应用“地气图”预测西北旱涝的初步研究

利用我国141个测站1980～2000年逐月3．2m地温资料和160个测站1961～2000年逐月降水资料，用“地气图”方法对西北区内“地热涡”的分布特征进行详细分析。结果表明，西北区“地热涡”平均水平尺度为560km，每个“地热涡”平均持续时间约4．3个月，而且多雨区与“地热涡”，少雨区与“地冷涡”有很好的对应关系。此结果支持文献[1]、[2]提出的地气耦合的概念模式。     

“GIS在天气、气候及其影响研究中应用”研讨会简介

NCAR于2002年12～14日在科罗拉多博尔德主持召开了“地理信息系统在天气、气候及其影响研究中应用”研讨会。来自美国各研究机构、私营企业以及政府部门的70多位代表出席了研讨会。会议主要议题为地理信息系统(GIS：Geographic Information System)的应用潜力。会议的3个目标是：     

云南“天擎”应用融入示例研究

“天擎”是数算一体的气象大数据云平台,具备海量数据存储、全业务贯通、数据应用高效的能力,支持各类气象应用的“云”化融入,全面支撑“云+端”的气象业务模式。该研究以云南省降水量告警系统为例,分析了应用系统融入“天擎”的全套流程。首先从系统技术架构的设计着手,对照融入要求,确定需要融入的切入点;然后从数据采集、数据存储、产品加工、业务监控、业务应用等5个方面对系统融入流程进行具体研究;最后,针对开发过程中需要注意的关键问题进行技术总结,可为后续融入工作提供参考。研究结果表明,基于“天擎”的系统融入开发流程较为简洁快速,普通开发人员较易上手,整个融入过程能从系统技术架构的多个层面减少不必要的开发步骤,缩短开发周期。     

“地气图”方法用于省级旱涝预测的实践

简要介绍用“地气图”方法进行降水预测的基本思路,总结此方法的预报实践,指出省级尺度旱涝预测需要解决的几个关键问题,强调除加密观测外,上游地热涡增强的能量频散作用是下游地热涡发展的重要原因     

“脊端释能”现象与特暴雨落区的可行性预报

本文通过国内外85次特大暴雨（EHR≥200/d）前850－500hpa的环境场及地面湿度场分析，并与15次无EHR的的热带气旋个例进行对比，提出了“脊端释能”的概念，据此认为，特大暴雨区发生于环境场调整过程中，在启动系统的下游具备三层重迭脊时，对应地面控制区中于湿度场Ω系统干、湿中心线相割的区域脊端或靠近脊线处发生。并有48小时左右的超前性。     

非线性滤波在含“开关”过程的资料同化中的应用研究

利用一个描述实际数值天气预报模式中比湿在单格线上随时间发展的偏微分方程作为控制方程,研究分析了非线性滤波方法在含开关过程的资料同化中的有效性和可行性。首先在贝叶斯理论框架下,讨论了一般情形的非线性滤波方法,然后对基于粒子滤波(PF)和基于集合卡尔曼滤波(EnKF)的两种同化方法进行对比,由于EnKF是通过对集合成员的统计分析得到的误差分布的一阶矩和二阶矩来近似真实误差分布的,所以当用高斯分布近似真实误差分布所产生的误差较大时,基于EnKF的同化方法得到的结果也会有较大的误差。最后分别从观测算子为线性和非线性、观测误差为高斯型和非高斯型4种情形进行数值试验,结果显示当观测误差为高斯型时,无论观测算子为线性还是非线性,基于PF和基于EnKF的同化方法都能克服由开关过程给资料同化带来的困难,给出满意的同化结果;而当观测误差为非高斯型时,EnKF出现滤波不稳定,产生了非理想的同化结果,但PF方法仍然能够有效地发挥作用,给出满意的同化结果。     

扩展水凝物控制变量的雷达资料同化对台风“天鸽”数值模拟的影响

利用WRF(Weather Research and Forecast)模式及WRFDA(WRF model data assimilation system)系统,针对2017年台风“天鸽”个例通过同化雷达径向速度(V_r)和反射率因子(RF),研究水凝物控制变量的雷达资料同化对台风分析预报的影响。研究表明：雷达径向速度的直接同化有效地改进了模式初始场中台风涡旋区的中小尺度信息,分析场中产生了气旋性的风场增量,对模式背景场中的台风有显著增强作用。通过在传统控制变量中扩展针对水凝物的控制变量可有效地同化雷达反射率因子资料,对初始场的水物质进行调整,并对随后确定性预报的台风路径和强度都有一定的正效果。此外,相比没有水凝物控制变量的雷达同化试验,加入了水凝物控制变量的雷达资料同化试验降水预报效果更好。这为将我国近海的地基多普勒天气雷达用于台风初始化分析和预报提供了一定的技术支撑和保障。     

赤道东太平洋海温场“递归分解”的容比变化及其气候意义

采用“递归分解”方法的逆向算法,提取了赤道东太平洋冷水区57个格点1951年1月-1997年12月逐月海温月际变差值序列动力演化的“容比”特征,据此揭示了海温场的年代际尺度气候变化,并讨论了它与ENSO循环、两半球臭氧以及北半球对流层、平流层大气温度年代际变化的关系。最后将“递归分解”方法与传统统计方法进行了比较。     

“软地形”数值预报模式及其在新疆暴雨预报中的应用

本文利用一改进的有限区域五层原始方程模式,引入一个“软地形”模型,对发生于塔里木盆地边缘等三次暴雨过程作了数值模拟试验,结果表明:在考虑地形后,降水量预报与实况更为接近,地形效应使降水多沿山区分布。低层偏东气流对暴雨有较大贡献,它不但可输送水汽到雨区上空,而且使低层产生辐合上升运动。从而说明:“软地形”数值模式除可较好地模拟新疆暴雨大尺度天气系统的演变,对降水预报,在区域和强度上也有一定的能力。     

FY-2C卫星资料在热带风暴“范斯高”预报分析中的应用

运用FY-2C卫星云图及其相关定量资料TBB,对热带风暴"范斯高"的强度、路径及降水进行了综合分析,归纳出"范斯高"发生发展中云系的一些特征,从而判断其强度变化和移动方向;在降水方面,黑体亮温(TBB)场和降水量有很好的对应关系,TBB场清晰地揭示了"范斯高"的降水分布特征,即五指山以北出现强降水,其中西部最强,而南部降水较弱。