暴雨和中尺度气象学问题

对近年来暴雨和中尺度气象学的进展进行了综合评述,这包括(1)暴雨发生的条件;(2)强风暴和中尺度对流系统概念模式;(3)中尺度系统的数值模拟;(4)中尺度动力学问题;(5)暴雨预报等。对于暴雨和中尺度气象学将来研究的问题也作了讨论。     

台湾天气研究计划与绿岛中尺度实验简介

从1987年开始,台湾暴雨研究进入一个新纪元,由早期定性描述分析进入定量计算与模拟,其中包括新观测设施的建设与数值天气预报系统的建立。近年来,随着全球气候变暖,台湾极端降雨事件有所增加,其中不少极端降雨事件是由非台风暴雨所致,往往给当地社会经济和人民生命财产造成严重影响,这就迫切需要不断提高强降雨定量预报业务水平。本文通过对近30 a台湾在非台风暴雨研究发展方面取得的主要进展的回顾,重点介绍了台湾气象部门为了提高强降雨定量预报业务水平所做出的努力,同时对未来台湾非台风暴雨研究规划与方向作了简要介绍。

     

中尺度气象学及大气化学研究进展及其发展趋势

中尺度气象学及大气化学研究进展及其发展趋势张庆阳，史国宁（中国气象科学研究院）８０年代以来，大气科学在基础研究和许多前沿领域取得了显著成绩，既推动了气象业务技术的发展，也促进了有关学科的进步。本文仅就中尺度气象学和大气化学的研究进展及其发展趋势做一综...     

台风暴雨中尺度系统与结构的数值研究

首先对８４０７，８４１１和８５０４号台风进行了数值模拟，并详细分析了模式输出的带通流场，发现；在湿台风引起的大范围暴雨区，低怪有强辐合，高怪有的大尺度辐散，而在干台风产生的弱降水区，高层则无中尺度辐散气流。其次，对引起暴雨突然增幅的８４０７号台风进行了对比试验，表明：台风大尺度环境场是产生台风暴雨中尺度系统的源，而凝结潜热释放和地形效应则是形成和影响这些中尺度系统中和中尺度的结构和重要因素。     

中尺度气象学研究与中国气象科学研究院

近50年来, 中尺度气象学研究一直是中国气象科学研究院的首要课题。早在1963年, 中国气象科学研究院就开始参与主持国内首次长江三角洲地区中尺度气象学试验。此后, 又先后主持了“京津冀灾害性天气监测和超短期预报基地” (1986—1990年)、“海峡两岸及邻近地区暴雨试验研究” (1997—2003年)、“我国重大天气灾害形成机理与预测研究” (1998—2003年) 以及“我国南方致洪暴雨监测与预测的理论和方法研究” (2004—2009年) 等国家重大科技项目。在这些项目中, 中国气象科学研究院与有关单位密切合作, 独立自主地完成了数字天气雷达系统、多普勒天气雷达系统、车载多普勒天气雷达系统、风廓线雷达系统、全自动扫描双通道微波辐射计、自动气象站网、中尺度气象资料自动收集、处理、分析及显示集成系统等研制工作, 并且研制发展了中尺度非静力大气数值预报模式。利用现代中尺度大气探测网, 组织实施了多次中尺度暴雨等大气综合观测试验, 取得了丰富的中尺度观测资料, 为我国中尺度气象发展奠定重要的科学与技术基础, 做出了重大贡献, 先后获得了16项国家科技奖励。     

“中尺度灾害天气夏季讲习班”成功举办

为了加强我国灾害天气的研究能力，提高中尺度动力分析及其雷达反演、同化技术水平，国家973“我国南方致洪暴雨监测的理论和方法研究”项目和灾害天气国家重点实验室于2005年8月13-17在北京联合举办“2005年度中尺度灾害天气夏季讲习班”张大林教授在讲习班上重点介绍了目前国际上中尺度研究中常用的位涡理论与平衡流理论、风暴动力学以及中尺度对流系统研究进展。张福清博士重点讲解了中尺度重力波理论、中尺度系统的可预报性以及卡尔曼滤波与集合同化技术，他们讲解的内容对于提高我国年轻研究人员与业务人员利用动力学理论分析与认识中尺度系统的发生、发展的能力有极大的帮助。另外，来自美国强风暴实验室的张健博士与孙娟珍博士就多普勒雷达的最新反演理论与技术，利用雷达资料做强对流临近预报以及定量降水估测等方面做了十分详细的介绍，这些新技术也是国内十分关注的应用技术，对提高我国新一代雷达的应用水平具有重要意义。学员普遍认为：这次讲习班的内容针对性和实用性强，对提高年轻气象工作的科研和业务水平十分有益。讲习班260多名学员来自北京大学、新加坡南洋理工大学等9所高校及中国气象局直属30多个单位。     

中尺度灾害天气分析与预报系统（RAFS）首次在全国天气会商中亮相

中国气象科学研究院组织开发的“中尺度灾害天气分析与预报系统（RAFS）”2008年6月14日首次在全国天气会商中亮相,并于6月15日按业务运行方式进行试验。根据RAFS平台监测与预报产品做出了未来1～3天的预报意见,提出了我国雨带未来几天内可能的变化趋势。     

95.8暴雨过程中天气尺度和中尺度系统相互作用的数值模拟

本文依Ｂａｒｎｅｓ滤波原理，利用低通波场的连续性特征进行尺度分离，分析了暴雨过程中天气尺度系统和中尺度系统的作用，并用中尺度数值模式对该暴雨过程中天气尺度和中尺度系统的相互作用进行了数值模拟。     

台风暴雨次天气系统影响因素及扰动传播路径

研究了台风暴雨次天气，中尺度系统发生、发展的影响因素。数值试验表明，台风外围环流与中纬系统相互作用可促发局地次天气尺度、中尺度系统的新生扰动、造成非均匀分布的台风暴雨动云团及雨，且一大地形强迫效应在暴雨系统形成中亦起重要作用。台风环流与地形辐合抬升作用可促发中尺度扰动，并以类似重力波特征的波列路径向外传播。     

一次江淮大暴雨过程中尺度系统结构分析

本文应用观测资料和中尺度数值模拟结果对1999年6月23日发生在江淮地区一次梅雨锋暴雨过程进行研究，揭示了影响这次暴雨过程的物理条件、云团的演变特征及与中尺度系统的关系，分析表明，在暴雨生成和发展过程中，多个中尺度云团在相继生成和移动发展，暴雨中心是几个发展较强的中尺度对流云团造成的，西南风低空急流为暴雨提供了水汽输送，并且通过强垂直运动向对流层中上层输送水汽，这次暴雨与中尺度系统发生发展有直接关系，西南涡分裂出一系列的小涡旋，这些小涡旋边向东移边减弱，并且同时在地面上引发小低压，这些中尺度低压增强低空水平辐合，成为触发不稳定能量的机制，低空急流中心与雨区相互对应，且急流风速增强，风速水平切变梯度增大的过程对应着强降水过程。     

江淮梅雨锋暴雨过程中尺度系统的演变及结构特征分析与研究

利用HUBEX试验期间的IOP资料以及合肥多普勒天气雷达的信息以及中尺度数值模式,分析研究了发生在1999年6月20～30日江淮流域的梅雨锋暴雨过程.研究发现:α中尺度辐合线主要位于700hPa以下中低层;当有强降水发生时,辐合线上有明显的β中尺度气旋波动发生.与其相配合,多普勒雷达反射率图上存在一片约20km×20km且强度在40dBZ左右,回波顶高为7～8km,液态水垂直累积含量(Vil)约为10kg/m2的回波区,其尺度为γ中尺度.它的出现与锋生次级环流有着十分密切的关系,且由大尺度凝结潜热和对流凝结潜热强迫的次级环流对它的发生发展起着主导作用.     

一次暴雨天气的成因分析

分析了泰安市2004年7月16-17日一次暴雨天气过程前后的高空环流形势和影响系统;通过对物理量场的诊断分析,得出暴雨发生时相关物理量场分布特征以及中小尺度云团的演变特征,揭示泰安夏季暴雨形成和发展的特点.暴雨发生时不同层次上的水汽通量、流场、垂直速度、涡度等有明显变化,尤其是24小时增量对暴雨预报有较强的指示意义.     

对建立短时临近预报和城市中尺度灾害天气监测预警系统的思考

介绍了贵州省气象台2005年开展短时临近预报业务和建立城市灾害性天气预警系统的工作,并对今后工作作出一些思考和建议.     

暴雨和中尺度气象学问题

利用中国大陆2 400多站日降水资料（08-08时）和常规天气图资料,以1981-2010年30 a平均降水量为气候态,统计2018年4-10月我国主要暴雨天气过程,概述各主要暴雨过程的重要影响系统、出现时段、范围及累积降水量。结果表明：2018年4-10月我国共出现178个暴雨日、31次主要暴雨过程。2018年总共有10个台风登陆我国,较常年平均偏多2.8个。台风总体强度偏弱,登陆位置总体偏北,三个台风在上海登陆。本年度最大日降水量达351.3 mm,8月18日出现在河南商丘,系1818号台风\     

上海中尺度数值预报系统暴雨实时预报分析

简要介绍了最新研制的基于神威—Ⅰ超级计算机上的上海中尺度数值天气预报系统，其最高水平分辨率达到3km，并利用该系统对2002年5月29～30日华东地区的暴雨过程进行了实时预报；根据模式输出结果，分析了大尺度环境流场及各物理诊断量，探讨了该暴雨的主要成因；同时对单个站点的要素预报做了对比分析。结果表明：该数值天气预报系统具备了一定的业务运行能力，可为预报员提供较好的参考依据。     

我国重大天气灾害形成机理及预测理论研究

1 长江流域中尺度暴雨系统的物理模型 分析了梅雨锋上两类低涡的发生、发展过程和动力、热力结构差异,发现边界层对降水模拟有至关重要 的作用。 数值试验表明低空急流和水汽输送为扰动的发展提供了丰富的“燃料”,动力过程可能在扰动发生阶段 有重要贡献,而热力过程可能在低涡的发展阶段作用更为明显。 诊断研究表明降水强弱与对流有效位能大小有较好对应关系;中β尺度环境表现出对流层中部为暖,而     

次天气尺度及中尺度暴雨系统研究进展

回顾了75年来中国科学院大气物理研究所科研人员在次天气尺度及中尺度暴雨系统领域的研究工作,这些领域主要包括暴雨、中尺度低空急流、低涡、梅雨锋结构及梅雨锋生、对称不稳定和涡层不稳定以及暴雨等灾害天气的天气动力学及数值模拟研究等;总结了在次天气尺度及中尺度暴雨系统研究的不同时期所取得的成就以及这些成就在防止和减轻中尺度暴雨灾害方面所起到的重要作用.     

广西特大暴雨过程中两类中尺度系统的模式预报能力研究

针对2008年6月12日广西特大暴雨个例,利用华南野外试验获得的高时空分辨率资料,采用Barnes滤波方法,分离了其中的中尺度系统。对比雷达观测资料和模式模拟结果,发现在不同的降水阶段,造成暴雨的中尺度系统类型不同。暖湿气流中的中尺度涡旋造成了对流降水,冷暖空气交汇带上的中尺度涡旋增强了层积混合降水。通过滤波前后包含不同尺度信息的初值进行模式积分,发现基流稳定的暖湿气流中的弱扰动,不能通过模式积分过程产生,基流变化较大的冷暖空气交汇带上的中尺度扰动,可以通过模式积分产生,AREM模式对不同类型的中尺度系统具有不同的预报能力。      

一次中尺度暴雨过程分析

对１９９８－０８－０３ 陕西乾县一次强局地短时暴雨过程从高低空环流形势、能量场和单站要素综合量进行分析, 揭示了在环流背景场有利的情况下单站要素及其综合参数的时间变化特征, 对短时暴雨具有一定的预报指示意义