热带大气50—40天振荡对亚洲夏季风影响的数值研究

本文利用p—σ混合坐标系的五层原始方程模式,研究了印度洋—西太平洋热带偶极子型振荡对流加热源对亚洲夏季环流的影响。试验结果表明印度洋—西太平洋热带振荡源可以引起赤道东—西纬向环流、越赤道气流、季风经向环流以及亚洲夏季高、低层环流的位相振荡,其振荡周期与振荡热源的振荡周期一致。本文还进一步研究了热带振荡源影响亚洲夏季风环流的机制,研究表明振荡热源西侧激发的Rossby波的西传和扰动的北传、引起赤道东—西纬向环流和季风经向环流的振荡,从而最终导致整个亚洲夏季风环流振荡的机制。     

地形对大气低频振荡影响的数值研究

使用五层全球谱模式研究地形对月、季尺度低频振荡的影响。该模式为三角形截断，截断波数为１０，并含有较为完善的物理过程参数化，对分别用有地形和无地形模式来模拟的低通滤波资料进行了分析和比较。结果表明，地形强迫产生的月、季尺度低频波列有明显的季节特征。北半球夏季由地形影响产生的热带热源是南北半球低频波列的源。模拟结果进一步指出北半球地形强迫产生的波列扰动可以引起赤道纬向流的异常，这种纬向流的瞬变强迫可以     

热带超长波结构特征及地形对其影响的理论分析

本文从浅水波力程组出发,在β平面上假定系统无源、无粘、有纬向基流,将方程组对基态进行线性化,然后对特征波动求数值解,据特征波动解分析讨论低纬超长波的结构特征。本文得出的几个结果:Rosssby波和Kelvin波仅产生于慢变介质中;无源模式中,低纬大气的Kelvin波的存在域可达副热带甚至中纬;地形侧边界强迫使Kelvin波的存在区域南压缩小,移速变慢,说明中纬大地形对低纬超长波有一定的作用。     

在低阶谱模式中、地形对动量、热量和水汽输送的全球特征的影响

为了确定低阶谱模式的模拟能力,分析了模拟的热量、动量和水汽的垂直和径向输送,包括它们的季节、年际变化和地形的影响。对有地形的模式模拟的输送量与实际大气和无地形的模式模拟的结果进行了比较。比较结果表明截断波数为10的低阶谱模式是能够模拟总动量、热量和水汽输送的主要气候特征的。在冬季,地形对模拟的输送量的影响与Manabe和Terpstra(1974)的结果是一致的,他们的结论是一月份地形增加了各种物理量向北的常定涡旋输送而减少了瞬变涡旋输送,我们的模拟结果进一步指出不仅地形对输送的影响随季节变化,而且影响的地理范围也随季节改变。地形不仅对经向输送有影响,而且对垂直输送也有影响。在我们的模拟中经向输送的年际变化是存在的,而且定性地与实际大气的观察结果相吻合。     

建设中尺度天气业务平台的若干科学技术问题Ⅱ：建设四大基地，开展应用试验

中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室在广东、湖北、安徽与上海三省一市分别组建华南、华中、江淮以及长三角中尺度观测与应用试验基地,作者以华南基地为例详细介绍了中尺度基地(或中尺度天气业务平台)的实施情况以及新技术的应用,构成了试验性的中尺度天气业务平台,在华南基地建设的基础上分别组建华中、江淮以及长三角三大试验基地,探索提高中尺度灾害天气监测、预报与预警能力的有效途径.     

Variational Assimilation of GPS Precipitable Water Vapor and Hourly Rainfall Observations for a Meso-β Scale Heavy Precipitation Event During the 2002 Mei-Yu Season

Recent advances in Global Positioning System （GPS） remote sensing technology allow for a direct estimation of the precipitable water vapor （PWV） from delayed signals transmitted by GPS satellites, which can be assimilated into numerical models with four-dimensional variational （4DVAR） data assimilation. A mesoscale model and its 4DVAR system are used to access the impacts of assimilating GPS-PWV and hourly rainfall observations on the short-range prediction of a heavy rainfall event on 20 June 2002. The heavy precipitation was induced by a sequence of meso-β-scale convective systems （MCS） along the mei-yu front in China. The experiments with GPS-PWV assimilation cluster and also eliminated the erroneous rainfall successfully simulated the evolution of the observed MCS systems found in the experiment without 4DVAR assimilation. Experiments with hourly rainfall assimilation performed similarly both on the prediction of MCS initiation and the elimination of erroneous systems, however the MCS dissipated much sooner than it did in observations. It is found that the assimilation-induced moisture perturbation and mesoscale low-level jet are helpful for the MCS generation and development. It is also discovered that spurious gravity waves may post serious limitations for the current 4DVAR algorithm, which would degrade the assimilation efficiency, especially for rainfall data. Sensitivity experiments with different observations, assimilation windows and observation weightings suggest that assimilating GPS-PWV can be quite effective, even with the assimilation window as short as 1 h. On the other hand, assimilating rainfall observations requires extreme cautions on the selection of observation weightings and the control of spurious gravity waves.     

北京7·21暴雨暖区中尺度对流系统的数值模拟

许多业务模式对北京2012年7月21日特大暴雨的预报均是以锋面降水为主。在冷锋过境前,实际北京西南部强降水主要以暖区降水为主。本文利用30个成员的中尺度非静力数值模式（WRF）,通过3次集合卡尔曼滤波(EnKF)同化地面和探空资料,对这次暴雨过程进行了集合数值模拟。通过对比分析模拟降水较好与较差成员发现,好的成员能够模拟出河北中西部及北京西南地区触发出的暖区中尺度对流系统（MCS）以及相对稳定的系统配置,使得MCS在北京上空充分发展,从而较好地模拟了这次特大暴雨过程中的暖区降水;而较差的成员则没能模拟出暖区降水过程,降水以锋面降水过程为主,并且雨带位置偏南、出现时间滞后。集合成员间模拟结果出现的较大差异,和初始场中低值系统位置的较大差异有直接关系,因此通过EnKF提高模式成员初始场的准确率,从而准确模拟后期主要影响系统的移动和发展,是成功模拟暖区对流系统触发和维持的关键所在。     

1998年7月西太平洋副高显著南落的原因

采用ＯＬＲ表达方式讨论了１９９８年７月西太平洋副热带高压明显南落的原因。并批出这种表达方式有助于探讨副热带高压南侧热带对流云团对副热带高压的影响。     

ENSO期热带太平洋和印度洋海温异常对亚洲夏季风变异影响的数值研究

本文采用ＡＧＣＭ研究了ＥＮＳＯ期间热带太在和印度洋ＳＳＴＡ对亚洲夏季风变异影响的特点和相对重要性。     

热带气旋飞机观测及其观测设计

介绍了美国NOAA和我国台湾地区开展的热带气旋(TC)飞机观测状况,重点介绍了用于TC飞机观测设计的相关技术。利用飞机获取观测资料是近年来观测TC的又一重要手段。美国在1982年就已开展了TC飞机观测试验,并从1997年开始业务化,我国台湾地区从2003年开始也开展了TC飞机观测的DOTSTAR计划。TC飞机观测获得的大量的直接观测资料极大地促进了TC业务预报与研究。目前应用于TC飞机观测设计的技术主要有深层平均风变化(DLM)技术、集合变换卡尔曼滤波(ETKF)技术、奇异向量(SV)技术和伴随敏感引导向量(ADSSV)技术等4种,DOTSTAR从2005年起应用这4种技术进行观测设计,美国NOAA则用DLM技术确定影响TC的敏感区域,飞机同时在TC四周和敏感区域飞行观测。