江西省引进中尺度数值模式系统的技术分析

首先分析了精细化预报、拓展服务领域和业务科研等方面的需求，认为江西应尽快引进中尺度数值模式，以进一步提高中尺度天气系统诊断分析和预报水平。然后对MM5模式、WRF模式、GRAPES模式和AREM模式的性能进行了分析，认为江西应首先选择MM5模式，并同时引进GRAPES和AREM模式．以充分适应不同的天气条件和合理利用计算机资源。最后阐述了在模式的引进过程中，应该组织人力、物力做好软、硬件的准备工作，合理优化科技资源配置。并从以下几个方面注重模式应用的本地化和业务化研究：模式初值、侧边界值的选定和同化技术开发，地形、地貌参数调整和物理过程的调试，产品输出技术、可视化运行监控系统和预报评估系统的开发，从而最高效地使用中尺度系统模式。及时为全省各级气象台站提供品种适用的数值预报产品。     

省气象台指导预报及中尺度模式产品的远程调用平台

1软件基本功能和设置 软件用Visual basic 6．0进行模块化编程实现，应用VB6．0的FTP远程访问功能，通过全省气象部门2MB专线光缆网调取和显示省气象台提供的各类指导预报产品、中尺度模式产品。软件安装包product．rar，含有源程序、控件、动态链接库、参数文件、子目录、部分资料。软件安装的默认     

青藏高原东侧一次典型暴雨过程的数值模拟试验

利用单向嵌套中尺度非静力数值模式MM5,对1998年7月4～5日发生在青藏高原东侧一次典型暴雨过程进行数值模拟和敏感性试验,结果表明该模式能较好地模拟这次过程,并成功地模拟出了与这次过程密切相关的中尺度系统;去掉冷空气的影响后,低层辐合气流减弱,造成降水明显减弱;而盆地内能的增加则能促进中尺度系统的形成;改变初始时刻不同地区低层水汽含量的试验证明,暴雨过程前水汽的聚集程度和暴雨过程中是否维持水汽输送机制是判断一次暴雨过程雨量大小的关键因素之一.地形试验证明,大地形发生显著改变后,影响系统、低空急流的位置和强度、冷空气路径等也都发生了显著改变.由此推断,四川特殊的气候特征就是由其独特的地理环境决定的.     

一次强暴雨形成的动力机制

分析了1998年7月武汉强暴雨的天气演变特征，并从理论上探讨了强暴雨形成的动力机制。结果表明：低空急流先于暴雨生成，暴雨最强时低空急流也最强；高空急流入口区右侧及低空急流左侧非热成风梯度的存在，使得中尺度不稳定波的波振幅出现空间不稳定现象，高空急流右侧不稳定波的波振幅和低空急流左侧不稳定波的波振幅向暴雨区增加，暴雨区恰为这两支波叠加后振幅最大的区域，高低空急流耦合下的非热成风、中尺度对流-对称不稳定可能是这类强暴雨产生的动力原因之一。     

内蒙古河套地区一次大-暴雨过程分析

章应用T213数值预报产品对2004年7月25日内蒙古河套地区出现的大—暴雨天气过程进行了诊断分析。分析表明：本次大—暴雨过程是一个典型的高空切变与副高配合，结合地面河套气旋强烈发展而产生的，具有发展快、降水强度大、对流性明显等特点。进一步应用MM5V3中尺度数值预报模式进行模拟分析表明：河套气旋在降水中起到关键性作用，是主要影响系统。说明在充分研究分析天气形势的基础上．综合运用T213数值预报产品是做好内蒙古河套流域大—暴雨预报和服务的关键；应用MM5V3中尺度数值预报模式，可以进一步细化预报结论，提高预报服务效果。     

非静力中尺度模式的现状及发展趋势

随着高性能计算机与大气探测技术的发展 ,使得非静力中尺度数值预报模式的业务化成为可能 ,世界上主要的气象中心最近几年纷纷发展非静力中尺度模式 ,并取得了重要进展 ,这其中尤以英国气象局新发展的非静力通用模式最为突出。基于此 ,介绍了近年来国际上发达国家的非静力中尺度预报模式的现状及发展方向 ,并对该类模式设计中应注意的一些问题进行了阐述     

晴空日中尺度切变环境场与对流云团发展条件

重点应用雷达回波资料结合常规气象资料、卫星云图 ,综合分析了 50 0hPa中尺度切变与陕北南部地区对流阵性降水形成、发展条件 ,指出了 50 0hPa不同的中尺度切变与有利的环境合理配置 ,是导致对流云团发展的重要因素 ,不同特征环境风切变配置与对流单体的发展趋势、强度变化、移动和合并息息相关。     

PNN网络在预测MCS移动中的应用

神经网络是空间数据挖掘的一种重要手段。本文运用概率神经网络(PNN网络)对1998年夏季影响青藏高原上中尺度对流系统(MCS)东移的环境物理量场的空间分布特征进行了研究，得到了高原上MCS移动方向与环境物理量场空间分布之间的关系。研究表明，使用概率神经网络预测中尺度对流系统的移动具有较好的效果，从而为研究高原上MCS东移与环境场之间的关系提供了一种新的方法和思路。     

0313号台风过程的中尺度雷达回波演变及分析

0313号台风“杜鹃”于9月2日20~23时,在广东中部沿海经历了三次登陆之后,强度迅速减弱,西移进入广西。它造成的雨区分布和一般的台风不太相同,较成片的暴雨区出现在台风的左侧,而中心经过的附近雨反而相对较小。南宁单部雷达回波资料显示过程为一次中尺度的回波团影响系统。在回波平显(PPI)强度场上,3日04时,南宁雷达探测到这个中尺度云团的回波位于桂东南到沿海一带,呈絮状结构,强度中等偏弱。随着回波团的发展,其东缘边界逐渐整齐,一个中尺度的絮状回波团形状已经非常清楚。09时,在回波团的左前方有一长方块回波生成,基本在原地发展,位置少动。中尺度回波团西移与之相接,形成逗点状回波,最大的强度虽然只有35dBz,但在以南宁为中心的60公里内大部分强度为30~35dBz,这种状态一直维持到12时逗点状回波的尾巴消失。在回波平显(PPI)的速度场上,3日07时,速度正负值区间零值线逐渐清晰起来,形状大概呈“S”形,可知风向随高度顺转。低层是西北偏北风,1000m转为东北偏北风了,再往上更是转成了东北风。同时,在正负值区间内各出现了一个速度模糊,通过读取模糊中心数值,可推算出实际径向风速:低层为10.6m.s-1,高层为16.8m.s-1。当PPI强度场回波形状呈逗点状时,速度场的零值线并没有太大的变化。对回波高显(RHI)垂直结构的分析,从06时起,回波呈墙状从测站伸到240km,云顶呈波浪起伏状,但边界整齐,波浪的下方相对强的柱状回波单体高约8500m。同时,溶化层亮带清晰,约位于6000m高度,与当天探空资料的0℃层高度一致,这些都表明云中的对流运动很弱。这种结构特征一直维持到回波团减弱消失。分析了中尺度雷达回波团的生消变化史之后,结合天气图分析,这个回波团的生成和维持与冷空气的活动有关。地面有一条静止锋位于广西西北—东北部,其西侧的偏北气流把冷空气携带南下。925~700hPa均有一温度槽从四川、贵州伸到广西,并向西倾斜。3日08时南宁站探空资料显示:925hPa降温3.4℃,850hPa降温2.8℃。可以看出,台风影响前在广西有一个先期存在的斜压面,来自台风北部的暖湿气流,在这里能加速抬升凝结,降雨较大的区域与三层冷温槽重叠处一致也说明了这一点。最后小结了这个中尺度回波团的主要特征为:(1)生命史较长,从发现生成到减弱消失一共经历了15h;(2)一直与台风(或低压)中心脱离,距离大约有60~120km;(3)自始至终没有明显的水平风的切变和涡旋结构特征,但有西北风和东北风的辐合;(4)强度场显示为絮状结构,垂直剖面中稳定性和对流性混合的特征明显。     

广西钦州"7.10"特大暴雨天气的中尺度特征分析

受高空槽和低层低涡的共同影响,2004年7月10日凌晨起,广西钦州市普降大暴雨到特大暴雨,9日20时至10日20时,钦州、灵山、浦北日雨量分别为:318、172、17mm,造成了很大的经济损失。暴雨等强对流天气是在稳定的大尺度环流形势和有利的环境条件下,中小尺度系统不断发生、发展作用的结果,在降水时间、强度和空间分布上存在不均匀性,具有明显的中尺度天气系统特征。对经过高通滤波的700hPa高度场和流场分析可知,9日08时,在26.7°N,105.8°E有低涡生成。500hPa有西风槽东移,该高空西风槽与低层的低涡系统恰呈“北槽南涡”的有利配置。对流层中低层流场图上,西南气流与偏南气流在钦州至东兴一带汇合。中低层的水汽通量散度负值区最大值位于云南与广西交界处,钦州的大暴雨可能与西部的辐合区东移有关。通过对7月9日20时θse图的分析可知,700hPa层上有一条呈东北~西南向的低能舌,从梧州伸向钦州一带,低能舌顶在钦州附近,而其下850hPa层是θse高值区即暖湿气流控制的高能区,高层相对干冷的气流叠加在其下暖湿气流之上,上干下湿的中尺度位势不稳定在这一区域建立。对垂直速度场的分析可知,暴雨期间,西南地区一直存在着明显的上升运动和下沉运动偶。暴雨发生区的整个对流层场为上升运动,在上升运动的右侧广东省一带为下沉运动,与最大上升运动区构成了一个强的中尺度垂直环流,为强降水天气的发生提供了动力机制。对700hPa的涡度场的分析可知,钦州沿海一带及北部湾海面,涡度9日08时为负值,到9日20时至10日08时变为正值,到10日20时又变为负值,表明这段时间内钦州沿海一带有中尺度的正涡度扰动,暴雨就发生在这段时间的扰动区内。而在对流层高层对应着负的涡度扰动区,有利于在暴雨区上空形成强的上升运动区,它为暴雨的发生提供了所需的动力条件。10日00时,北部湾北部海面有较强的一小块对流云系(云顶温度≤-72℃)的“先兆云”生成,预示着该地区周围存在不稳定天气条件,钦州未来24h内容易发生强对流天气。