高阶递归滤波在一次暴雨预报中的数值试验

为了考察具有多种特征尺度四阶递归滤波器在极端暴雨事件预报中的应用效果和能力,利用GRAPES三维变分同化系统,对2007年7月16—19日的川渝暴雨过程进行了模式分析。共开展了3组模拟试验：第一组试验在模式中使用单一特征尺度的一阶递归滤波;第二组试验在模式中使用由3种不同特征尺度的四阶滤波拟合而成的四阶递归滤波;第三组试验在模式中使用由3种不同特征尺度的一阶滤波拟合而成的一阶递归滤波。结果表明,具有多种特征尺度的递归滤波的预报效果要好于单一尺度的递归滤波。相比而言,由3种不同特征尺度的四阶递归滤波对预报的改进最大,不论是降水的落区还是降水的强度都有很大程度的改善,对水汽的调节更为理想。     

暴雨云团的多尺度识别方法及其在临近预报中的应用

将一种暴雨云团的多尺度识别方法——层级聚类法,应用于β中尺度对流系统识别及临近预报中。该方法的基本思路是:将笛卡尔坐标下的雷达反射率因子进行聚类,得到比较详细的较小尺度的暴雨云团,然后设定阈值,将云团之间差异小于阈值的进行合并,可以得到较大尺度的云团,逐步放宽合并阈值,可得到更大尺度的云团。选取广州雷达2005年3月的飑线过程和温州2005年9月的台风过程对这种方法的识别结果进行了详细说明,结果表明:该方法能够识别不同系统的β中尺度对流云团,并能识别出其中反射率较强的γ中尺度云团,识别结果合理。采用这种方法识别不同尺度的暴雨云团,有利于跟踪、预报造成中国暴雨主要原因的β中尺度系统,也可兼顾β中尺度系统中的γ中尺度对流单体。根据预报时效的不同,可以选择不同的云团识别尺度。     

暴雨站数预报在暴雨落点预报中的应用

采用暴雨站数预报与站点降水量预报相结合的方法预报暴雨落点,在１９９８年７月￣８月的暴雨落点预报中,ＴＳ评分达到２２．４％,超过了ＨＬＡＦＳ和主观预报。进一步的研究的分析表明：这种方法可充分利用降水量预报的空间分布信息,预报准确率还在较大的可提高空间,是一种较为有效的暴雨落点客观预报方法。     

含有模糊输入的多层递阶预报方法及其在暴雨中期预报中的应用

本文结合大气科学的实际,探索对这类“模糊输入”的定量化表征方法:进而对含有模糊输入的多层递阶预报方法进行试验应用,最后给出试验应用结果。     

局地分析预报系统在GRAPES模式中的应用

在分析美国局地分析预报系统 (LAPS) 和GRAPES_Meso数值预报系统,实现GRAPES-LAPS接口的基础上,通过两种数据融合方案,即GRAPES/LAPS方案 (简称LAPS方案) 和GRAPES/3DVAR方案 (3DVAR方案),对2008—2010年华南地区的28个个例的地面、探空常规和加密资料,以及多部多普勒天气雷达数据等融合、同化,开展两种方案的对比模拟试验。结果表明:LAPS方案获得的初始场,水汽条件有所改善,其辐合辐散相耦合触发中小尺度系统发展加强的中尺度环境场,有助于提高模式对强对流天气的预报能力。两种方案的24 h要素场均方根误差检验结果和降水TS评分大体相当,但28个个例中,LAPS方案报出了10个暴雨,而3DVAR方案只报出了5个,LAPS方案的中雨、大雨和暴雨的24 h降水预报TS评分要略好于3DVAR方案相应预报的TS评分,表明LAPS方案对强降水的预报较3DVAR方案有一定改进。     

暴雨站数预报在暴雨落点预报中的应用

采用暴雨站数预报与站点降水量预报相结合的方法预报暴雨落点,在１９９８年７～８月的暴雨落点预报中,ＴＳ评分达到２２．４％,超过了ＨＬＡＦＳ和主观预报。进一步的研究分析表明：这种方法可充分利用降水量预报的空间分布信息,预报准确率还存在较大的可提高空间,是一种较为有效的暴雨落点客观预报方法     

数值预报产品在桂林暴雨预报中的应用研究

利用1998～2002年4～7月间欧洲、日本，2002年5～7月我国数值预报产品进行统计分析，总结出以数值预报产品为主的暴雨预报模式指标。这一模式指标，为日常预报工作中以天气学预报为主转向以数值预报为主莫定良好基础，也为预报员提供客观简捷的预报方法。通过一年的试报探索和一年的实际业务应用，其预报准确率较为理想。     

数值预报产品在暴雨预报中的释用分析

本文在Micaps系统的基础上，利用数值预报产品资料，从影响系统、能量和水汽条件等几方面对“8.09”暴雨过程进行了分析。结果表明，欧洲数值预报产品对转折过程的预报具有明显的指示意义，T213和Hlafs对暴雨形成的动力条件、能量变化、水汽输送以及过程降水量均有较好的预报能力。     

数值预报产品在暴雨预报中的释用分析

本文在Micaps系统的基础上,利用数值预报产品资料,从影响系统、能量和水汽条件等几方面对"8.09"暴雨过程进行了分析.结果表明,欧洲数值预报产品对转折过程的预报具有明显的指示意义,T213和Hlafs对暴雨形成的动力条件、能量变化、水汽输送以及过程降水量均有较好的预报能力.     

位涡分析在新疆暴雨预报中的应用

根据位涡理论,选取2004年7月18~20日的一次由中亚低涡造成的盛夏暴雨过程做个例分析,对位涡与新疆地区降水和暴雨的关系进行了初步研究。结果表明:对流层高层干位涡能较好地反映冷暖空气的活动及天气系统的演变特征,位涡场比温度场、高度场能更清楚地示踪冷空气,这为研究冷空气的活动,特别是冷空气在触发暴雨中的作用提供了新的思路;对流层低层湿位涡与降水的强弱有良好的对应关系,当eθ线陡立时,易导致倾斜涡度发展,出现降水;当湿位涡MPV<0时,在eθ线陡峭密集区内易出现暴雨。     

数值预报产品在2002年汛期暴雨预报中的应用

为了解数值预报产品在暴雨预报中的作用，总结了欧洲中心、华盛顿、日本及中央气象台天气在线网站德国数值预报模式的高空、地面形势预报产品和降水预报产品在湖南省2002年几次典型暴雨预报中的应用情况。结果表明：数值预报产品在2002年湖南省中短期暴雨预报中发挥了重要作用。     

暴雨强度计算系统及其应用

用数值逼近和最小二乘法来推算暴雨强度公式中的参数值。在此基础上 ,设计出数学模型 ,采用结构化、模块化的编程原则 ,开发研制了暴雨强度计算系统     

哈密市大降水物理参数特征的分析和应用

选取哈密站30年夏季＞10mm降水天气过程的资料，应用有限元插值法，计算分析大降水天气过程中近地层散度场的演变特征，并以此探讨大降水落区预报方法。     

江西汛期连续暴雨形势特征与中期预报模型

利用 1 96 0～ 2 0 0 0年共 4 1年的历史天气图资料对江西省汛期连续暴雨过程的天气形势特征进行了分析 ,利用近 5年的T1 0 6资料对连续暴雨的物理量场特征进行了分析 ,得出了阻塞高压、副高等行星尺度系统和天气尺度系统的活动规律及连续暴雨的动力热力条件分布特征。并利用欧洲中心数值预报产品建立了汛期连续暴雨中期预报模型 ,经两年应用效果表明该模型有较强的预报能力。     

一种新型的中尺度暴雨集合预报初值扰动方法研究

提出一种针对对流不稳定构造具有中尺度运动特征的集合预报扰动初值的新方法--异物理模态法, 介绍了异物理模态法产生初值扰动区域和扰动振幅的数学处理方案, 即由不同对流参数化方案预报离差获得集合预报初值扰动区域、扰动结构和扰动振幅的数学处理过程. 利用美国PSU/NCAR的MM5中尺度模式, 对一次典型暴雨进行异物理模态法初值扰动集合预报试验, 详细分析了扰动初值的结构和集合预报结果. 结果表明, 该方法产生的初值扰动场具有合理的中尺度环流结构, 可以反映对流敏感区域的对流不稳定的预报不确定性, 集合预报结果可以明显改善控制预报.     

位涡诊断在云南夏季强降水预报中的应用

通过对云南夏季常见的"滇黔辐合型"强降水的个例分析,探讨位涡诊断在低纬高原的应用前景。发现干、湿位涡能较好地反映天气系统的演变特征,干位涡能反映冷空气活动的路径和暖湿气流的活动。高层干位涡具有向对流层低层延伸和低层干位涡具有向上伸展的特点,当高层干冷空气与低层的暖湿气流汇合,加上低层低涡切变的辐合机制,产生强烈的上升运动,这种形势极有利于对流不稳定能量的储存和释放,造成强降水。当高、低层干位涡减弱,两者相互作用减弱时,降水趋于结束。云南夏季常见的"滇黔辐合型"强降水过程的干位涡场表现在对流层中低层,高低纬呈现南北向或东北西南向高值带,当PV高值带断裂时,云南省强降水过程趋于结束。对流层低层湿位涡MPV1较PV能更好地反映对流层低层西南涡的移动和发展,在云南强降水过程中,700hPa上MPV1<0,MPV2>0。     

中尺度区域内暴雨落区预报的探讨

以天气学原理和预报员经验为基础，通过对影响宝鸡地区４５场暴雨天气的分析，探讨了不同尺度系统对暴雨落区的经向分布与纬向分布的影响。由此建立了暴雨落区的预报模型，对中尺度区域内暴雨落区的预报进行了有益的尝试。     

迎风坡暴雨预报中多普勒天气雷达资料两种散度反演方法的应用

简单介绍了由多普勒天气雷达径向风资料反演平均散度和径向散度的计算方法,以2004年7月11—12日暴雨过程为例说明两种散度在迎风坡暴雨跟踪、预报中的综合应用。分析结果表明：①平均散度可以作为降水跟踪、预测的背景场。降水出现之前,低层平均散度存在辐合;低层辐合加强或维持,整个区域降水将加强;辐合高度抬升到中层并维持,降水达到最强;辐合减弱并开始出现辐散,区域降水将逐渐结束。②根据径向散度的分布情况,可以提前2 h以上预报强降水的落区。强降水落在径向辐合大值区后部的较弱辐合区内,且弱辐合区强度越强,未来降水强度越大。因此,综合分析平均散度和径向散度随时间的变化,可以跟踪、预测降水的发展演变,特别是可以给出暴雨的大致落区。     

一次梅雨锋暴雨的模拟与诊断分析

运用双向嵌套的中尺度数值预报模式MM5,对1999年6月下旬长江中下游一次暴雨过程进行了数值模拟。结果表明,该模式能较好地模拟这次暴雨过程。中β尺度低压涡旋是该暴雨的主要影响系统,其稳定,移动缓慢是暴雨发生的根本原因。高层大气辐散,中低层强辐合,垂直运动强烈,低层有充足的水汽供应,低层对流不稳定能量释放是低涡及暴雨维持和发展的动力机制。