中尺度天气动力学与灾害性天气预测的若干进展

通过对近二十年来中尺度天气动力学与灾害性天气预测方法研究成果的总结与回顾,为进一步开展这一方面的研究工作提供基础,少走弯路.     

"8.8"四川盆地西北部大暴雨的数值模拟

利用MM5中尺度模式,对2003年8月8～10日发生在四川盆地的一次强降水过程进行了数值模拟.结果表明(1)MM5模式准确地预报出盆地西北部大暴雨过程,在降水的中心强度和位置预报上非常接近实况.(2)盆地不稳定能量聚集是本次暴雨产生的内在条件,冷暖空气交汇是本次暴雨发生的触发因子,源源不断的水汽输送和冷平流输送,以及中尺度涡旋区辐合上升运动与正涡度耦合有利于低值系统的发生、发展和维持,从而导致该地区强降水.(3)MM5中尺度模式在高原东侧陡坡地形区域具有业务应用前景.     

剖面图制作方案的设计与应用研究

根据气象要素场的连续性特征，并藉助以前的研究结果，提出了一种制作剖面分析的简便方案。该方案较传统方案有更多的优越性和更好的可靠性，适合诊断天气系统的结构特征。     

散度方程简化及其应用研究的若干问题

本文在综合分析有关工作的基础上,对散度方程的简化及其应用等问题作了进一步研究,得到了一些新的认识.     

大尺度环境场和CISK与西南低涡发展的动力学分析

本文根据文献1)提出的用CISK理论研究西南低涡发展的设想,采用早期最简单的积云参数化模式,把积云对流同低层次天气尺度扰动联系起来,用描述大尺度环境场和积云对流对次天气尺度扰动作用的方程组,在简单两层模式中求解,分析了影响西南涡发展的各个因子,讨论了发展型西南涡在模式中的简单结构。     

常规资料获取中尺度信息的一种简便方案

基于Ｂａｒｎｅｓ滤波原理，利用低通滤场的连续性特征，设计了一种从观测资料中提取中尺度气象信息的简便方案。利用该方案，可独立地获得观测站网和规则网格点上的中尺度气象信息，为基层气象台站进行中分析提供了方便。该方案与过去方案相比，具有计算量小，速度快，程序设计简单，计算精度高等优点，尤其适合基层台站使用。     

应用LSF概念模型反演草冠层叶面温度的试验

试验在已知土壤表面温度的前提下，分别利用AVHRR卫星遥感资料和准同步地面观测数据，应用LSF概念模型成功反演了草冠层叶面温度。通过对星、地资料反演的草冠层叶面温度比较发现，二者反演结果相差小于0．2K，说明利用卫星遥感资料，应用LSF概念模型反演草场冠层叶面温度可获得比较满意的结果。假设其他参数不变，分别对不同叶面发射率和不同土壤表面发射率反演的叶面温度分析发现，组分发射率的估算精度对反演结果影响较小，而整层空气柱可降水量的估算精度对卫星资料反演草冠层叶面温度影响大，用探空资料和露点温度估算的整层空气柱可降水量可导致反演的叶面温度相差达1．1K。在水分供应充足条件下，晴天11：00-17：00时，即使太阳总辐射强，叶面温度的变化幅度比土壤表面温度、空气温度小。以1999年8月6日为例，叶面温度变化仅有1．22K，而同时土壤表面温度变化为9．5K，1．5m高的空气温度变化为6．0K，叶面温度变化幅度比土壤表面温度、空气温度平缓。试验结果还表明，采用Becker和李召良的分裂窗模型反演青藏高原东南缘地区的陆地表面温度效果较好。     

暴雨激发和维持的正、斜压强迫机制的理论研究

针对暴雨天气的发生、发展都伴随着对流层中低层有很强的气流与水汽辐合持续的天气事实，摒弃传统研究中把散度方程局限于水平动力方程约束的观念，从湿斜压原始方程出发，导出了包含热、动力耦合强迫作用的散度演化方程，揭示了正压大气非平衡强迫和湿斜压大气热、动力耦合强迫在暴雨激发和维持中的重要作用，阐明了持续性暴雨过程中对流层中低层强烈的气流与水汽辐合长时间维持的动力机制。     

暴雨中尺度涡旋系统发生发展的诊断

从位涡方程出发,导出描述三维涡度强度变化方程,分析大气层结及其变化等对三维涡度强度变化的影响。在此基础上,通过对垂直涡度变化的分析,揭示了大气层结变化、水平能量锋演化、垂直风切变等有利于涡旋系统发展的动力机制。针对湿中性层结特征(θse/p≈0),讨论了降水反馈对中尺度系统发展的影响,并揭示湿中性层结下凝结潜热的垂直非均匀分布与垂直涡度的耦合强迫作用可能是暴雨中尺度系统发展的动力机制。