次天气尺度及中尺度暴雨系统研究进展

回顾了75年来中国科学院大气物理研究所科研人员在次天气尺度及中尺度暴雨系统领域的研究工作,这些领域主要包括暴雨、中尺度低空急流、低涡、梅雨锋结构及梅雨锋生、对称不稳定和涡层不稳定以及暴雨等灾害天气的天气动力学及数值模拟研究等;总结了在次天气尺度及中尺度暴雨系统研究的不同时期所取得的成就以及这些成就在防止和减轻中尺度暴雨灾害方面所起到的重要作用.     

2002年6月9日汉中区域性暴雨过程分析

通过分析2002年6月8～9日汉中大暴雨的环流背景、物理量场的特征及其演变，表明热力、水汽条件在降水开始前24小时有一定的反映，中低层大的正涡度和高空的负涡度集中在非常狭窄的同一地区，是产生强降水的原因之一。     

数值预报产品在2002年汛期暴雨预报中的应用

为了解数值预报产品在暴雨预报中的作用，总结了欧洲中心、华盛顿、日本及中央气象台天气在线网站德国数值预报模式的高空、地面形势预报产品和降水预报产品在湖南省2002年几次典型暴雨预报中的应用情况。结果表明：数值预报产品在2002年湖南省中短期暴雨预报中发挥了重要作用。     

500 hPa气候高度场强度及谱结构的季节变化与半球际差异

用半球气候场强度指数(Ic)及球函数分析改进方案，分析了北、南半球500hPa气候高度场的环流特征，得到如下主要结论：1)半球500hPa气候高度场强度冬强于夏，南半球强于北半球；半球环流向夏季的转换速度北南半球相当，而向冬季的转换北半球较南半球快。2)半球500hPa气候高度场具有简单的球函数谱结构，它们主要由超长波波段的球函数(0≤m、κ≤3，m、κ不全为0)、特别是其中的带状球函数(m=0)构成，因而具有低阶、低维的特征。3)对北半球用约20个重要球函数分量(按-↑rm,κ^*≥0．05％标准)即可相当精确地拟合其500hPa气候高度场，而对南半球仅用10个重要球函数分量即可相当精确地拟合其500hPa气候高度场；因此，北半球气候高度场球函数谱结构较南半球复杂。4)北半球500hPa气候高度场的季节变化较南半球明显。     

500hPa气候异常高度场强度及谱结构的季节变化与半球际差异

用半球气候异常场强度及球函数分析改进方案，分析了北、南半球500hPa气候异常高度场的环流特征，得到如下主要结论：1)半球异常冬强于夏,北半球强于南半球。2)500hPa气候异常位势高度场具有低阶、低维的特征，它们主要由超长波及长波波段(0≤m、k≤6)的球函数构成。3)北半球500hPa气候异常位势高度场集的球函数谱结构较南半球复杂．夏季较冬季复杂。仅用超长波及长波波段的球函数拟合半球500hPa异常位势高度场，就可保证其有足够的精确度。     

紫外线辐射强度预报模型研究

以陈万隆的到达地面的紫外辐射的参数化方案、Frederick模式中的高度修正方程和NWS的云量修正方程为基础。建立了一个到达地面紫外总辐射的预测模型。进行紫外线辐射强度预报。结果表明：模型能很好地反映出晴天紫外线辐射强度的变化趋势及其规律。少云、多云和阴天由于天空状况复杂，预报误差相对较大。但基本上能反映出紫外线辐射强度的变化情况。模型考虑因子较全面，可以用于城市紫外线辐射强度预报。     

山东省龙卷风发生的气候特征

根据藤田-皮尔森强度分类法对1950年～2000年山东省出现的351次龙卷风进行分类，其中F0级61次，F1级256次，F2级34次。山东半岛、鲁中、鲁南出现次数较多，鲁西北较少。1950～1972年发生次数明显高于1973～2000年。龙卷风发生存在明显的季节变化，夏季发生较多。龙卷风主要发生于午后至傍晚，多数龙卷风仅能维持几分到十几分钟。     

一次区域性大暴雨环境特征分析

通过对冀东南、鲁西北一次区域性大暴雨的分析表明：除有利的大尺度环流背景以外，超低空急流是大暴雨不稳定能量和水汽的主要输送者，高能区不稳定能量释放，产生大暴雨所需的强烈上升运动。暴雨落区与超低空急流前部最大风速切变区的位置密切相关。     

用TRMM资料研究江淮、华南降水的微波特性

热带测雨卫星TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission) 于1997年11月发射成功, 其首次携带了空载雷达, 有关资料已在网上对公众发布。利用热带测雨卫星上的微波成像仪TMI (TRMM Microw ave Imager) 资料以及其和测雨雷达TRMM/PR (Precipitation Radar) 资料联合反演的地面瞬时降水产品, 采用散射指数 (Is) 法从理论上探讨了我国江淮、华南降水尤其是暴雨的微波特性, 其中I_s表达式通过江淮、华南晴空TMI资料统计回归得到。以联合反演的地面瞬时降水产品为真值, 用面积相当法对14个降水个例求I_s降水阈值, 研究了阈值和降水面积以及85.5 GHz垂直通道最低亮温的关系, 并寻求了I_s和降水的相关特征。研究表明:I_s降水阈值随降水面积的增大或85.5 GHz垂直通道最低亮温的降低有增高的趋势; I_s与强对流性降水瞬时雨强对应很好, I_s≥60 K是一个好的暴雨指标。最后进行了初步的雨强反演试验研究, 由于TMI资料分辨率的提高以及时空配合较好的真值, 反演的地面瞬时降水与真值相关效果大大提高。     

南京"2003.2.10"寒潮降温降雨(雪)天气过程初步分析

对2003年2月10日至11日发生在南京的一次寒潮降温降雨(雪)的主要影响系统，如阻塞高压、高空槽、横槽、中低层暖式切变线、地面冷锋以及地面暖低压倒槽等进行了描述和分析，并对某些物理量进行了分析。分析得出：这次寒潮降温降雨(雪)天气是在高空500hPa乌拉尔山阻塞高压崩溃、巴尔喀什湖至准噶尔盆地的横槽转竖，冷空气从西北路径东移南下，中低层冷槽与暖式切变线接合以及地面冷锋切入暖低压倒槽等天气系统的作用下发生的，并归纳出此类天气预报的指示系统，对于做好寒潮天气预报具有指导作用。