风廓线雷达垂直径向速度应用初探

利用北京风廓线雷达五波束探测中的垂直波束资料,进行了垂直速度在预报中的应用研究。通过对垂直速度的分级显示,配合地面气象记录,对不同的天气个例进行分析,结果表明:平稳晴空的天气风廓线雷达所测量的垂直速度很小,基本上在±1m·s~(-1)范围内;而有降水时,风廓线雷达所测得边界层的垂直速度基本上都是朝向地面的,不同相态降水粒子的垂直下落速度有明显的差别。分析表明风廓线雷达垂直速度的探测对研究晴空大气的垂直运动、判断降水粒子相态和降水预报有应用价值。     

北京两次重污染沙尘天气成因及动力传输特征的对比研究

应用气象、空气质量和ERA-Interim再分析资料,结合HYSPLIT后向轨迹模型和地理信息,对比分析了2018年北京两次重污染沙尘天气的成因、传输特征及影响要素等。结果表明:两次过程的沙尘源地均为蒙古国,但3月28日沙尘天气由蒙古气旋引发,传输出现折向,以东北和偏东两条路径输送入京,5月28日沙尘受低涡和发展的低压冷锋影响,为典型的西北传输路径;高空的引导气流与低层冷空气的强度以及地形是导致沙尘传输出现显著差异的主要影响因素;高空为偏西气流,低层冷平流较弱,受到山脉的阻挡,沙尘气团东移至地势较低的区域后,在气压梯度力的驱动下传输方向发生转折,以偏东路径绕流进入北京;高空的偏北气流和低层冷平流较强,沙尘气团可直接翻越山脉从西北路径入京,沙尘粒子的运移高度相对较高。     

一次地形作用产生的强降雨过程分析

2002年6月24日夜间北京西南部地区的局地大暴雨是一次强地形雨，它是在对流层中低层有两层逆温以及边界层内中尺度低空急流与北京特定地形条件相互作用的情况下产生的。边界层内中尺度低空急流的发生、发展是低层偏东风与干、湿过程的“内边界效应”及强降水潜热释放等综合作用的结果。     

风廓线雷达和雨滴谱仪资料在北京一次弱雨雪天气中的特征分析

利用北京市海淀区风廓线雷达、OTT Parsivel 2多功能激光雨滴谱仪和自动气象站观测资料,对2016年11月20日北京一次雨雪天气过程的演变特征进行了初步分析。结果表明:(1)风廓线(低模式)雷达反射率因子与雨滴谱仪反射率因子序列的变化趋势一致。当风廓线雷达反射率因子亮带消失后,雨滴谱反射率因子序列出现先降后升的小幅波动,降水相态转为降雪。(2)降水相态发生雨雪转换时,风廓线雷达谱宽600 m高度分散的大值区减弱并随高度降低后,雨滴谱仪数浓度出现先降后升的小幅度波动。(3)本次弱降水相态转换发生时,风廓线雷达所探测的垂直径向速度变化不明显,而雨滴谱仪降雨强度变化却有明显减弱特征,其雨强由5 mm·h^-1下降至1 mm·h^-1左右,这对临近降水相态变化的监测预报有一定指示意义。     

国庆60周年演练中一次降水过程的短时预报服务

由于降水的原因,原定于2009年9月5日晚间的国庆60周年彩排向后平移24小时进行。在预报北京地区有连阴雨的天气背景下,利用风云2C、新一代天气雷达网、地面自动站、垂直风廓线、微波辐射计等多种高时空分辨率探测资料,结合BJ-RUC产品,对北京天安门降水进行精细化的短时预报。通过采取严密监视天气变化,跟进式精细化预报服务的措施,顺利完成了这次重大气象服务的保障任务。再次证明多种新型探测资料在对大气物理状况的释用,填补常规探测资料时空分布的不足等方面的应用价值,这些资料有助于对天气系统位置、强度变化的确定;雷达回波拼图可以得到较大范围降雨区的位置、移向和移速,在天气系统较为稳定的情况下可以进行2小时以上的外推。     

应用多种探测资料对比分析两次突发性局地强降水

为了做好突发性局地暴雨的临近预报和预警,利用常规天气图、BJ-ANC系统的北京区域雷达拼图和VDRAS风场、地面自动站、风廓线雷达的水平风垂直廓线、卫星云图等多种探测资料,对2009年7月13日和2008年8月14日北京城区的两次突发性强对流局地暴雨天气的影响系统和中尺度系统进行了对比分析,提炼了城区突发对流性暴雨预报预警的预报着眼点。分析表明：两个个例在水汽输送条件、中低层的动力条件、冷空气侵入等方面有有利的天气尺度条件;暴雨之前卫星云图上介于南北两个系统之间的晴空区、对流系统的发生发展与1 km以下的中尺度辐合中心的联系等方面有相似之处;而在雷达回波的移向移速、各层VDRAS风场配置及风廓线雷达资料中水平风垂直廓线结构等方面有差异。通过分析研究,进一步提高了运用高时空分辨率资料作短时突发性对流性暴雨的预报能力,这对于主汛期的预报和服务工作有十分重要的作用。     

北京2016年“11·20”初雪预报偏差分析

通过分析2016年11月19—21日的EC再分析数据、风廓线雷达数据等多种资料,发现北京2016年11·20初雪天气预报偏差的原因包括以下几个方面：①回流“冷垫”缺失、850 hPa切变线偏南、整层可降水量不足等是造成这次雨雪天气过程总降水量偏少的主要原因。②北京平原地区水汽通量辐合相对较弱、雨转雪的时间较预报晚3 h左右、-18～-9℃层饱和程度不足、雨转雪后影响系统也已过境北京等是造成北京平原地区,尤其是北京城区降雪量不足的原因。③“回流”冷垫未形成、低层暖平流强盛是造成0℃层高度下降缓慢的主要原因。本文并通过相似天气个例对比发现：此类北京地区高空水汽饱和程度不足的雨转雪天气,雨转雪的时间点预报尤其需关注0℃层高度变化,当0℃层高度下降至100 m以下时,才可能出现雨转雨夹雪或雪的天气。     

关于台风麦莎影响北京预报失误的思考

2005年第9号台风麦莎在浙江台州登陆后北上,北京市气象台于8月6日发布预报,认为受台风影响北京将出现暴雨天气过程。实况是北京城区只出现了小到中雨,郊区为中到大雨,只有东北部地区出现了暴雨。为了加深对华北台风暴雨的认识,应用常规气象资料、卫星云图对这次预报不理想的原因进行了分析。总结出的原因主要是（1）关于台风路径的数值预报误差较大,预报路径比实况偏西200km以上。（2）台风麦莎的结构不对称,云系和强降雨主要分布在台风的东部和北部,而北京处于台风的西北部。（3）台风外围的东南急流只出现在120°E以东,强度较弱。（4）华北高压的存在阻挡了河套西部冷空气东移,因而不能形成中低纬度系统相互作用的形势。针对上述分析提出了预报着眼点和改进预报服务的建议。     

北京空气质量预报系统奥运模拟检验与应用

采用2007年8—9月空气质量数据,对CAPPS-3空气质量预报系统进行模拟预报检验。结果表明,从污染物浓度值的模拟预报结果看,SO2的模拟效果优于NO2和PM10;从API指数检验结果看,SO2的模拟效果较好,而PM10模拟效果略差于SO2;从API指数分级检验结果看,SO2的模拟效果最好,PM10次之,而NO2预报结果最差。如果将模拟预报的结果与提前两天的观测值进行对比,预报的准确率会显著提升。总体上看,CAPPS-3空气质量预报系统运行效果良好,经订正后,该模式在奥运期间空气质量预报中得以应用,并取得了较好效果。     

北京世园会开幕式期间弱降水天气成因

2019年4月28日傍晚到夜间,北京北部地区出现一次弱降雨天气,对中国北京世界园艺博览会开幕式相关活动的准备工作造成一定的影响。本文分析了此次弱强度、高影响降雨天气的成因,探讨了开幕式重大活动现场气象服务关注的重点。结果表明：世园会开幕式期间受到弱短波槽影响,动力条件较弱,北京处于高压后部和低压辐合区的前部,低层表现为下沉或弱上升运动;各数值模式对此次降雨过程的预报总体均有所反应,但在降雨出现的时间和范围上未表现出明显的优势;利用地面自动站、风廓线和云雷达等多种高分辨率探测资料,结合精细化模式预报产品,有助于预报人员精准研判降水系统短时的变化特征。重大活动气象保障往往关注单点预报,将天气影响的风险预报服务与应对预案相结合,通过采取一定的服务策略,可以有效弥补预报的不足,更好地发挥气象服务效益。