青藏高原对大气环流的影响 三、青藏高原对天气系统的影响

大气环流是各种不同尺度环流系统的总和,它们之间是互相影响的,一般很难把各个因子严格地分开。但各种尺度的环流系统还有各自的发展规律和特点,先分别对它们进行研究,然后研究他们之间的相互影响,这既有利于我们了解具体的天气系统,也有利于我们了解大气环流的全貌。从这个观点出发,我们具体的了解青藏高原对天气系统的影响是很有意义的。     

中尺度动力学的基础研究和进展

引　言中尺度动力学是研究尺度为20～2000km的天气系统发生发展规律的大气动力学分支。这个尺度上的天气系统,常常带来与强对流相联系的暴雨、冰雹、飑线、龙卷等天气以及引发洪水、海难和空难事件,对国民经济和人民生命财产构成严重威胁。这类天气系统突发性强、预报时效短、常造成重大自然灾害。然而这类系统的预报一直是一个相当困难的问题,这是因为人们对这种尺度上系统发生发展的机制缺乏了解。相对于大尺度动力学和小尺度动力学而言,中尺度动力学理论基础薄弱,这一领域特别困难的原因是它既不能做大尺度准地转简化,也不能做小尺度无旋…     

新疆北部强降雪天气研究若干进展

总结了近50 a来新疆北部强降雪的主要研究成果,从大尺度环流背景、天气尺度和中尺度系统、水汽特征及地形对强降雪增幅作用等进行了分类概述。提出了待解决的问题:造成新疆北部强降雪的各种尺度系统和短期环流异常、变化规律及其相互作用;不同区域强降雪及暖区和冷锋暴雪的区别及地形对各区域暴雪作用;不同区域强降雪的水汽源汇结构、远距离接力输送和集中机制及高、中、低纬度水汽输送和循环异常状况;中尺度系统的特征及其发生、发展的物理机制。这些问题的研究对推进新疆暴雪短期和短时预报的发展,提高预报准确率,增强防灾减灾能力具有重要意义。     

暴雨天气过程的中尺度系统预报分析

暴雨是各种尺度天气系统相互作用的产物,其中直接作用造成暴雨的系统是在大尺度环流背景上发展起来的中尺度系统[1]。以2008年6月8~16日发生在河池市的三次强降水过程为例,对三次强降水过程的中尺度系统进行定性分析,结果发现:南亚高压、中高纬"两槽一脊"的环流型式和西太平洋副热带高压是本次过程的环流背景,锋面上的扰动、切变线、辐合线和低涡等中尺度系统共同作用产生了这次暴雨、大暴雨天气过程。     

华南锋前暖区暴雨研究概述

锋前暖区暴雨是华南前汛期暴雨的主要特点,但暖区暴雨常常难以模拟和预报,给气象工作者带来挑战,因此对影响其发生发展的环流背景、天气系统、中尺度系统以及地形等进行深入研究,对提高暖区暴雨的预报能力有重大意义。近年来我国气象学者对华南暖区暴雨进行许多研究,本文主要对华南锋前暖区暴雨研究的天气系统及地形等进行简要概述,介绍了暖区暴雨发生时中高纬大气环流、副高、南亚高压和高空急流等大尺度环流背景,南海季风与华南暖区暴雨的密切联系,天气尺度系统以及中尺度系统在暖区暴雨中的重要作用,地形条件对暖区暴雨的影响。     

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…     

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。     

第三讲:滤波

大气中存在各种不同规模的运动和运动系统,水平尺度从几十米至几千公里,时间尺度从数十分钟至数月。根据运动的水平尺度一般将大气运动分成三类:水平尺度在千公里及其以上的运动系统称大尺度天气系统,如大气长波、超长波、气旋、反气旋、高空急流及副热带高压等天气系统;水平尺度在数十公里以内的为小尺度天气系统,如龙卷、局地     

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。     

1996年3月28日冰雹天气与5月28日暴雨天气过程异同分析

通过对天气尺度的平均环而场、中尺度天气系统、大气稳定度、卫星云图等资料进行分析，从几个方面归纳出百色地区1996年3月27～28日和5月28日两次重大天气过程的一些特征，从中揭示了出现冰雹天气和暴雨天气的某些异同点：大尺度环流背景相似而中小尺度系统其强度和范围差异明显。为今后的重大天气预报提供一些新的特征指标。     

济南市城市热岛和山谷风环流的模拟研究

基于区域大气模拟系统(RAMS),采用水平网格嵌套等方法,实现了使用同一模式对区域尺度和城市尺度气象场的同步模拟.作者重点模拟和分析了济南地区两种典型的中尺度局地环流--城市热岛环流和山谷风环流.在考虑复杂地形条件和非均匀下垫面型对中尺度天气系统的动力过程和热力过程的影响下,结合考虑长短波辐射、湍流扩散和积云对流等多类重要物理过程,揭示了影响济南地区这两种中尺度局地环流的基本特征及其形成、演变规律.       

2013年6月喀什地区一次强冰雹天气的成因分析

利用常规气象观测资料、ECMWF细网格资料、FY-2E卫星云图、喀什新一代多普勒雷达资料和新疆区域自动站气象观测资料,对2013年6月18日发生在新疆喀什地区境内的一次罕见的强冰雹天气从天气形势、中尺度系统、水汽条件、雷达回波特征等方面进行了综合分析。分析显示,此次冰雹天气是在有利的大尺度环流背景下产生的,冰雹出现前,雹区附近低层到地面存在中尺度切变线、涌线和地面中低压等多个中尺度系统;水汽在中低层集中,并不断向冰雹区输送;雹区附近强烈的辐合上升运动为冰雹的出现提供了水汽和动力条件;探空物理量参数有利于大气不稳定能量的聚积和爆发。分析此次强冰雹天气的成因,有利于改进南疆地区冰雹短时和临近预报、预警的基本思路。     

数值模式中处理地形影响的方法和问题

地球上各种不同尺度的地形对大气中从行星尺度到次天气尺度的各种不同尺度的系统的运动都有着重要影响。许多气象学家对此进行了大量研究。我国西部有世界屋脊青藏高原。它不仅是一些天气系统产生的源地,也影响所有经过它的天气系统,甚至对东亚乃至全球的大气环流都有重要作用。从50年代开始,我国气象学家从天气学分析、诊断研究、理论研究和转盘试验等各个不同角度研究了地形影响问题,做了大量的工作,限于篇幅不在此列举。     

一场初冬“雷打雪”天气的中尺度特征分析

利用探空资料、T639数值预报产品和多普勒天气雷达资料,对2009年11月郑州地区的一场"雷打雪"天气过程进行了中尺度特征分析,结果表明:大尺度环流背景为暴雪的产生提供了有利条件,而中尺度露点锋是"雷打雪"天气发生的直接影响系统,中低层强烈的逆温层和"上干中湿下冷"的大气垂直结构为对流天气的产生储备了充足的不稳定能量,干暖盖指数对冬季对流天气的发生有一定的预报指示意义;多普勒天气雷达的径向速度产品是制作"雷打雪"天气短时临近预报的重要依据。     

2012年盛夏山东西部一次短时强降水天气的形成机制

利用常规观测资料、自动站加密观测资料、卫星云图和雷达资料,对2012年7月4日山东省西部一次短时强降水的天气形势、物理量条件、云图和雷达回波特征进行分析。结果表明：在有利降水的大尺度天气系统背景下,低层冷空气和中尺度天气系统造成了本次短时强降水天气;低层925hPa和1 000 hPa的充沛水汽和辐合上升运动有利于强降水天气的发生,正涡度中心对应强降水中心;地面辐合线和低压环流造成本次短时强降水天气;中尺度对流云团和地面中尺度系统相对应,其位置和维持时间与强降水的落区和时间基本一致。雷达组合反射率因子〉45 dBZ的强回波区与强降水落区基本吻合;雷达平均径向速度产品逆风区中辐合流场的出现和维持及回波顶高的上升对应地面中尺度气旋式环流的形成和维持;逆风区中辐散流场的出现和维持及回波顶高的下降,对应地面中尺度气旋式环流的减弱;短时强降水出现的初期,垂直累积液态水含量出现了一个峰值,峰值出现时间提前于较强降水时段。     

干旱区绿洲诱发的中尺度运动的模拟及其关键因子的敏感性实验

利用一个非静力平衡的、高分辨的、二维中尺度大气数值模式，并在仅考虑简单过程的情况下，模拟了干旱区中绿洲所诱发的中尺度运动，并进行了这种中尺度大气运动的强度对绿洲水平尺度、绿洲与周围环境的水平热力差异、大尺度背景场水平风速和大尺度地表加热率等一些重要物理参数关系的敏感性实验研究。研究发现：中尺度大气运动强度随水平热力差异的增大而加强，随背景场水平风速和大尺度地表加热率增强而分别减弱。但随绿洲水平尺度的变化并不像前三个因子一样为单调函数，而是在绿洲水平尺度为20km时中尺度大气运动最强，绿洲水平尺度更大或更小时中尺度大气运动强度均会减弱。通过统计甘肃省河西地区的绿洲水平尺度分布规律，发现绿洲分布最集中的尺度在15－25km，与模拟所得到的能源发最强中尺度运动的绿洲水平尺度基本一致。     

大同市大降水的不同尺度天气系统分析

本文通过分析研究影响大同市2004年7月10日的强对流性局地强降水和2004年7月29日区域性大降水的大、中尺度系统演变及产生的天气特点,总结出影响大同市局地强降水、区域性大降水的主要大、中尺度系统,为预报提供依据。文中用“尺度分离法”将中尺度天气系统分离出来,分析这2次过程的大、中尺度天气系统。结果表明:7月10日的局地强降水是在满足强对流发生的不稳定条件和水汽条件的有利环流背景下,中尺度辐合线产生的;而7月29日的区域性大降水是在有利于形成大范围降水的大尺度环流背景下,中低层有中尺度辐合区(辐合中心)产生的。     

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     

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。     

末次冰期东亚区域气候变化的情景和机制研究

用一嵌套在全球大气环流模式中的区域气候模式,通过数值试验和对内外因作用的机制分析,探讨了以末次冰期为背景的大尺度强迫引起的大气环流和区域内下垫面条件异常等中尺度强迫影响区域气候变化的过程和机制。大尺度强迫和区域内局地的中尺度强迫通过不同的热力和动力学过程影响大气运动状况和区域气候的变化。末次冰期大尺度强迫引起的全球大气环流背景的变化是形成冰期和现代区域气候差异的主要原因。