常规天气雷达数字化组网软件设计

本文提出一种常规天气雷达数字化组网拼图的软件设计思想,包括单部雷达的数据格式、雷达局地直角坐标向地图直角坐标的变换以及准实时组网软件建立原则和结构流程。并介绍在IBM PC/XT微处理机上初步建立的华东雷达网模型。     

对流云中冰相过程的三维数值模拟——Ⅱ:繁生过程作用

在可压缩三维冷云数值模式里对冰晶繁生过程进行了参数化,显式考虑了过冷滴冻结破裂和Hallett-Mossop两个繁生机制,并对冰晶浓度进行了订正。对暖底孤立积云的模拟实例表明繁生作用对对流系统宏观特征没有显著改变,地面总降水略有增加,最大雨强增大且时间提前。繁生过程的主要作用是改变了云的微物理结构特征,使云中冰化时间提早,冰化程度大大加强,引起云上部增暖并抬高云顶。在所考虑的两个繁生机制中,冻结破裂繁生机制是引起微物理结构发生变化的主要过程。还对各冰相微物理过程的相对作用进行了分析。     

对流云中冰相过程的三维数值模拟 Ⅱ：繁生过程作用

在可压缩三维冷云数值模式里对冰晶繁生过程进行了参数化,显式考虑了过冷滴冻结破裂和Hallett-Mossop两个繁生机制,并对冰晶浓度进行了订正。对暖底孤立积云的模拟实例表明繁生作用对对流系统宏观特征没有显著改变,地面总降水略有增加,最大雨强增大且时间提前。繁生过程的主要作用是改变了云的微物理结构特征,使云中冰化时间提早,冰化程度大大加强,引起云上部增暖并抬高云顶。在所考虑的两个繁生机制中,冻结破裂繁生机制是引起微物理结构发生变化的主要过程。还对各冰相微物理过程的相对作用进行了分析。     

The Vertical Transport of Air Pollutants by Convective Clouds．Part Ⅲ：Transport Features of Different Cloud Systems

ＴｈｅＶｅｒｔｉｃａｌＴｒａｎｓｐｏｒｔｏｆＡｉｒＰｏｌｌｕｔａｎｔｓｂｙＣｏｎｖｅｃｔｉｖｅＣｌｏｕｄｓ．ＰａｒｔⅢ：ＴｒａｎｓｐｏｒｔＦｅａｔｕｒｅｓｏｆＤｉｆｆｅｒｅｎｔＣｌｏｕｄＳｙｓｔｅｍｓＫｏｎｇＦａｎｙｏｕ（孔凡铀）ａｎｄＱｉｎＹｕ（秦...     

The Vertical Transport of Air Pollutants by Convective Clouds Part Ⅱ：Transport of Soluble Gases and Sensitivity Tests

ＴｈｅＶｅｒｔｉｃａｌＴｒａｎｓｐｏｒｔｏｆＡｉｒＰｏｌｌｕｔａｎｔｓｂｙＣｏｎｖｅｃｔｉｖｅＣｌｏｕｄｓＰａｒｔⅡ：ＴｒａｎｓｐｏｒｔｏｆＳｏｌｕｂｌｅＧａｓｅｓａｎｄＳｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙＴｅｓｔｓＫｏｎｇＦａｎｙｏｕ（孔凡铀）（Ｄｅｐａｒｔｍｅ...     

Analysis of Deep Convective Towers in a Southwest-Vortex Rainstorm Event

The structure and organization of the extreme-rain-producing deep convection towers and their roles in the formation of a southwest vortex(SWV) event are studied using the intensified surface rainfall observations, weather radar data and numerical simulations from a high-resolution convection-allowing model. The deep convection towers occurred prior to the emergence of SWV and throughout its onset and development stages. They largely resemble the vortical hot tower(VHT) commonly seen in typhoons or hurricanes and are thus considered as a special type of VHT(sVHT). Each sVHT presented a vorticity dipole structure, with the upward motion not superpose the positive vorticity.A positive feedback process in the SWV helped the organization of sVHTs, which in turn strengthened the initial disturbance and development of SWV. The meso-γ-scale large-value areas of positive relative vorticity in the mid-toupper troposphere were largely induced by the diabatic heating and tilting. The strong mid-level convergence was attributed to the mid-level vortex enhancement. The low-level vortex intensification was mainly due to low-level convergence and the stretching of upward flow. The meso-α-scale large-value areas of positive relative vorticity in the low-level could expand up to about 400 hPa, and gradually weakened with time and height due to the decaying low-level convergence and vertical stretching in the matured SWV. As the SWV matured, two secondary circulations were formed,with a weaker mean radial inflow than the outflow and elevated to 300-400 hPa.     

“6·30”川渝特大暴雨过程中西南低涡发展机制模拟分析

利用地面加密自动站、NCEP(1°×1°)再分析及WRF-ARW数值模拟资料,对造成2013年6月29日至7月1日川渝地区特大暴雨过程的西南低涡的演变特征及热动力机制进行了诊断分析。此次特大暴雨过程分为三个阶段,其中与西南低涡发展相关的第二阶段为主要降雨时段。结果表明:(1)西南低涡生成后,呈现增强-减弱-再次增强的波动性演变特征,在6月30日上午和夜间分别经历了两次显著的涡度发展过程,并在第二次发展过程中达到最强。(2)低空辐合是西南低涡最主要的涡源,由低空辐合导致的正涡度增加近乎贯穿于整个西南低涡的生命史。在西南低涡的第二次发展过程中,中层辐合和涡度的垂直输送显著增强,也是西南低涡的重要涡源。(3)负值非平衡动力强迫激发了低空辐合的增长,在非平衡动力强迫的各项中,位势高度的拉普拉斯项为非平衡动力强迫提供了主要的负贡献来源。(4)非绝热加热先于西南低涡而增强,两者间的正反馈作用可能是西南低涡波动性发展的重要机制。在关闭了微物理过程中的潜热和地面潜热及感热通量的敏感性试验中,西南低涡及降雨的模拟均有不同程度的减弱。     

基于增长模繁殖法的风暴尺度集合预报试验

利用WRFV2.2模式,对1977年5月20日发生在美国俄克拉荷马州的典型超级单体风暴进行风暴尺度集合预报试验。通过对比由Monte-Carlo法和增长模繁殖法构造的集合预报系统的性能,检验了增长模繁殖法应用于风暴尺度集合预报的合理性及其价值。研究表明,在预报误差的意义上,集合技术能够明显改善中尺度强对流天气的单一确定性预报;但纯统计意义的Monte-Carlo法动力意义不足,导致集合离散度偏低;作为改进方法,增长模繁殖法充分考虑了预报中误差增长的信息,改善了离散度增长偏慢的缺陷。研究结果还显示,增长模繁殖法构造的集合预报系统的各预报评分(RSS、ETS等)均高于Monte-Carlo法,体现了增长模繁殖法的显著优势,但不同的繁殖周期对非降水场和降水场的预报能力有所差异,合理的繁殖周期需要在两者之间寻求平衡点。     

低层环境风场对积云模拟的作用

采用二维和三维完全弹性参数化冷云数值模式模拟研究了低层单向切变风场中积云的发展演变过程和地面降水特征。结果表明:在低层切变风场中，用热泡扰动方式激发对流的启动条件提高，而冷出流方式激发对流则更加容易。适当强度的低层切变使对流峰值强度减小，但积云生命史延长，地面累计总降水量增大，雨区拓宽，峰值雨强则减小。采用二维模式来模拟单向切变风场的对流活动虽然存在严重歪曲，但积云最大升速以及地面总降水随时间的演变特征与三维模拟结果一致。     

对流云中冰相过程的三维数值模拟 I:模式建立及冷云参数化

本文建立了一个完全弹性三维冷云数值模式。采用参数化方法处理冰相微物理,包括冰核化、凝华、结淞、雹干湿增长以及融化等15个主要过程。使用理想初值条件和环境场对模式进行了检验,证明是可靠和稳定的。三维对流云系统的一些主要特征均能够成功模拟出,例如弱云外补偿下沉运动、云中水平涡耦及其分裂、中层障碍流、弱回波结构等。