度数值模式WRF,结合多普勒雷达资料、卫星资料以及美国国家环境预报中心NCEP的再分析资料对发生在2007年9月17日～19日由第13号超强台风“韦帕”在浙江省引发的暴雨过程进行分析.结果表明,本次降水过程主要是由台风外围暖湿的东南风急流和中高纬西风槽带来的北方干冷空气交汇造成的,前者为降水输送水...     

斜压大气中尺度横波扰动的发展

为探索带状中尺度扰动发生发展的可能性及其对深厚对流云团的启动和组织作用。本文利用准动量无辐散二维模式讨论了斜压切变基流上中尺度横波扰动的发展问题。首先导出波能密度和波作用量，然后利用ＷＫＢ方法分析了波包的传播，建立波作用量方程，进而从波作用量方程出发，分别讨论了大气中各种层结下横波型扰动发展的物理背景条件。     

采用不同背景场的龙卷模拟结果对比分析

采用常规气象观测资料,对2014年5月21日17:40广州市黄埔区九龙镇一次西风带龙卷的环流背景场进行分析,并利用FNL和ERA5再分析资料作为背景场模拟该龙卷过程,研究了不同再分析场对模拟效果的影响,结果表明:对于雷达回波、垂直速度、水平风场及水成物,FNL资料作为初始场对西风带龙卷的模拟优于ERA5资料。FNL再分析资料作为初始场、边界场能有效地模拟出西风带龙卷的超级单体结构。5月21日17:45对流风暴与经典超级单体结构相似,出现了钩状回波特征与入流缺口,其垂直结构上强回波向东倾斜,形成穹窿结构。17:50超级单体钩状回波处有明显的强上升气流与后侧下沉气流,具备生成龙卷的必要条件;从垂直涡度的低层平面发现涡旋特征十分明显,其高度从250m伸展至2km,龙卷有可能发生在从地面一直延伸至2km向西北倾斜的小尺度气旋内。      

基于Landsat TM/ETM+影像的面状水体特征研究——以巢湖流域面状水体为例

通过对研究区2001年10月和2007年1月Lnadsat TM/ETM+的遥感影像进行光谱特征分析,利用归一化差异水体指数(NDWI)、阈值法和谱间关系法提取研究区面状水体形态信息,在此基础上,利用分形几何理论计算不同时相巢湖流域研究区影像的各小流域面状水体的分形维数.结果表明,巢湖流域研究区各小流域面状水体明显具有分形特征,2007年各小流域面状水体的分维值相应都比2001年各小流域面状水体分维值有所降低.说明整个流域的面状水体的稳定性增大.反映了研究区人类工农业生产活动开始注重与周围地理环境的和谐发展.     

基于CloudSat资料的青藏高原地区云微物理特征分析

青藏高原云物理特征的认识对高原天气和气候的研究有重要意义。利用2006年6月—2011年4月的CloudSat卫星资料,分析了青藏高原地区云的总云水路径、液态水路径、冰水路径及雷达反射率的分布特征,并对高原与东亚降水云的垂直结构进行对比,得到如下结论:(1) 总云水路径的大值区分布在高原西南坡、东南部及高原中部低值区分布在昆仑山脉、祁连山脉及其以北地区;暖季大于冷季;(2) 高原南部及东部为液水路径大值区,以液相云为主;高原中部、北部及西部为冰水路径大值区,以冰相云为主;(3) 雷达反射率的垂直分布主要介于-27～17 dBz,集中在3～9 km;云粒子群随高度先增大后减小,在4 km高度的大小和浓度最大;暖季云高大于冷季,对流活动旺盛;(4) 高原与东亚降水云的结构不同,季节变化也与东亚有差别。(5) 雷达反射率在近地面层随纬度的增大减小,垂直方向的递减率是暖季小于冷季;(6) 冷季的高原上与周边相比为丰水区,南坡的冰水路径与低层雷达反射率大值区对应,表明南坡阻挡作用促进云中冰粒子的形成。      

民航京沪穗数值预报系统在广州的本地化试验

为了调整优化基于WRF模式的民航京沪穗数值预报系统在广州本地的预报效果,使用3组不同的物理参数化方案和资料同化方案组合,对发生在2011年10月13日~14日广东地区的暴雨过程进行模拟。降水预报结果显示不同物理参数化方案和资料同化方案对降水预报有较大的影响,使用香港城市大学大气研究实验室实时预报系统推荐的参数化方案的降水预报好于加拿大温哥华地区业务运行的参数化方案,使用香港的方案,不同化自动站资料的预报效果好于同化自动站资料。而环流形势场、相对湿度场、水汽通量场和CAPE指数场对不同参数化方案的敏感性要小于降水场,另外还分析了系统连续15天预报结果。最终结果表明,不论是降水场还是形势场,使用香港城市大学的方案并且不同化自动站资料的评分优于其他2种方案,可以作为广州本地业务方案使用。     

基于条件非线性最优扰动方法的集合预报试验

在不考虑模式误差的情况下,采用三层准地转T21大气模式作了10d的集合预报试验．比较了两种集合预报初始扰动产生方法的优劣：奇异向量法和条件非线性最优扰动方法．从1982／1983冬到1993／1994冬（12月至次年2月）随机选择了10个个例．异常相关系数被用来评估北半球500hPa位势高度场的预报质量．结果表明,如果在预报中后期北半球大气环流具有环流转型发生,用条件非线性最优扰动代替第一奇异向量的集合预报技巧在中期预报范围（第4天之后）明显高于奇异向量法,Rank Histograms进一步说明新方法产生的集合具有更高的可靠性．结论证实并推广了作者以前的工作,即：采用正压准地转模式,在分析误差为快速增长扰动的情况下,条件非线性最优扰动方法的引入改善了集合预报效果．