2003年汛期淮河流域降水的集合预测试验研究

利用并行化全球中期数值预报模式MPGM,对2003年夏季淮河流域特大降水作了集合预报试验。试验中提出一种繁殖循环初始扰动生成方法,产生9个集合成员的初值场,利用该初值集合对这次降水过程进行了集合模拟,然后对集合预报试验的结果同对照试验进行了对比分析,并对降水期间的物理量场及降水情况的模拟结果进行了分析。结果表明:集合预报试验的结果优于不加扰动的对照试验的结果,说明集合预报技术在一定程度上能够减小甚至消除数值预报中的不确定性,提高数值预报的精度;集合预报试验较好地模拟出了降水期间的物理量场与天气形势,并对此次降水情况作了较好的预报,可以对降水预报提供有益的参考。     

2004年初夏一次云南暴雨过程的中尺度系统及其水汽特征分析研究

利用NCEP再分析资料、地面加密降水资料和风云-2卫星红外云图,对2004年云南初夏的一次强降水过程的大尺度环流背景、中尺度系统和水汽输送特征及来源情况进行了较为详尽的分析研究。结果表明:(1) 高低空环流的有利配置、印缅槽与东亚冷槽的相互作用,为此次云南地区暴雨的产生提供了有利条件;(2) 暴雨至少与四个连续生消的对流云团活动直接相关,强降水落区与云南的地形特征相关不大,只与低层辐合线有很好的一致性,而辐合线的发展演变与冷暖空气的势力对比相关;(3) 对降水区三维结构的分析表明,中尺度对流系统强烈发展区的低层为强辐合、正相对涡度,高层为辐散、负相对涡度;中低层有较强的上升运动,低层湿度较大、有不稳定能量的蓄积和释放;(4) 对云南水汽输送分析表明,直接影响此次云南强降水的水汽输送主要来源于孟加拉湾,并且引起此次云南强降水的水汽辐合是由风场辐合引起的,而水汽平流在这一地区为弱的干平流;同时,在较强的西南气流下,水汽辐合可存在于较高的气压层。      

海峡两岸及邻近地区暴雨试验(HUAMEX) 期间暴雨过程及环流特征研究

对1998年5～6月海峡两岸及邻近地区暴雨试验(HUAMEX)期间的6次暴雨过程及其环流特征进行了分析.发现:(1)6次暴雨过程均与锋面活动有关,每次锋面过程都与锋生区对应.锋面的特征既不同于冬季的冷锋,又不同于夏季长江流域的梅雨锋.(2)对视热源和视水汽汇作了计算,发现暴雨过程中华南地区为视热源和视水汽汇的大值区,降水产生的凝结加热作用很重要.(3)华南前汛期暴雨与南海季风有密切关系.1998年华南前汛期偏南气流多次增强,与暴雨过程有直接的联系.(4)对四次降水过程的水汽来源作了分析,发现对应不同个例,水汽的供应源地并不相同,孟加拉湾、南中国海和西太平洋都可能是重要的水汽供应源地.(5)对云顶黑体温度(TBB)的分析表明,华南上空的对流云团为暴雨的发生提供了有利条件.(6)将HUAMEX暴雨过程与第一次全球大气研究计划试验(FGGE)期间的华南暴雨过程及"94·6"近百年一遇的华南暴雨过程作了比较.     

我国低纬高原地区初夏强降水天气研究I·2001年5月印缅槽维持期间云南暴雨及其中尺度特征

2001年5月云南除东北部的昭通地区外,先后出现了1949年以来罕见的大雨、暴雨和连阴雨天气过程,其中以5月30日1200 UTC~6月2日1200 UTC的暴雨过程最强。本文采用常规资料、加密的降水和卫星资料对其进行了分析。结果表明,此次强降水过程是在有利的环流背景下,由中尺度系统造成的。云南有着特殊的地理位置和气候条件,其降水过程与我国的东部及华南沿海大不相同,主要结果如下:1)印缅槽与东亚冷槽的相互作用,有利于西南地区暴雨的发生。2)低空急流的产生和加强与暴雨之间存在一定的关系,它不但为暴雨提供了丰富的水汽,还有可能造成位势不稳定层结,且急流上扰动可诱使对流不稳定发展,致使强降水的发生。3)在有利的大尺度背景下产生的近地层中尺度辐合线以及它们之间的相互作用是产生此次强降水的重要系统,这类辐合线与我国东部的降水系统有很大的不同,与云南的地形特点密切相关。4)云南及其周边的特殊地形为此次强降水的产生提供了帮助。雨团大部分在原地生消,移动较少,形成了两个少动的雨强中心,中尺度对流云团的产生和发展与中尺度辐合线相交区关系密切。5)对降水区三维结构的分析表明,中尺度对流系统强烈发展区的低层为强辐合、正相对涡度,高层为强辐散、负相对涡度;存在整体的上升气柱,并在其左右两侧为下沉气流,且此气柱是高湿、低层存在对流性不稳定。6)对水汽来源和收支分析表明,这次云南强降水的水汽可能主要来自于孟加拉湾。     

中尺度低压系统形成和维持的数值实验

使用细网格的多层原始方程模式对中尺度低压进行了数值模拟。发现:(1)在中尺度低压形成和维持过程中风场扰动的动力学过程比气压场扰动的作用更为重要。(2)对五种不同垂直结构的风场扰动进行了实验,其中以中低层的风场扰动在中低压形成过程中的作用更显著。(3)对湿模式和干模式进行的对比实验表明,两者重力波传播的相速度有明显的差别。前者将近为零,而后者达44米/秒。     

梅雨锋上中尺度低压发生的数值模拟实验

本文使用细网格降水模式对梅雨锋上中尺度低压过程进行了数值模拟,发现:(1)这种中尺度系统的形成至少应划分为发生和发展两个阶段.就发生阶段来说,动力作用是不容忽视的;在维持与发展阶段中,则水汽潜热的影响较为明显.(2)对潜热反馈作用的实验表明,对中尺度低压发展影响最为显著的加热过程也应具有明显的中尺度特征.     

第一次全球大气研究计划试验期间华南 前汛期暴雨过程及其环流特征的诊断研究

对1979年第一次全球大气研究计划试验(FGGE)期间华南前汛期3次暴雨过程及其环流特征进行了诊断研究。发现：（1）3次暴雨过程均与锋面活动有关,每次锋面过程都与锋生区对应,暴雨多见于锋前暖区内。锋面的特征既不同于冬季的冷锋,又不同于夏季长江流域的梅雨锋。（2）对视热源和视水汽汇作了计算,发现3次暴雨过程中,华南地区的视热源和视水汽汇项有明显作用,积云对流所造成的对流凝结加热作用很重要。（3）华南前汛期暴雨与南海季风有密切关系。1979年FGGE期间南海季风3次向北推进,与3次暴雨过程有直接的联系。（4）对这3次降水过程的水汽来源作了分析,发现除孟加拉湾外,南中国海亦是重要的水汽供应源地。（5）对云系的分析表明,华南上空的β中尺度对流云团为暴雨的发生提供了有利条件。     

近年来平流层环流研究动向

近年来,气象火箭和气象卫星探测为平流层环流的研究提供了有利条件。目前平流层研究的动向有从低层扩展至高层,从半球范围扩大到全球范围的趋势,此外,还有人开始进行平流层大气环流的数值模拟试验,摸索平流层的数值预报方法。本文对近年来国外研究的动向作一简要介绍。     

我国暴雨机理与预报研究进展及其相关问题思考

为了不断提高对我国暴雨发生发展机理的认识和暴雨预报的准确率,本文对新中国成立70年来我国暴雨机理与预测研究历程与重要成果进行了回顾,首先简要介绍了热带季风及其变异、西太平洋副热带高压及阻塞高压对我国暴雨的影响;然后,概述了我国梅雨期暴雨、华北暴雨与华南前汛期暴雨、登陆台风暴雨与西部地区强降水、青藏高原及不同地形对暴雨影响研究方面的主要进展;最后,探讨了我国发展更精细暴雨定量降水数值预报的前景和存在问题。在此基础上,提出未来我国暴雨研究与预报中值得关注和思考的几个科学问题。