适用于云南地区的地面资料同化方案设计及个例分析

利用2000—2007年5～10月云南及周边地区12个探空站08:00和20:00观测资料,分6种不同地形高度类型分析了边界层内基本气象要素间关系,根据分析结果设计了云南地面资料同化方案,并选取两个暴雨个例进行模拟分析。结果表明:探空资料的贡献在引入地面资料后有所调整,在Rug-giero方案中,地面资料的引入在模拟区域初始场中东部地区有明显的升温和增湿,对强降水的模拟改善作用较小;而在云南方案中东部地区的温度和湿度明显降低,叠加的地面测站与模式地形高度差异相关且大致相同,模拟的降水强度和范围在实况降水中心附近明显增加,而在降水强度不明显的区域变化不大,从而使得模拟效果得到了较好的改善,表明云南方案对云南地区强降水的模拟是适用的。     

低纬高原地区多元信息综合变分分析试验

利用高分辨率雷达、卫星降水反演数据和地面降水观测资料,建立联合降水估算场并对其进行变分订正,得到0.1°×0.1°细网格降水同化场。同化资料包括2008年6～8月逐日4次FY-2卫星和CINRAD/CC雷达降水估算资料、地面自动站降水观测资料,试验结果表明,采用变分方法对卫星及雷达联合降水估算场进行同化后,所得结果既较真实地反映了地面观测网天气尺度信息,也对低纬高原地区降水离散性分布特征的描述有较大的改善。     

低纬高原西南涡暴雨分析

选取了由西南涡造成的低纬高原暴雨的8个个例,利用中尺度滤波和物理量诊断方法,对低纬高原西南涡暴雨进行了分析研究。研究表明,向东南方向移出的西南涡是造成低纬高原暴雨的重要天气系统,暴雨主要出现在西南涡的西南象限的中尺度辐合线、变形场和气旋之中。造成低纬高原暴雨的西南涡是比较深厚的,其正涡度区在垂直方向通常可达300-400hPa。这种西南涡不仅具有动力性的作用,而且其后部常伴有较强的冷空气活动。正是由于西南涡的动力扰动、冷空气活动和偏南暖湿气流的爬坡抬升共同导致了暴雨的发生。     

冰冻天气和电线覆冰预报预估业务系统设计与实现

系统以T639数值预报产品为基础,结合考虑地形改进的要素CRESSMAN插值技术、云南冰冻天气判识条件研究成果和结合滇东北电线覆冰考察修正覆冰估算模型,利用C#和Visual Fortran高级开发程序语言,建立了云南冰冻天气和电线覆冰预报预估业务系统。实现了在国内率先提出了电线覆冰消融处理方案并进行了相关研究。系统设计实现上使用了图像处理,数据库操作,多线程,递归算法等编程技术,使用递归算法查找历史数据来替代缺测数据,保证预报服务的完整性,实际使用结果证明这种替代是简单可行的。覆冰消融的处理相关参数还需要实际数据的验证来进行调整。     

昆明地区城市热岛效应的再分析

在对地面气温资料进行均一性检验和订正的基础上,分析了1971—2008年昆明地区(包括城区、郊县和太华山)气温序列的变化趋势,研究了城市化对气温序列的可能影响,揭示了在城市化快速推进和低纬高原复杂地形条件下城市热岛效应的特殊性和复杂性。结果表明,昆明地区的平均气温总体呈上升趋势,上升速率大小依次为昆明城区>郊县>太华山。其中,昆明城区和郊县气温具有相似的变化规律,主要表现为冬、春季最低气温显著升高和气温日较差明显减小;太华山气温的变化则明显不同,主要表现为最低气温全年少变,冬、秋季最高气温小幅上升,而气温日较差有增大趋势。20世纪80年代中后期以来,昆明城区与郊县气温,特别是最低气温的显著上升可能受到城市化的严重影响,因此以往以郊县为对比乡村站的研究在很大程度上低估了城市化对昆明气温序列的影响。而在此之前,昆明最低和最高气温均会因对比乡村站选取的不同而表现出"城市冷岛"特征。     

昆明准静止锋移动影响因子数值模拟试验

利用中尺度WRF(Weather Research Forecast)模式,结合NCEP/NCAR再分析资料和常规气象观测资料,对2016年1月22—24日昆明准静止锋主要移动过程进行数值模拟和敏感试验,研究昆明准静止锋移动的影响因素。结果表明:WRF模式较成功模拟出此次昆明准静止锋锋面的移动过程和锋面西进的位置。当地形高度增加到1.2倍时,昆明准静止锋锋面西进的速度减慢,锋面越过103°E附近最高地形的时间推后了9～12h,锋面到达最西边的位置也较未修改地形的位置偏东。对地形进行增高100m,200m,300m,400m和500m,以及降低100m,200m,300m,400m和500m的模拟试验。从昆明准静止锋位置的差异看,地形高度改变后,模拟积分时间越长,锋面位置差别越大。地形增高后,锋面在相对高地形的103°E以东的位置,受地形阻挡,锋面位置差异相对小。当地形高度降低后,每下降100m,锋面位置差异相对大。说明地形对昆明准静止锋的移动速度影响巨大。当改变暖气团的热力场,增加暖气团气温2℃,昆明准静止锋西移速度增快。增强暖气团的气压和风场动力场,昆明准静止锋西进的速度减慢。从地形和暖气团敏感试验的模拟结果看,影响昆明准静止锋锋面移动速度的因素为地形和冷暖气团势力对比,冷暖气团势力对比因素对锋面移动速度的影响作用比地形因素相对小。     

卷云对青藏高原的射出长波辐射影响的研究

本文叙述了一种求解卷云射出长波辐射的方法。通过建立卷云示迹模式,用累加法进行分析,并通过分析卷云的一些微物理特征,假设卷云含水量垂直分布模式,由三层近似化筒求得射出长波辐射通量密度。根据模式计算得到:1.与卫星观测青藏高原高云地区对应射出长波辐射通量密度基本一致的结果。2.卷云底高度及卷云厚度与射出长波辐射通量密度相关的一些有意义的结果,并讨论了青藏高原上卷云影响的特殊情况。     

登陆孟湾风暴结构演变特征数值模拟研究

利用MM5V3中尺度数值模式对2004年5月19日登陆的孟湾风暴进行了数值模拟分析,讨论了风暴中心移动路径,分析了风暴登陆前后的流场、动力场和热力场结构,并与西太平洋登陆台风的结构变化做了比较。结果表明,风暴中心的模拟路径与实况路径虽有一定误差,但总趋势均向东北方向移动,表明模式对本个例的模拟预报可以参考;孟湾风暴登陆前后,其结构与登陆台风变性阶段一样,经历了从热带气旋的基本对称的垂直分布结构演变到斜压非对称结构;风暴登陆后,由于地形和冷空气的作用,动力场和热力场表现为对流层中低层锋区增强、倾斜涡度发展,导致对流不稳定和斜压不稳定。     

低纬高原地区一次罕见大暴雨的中尺度数值模拟

利用MM5V3中尺度数值模式,对2003年6月16日20:00~17日08:00云南楚雄等地大暴雨的中β尺度系统的发生、发展进行了数值模拟。模拟结果表明:强降水中心与实况基本吻合,但模拟降水量比实况偏弱;中β尺度系统发展的初期低层质量辐合先于高层辐散增强,而减弱阶段也是低层辐合减弱先于高层辐散减弱,也就是说低层散度场的变化引起高层的变化;中β尺度系统的发展、增强、减弱过程,主要靠低层的正涡度制造;低纬度地区水汽分布差异较高纬度地区小,水汽的辐合主要取决于风场辐合,而平流输送则决定暴雨的持续时间;高原地形对空气的上升运动和水汽辐合有一定影响,特别是在背风坡,上升运动均有所减弱,水汽呈弱的辐散。