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。     

“8.11”暴雨过程中天气尺度与次天气尺度系统的相互作用

采用改进的ｓｈｕｍａｎ－ｓｈａｐｉｒｏ方法,在对形势场、要素场进行尺度分离的基础上,对１９９９年８月１１～１２日发生在山东的一次区域性特大暴雨过程机制进行了诊断分析;计算了天气尺度与次天气尺度系统动能方程以及非线性动量相互作用各项;以分析强降水系统天气尺度和次天气尺度系统之间动能相互作用的主要动力过程,结果表明：在本次暴雨系统中,存在着天气尺度和次天气尺度系统间动勇相互作用,使暴雨系统得以维持,中     

一次暴雨过程中天气尺度与次天气尺度系统的相互作用

文章利用动能方程计算天气尺度与次天气尺度系统动能以及非线性动能的作用，以分析强降水系统中主要动力过程。结果表明:在暴雨系统中，存在着天气尺度和次天气尺度系统间的相互作用，次天气尺度运动增加天气尺度动能，使暴雨系统得以维持。     

台风暴雨过程中不同尺度系统的相互作用

采用数值模拟和带通滤波相结合的方法,对一次台风暴雨过程中的大中尺度系统进行了分离;推导出一个包含大中尺度系统相互作用机制的涡度方程,对中尺度系统发生发展的主要影响因子和大中尺度系统之间的相互作用机制进行了定量诊断分析.结果表明:大中尺度系统之间的相互作用是中尺度系统发展增强、进而造成强降水的一种重要机制;当中尺度系统发展到一定阶段后,由中尺度涡度场、散度场和垂直速度场之间的相互配置所决定的散度项和扭曲项又会引起中尺度系统的减弱消散,这种中尺度系统发展演变的内在调节机制使得强降水在时间上也呈现出中尺度特征.     

多尺度天气系统的共同作用与暴雨成因分析

利用加密的地面常规资料、T213网格点等资料,对2003年5月7日发生在中国东部的大范围暴雨过程进行了诊断分析,发现大范围暴雨是在一定的大尺度环流背景下,各种天气尺度以及中小尺度系统发生发展与相互作用造成的。     

1991年梅雨期暴雨中两种尺度系统间位势转换的分析

本文应用平滑滤波方法，对特大洪水的1991年梅雨期一次暴雨过程中的两个时次分离天气尺度和次天会尺度系统。利用位势平衡方程，计算及分析这两个时次梅雨期暴雨区域的各层次及整层积分的天气尺度与次天气尺度系统间的位势转换量I及水平位势转换量IH、垂直位势转换星IV，得到了一些有益的非同于文献[1]、[]其它年份暴雨区域两种尺度、两个时次各种位势转换的结果。     

“96.8”暴雨过程的尺度分离动能方程的诊断

用尺度分离的动能平衡方程,对1996年8月3～5日华北地区台风暴雨过程雨区内的动能制造和转换进行诊断。结果表明:动能在暴雨发展过程逐渐减小,动能转换项也是逐渐减小的。暴雨发生前,尺度相互作用制造项GKMS起最重要的作用,大尺度动能制造项次之,中尺度动能制造项消耗少量的动能;暴雨发生时,尺度相互作用和天气尺度运动仍制造动能,只是比发生前明显减少,中尺度运动由消耗动能转变为制造动能,动能转换主要来源于低层且数值明显减少;暴雨发生后,动能制造项数值仍为正,此时天气尺度动能制造最重要,但数值比前两阶段小,动能的转换主要出现于高层。可见,此次暴雨过程总动能的制造项一直为正,主要出现于高层,只是其制造量逐渐减小;动能转换是从低层向高层进行的,水平转换项起主要作用,是一种尺度减小的动能转换过程。     

“96.7”集中暴雨过程的天气尺度诊断分析

对影响集中暴雨发生的主要系统，如副热带高压、冷涡、西风槽、中低以切变进行描述并从热力因素、动力因素两方面对其特征予以剖析，找出集中暴雨预报的着眼点。     

一次特大暴雨形成中天气尺度和次天气尺度系统的作用

采用中尺度数值模式MM5V2对1998年6月下旬发生在长江流域持续的暴雨过程进行分析研究。通过尺度分离与数值模拟对比试验,着重分析了暴雨过程中天气尺度与次天气尺度各物理量场的结构特征,提出本次暴雨过程形成的物理机制：天气尺度流场与水汽场为降水提供持续的远距离水汽输送通道,次天气尺度流场形成稳定的经向强辐合,为水汽的抬升与凝结提供动力条件;在有利的高、低空急流的配置下,暴雨区落在高空急流轴以南、低空急流轴以北;次天气尺度温度场下暖上冷的热力不稳定层结促进了热力不稳定的发展,促使暴雨增幅;特大暴雨发生地区上空的次天气尺度湿度的高值中心,有利于湿空气在上升运动中释放潜热,形成暴雨的反馈机制。数值试验分离模式初始场不同尺度系统信息,揭示了不同尺度系统在暴雨发生过程中的动力作用,没有中尺度系统的配合,仅有天气尺度系统信息,或只有次天气尺度系统信息,没有大尺度系统的配合,暴雨的强度及范围都将有所消减。分析及数值试验结果表明大暴雨是在天气尺度和次天气尺度系统的共同作用下才得以产生和维持的。     

1991 年江淮流域暴雨中不同尺度系统的相互作用

通过对1991年7月1～5日东亚地区网格点资料平滑滤波,将大气运动分解为大尺度背景场和中尺度扰动场。采用p坐标中湿大气动力学方程组,在两层模式中得到含有不同等压面、不同尺度系统非线性相互作用的方程组。经过简化,得到表征低层约700 hPa中尺度系统发展的物理量。低层系统的发展和衰减决定于该物理量的正负,也就是决定于200、500、700 hPa各等压面不同尺度的运动场、涡度场和温度场之间的相互作用。     

利用尺度分离方法分析湖北省“98.7”暴雨

首先用Ｂａｒｎｅｓ方法从探空资料中分析出次天气尺度系统,再分析暴雨过程中次天气尺度系统与中尺度团发生,发展和消亡的关系。结果表明：中尺度云团与次天气尺度系统的关系比天气尺度系统更密切,由此揭示了天气尺度系统对强降水落区和大暴雨预测报的指示作用。     

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.     

一次黄河暴雨的不同尺度系统相互作用的数值试验

利用张玉玲等人的１０层有限区域细网络模式，模拟了１９８２年７月３０日黄河三花间的暴雨过程，并用该模式作了减弱大尺度高低空急流的数值试验，结果发现高低空急流在暴雨区耦合得很好，但在同一暴雨过程中的不同区域，高低空急流对暴雨有各自不同的主导作用，对这次暴雨过程而言，低空急流更重要，天气尺度低空急流与冷空气的相互作用激发了次天气尺度能量锋区的发展与暴雨的发生，次天气尺度扰动又通过暴雨的凝结反馈，促使天气     

次天气尺度与中尺度暴雨间相互作用的研究综述

参考了近年来有关次天气尺度与中尺度暴雨间相互作用的文献,主要论述了低空急流与中尺度暴雨、高低空急流耦合与中尺度暴雨之间的关系。指出暴雨的研究主要是使用滤波、数值模拟及诊断分析;暴雨的诊断研究还是集中在垂直速度、水汽通量、辐合辐散等方面,有必要寻找并研究新的指数和物理量。     

尺度间动能转换对暴雨的贡献

研究已表明平均尺度均为５００ｋｍ的次天气尺度系统是造成我国暴雨的天气系统，它是发生在适当的大尺度环流形势下，反过来又作用于大尺度系统，本文利用尺度间动能转换方程讨论了１９９４年盛夏３次大暴雨过程，指出黑龙江省暴雨过程中也存在着次天气尺度系统的作用，它将动能转换给天气尺度，促成天气尺度系统发展，形成暴雨。     

暴雨中两种尺度之间位势转换的诊断分析

本文应用平滑滤波的方法分离天气尺度和次天气尺度系统。选取同一暴雨过程中的两个时次,计算暴雨系统中这两个时次的天气尺度和次天气尺度系统间的位势转换量。得出:在某一区域,同一暴雨过程中不同时次,不同层次,天气尺度和次天气尺度系统之间的位势转换是不同的;即使是同一时次,水平位势和垂直位势的作用也是不同的。整层积分的结果是天气尺度系统向次天气尺度系统转换位势;次天气尺度系统也可向天气尺度系统转换位势。最大转换层均发生在对流层顶200—100hPa上。     

台风暴雨中两种尺度之间位势转换的诊断分析

本文应用平滑滤波方法，分离1984年9月1日08时及20时（北京时）台风暴雨中天气尺度和次天气尺度系统，计算及分析这两种尺度系统之间，两个时次、不同层次及整层积分的位势转换量I、水平位势转换量IH、垂直位势转换量IV，得到了一些有益的结果。     

广西几次不同类型天气系统造成暴雨过程的物理量分析

利用NCEP(分辨率2.5×2.5)再分析格点资料和北京"9210"系统下发MICAPS格式常规资料对影响广西6次暴雨过程中的影响天气系统分型,在此基础上利用T 213物理量(比湿、水汽通量、水汽通量散度、垂直速度、涡度、散度、假相当位温500hPa与850hPa的差值、K指数)格点资料对这6次过程进行垂直剖面和前后时序分析,试图找出不同类型天气系统影响广西造成暴雨过程的一些物理量的共同特征。