基于对流云/层状云划分的云分析方法改进

本文基于实况融合降水和雷达反射率因子,采用模糊逻辑法提出了一个新的对流云/层状云判别方法,进而改进了GSI（Gridpoint Statistical Interpolation）同化系统中的云分析方案（简称CUST方案）。以2019年6月19日影响浙江的一次梅雨过程为例,利用WRF（Weather and Forecast Research）模式与GSI同化系统开展了逐小时循环同化试验,分析了CUST方案对降水的模拟改进作用和可能影响过程,并与其他方案进行了对比,探讨了CUST方案的应用效果。结果表明:（1）新提出的CUST方案可较为准确地划分对流云和层状云,以此作为判别因子改进GSI同化系统中的云分析方案切实可行。（2）CUST方案在对流区域采用对流云分析方案,在非对流区域采用层云分析方案,减小了单纯对流云方案在非对流区域的空报现象、以及单纯层云方案在强对流区域的漏报现象,有效提升了短时降水的模拟能力。（3）CUST方案对模式起报初期（6 h甚至3 h内）的改进效果较为明显,且对小雨量级的改进幅度要大于大雨量级。（4）与基于地表感热和潜热通量确定的对流尺度速度作为对流判据的混合云分析方案（简称CSW方案）相比,CUST方案基于实况资料划分的对流云/层状云更为合理,模拟的降水结果占优,说明CUST方案方法有较好的应用前景。     

非地转湿Q矢量对0505号“海棠”台风特大暴雨过程的诊断研究

利用NCEP和地面雨量资料,应用非地转湿Q矢量三维结构对2005年"海棠"台风在浙江造成的特大暴雨过程进行诊断研究,结果表明:大暴雨和特大暴雨发生地区上空非地转湿Q矢量在低层存在强烈辐合,辐合区的垂直伸展深度和随高度的变化倾向能预示未来降水的强度和移动趋势;多数大暴雨和特大暴雨发生地850hPa高度的非地转湿Q矢量辐合极大值与降水极大值存在12h的滞后相关,大暴雨和特大暴雨发生地的辐合值往往在50×10-17hPa-1s-3和150×10-17hPa-1s-3以上,平均辐合极大值分别达到了121.89×10-17hPa-1s-3和237.65×10-17hPa-1s-3:850hPa的非地转湿Q矢量散度水平分布对未来12h台风强降水的落区有较好指示意义,大暴雨和特大暴雨的落区常位于强辐合区附近;850hPa非地转湿Q矢量流场的中尺度辐合线的活动与强雨区的移动相对应,两者走向也基本一致,能预示出后期台风大暴雨和特大暴雨落区演变的一些细致特征.     

2004年西北太平洋热带气旋的活动特点与成因研究

对2004年台风汛期西北太平洋热带气旋的活动特点进行研究总结，进而对其成因做了分析。结果指出：2004年西北太平洋热带气旋主要特点是生成总数较常年略偏多，热带气旋生命史普遍较长、：生成时间相对集中、生成源地偏东，转向路径偏多，登陆气旋数多于常年平均值，登陆地段集中且偏北，集中在华东到日本一带。其成因在于：（1）副高面积偏大、强度偏强、位置偏北且西伸脊偏西，同时副高分布形态多呈块状，使得2004年台风的高频活动区向北偏移，直接对华东到日本一带造成威胁，乃至正面登陆影响；（2）澳大利亚高压强大，越赤道气流强，赤道辐合带辐合偏强、位置偏东，造成台风活动比较活跃且源地偏东；（3）西风带环流经向度较常年偏大而且副高多呈块状分布，东西两环副高之间形成的鞍型场有利于台风过此通道北上转向，导致转向台风偏多。     

快速更新同化预报系统预报性能的检验与分析

利用全省1800多个包括区域自动站在内的站点观测资料,从时间演变、空间分布及统计检验3个方面,其中统计检验不仅包括区域平均评估指标的累加检验,还考察了检验量的空间分布,评价浙江省快速更新同化预报系统对2013年夏季总体预报水平,结果表明,模式能较好预报出2013年夏季降水和温度的时间演变和空间分布。降水预报总体偏强,模式对杭绍地区、浙东南沿海一带、丽水南部的24 h累计降水预报效果优于其它地区。在相同级别的12 h累计降水预报中,预报水平基本随着预报时效的减小而稳步提升。24 h平均2 m气温和24 h最高2 m气温预报普遍存在低估现象。浙北地区、金衢盆地、浙东沿海地区高温事件预报效果相对较好。     

东海热带气旋登陆后转向入海问题的探讨

应用合成分析及相关分析方法研究了影响热带气旋登陆后转向入海路径趋势的若干因素,结果表明:登陆后转向入海路径趋势随时间和登陆地点的变化分布说明热带气旋登陆后路径仍受基本气流的引导和制约;热带气旋登陆时的惯性和地转力的变化对热带气旋登陆后的路径趋势有一定影响;环境场对热带气旋登陆后转向入海路径有较大影响,尤其对流层中层流场对登陆后的热带气旋的移动仍有明显的引导作用;中国东部至黄海区域是环境场影响热带气旋登陆后转向入海路径趋势的关键区,当区域内西北太平洋副热带高压加强西伸,西风槽北撤,则热带气旋登陆后在副高南侧东风气流引导下向内陆西行至消亡,当区域内副高减弱东退,西风槽南压,则热带气旋登陆后受副高西侧偏南气流与西风槽前西南气流引导转向入海;登陆后18—36h是转向入海路径趋势受环境场影响的敏感时段。     

MM4模式积云参数化方案的改进和检验Ⅰ:方案的改进

将 MM4模式应用于梅雨锋暴雨的中 -β尺度系统模拟时 ,模式的水平分辨率必须提高 ,这使得模式中原有的 Kuo- Anthes方案变得不适应。根据 Fritsch- Chappell方案的基本原理和特点 ,它可以合理取代 Kuo- Anthes方案来适应中 -β尺度系统的模拟 ;同时 ,结合近年来人们对积云属性研究的新成果 ,对 Fritsch- Chappell方案作了改进 ,最终得到一个适用于梅雨锋暴雨中 -β尺度系统模拟的改进 MM4模式     

应用湿Q矢量诊断梅雨锋暴雨

利用湿Q矢量，结合改进的MM4（MMM4）模式模拟输的加密资料，细致地诊断分析了1991－07－05T20－06T20一次典型的江淮梅雨锋暴雨过程，结果表明：湿Q矢量散度辐合场随高度向倾斜；在梅雨锋暴雨发展，衰亡阶段，湿Q矢量散度散，合场在垂直方向上主要呈现出了相间分布的特点；从湿Q矢量散度辐合场这个角度探讨了梅雨锋暴雨的内在机理，并给出了梅雨锋暴雨具体预后的新思路。     

浙江时间多尺度台风暴雨增幅特征的统计研究

本文提出基于欧拉坐标方法的多时间尺度热带气旋(TC)暴雨增幅及极端暴雨增幅的概念来研究沿海地区TC暴雨增幅,从浙江省内67个国家级台站的整点时刻逐小时降水资料提取1973—2015年影响浙江的135个TC个例的逐1、3、6、12、24 h(1~24 h)降水增量样本,结合TC中心位置和强度信息,统计得到:浙江1~24 h时间分辨率下出现TC极端暴雨增幅阈值分别为29.1、51.9、88.3、103.9和123.9 mm;不同时间分辨率下浙江TC暴雨增幅频次具有比较一致的月际变化、年际变化、长期线性趋势特征,不同时长的TC暴雨增幅的日变化不尽相同;浙江发生TC暴雨增幅和极端暴雨增幅主要出现频率最高的地区是温州南部和台州南部。影响浙江台风9类路径都有可能发生TC暴雨增幅,除了舟山以北登陆类外,其他路径也均有可能发生TC极端暴雨增幅,TC暴雨增幅和TC极端暴雨增幅均以椒江到福清登陆类路径占比最多;TC中心位于浙江温台交界附近和福建东北部沿海时浙江最易发生TC暴雨增幅和极端暴雨增幅;不同分辨率下TC暴雨增幅和TC极端暴雨增幅发生频率最高的离TC中心距离是不同的,但TC暴雨增幅极大值均出现在距离台风中心600~700 km范围内;不同时间分辨率的TC暴雨增幅和TC极端暴雨增幅出现频率最高的是TC的东北象限,其次是西北象限,增幅极大值均出现在东北象限。另外,TC暴雨增幅和极端暴雨增幅均与TC强度有一定关系,从各时长平均来看,最易发生TC暴雨增幅的是强热带风暴级,最易发生TC极端暴雨增幅的是热带低压级。     

NUMERICAL STUDY OF COLD AIR IMPACT ON RAINFALL REINFORCEMENT ASSOCIATED WITH TROPICAL CYCLONE TALIM (2005): I. IMPACT OF DIFFERENT COLD AIR INTENSITY

In 2005,significant rainfall reinforcement and severe disaster was induced by tropical cyclone(TC) Talim after it made landfall on the east of China.Observational analyses show that it has relationship with cold air intrusion.For investigating the impact of cold air intensity,we make use of Weather Research and Forecasting(WRF) model,the synthesizer of NCEP/NCAR reanalysis data and Japan regional spectral model data,to carry out numerical experiments.Results show that rainfall reinforcement occurs in all experiments.Different intensity of cold air can modify the rainfall distribution and intensity significantly.In the rainfall center,the increment maximum of rainfall is twice as large as that of the minimum.Moderate cold air intrusion may result in the strongest rainfall reinforcement.Different cold air intensity can lead to different motion of low-level convergence lines and fronts.There is a good relationship between the rainfall region and the eastern part of the front.On one hand,strong cold air weakens the TC intensity by its intrusion into the TC center and results in weak convergence and a convergent zone and a rain band shifted southward.On the other hand,weak cold air reduces the convergence and moves the convergent zone and rain band northward.Moderate cold air intrusion maintains strong low-level convergence and high-level divergence,keeping strong upward motion over certain regions.Consequently,the rain band begins to stagnate and rainfall reinforces abruptly therein.