近十年来台风暴雨研究的若干进展与讨论

对近10年来国内外台风暴雨研究的进展简要归纳如下:高低空急流、西风槽等对远距离台风暴雨有重要影响;涡旋Rossby波说和重力惯性波说仍然是螺旋雨带形成理论的两种不同观点;地形、海岸线等不同的下垫面特征对台风暴雨有不同的作用;暴雨的异常分布;台风系统可以触发中纬度地区降水,也可以中断梅雨.同时对台风暴雨中尺度系统的源和汇、螺旋雨带的形成理论、台风暴雨异常分布的机理和暴雨的定量预报等问题进行了讨论.     

五彩湾借鉴国内外煤炭资源产业可持续发展经验的探讨

煤炭资源是我国最重要的一次性能源,煤炭产业是我国能源产业的基础。在我国煤炭资源产业的发展进程中,存在过不少问题如:资源综合利用程度低;环境污染和生态破坏现象十分普遍;过量煤炭开采以及矿难引发的人员伤亡等。准东五彩湾煤矿目前尚处初步开发阶段,在此后的煤炭资源产业发展过程中如何转变传统观念,将可持续发展观念引入煤炭产业,避免或减少上述问题的发生,使该地区煤炭产业健康可持续的发展。     

不同云微物理方案对粤北冻雨的敏感性试验

基于中尺度模式MM5,分别考察了Reisner、Reisner2和Goddard三个不同云微物理参数化方案,对2008年初粤北冻雨过程的敏感性进行实验。结果表明：2008年初粤北冻雨天气过程是非对流性降水,积云对流参数化方案对冻雨的预报没有太大影响;MM5模式能较好地模拟冻雨天气过程,God—dard云微物理方案模拟结果略好于Reisner和Reisner2方案。另外还发现MM5模式能较好地模拟地面温度分布和大气逆温层的结构特征,850～650hPa是大于0℃的溶解层,雪下落到这一阶段溶解成雨水;1000～850hPa的近地层是低于0℃的冻结层,雨水下落到这一阶段时冻结,这是形成粤北冻雨的特殊逆温层结构条件。但逆温层结构只是产生冻雨天气的必要条件,而雨量的大小和降水中心的位置还与其它因子有关。     

NUMERICAL SIMULATION STUDY OF THE INNER-CORE STRUCTURES AND THE MECHANISM FOR INSHORE STRENGTHENING OF SOUTH CHINA SEA TYPHOON VONGFONG (0214) DURING LANDFALL

An explicit simulation with a fine mesh at intervals of 6 km is used to explore the inner-core structures of Vongfong (0214). The dynamic mechanism for the inshore strengthening of Vongfong is examined. It is found as follows. (1) The radius of maximum wind of the axisymmetric structures of the typhoon decreased with height during its mature stage. When Vongfong was inshore, the strongest low-layer inflow located in front of it and the outflow was to the rear of it, which was just reversed from the Atlantic hurricanes and other Pacific typhoons. (2) The dynamic and thermodynamic fields were highly asymmetric in structure. Convection was stronger in the northwest quadrant of the typhoon than in the southeast; the strongest convective cloud bands were consistent with the maximum wind region. During its strengthening stage, it was cold west of and warm east of the eye in the lower layer but warm in the west and cold in the east of the mid-upper layer. During its mature stage, a warm-core structure was evident in the lower and middle-upper layer. (3) The interactions between a mid-latitude cold low in the middle-upper troposphere and the typhoon were responsible for the latter to strengthen inshore. Firstly, the outer circulation of the cold low entered the typhoon from the middle troposphere when an outer cold airflow from the cold low flowed into the northwest quadrant of the typhoon so that geopotentially instable energy increased and convection developed. Secondly, the downdraft in the cold low was just the corresponding branch of the secondary circulation of the typhoon system; when the cold low weakened while moving south, the typhoon strengthened inshore. Due to the CISK mechanism, these two phenomena might be realized.     

低纬准双周振荡对2018年8月广东持续性特大暴雨过程的影响

2018-08-27—09-01广东发生了一次持续性特大暴雨过程，被列为广东省2018年十大天气事件之一。文章综合利用欧洲中期天气预报中心（ECMWF）全球再分析资料ERA-Interim、广东省加密自动站观测资料、中国地面累年值日值数据集(1981—2010年）、NOAA日平均和长期平均向外长波辐射数据，采用小波分析、带通滤波、回归分析等方法，对此次暴雨过程进行分析，主要探讨低纬大气准双周振荡对此次持续性暴雨过程的影响。结果表明：此次暴雨持续时间长、影响范围大，影响此次暴雨天气过程的主要天气系统为季风低压，并伴随有切变线和低空急流；季风低压减弱西移后，与南海西北部高压共同作用，广东沿海极端降水达到最强。2018年7—9月广东省降水和向外长波辐射OLR有显著的6~13 d振荡特征，同时受低纬西北太平洋对流振荡和热带北印度洋对流振荡的影响。低频振荡自西太平洋地区，向西北方向传播，引起了华南沿海的低频对流与环流的发展；来自热带北印度洋上的气流经由孟加拉湾、中南半岛到达华南沿海地区，形成了低频振荡的垂直环流圈，有利于水汽输送及对流发展。两者叠加，影响了此次持续性暴雨的发生发展。     

广西一次特大暴雨的MCC演变过程及结构特征分析

利用Micaps、NCEP再分析资料、FY-2C卫星和多普勒雷达等资料,对2010年6月初广西-次特大暴雨过程进行了分析.结果表明:(1) 850 hPa低涡切变、500 hPa高原槽和地面静止锋是此次强降雨的主要影响系统.较强的能量锋区、中低层明显的对流不稳定层结及高层下伸呈漏斗状分布的θsc和明显的湿度锋是中尺度对流系统产生的有利天气模型,而高对流有效位能、较低的自由对流高度、较大的低层湿度和垂直风切变,有利于强降水超级单体的发生、发展.(2)贵州西部-河池向东南方向移动的中尺度对流系统(MCS)云团与桂东南西北上的MCS云团在桂中合并后发展为中尺度对流复合体(MCC),该MCC在桂中长时间停滞后缓慢东移、南压是此次过程的主要云图特征.(3)雷达回波显示,此次过程期间广西中西部地区形成了大范围的积层混合型降雨回波,其入流区呈西北-东南向的强回波带上有多个强对流风暴发展,强回波带前期长时间稳定少变及后期缓慢偏东移造成的“列车效应”,是广西中西部地区出现大范围暴雨-特大暴雨和强雷电天气的重要原因.位于来宾市强降水超级单体风暴属于低质心对流系统,在发展阶段,风暴呈超级单体回波钩状结构,并包含着一个与低层弱回波相联系的前侧“V”形缺口,相应的径向速度图上出现弱中气旋;在强盛阶段,风暴呈波状,反射率因子由低往高向低层入流倾斜,其有前侧和左后侧分别存在“V”形缺口,低层入流位于风暴前侧的“V”形缺口上,相应的径向速度图上是一个中等强度、发展成熟的中气旋,后侧有较强的下沉后侧入流.     

华南暴雨中尺度对流系统的形成及湿位涡分析

利用MM5模式对发生在1998年5月23～24日华南暴雨和中尺度对流系统(Mesoscale Convective System,简称MCS)模拟的模式输出资料,根据湿位涡守恒原理和倾斜涡度发展理论分析了暴雨和MCS形成和发展的原因.结果表明,暴雨和MCS发生在倾斜湿等熵面具有弱对流稳定性的下陷区,沿湿等熵面下滑的冷空气与倾斜上升并具有较强对流有效位能的暖湿空气在下陷区会合的过程中经历了对流稳定性减小的过程,导致暴雨和MCS发生发展区域有气旋性的涡旋发展.对流发展区域的上空满足条件对称不稳定发生的条件,MCS中上升气流呈倾斜状态.由于湿等熵面倾斜,在暴雨和MCS的发展过程中,水平风垂直切变和湿斜压度的增大也有利于涡旋的发展,使暴雨和MCS得以维持.最后,给出了华南地区湿等熵面上暴雨和MCS发生发展的一个物理概念模型.     

华南暴雨及中尺度对流系统发展对土壤湿度的敏感性

采用WRF及其耦合的Noah LSM陆面过程模式,通过对发生在2009年3月28日（个例1）和2010年5月6日（个例2）两次暴雨过程的24 h模拟,研究了华南暴雨及中尺度对流系统（MCS）发展对初始土壤湿度（SM）的敏感性问题。首先采用源自NCEP-FNL和NASA-GLDAS的两种不同SM资料驱动模式进行对比试验,在此基础上,以NASA-GLDAS资料模拟结果为控制试验,通过不同程度（20%、60%）增减初始SM开展多个敏感性试验。对比试验分析表明,两种资料应用对24 h累积降水分布的模拟结果影响不大,但某种程度上可影响降水量的大小。预报技巧评分结果表明,采用NASA-GLDAS SM资料进行模拟得到的结果比采用NCEP-FNL SM资料的模拟结果有所改进,尤其是50 mm以上的暴雨预报,TS评分最大可提高5%。敏感性试验分析发现,两次暴雨过程降水与SM之间主要呈正反馈作用,但其表现出的特征不完全相同。暴雨过程中MCS的组织发展形式对SM与降水之间的反馈作用有影响,具有午后局地降水性质、对流组织性发展较弱的个例1,SM增大仅引起微弱的降水增多,SM减少则明显导致降水强度减弱,降水对SM的减少更为敏感;而具有持续降水性质、对流组织性发展较强的个例2,降水对SM的增大更为敏感,SM增大可带来更明显的降水增多。此外还发现,对流系统不同发展阶段的这种反馈作用也存在差异,MCS组织性发展较弱的个例,强的反馈作用主要出现在对流发展初期阶段,而MCS组织性发展较好的个例,强的反馈作用则主要出现在对流系统发展后期。      

模式分辨率对台风“天鸽”（2017）模拟效果的影响

利用WRF模式,研究了模式水平和垂直网格分辨率对台风“天鸽”（2017）模拟的影响。结果表明:水平分辨率的改变会对台风路径造成一定的影响,这种影响与改变水平分辨率以后所引起的台风强度和结构的变化有关。使用更高的水平分辨率时模拟的台风强度往往更强。此外,改变垂直分辨率对台风的路径模拟也有一定的影响。采用双曲正切的垂直分层方法,提高垂直层数,模式大气的垂直分辨率都有增加,但是在低层和高层垂直分辨率的增加更大。低层和高层垂直分辨率增加,模拟的台风强度增强。模式的水平分辨率和垂直分辨率之间匹配才能比较好地模拟台风,双向嵌套模式在提高嵌套层数的同时也要增加模式的垂直分辨率。台风强度和结构变化密切相关,台风强度增强的重要原因是台风云墙随着分辨率的增加更加陡峭,垂直风速随着水平分辨率的提高逐渐增强。      

南海夏季风撤退期的气候特征Ⅰ——40年平均

用NCAR/NCEP1958～1997年共40年资料对南海夏季风撤退的气候特征进行了分析.8月上旬西伯利亚冷空气开始南进,由于青藏高原的阻挡作用,在我国东部大陆推进得很快,到达南海后继续向南推进,最后导致9月中旬左右南海夏季风从南海撤退.就个别年份而言,最早的撤退时间是8月中,最晚的是10月中,可以差两个月.南海夏季风撤退与建立过程是很不相同的,南海夏季风和夏季风雨带的建立都是爆发性的,在全区域几乎是同时建立,但撤退是由北向南缓慢撤退的,历时一个月左右.在撤退期间,南海降水形势变化不大,但在撤退之后,南海夏季风雨季转变为ITCZ雨季,其相应和雨区随着太阳南移向南推进.南海夏季风撤退后,南海降水30～60天振荡明显减弱,而准两周振荡仍比较活跃.