长江、黄河流域暴雨预报着眼点

应用天气学和动力学方法诊断研究大尺度环境场对暴雨过程中次天气尺度系统发生发展的影响及机理,并用T42L12全球谱模式及MM4中尺度模式,试验长江流域和黄河流域暴雨过程中大尺度环流系统对次天气尺度系统发生的影响,从不同尺度相互作用出发对长江中下游和黄河中下游的暴雨提出预报着眼点,供有关部门在业务预报中参考。     

物理量场与环境场相结合作梅雨期暴雨诊断预报

暴雨是中尺度天气现象。要解决暴雨的预报问题,从根本上讲必须搞清楚中小尺度系统发生发展的机制及其预报问题。由于目前获取的分析资料时间间隔太长、空间的距离又很大,因此对认识以致预报直接造成暴雨的中尺度系统的活动规律带来许多困难,这是暴雨预报常常失败的重要原因之一。现实的问题是如何根据现有的条件充分挖掘各种气象资料(包括物理量场的资料)的潜力,结合现代化的监视系统来努力提高短期暴雨预报水平。各种尺度的天气系统是互相联系、互相制约的,尽管中小尺度天气系统发生发展的预报还非常困难,但寻找其赖以发生发展的适宜环境场(摇篮)——大尺度的环流特征仍不失为短期暴雨     

金华地区汛期暴雨环流形势特征分析

暴雨是中尺度天气系统的产物,但许多数值模拟的结果表明,许多中小尺度天气系统的发生发展是在一些有利的天气尺度和次天气尺度背景场下产生的。天气尺度的低值系统一方面是它本身的辐合以及锋面抬升造成大范围的上升运动,产生范围较大而强度较小的天气尺度雨区,另一方面又为系统内部存在的、直接酿成暴雨的中尺度降水系统的发生发展提供了有利的环境场条件。这就为日常暴雨预报提供了一条有根据的预报思路:即可以跳过对中     

东北冷涡过程中的飑线分析

利用哈尔滨站的飑线资料和常规高空、地面观测资料,对冷涡过程中的飑线从天气尺度环流背景、大尺度动力条件和中尺度天气系统等几个方面进行了分析。结果指出：①飑线发生在冷涡发展较强阶段,②飑线发生在冷涡浊温压场结构不对称性较强的锋区上,③层结不稳定、低层水汽输送与辐合、强烈的上升运动等是必要的天气尺度条件,④地面上有明显的中尺度系统,⑤飑线发生时天气尺度动能明显向中尺度系统转换。     

风暴尺度集合预报最优侧边界条件扰动方法设计:个例分析

考虑到全球预报模式与风暴尺度预报模式在分辨率上的显著差异,在构造风暴尺度集合预报系统的时候需要用一个中间分辨率的中尺度区域模式为风暴尺度模式提供侧边界条件扰动,但如何构造侧边界扰动才能更为有效地提高风暴尺度集合预报系统的预报能力目前仍然未知。本文基于WRF模式,通过一次个例试验设计了风暴尺度集合预报中的3种不同侧边界扰动方案,结果表明:直接通过0.5°水平分辨率全球集合预报扰动插值所得到的侧边界扰动(LBC_DOWN)在预报中可以获得较高的大尺度扰动能量,而在中尺度区域模式(本文中为模式外层)中通过ETKF循环所构造的侧边界条件扰动(LBC_CYCLE)包含较高的中小尺度能量,而将LBC_CYCLE中的中尺度扰动信息与LBC_DOWN中的大尺度扰动信息相混合所得到的混合侧边界扰动(LBC_BLEND)在大尺度能量上更接近于LBC_DOWN,在中小尺度能量上更接近于LBC_CYCLE;LBC_BLEND较前两种方案有着更好的离散度技巧表现;在降水概率预报技巧方面LBC_BLEND与LBC_CYCLE较为接近,且均优于LBC_DOWN。     

中纬度气旋冷峰中云和降水的中小尺度结构

近几年来,人们越来越认识到,进一步搞清楚降水过程和提高降水预报水平的关键问题,是应该对中尺度系统及其与大尺度(如天气尺度)、小尺度(如对流尺度和微物理尺度)之间的相互作用有更深入的了解。对中纬度天气、降水起支配作用的温带气旋的特征是它具有所这有些尺度的有规则的空气运动、云和降水。     

金华地区汛期暴雨的天气学预报模式

一、思路暴雨是各种尺度天气系统相互作用的产物,充足的水汽供应、位势不稳定和上升运动是产生暴雨的三个必要条件,暴雨的预报力法必然要直接或间接地与天气系统和这三个必要的物理条件相联系。暴雨的直接影响系统是中小尺度的,但许多数值模拟的结果表明,中小尺度天气系统的发生发展是在一些有利的天气尺度背景场下产生的。这就为日常暴雨预报提供了一条有根据的预报思路:即可以跳过对中小尺度系统的分析和预报,直接根据天气尺度有利的背景条件来制作暴雨预报。因此,我们把大尺度环流形势特征作为汛期暴雨的首要过滤条件。     

GRAPES区域集合预报尺度混合初始扰动构造的新方案

集合预报初始扰动能否准确反映预报误差的结构特征是决定区域集合预报质量的关键因素之一。本文针对GRAPES区域数值预报模式,发展设计了一种基于资料同化思想的混合尺度初始扰动构造新方案。该方案以全球大尺度信息为背景场,区域模式预报作为观测资料,借助GRAPES三维变分同化系统,将高质量的全球大尺度信息与区域模式预报中质量较高的中小尺度信息有效融合,构造混合尺度区域集合预报初始扰动,并通过个例试验和批量试验,比较分析了新方案和原区域集合预报的性能。试验结果表明,基于资料同化构造的初始扰动能够有效融合全球大尺度信息和中小尺度天气系统的信息,其降水概率预报更具参考价值。总体上看,区域集合预报混合初始扰动新方案能够较好地改进区域集合预报质量,尤其是对高度场和温度场效果更为显著,但对风场的集合预报性能影响略小。     

2005-07-10信阳特大暴雨天气过程分析

利用常规实况及T213网格点资料分析结果表明,2005年7月10日信阳市特大暴雨过程是在一定的大尺度环流背景下,各种天气尺度系统发生发展及相互作用造成的。东北到华北地区的低槽由竖转横再转竖,对特大暴雨的持续起到重要作用。地面气旋波频繁影响,使中尺度系统在暴雨天气过程中的重要作用得以充分发挥。数值预报产品对强降水的预报具有一定的指导作用,T213数值产品的垂直速度和涡度短期预报效果较好。     

2005-07-10信阳特大暴雨天气过程分析

利用常规实况及T213网格点资料分析结果表明,2005年7月10日信阳市特大暴雨过程是在一定的大尺度环流背景下,各种天气尺度系统发生发展及相互作用造成的.东北到华北地区的低槽由竖转横再转竖,对特大暴雨的持续起到重要作用.地面气旋波频繁影响,使中尺度系统在暴雨天气过程中的重要作用得以充分发挥. 数值预报产品对强降水的预报具有一定的指导作用,T213数值产品的垂直速度和涡度短期预报效果较好.     

一次纬向型持续性暴雨过程中的多尺度作用

应用NCEP资料(2.5°×2.5°和1°×1°)、WRF V3.3.1模式预报(3km×3km)、FY2卫星产品等资料,对2013年8月12-17日吉林省中东部持续性暴雨过程进行分析,发现:此次过程是在多种尺度天气系统共同作用下形成的。环流背景上,纬向型环流形势的稳定维持,使西风带上的天气尺度系统重复影响东北地区,并为暴雨区提供了源源不断的水汽供应。天气尺度上,低空急流提供了中小尺度上升运动发生发展的环境条件,且多次触发了暴雨中尺度系统。中尺度对流系统的主体上升运动出现在低空急流核左前方,对应高空辐散中心和降水云团TBB极值区,出口区上升运动对应低层强辐合中心和TBB梯度区,而强降水落区对应中尺度系统的上升运动,即中尺度对流系统内部不同机制造成的上升运动产生了地面不同的中尺度雨带。     

夏季风期间南海低纬地区中-β波的观测研究

利用南沙群岛的加密观测资料，对南海低纬地区西南季风爆发时，大尺度季风环流下存在着的中小尺度系统进行了研究探讨；揭示了低纬热带地区中尺度重力波对天气的影响，并从动力学的角度对该地区中尺度重力波的产生、传播进行了初步的分析。     

中期天气变化和中期预报

1引言从宏观上讲，全球大气运动是不可分割的统一整体运动。大气内部在各个纬带、各种尺度、各种频率的运动形式之间相互依存、相互制约、相互影响，按照大气动力学能量串级理论和能量频散原理，大尺度运动系统既可向小尺度系统转移能量，也可从小尺度系统获得能量。这样，各种尺度运动系统就会通过非线性相互作用引起大气环流形势的持续异常或急剧变化。天气、气候变化的直接原因是大气环流的变化或异常。从预报的角度讲，不同时效的预报要侧重考察相应长度的天气过程和长于预报时效的大型环流系统。天气尺度系统是短期预报的主要对象。而…     

强降雹回波系统与地面中尺度系统的分析

据１０９０～９３年中尺度流场分析并结合雷达回波资料发现，在相同的大尺度天气系统下，有时所影响的地区发生十分猛烈降雹，然而有时却连对流都不会发生，找其根本原因在于中小尺度系统的活动。分析了中尺度流声场系统，得出在有利于产生强对流的天气形势下，流场中的辐合中心和辐合线十分关键，它是强对流天气的发生源，并通过典型事例论述了中尺度流场对回波系统发生、发展及结构的影响，以及加波系统对流场系统的反馈作用，这对提高强对流天气的短期或短时预报具有一定的指示意义。     

一次特大暴雨形成中天气尺度和次天气尺度系统的作用

采用中尺度数值模式MM5V2对1998年6月下旬发生在长江流域持续的暴雨过程进行分析研究。通过尺度分离与数值模拟对比试验，着重分析了暴雨过程中天气尺度与次天气尺度各物理量场的结构特征，提出本次暴雨过程形成的物理机制:天气尺度流场与水汽场为降水提供持续的远距离水汽输送通道，次天气尺度流场形成稳定的经向强辐合，为水汽的抬升与凝结提供动力条件；在有利的高、低空急流的配置下，暴雨区落在高空急流轴以南、低空急流轴以北；次天气尺度温度场下暖上冷的热力不稳定层结促进了热力不稳定的发展，促使暴雨增幅；特大暴雨发生地区上空的次天气尺度湿度的高值中心，有利于湿空气在上升运动中释放潜热，形成暴雨的反馈机制。数值试验分离模式初始场不同尺度系统信息，揭示了不同尺度系统在暴雨发生过程中的动力作用，没有中尺度系统的配合，仅有天气尺度系统信息，或只有次天气尺度系统信息，没有大尺度系统的配合，暴雨的强度及范围都将有所消减。分析及数值试验结果表明大暴雨是在天气尺度和次天气尺度系统的共同作用下才得以产生和维持的。     

中尺度动力学研究展望

八十年代有两门学科取得重大发展,一是气候模拟,一是中尺度气象学,包括对中尺度系统的研究和中尺度数值预报的开展。中尺度气象学取得飞跃进展有其经济发展需要的原因,因为脱离经济发展需要的学科是没有生命力的。根据对同步卫星云系发展的分析,强降水中心都和强对流云团结合,因此象暴雨这类灾害性天气过程包含着复杂的中小尺度系统。对这类过程,数值预报的关键是预报中尺度系统的活动。理论上的原因则是由于对可预报性的研究,中小尺度系统的预报,要求的时效较短,如几小时,十几小时,甚至2小时以内的超短时预报在实际工作中也很需要,经济效益很高,有的省台台长说省局的全年经费是几百万元,而一年几次超短时预     

地面自动站要素实时收集系统

短时临近预报必须有在时间和空间上进行加密的实况信息,因为短时灾害性天气都是中小尺度天气系统造成的,中小尺度天气系统具有生命史短、空间尺度小特点,只有在时间和空间上足够小的网格才能对中小尺度天气系统识别、跟踪,并对其进行短时临近预测。     

南通地区雹暴预报模式

雹暴是一种强对流不稳定天气,属于中小尺度现象,多产生于飑线、中小尺度切变和低压等对流系统。目前在实际工作中直接分析中小尺度系统作降雹预报尚有困难。由于某些特定的天气尺度系统与一些中小尺度系统之间存在较密切的关系,所以往往通过分析使中小尺度系统产生和赖以生存的天气尺度条件,来预报这种强对流天气。本文主要着眼于高空槽组合和从高空到地面的天气尺度系统三度空间配置特征,建立雹暴预报模式。     

近二十年来暴雨和强对流可预报性研究进展

大气可预报性研究是开展天气、气候预测的基础科学问题。全球变暖背景下,近年暴雨和强对流等中小尺度灾害性天气频发,如何深入认识其可预报性问题成为了天气领域研究热点,也是制约数值天气预报模式能力提升的重要因素。本文在简要回顾国内外大气可预报性研究历程的基础上,重点对近二十年（1999～2018）国际上关于暴雨和强对流可预报性方面的最新研究进展进行了系统的综述和归纳。主要包括:中小尺度可预报性研究的主要方法和评估手段及其与传统大尺度天气可预报性研究的差异,初始误差增长机制的几种主要观点及其争论（误差升尺度、误差降尺度、升降尺度并存）,数值模式误差和对流环境误差对实际预报性的影响,以及最近的中尺度可预报性科学观测试验进展等。最后,对暴雨、强对流可预报性研究存在的问题、未来发展方向进行了简要的讨论和展望。     

利用尺度分离方法分析湖北省“98.7”暴雨

首先用Ｂａｒｎｅｓ方法从探空资料中分析出次天气尺度系统,再分析暴雨过程中次天气尺度系统与中尺度团发生,发展和消亡的关系。结果表明：中尺度云团与次天气尺度系统的关系比天气尺度系统更密切,由此揭示了天气尺度系统对强降水落区和大暴雨预测报的指示作用。