中尺度滤波方法及对中间尺度云团分析的初步应用

本文将Cressmann类型以及Shuman类型的低通滤波方法作了组合,使它具有两者的优点,在使用时更为方便。作为初步应用,将本文方法,对于80年6月我国长江流域产生暴雨的中间尺度云团作了个例分析。结果表明,由此得到的地面要素场与6小时后的云区有较好的联系。     

用带通滤波方法分析中尺度扰动与暴雨的关系

使用带通滤波方法分析了中尺度扰动与湖北省暴雨之间的关系，得出一些有一定预报意义的暴雨中尺度扰动场概念模型。     

哈尔滨地区一次暴雨过程的中尺度扰动分析

利用逐日NCEP/NCAR位势高度场资料,通过Barnes带通滤波对哈尔滨地区2004年7月2日暴雨过程中高度场进行尺度分离。结果表明Barnes带通滤波方法能很好地得到常规资料不易分析出的中尺度天气系统,并分析出中尺度扰动与暴雨落区有很好的对应关系。     

气象场中尺度带通滤波方法研究

关于带通滤波方法在气象场中尺度分析中的应用,有许多人进行过这方面的工作,并取得了一定的效果.尽管如此,在这方面仍有许多问题值得探讨和研究.例如,目前人们对带通滤波器的构造比较随意,究竟以什么为标准才能设计出比较合适和理想的滤波器呢?对这些问题的深入研究,将有助于带通滤波方法在中尺度分析研究中取得更为满意的效果.     

一次台风暴雨过程的数值模拟和中尺度分析

利用改进的有限区域数值预报模式（AREM）,对“艾利”台风在福建省登陆所造成的特大暴雨过程进行了数值模拟;采用空间带通滤波技术,对模拟结果进行尺度分离,揭示出对此次暴雨天气过程有直接影响的中尺度系统,即中尺度低压和中尺度辐合线;对这些中尺度系统的物理量场特征和它们与强降水的关系进行了分析研究。结果表明：强降水与中尺度系统的散度场有较好的对应关系,中尺度系统与地形相互作用形成很强的辐合抬升作用是造成中尺度暴雨的直接原因。     

暴雨云团的中尺度扰动特征

本文利用高空常规资料,格距为150km,取λ_(max)=1500km的带通滤波器对长江三角洲地区的暴雨云团所处的环境场(包括风场,高度场和温度场)进行尺度分离,讨论中尺度扰动场与暴雨云团的关系。     

华南地区中尺度对流性云团

本文运用1980—1988年4—10月短时间间隔的GMS云图和常规气象资料,在我国华南地区共普查出176个中尺度对流性云团。根据云团面积大小分成三类,分别统计和分析了它们的特征。总结出了云团发生、发展的两个模型,并对两个典型例子作了简要分析和讨论。所得结果表明：中尺度对流性云团是华南地区中尺度强对流系统的主要成员;近地面层的风场和水汽场的辐合及地形强迫,是云团发生的主要机制;低空急流和季风云涌是云团发展的最重要因子。     

从一次大暴雨过程看大中尺度间的相互作用

应用大尺度物理量场诊断分析和中尺度带通滤波处理技术,对1994年6月29日发生在山东的一次大暴雨过程机制进行了分析。结果表明,大尺度θse锋区、水汽强烈输送、大气潜在不稳定等是大暴雨发生的有利环境条件;而经带通滤波得到的中尺度涡旋、切变线则是直接造成山东此次大暴雨发生的影响系统;中尺度涡旋、切变线与大尺度物理量场关系密切。     

HLAFS资料的中尺度信息对山东暴雨的诊断作用

采用带通滤波方法,对ＨＬＡＦＳ０时场资料和２４、３６小时预报资料进行尺度分离,可得到原始场中所没有的中尺度信息,为暴雨分析及预报提供依据。     

中尺度云团发展过程及其强降水的增强红外云图分析

本文分析了1982年6月19—20日长江中下游三个中尺度云团的发生发展过程,着重对它们的增强红外云图特征及其强降水进行了较详细的阐述。用已有的梅雨锋强降水模式估算这些中尺度云团在云图时刻后一小时和三小时的降水量,并与实测值作了比较。结果表明:增强红外云图是研究中尺度云团强降水发展过程的有效工具;梅雨锋强降水模式也可用于江淮流域6月份中尺度云团的强降水估算。     

中尺度分析系统LAPS应用雷达资料的个例研究

武汉暴雨所引进国际先进的中尺度分析系统LAPS, 经成功本地移植后, 该系统能融合华中区域多种非常规观测资料, 提供包含丰富中尺度信息的高分辨率中尺度分析场。针对一次梅雨期强降水过程, 利用LAPS系统进行中尺度分析, 通过对比该系统融合多普勒雷达资料前后各种物理量场的差异, 研究了多普勒雷达资料在该系统中的作用。结果表明, LAPS融合雷达径向风后, 对风场的改善比较明显, 能揭示流场的中尺度信息。融合多种资料后的LAPS中尺度分析场比NCEP再分析场更接近实况, 能清楚地反映中尺度特征, 可作为分析此次强降水过程发生\, 发展的工具。融合雷达资料反射率后, LAPS云分析能提供与实况接近的较细致的云信息, 有利于了解暴雨过程中云参数的演变, 同时也为数值模式热启动提供条件。     

基于静止卫星红外云图的MCS自动识别与追踪

由于缺乏成熟的中尺度对流系统 (MCS) 自动追踪工具,使基于静止卫星红外云图的MCS研究的深度和广度受到制约。手工目测法识别追踪MCS,工作量大且容易造成误差,无法用于长时间序列卫星云图的MCS普查。该文结合我国中尺度对流天气的特点,在重新定义MCS云团识别标准的基础上,给出了一种基于图像处理和时间序列分析技术的MCS自动识别、存储、追踪和时间序列特征统计方法。通过对2003年淮河大水期间连续时次卫星云图的MCS自动识别、追踪和特征统计,对该方法的应用效果进行了检验,结果表明:该方法不仅能对每个时次的MCS进行快速识别,同时也能对多时次的MCS进行有效追踪。     

A COMPREHENSIVE ANALYSIS OF INTERACTIONS BETWEEN MESOSCALE CONVECTIVE CLOUD CLUSTERS IN TYPHOONS AND MESOSCALE HEAVY RAINS

1INTRODUCTIONHeavyrainsassociatedwithtyphoonsareoneoftheimportantmeteorologicaldisastersintheFujianProvince,whichbringsaboutgreaterdamageinshort-lived,severeprecipitation.Muchdocumentationhasbeenreportedonthestudyofthemesoscaleconvectionsystemsandmesoscaleconvectivecomplex(MCC)andassociatedprecipitation[1-3].UsinglandfallcasesoftropicalcyclonesFrankie(No.9607),Gloria(No.9608),Joy(No.9610),Winnie(No.9714)andanunnamedtyphoon(No.9802)andhourlyinfraredcloudimagery,thecurrentworkstudiesth…     

有限区域卫星云图资料变分分析的试验研究

资料分析在数值预报中的重要性受到越来越多的关注，星目前常规探测网的时空局限性，利用分辨率较高的非常规资料势在必行。该文利用一个有限区域中尺度模式ＭＭ４，采用变分分析技术对有限区域的常规探空资料和非常规云图资料进行变分分析和数值模拟。     

海贝思”残留螺旋云带的中尺度暴雨成因分析

利用常规观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料以及新一代天气雷达和区域自动站资料,对2014 年登陆热带气旋(TC“) 海贝思”减弱为热带低压(TD)后的残留云带造成的中尺度暴雨的成因进行了分析。结果表明:残余低压环流带来的强降水具有明显的中尺度特征,属于典型的台风螺旋云带中尺度雨团;西南和东南急流的暖式切变、辐合和辐散中心与高低层次级环流的耦合发展,均有利于螺旋云带中的中尺度系统发展。另外,分析利用单雷达反演热带气旋近中心风场的VAP 扩展应用方法反演的风场,进一步证实了残余低压的螺旋云带中存在明显的围绕TD 中心的中尺度螺旋结构,强降水主要由TD螺旋云带下的中尺度雨团产生。     

暴雨中积云对流的反馈机制

本文在分析梅雨期暴雨中尺度水热场特征的基础上,利用Nitta的云谱模式和积云对流参数化方法对暴雨区积云对流对环境水热场的反馈机制进行了诊断研究.结果表明,在暴雨过程中,主要是高云和低云两类云的活动,在对流层中层很少有卷出的积云;积云对流的补偿下沉气流强烈地加热和干燥环境大气,这种加热和干燥效应主要被积云卷出的液态水再蒸发所抵消;同时,在暴雨过程中还可能存在某种不同于积云卷出液态水的蒸发冷却和湿润环境大气的物理机制.     

湖北省特大暴雨形成的物理图像和机理

利用静止卫星云图和天气图,分析了1981-2004年6-8月发生在湖北省的14场特大暴雨过程。分析结果表明：在这些特大暴雨过程发生、发展中,不仅存在着大量的水汽输送,而且还存在着大量的液态水输送,表现为特大暴雨区的上游方向,在850hPa和700hPa存在一个或几个中尺度的水汽（近饱和）和液态水（饱和）源,在这些暴雨过程的形成过程中,这些源持续向暴雨区输送水汽和液态水。特大暴雨的触发系统对应的云系多为中尺度涡旋云系和准纬向斜压叶云系。文章还分析总结了湖北省特大暴雨过程的若干卫星云图环境云场特点和形成过程的物理图像特征,进而讨论了特大暴雨的形成机理,认为特大暴雨是由中尺度涡旋或高空急流东移叠置在“露点锋”上或暖湿空气上触发而成,CISK是其主要作用机理。“露点锋”在特大暴雨的触发中起到了重要作用。     

AGCM中云的不均匀性作用的初步研究

利用ISCCP的云不均匀性资料,探讨了云不均匀性在AGCM中的作用,分别考查了不均匀云光学厚度的贡献、单次散射反照率和不对称因子的贡献,以及3个因子的总贡献.研究表明,考虑云不均匀性效应后,AGCM模拟的气候场有着较为明显的变化.由于不均匀云光学厚度对短波辐射场的贡献与不均匀云单次散射反照率和不对称因子这两个因子对短波辐射场的作用基本上是相反的,从而造成同时考虑3个因子作用时,云的不均匀性效应对辐射场的直接作用很小,但可通过云水场的改变来间接影响辐射场.研究清楚地显示了云-辐射相互作用的复杂性,云的全面正确处理对模式模拟能力的提高非常重要.       

Relative effects of solar and infrared radiative forcing in a mesoscale model

A new efficient parameterization scheme for solar short-wave radiative heating, as a component of the net radiative effects in the atmosphere, is tested in a three-dimensional mesoscale model. This model is designed with moist convective processes in mind, so that the radiative parameterization (solar plus thermal infrared) are interactive with the cloud field. Previous work by the authors with only an infrared scheme has demonstrated that cloud-radiation interactions are characterized by strong cloud-top cooling, leading to upper cloud-layer destabilization. The effects of including solar heating are to modulate the strength of the strong infrared cooling, thereby leading to weaker interactions between clouds, radiation, and mesoscale fields. The present study shows that even on the mesoscale and for relatively short time-spans, radiative processes in the presence of clouds are not negligible.As a further step, a simple fractional cloud cover parameterization is introduced and the model response is compared with results omitting this parameterization.