Evaluation of pedestrian winds around tall buildings by numerical approach

Summary A numerical model based on the compressible flow equations has been used to simulate the pedestrian wind fields around the programming tall buildings in Beijing city. The model results are well agreed with those of the wind tunnel experiments. Since numerical model can provide the detailed flow field data at each grid point and each time step, it has a great advantage compared with the wind tunnel experiment in accurately evaluating the wind effects on pedestrian and other environmental issues. Furthermore, advance computational technology has made the numerical modeling become fast and cheaply. It is believed that the numerical simulation will play an increasingly more important role in the coming years, especially in dealing with wind environment.     

天津市中尺度数值预报业务系统的设计与实现

为适应省级中尺度数值预报业务的需要,设计实现了天津市中尺度数值预报业务系统。该系统由高性能计算机系统、中尺度数值预报模式以及业务运行流程组成的,其设计与实现涉及到高性能计算机系统的建设、中尺度数值预报模式的业务数据流转以及系统运行监控流程的设计等多个方面。高性能计算机系统的建设包括系统选型、功能设计和安装调试等部分,中尺度数值预报模式的业务数据流转以及系统运行监控流程的设计是整个系统业务化的关键。天津市中尺度数值预报业务系统通过工程建设和技术开发完成了奥运期间的气象预报服务任务,已投入业务化运行。     

卫星探测资料对数值天气分析和预报影响的个例试验

本文用GTS线路的NOAA气象卫星探测并推算到的大气厚度资料，对我国现行的北半球业务数值天气分析和预报系统，进行了卫星探测资料对其影响的个例试验。试验结果表明，这种影响是存在的。同时发现，卫星探测资料对数值天气分析的影响与地区及天气系统有关，在常规资料缺乏的地区及强天气系统附近有较大的影响；对数值天气预报的影响，则与天气系统的演变有关，在发展的系统中有较大的影响。     

2003年汛期淮河流域降水的集合预测试验研究

利用并行化全球中期数值预报模式MPGM,对2003年夏季淮河流域特大降水作了集合预报试验。试验中提出一种繁殖循环初始扰动生成方法,产生9个集合成员的初值场,利用该初值集合对这次降水过程进行了集合模拟,然后对集合预报试验的结果同对照试验进行了对比分析,并对降水期间的物理量场及降水情况的模拟结果进行了分析。结果表明:集合预报试验的结果优于不加扰动的对照试验的结果,说明集合预报技术在一定程度上能够减小甚至消除数值预报中的不确定性,提高数值预报的精度;集合预报试验较好地模拟出了降水期间的物理量场与天气形势,并对此次降水情况作了较好的预报,可以对降水预报提供有益的参考。     

农业设施环境要素调控技术研究及应用现状

提高数值预报产品的释用水平是提高预报准确率的有效措施。针对当前数值预报产品释用中通常存在的预报因子的瞬时量与预报降水的累积量这样一个时间尺度不相匹配的问题，本文提出了用相应时段内预报因子的累积量预报累积降水的预报方案。经检验，用此方法处理的累积因子与降水量之间的相关系数比瞬时因子有明显提高。以此为依据，以HLAFS数值预报产品为资料，用累积因子建立了忻州市汛期降水分县预报方程，取得了较好的使用效果。     

集合预报研究及应用进展

从初值扰动的生成方法、数值预报模式的建立、输出产品的提炼应用等方面简要概括了集合预报的最新进展。指出，运用BGM法生成初值扰动效果较好，多模式集合预报正成为天气预报的发展趋势；集合概率预报是集合预报的最佳结果，但发布还需要做大量的普及推广和培训工作；集合预报正在被越来越多的国家投入准业务运行和业务运行．有可能成为新的主流预报方式。     

全球海温距平对月预报影响的数值试验

对1992年7月19日个例，进行了有、无海温距平的对比数值试验，研究了海温距平对月预报的影响。个例试验结果表明，海温距平对月预报的影响是重要的。海温距平不仅对全球降水量的影响明显，而且对温度场预报的影响也很明显。大气（温度、降水和高度场）对异常海温强迫开始响应的时间大约是10天。     

地面风诊断模式的数值试验和模拟

本文用一个简化的一层地面风数值诊断模式，在台湾岛及海峡地区对6个个例进行了数值试验。结果表明，假定的地形影响层较厚时，地面流场中台湾岛周围的流线更趋于与地形线平行，地形效应更明显；地表粗糙度增大时，地面风向逆时针偏转，风速减小；考虑非绝热加热后，地面流场中分流现象明显减弱，并在山脊附近形成辐合线，同时岛后辐合减弱甚至消失；而地形高度的动力作用则是分流、绕流和岛后辐合等现象的内在根源。在上述研究基础上，对同样个例进行了数值模拟。结果在一定程度上反映了实际风场。     

一种识别热带气旋降水的数值方法

提出了一种有于识别热带气旋降水的数值方法。这一方法是在中国国家气候中心与美国国家气候资料中心的双边合作研究中得以实现的。该方法的识别结果与天气图人工判别结果相比较表明，两者结论十分一致。     

统计方法在数值模式中应用的若干新进展

目前,数值模式的准确性不断提高,天气预报和气候预测越来越依靠数值模式。数值模式不仅仅是求解描述大气运动和热力过程的方程组,其中也大量使用了统计方法,统计方法是数值模式的重要组成部分。本文对统计方法在数值模式中应用的最新进展进行了综述。首先,分析了统计方法在数值模式的资料同化、集合预报、次网格尺度物理过程参数化方案、数值产品统计释用、延伸期预报、模式检验等方面的应用。然后阐述了贝叶斯统计在数值模式中应用的新进展。最后,对统计方法在数值模式中应用的未来发展趋势进行了展望。     

A closure to derive a three-dimensional well-mixed trajectory-model for non-Gaussian, inhomogeneous turbulence

A three-dimensional Lagrangian stochastic (LS) model to evaluate pollutant dispersion in the atmospheric boundary layer has been developed. The model satisfies the well-mixed criterion of Thomson and allows for inhomogeneous, skew turbulence. Making use of the spherical reference frame, one of the possible solutions has been obtained. A skewed joint probability density function (PDF), which reproduces the given velocity moments (means, variances, skewness and covariances), has been built-up by a linear combination of eight Gaussian PDFs. In order to verify consistency with the well-mixed criterion, the long term results have been compared with the theoretical behaviour. A comparison between our model and Thomson's published algorithms was also carried out. By comparing wind-tunnel data and numerical predictions, a further validation of our LS model has been obtained. From an analysis of the numerical results, we can state that our model is able to evaluate dispersion in the case of complex flows where the application of previous models is unsuccessful.     

适应性观测研究现状和展望

适应性观测是指为了有针对性地提高高影响天气数值预报的质量,在已有观测系统基础上对特定敏感区域/特定时段进行补充性加强观测。十多年来,这种旨在提高数值预报质量的新策略在国际上引起高度重视,成功开展了多个系列外场观测试验,并在适应性观测敏感区识别方法的发展和适应性观测资料同化后对数值预报质量影响的定量评估等方面均取得了重要的研究成果。文中简述了适应性观测问题及其目的,着重分析和总结了目标敏感区识别方法及其特点和适应性观测对数值预报质量的影响等方面的研究进展,并讨论了适应性观测资料改进未来数值预报质量需要解决的关键科学问题。     

求解非球形大粒子光散射问题的一种简明数值计算方法

对于实际大气中传输的非偏振自然光的散射问题,所关心的散射参量通常为散射强度和线偏振度。本文通过对光子沿随机抽样人射路径的散射几率进行统计,建立了计算多粒径大粒子系统单次散射相函数及线偏振度的一种简明数值方法。对于粒子表面具有曲率的情况,该方法可以避免处理由表面曲率引入的“发散因子”。由于大气中液滴的形状一般近似为旋转扁椭球,本文也根据所建立的数值计算方法,计算和讨论了旋转扁椭球形液滴的散射相函数和线偏振度。     

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。     

饱和湿绝热方程的精确数值计算

本文根据大气热力学基本原理,探讨了各种不同情形下饱和湿绝热上升气块中温度变化的规律,提出了由饱和湿绝热变态方程进行精确数值计算的结果。     

An operational model of objective frontal analysis based on ECMWF products

Summary Since early experiments by Renard and Clarke in 1965 there has been until now no essential progress in numerical frontal analysis. To overcome the frequent lack of agreement of frontal analysis between different analysts and weather bureau centers an objective frontal analysis model seems to be necessary. Therefore an attempt will be made to develop an algorithm to analyse fronts in relation to their location, type and activity by a numerical method.With 12 Fugures     

台风过程数值模拟中4种初值化方案对比分析

了解、比较并改善各种Bogus技术,对台风数值模拟和数值预报具有重要意义.介绍了4种不同的台风初值化方案:基于四维变分资料同化原理的BDA方案、MM5模式附带的Bogus方案、王国民的Bogus方案,以及广州热带海洋所业务上曾使用的Bogus方案,具体台风个例,对这几种方案在台风数值模拟中所起的作用,进行对比讨论.数值...     

青藏高原人工水汽通道对西北地区夏季降水及环流的影响——Ⅱ.对月降水量的模拟试验

采用数值天气预报模式对月降水量进行模拟．探讨“空中调水”的可能性问题，即观察在青藏高原上打开一些通道对我国西部地区夏季降水将产生何种影响。这里，我们讨论１９９８年６月和７月两月累计雨量的模拟。结果表明，如果在高原中部开一个通道，夏季的暖湿气流可以沿通道向北输送，使得通道内的水汽含量有所增加，在通道中部中心地段，６、７两月份月降水量约增加５０～２００ ｍｍ，亦即在局部地区有明显增雨效果，但除此局部地区之外几无影响，且在入口和出口地区降水反而减少，水汽也不能输送到西北地区。在高原西部打开通道几乎无影响。对模拟环流的分析表明，开凿通道后，仍难于改变高原周围的环流形势，尤其是塔里木盆地上空的下沉气流没有大改变，因而．即使有部分水汽能够到达高原以北．仍很难增加该区域大范围的降水。     

河西绿洲效应的数值模拟研究

利用MM5V3．6模式,设计了一组河西绿洲存存的控制试验和绿洲变为荒漠的“去绿洲”试验;模拟分析了剔除现有绿洲影响下,背景场的环流、温度及湿度情况,同时对比分析了绿洲存在状况下,环流场及温度、湿度场的特征。通过两者的对比分析,更加清晰地再现了河西绿洲效应的特点。     

双热带气旋相互作用的机制分析及数值研究 Ⅱ:数值模拟

在本文第Ⅰ部分关于双热带气旋相互作用物卵机制分析的基础上,利用正压原始方程模式对,平面上无大尺度环境流场情况下双热带气旋的相互作用进行了数值模拟研究,重点考察了双热带气旋水平流场相互作用的次级环流机制,文[1]中所提出的双热带气旋相互作用的临界距离效应概念在模式中得到了验证.同时通过模拟还发现,双热带气旋的联合强度越强、中心间距越小,则互旋越快;对于相互吸引的双热带气旋而言,合并后范围有所扩大,强度有一定的加强,并且较强的两个热带气旋比一强一弱的两个热带气旋维持的时间要长、较难于合并.这些结果与实际双热带气旋相互作用的观测事实极为一致.