二维滞弹性非静力平衡云模式第二部分──中低空风切变对云微物理过程的影响

本文运用已建立的二维时变云模式［1］，就中低空风垂直切变对对流和云微物理过程的影响进行了模拟研究。为此设计了五种方案进行了对比试验。结果表明：中低空风切变较小时，容易爆发对流；中低空切变不超过某一值时，对流发展缓慢，但最终会爆发强对流；一旦中低空风切变超过某一值时，则对流发展不起来。另一方面，中低空风切变可加强各云微物理过程及地面降水量。     

二维滞弹性非静力平衡云模式第一部分——低空风切变对云微物理过程…

本文对已有的二维时变的深对流型模式进行了部分修改和补充，尤其对于云微物理过程参数化方案进行了一些改进，使原有的对暖云、雹云和雪云都具有一定的模拟能力。依据建立的模式，就低空风切变对对流的影响，尤其对云和降水形成过程的作用进行了对比试验。为此我们设计了五种速垂直分布方案进行了对比分析。结果表明：低空风切变对对流的发生、发展有很大的影响，而且对云和水的形成过程影响更大。     

二维滞弹性非静力平衡云模式第一部分──低空风切变对云微物理过程的影响

本文对已有的二维时变的深对流型模式［1］进行了部分修改和补充，尤其对于云微物理过程参数化方案进行了一些改进，使原有的模式对暖云、雹云和雪云都具有一定的模拟能力。依据建立的模式．就低空风切变（单向无扭转）对对流的影响，尤其对云和降水形成过程的作用进行了对比试验。为此我们设计了五种风速垂直分布方案进行了对比分析。结果表明：低空风切变对对流的发生、发展有很大的影响，而且对云和降水的形成过程影响更大。     

深圳机场低空风切变分析

统计深圳机场１９９２年开航～１９９５年４年中发生影响飞行的低空风切变发现，低空风切变多产生于夏半年的４～１０月份。从诱因上看，产生低空风切变的天气条件主要是局部和系统性雷暴及台风等对流性天气；冬季强冷空气过境时亦有低空风切变产生。     

中纬度夏季一次深厚对流过程的数值模拟研究:高空热力层结和风切变影响

针对一次发生在中纬度夏季的深厚对流过程进行的数值模拟研究的结果,引入一个较详细描述深厚对流状态下云微物理过程的参数化方案,对一个有限差分三维非静力弹性大气数值模式进行了改进.数值模拟得到了与天气雷达观测一致的结果.结果还显示,对于这次穿透高度超过了对流层顶的深厚对流过程,与高空斜压扰动有关的上对流层弱稳定热力层结对系统的维持起到了重要的作用.另外,还发现强烈的对流发展到对流层顶的高度时,受上曳体的驱动,在对流层顶附近的稳定层结中产生浮力性的扰动;它们与风切变相结合,进而对系统的水平移动产生控制作用.     

云凝结核浓度对WRF模式模拟飑线降水的影响：不同云微物理参数化方案的对比研究

采用WRF模式模拟一次影响中国广东省的飑线过程, 分别选取Morrison、 Thompson07、 Thompson09和WDM6云微物理方案实施了四组试验, 每组试验包括不同云凝结核（CCN）浓度的三次模拟, 称为 “低浓度”、 “中浓度” 和 “高浓度”, 将模拟区域划分为深对流、 浅对流和层云区域, 对比分析四组试验中CCN浓度变化对模拟的总降水量、 不同区域降水率和不同区域面积的影响, 进一步分析了云微物理过程、 动力环流强度等受CCN浓度变化的影响。发现: （1） 由于不同云微物理过程与CCN浓度有着直接或间接的联系、 不同云微物理过程之间存在复杂的关联、 云微物理过程与动力环流之间发生非线性耦合, 采用不同的云微物理方案导致模拟的CCN—降雨影响既有相似、 也有差异; （2）模拟的CCN—降水影响在采用Thompson09和Thompson07方案时更显著, 采用WDM6方案时最小; （3）四组模拟试验均出现CCN浓度增加延迟降水产生、 初期降水减弱的情况, 在模拟后期降水量也随着CCN浓度增加而减小, 而飑线成熟阶段CCN—降水影响更加复杂。     

热带飑线结构和演变的数值模拟研究第一部分：云分辨模式

利用风暴尺度、云分辨的数值模式ＡＲＰＳ模拟了 １９９３年２月 ２２日 ＴＯＧＡＣＯＡＲＥ试验期间在赤道南太平洋观测到一次热带海洋飑线过程的发生发展过程，验证该模式的模拟热带对流系统的能力，并详细地分析了该次飑线的结构特征和动力学形成机制。通过数值敏感性试验研究了不同的云微物理过程对热带飑线的结构和发展演变过程的影响，所考虑的云微物理过程分为包含六种水相态的冰相过程和 Ｋｅｓｓｌｅｒ暖雨过程。模拟结果表明，云分辨模式ＡＲＰＳ采用合适的物理过程可以较成功地模拟出热带飑线的三维结构及其演变过程。数值敏感性试验结果表明，在对流上升过程中，由于与冻结作用有关的冰相微物理过程能释放更多的潜热，这种潜热能产生垂直方向上的浮力梯度从而较明显地加强系统的深对流，有利于对流系统组织性的对流带的长时间维持；相比之下，暖雨过程中飑线的生命周期缩短，而系统倾斜结构更明显，层状云区的发展比较旺盛。     

不同微物理方案对一次梅雨锋暴雨过程模拟的影响

中尺度模式中描述湿物理过程的方案主要有对流参数化方案和云微物理方案,当网格距达到可以分辨积云对流尺度时,云微物理方案对描述云和降水物理过程的作用将变得更为重要.利用GRAPES高分辨率中尺度数值模式对2007年7月7-9日中国梅雨锋暴雨过程进行了数值模拟,从降水量、雷达回波、水成物分布方面结合观测资料,分析了NCFP简...     

一次东北冷涡降水过程的数值模拟研究

应用中国科学院大气物理所设计开发的三维冰雹云(IAP)模式，使用2002年7月12日20时沈阳探空资料，对当日降水过程进行模拟研究。结果表明，这是1次以冰相过程为主的冷云降水过程，前期云中对流较强，降水以冰雹为主；后期对流减弱．持续降雨。低层风切变和气旋存在是产生持续降雨的主要条件；微物理过程中，霰粒子的融化是降雨的主要因素，其次是雨水对云水的碰并收集。     

中国澳门国际机场重着陆事件的天气背景分析北大核心

对2018年8月28日北京首都航空公司CBJ5759航班在中国澳门国际机场发生重着陆事件分析结果,显示:(1)机场位于低空切变线南侧,低空西南急流与海陆地形辐合作用下形成的暖区局地对流引发分散性短时强降水和弱雷暴;对流北侧突然增强的偏南风使机场跑道附近顺风增加,引发低空风切变;(2)高分辨率数值模拟结果表明低空风切变发生时段内存在西南急流脉动,急流北侧的风场由西南风转为偏南风,促使海陆边界的热力和动力不稳定条件加强,有利于局地对流系统发展和其辐散出流增强,加速边界层内风场变化;(3)当飞机在下降过程中经过对流系统前侧激发的偏南风急流区时,水平风的垂直切变形成的顺风切变大于垂直风变化,增加的顺风使飞机空速减小,导致飞机升力减小并造成重着陆;(4)此次事件中天气系统的变化通过影响对流的发展间接促进低空风切变的发生,因此可在对沿海机场的低空风临近预报时通过加强对海上风场变化的监测来预估一定风险。     

不同云方案对祁连山降水模拟的影响

应用MM5中尺度模式,选用4种不同云微物理方案(Dudhia简单冰相方案、Reisner混合相方案、Reisner2霰方案和Schultz微物理方案),对2002年7月12-13日祁连山区降水过程进行了数值模拟试验。模拟结果的对比分析表明,不同云微物理方案在祁连山区降水的模拟中对降水落区的模拟均偏南;除Reisner2霰方案外,其他3种方案对降水中心落点的模拟影响不大,降水中心强度对云微物理方案不敏感;显式降水和参数化降水对云微物理方案有不同程度的依赖性;云微物理过程通过影响动力条件发生发展的时间和强度,来影响强降水发生的时间和强度。通过各云微物理参数的分析发现,各物理过程中微物理参数参与降水的过程不同:对Dudhia简单冰相方案来说,雨水和云水是形成降水的主要过程;Reisner混合相方案中降水的形成主要是由于雨水、云水、雪和霰的碰并过程,冰晶的碰并相对较弱;在Reisner2霰方案中,雨水、云水、冰晶、雪和霰均参与碰并碰冻过程;Schultz微物理方案中冰晶、雪和霰的碰并过程更为重要。     

大连机场典型低空风切变的成因分析

风切变是指空间两点之间的风的矢量差,风切变分为水平风切变和垂直风切变。航空气象学中,低空风切变通常是指近地面600 m高度以下的垂直风切变,低空风切变严重危害航空活动安全,尤其是在飞机起飞和着陆阶段。为了提高对低空风切变的预报准确率和提前预警时间,利用大连机场话音方式航空器报告统计大连机场出现的低空风切变特点。大连机场低空风切变出现最多的季节是秋末和春季,其中以西北大风和偏北大风造成的低空风切变最为典型,这种切变常常出现在地面风向为360°或350°、平均风速9 m·s^-1、阵风风速16 m·s^-1的观测时次附近。选取3个大连机场典型低空风切变的天气个例,利用NCEP/NCAR FNL(1°×1°)资料分析大连机场出现典型低空风切变时的天气形势特点,利用WRF模式输出资料,分析了大连机场出现典型低空风切变时低层的风场特征。分析结果表明,WRF模式输出的风场变化较小,不能体现低空风切变的突变特征,利用模式输出资料计算得到的反映偏差风相对大小的I值与风切变的出现有明显关系,当I大于0.5且逐渐增加时,容易出现低空风切变,当I小于0.5且逐渐减小时,不易出现低空风切变,可以利用I值及其变化情况进行风切变的预报预警。     

2014—2017年石家庄正定国际机场低空风切变特征及天气形势分析

采用2014—2017年河北石家庄正定国际机场的31次低空风切变航空记录、地面观测资料及同期NCEP/NCAR再分析资料,对正定国际机场低空风切变特征及发生低空风切变的天气形势进行统计分析。结果表明:2014—2017年正定国际机场低空风切变主要出现在午后和傍晚,14:00为峰值;春季最多,夏季次之;2015年低空风切变出现次数最多。石家庄正定国际机场出现低空风切变的天气形势主要有西北气流型、低涡型、西风槽型和横槽型,其中西北气流型出现低空风切变次数最多,且多在春冬季,春季最多,另外低涡型的对流天气易出现低空风切变。低空风切变预报时要多关注西北气流天气形势下的3 h和1 h正变压及负变温以及低涡天气形势下短时间内的气压和气温变化。     

杭州萧山机场“10·22”低空风切变过程分析

对2016年10月22日发生在杭州萧山机场的一次低空风切变事件进行分析,得出此次事件是由弱冷空气入侵暖区形成的中尺度对流云团的影响下对流单体经过本场造成的,此对流单体符合中尺度γ天气系统的特点。雷达资料分析表明,常用的雷达资料如回波强度特征等很难判断出此次低空风切变的发生,而雷达径向速度,特别是径向速度垂直剖面资料可以对对流单体的三维结构进行分析,从而对于在低空风切变等小微尺度的危害性天气预报方面具有明显的效果。     

西南地区低空风切变事件分析

利用2008年3月²011年9月西南地区航空器空中报告,NCEP再分析资料及机场雷达和自动观测资料,对西南地区低空风切变事件进行统计分析,并讨论成都、昆明、贵阳、拉萨和丽江机场低空风切变事件的影响天气系统:西南地区低空风切变事件发生的时间主要集中在春季和夏季,昆明机场风切变事件最多,并且强的低空风切变报告最多,热低压和低空急流是昆明机场低空风切变的主要影响系统,68%的风切变与之有关;拉萨的低空风切变主要受到高空槽过境影响,云贵准静止锋是贵阳机场的主要影响系统;成都机场的低空风切变事件主要是由于对流单体或者雷暴触发的阵风锋引起;利用多普勒雷达能有效检测和预警由阵风锋产生的低空风切变。     

一次低空水平风切变的小尺度特征分析

低空风切变对日益繁忙的机场越来越构成威胁，为了解其发展过程和规律，就青岛机场2002年3月20日06时37分左右（UTC）发生的一次强低空风切变进行了小尺度特征的分析，揭示了这种风切变产生的小尺度风压场调整过程的特征。分析的资料是从机场的自动观测系统中提取的风切变前后10分钟的数据。分析发现，在此过程中，最强风切变阶段主要表现为风向的强气旋式切变，而在开始和结束阶段则以跑道南北两侧水平风速切变为主。在风向切变急剧加强阶段，风场向气压场的调整过程占优，导致气压的快速升高，而当气压场向风场的调整过程占优时，跑道南北两侧的风向差又迅速减小。这种局地小尺度水平风切变的产生和发展，是由风场和气压场之阃的相互调整以达到平衡的过程决定的，而这种小尺度的风压场相互适应过程所需要的特征时间则决定了风切变的持续时间。同时还分析了产生这种低空风切变的大尺度天气形势的特点，旨在探索产生强风切变的诱因，有助于预测低空风切变的产生，对飞行人员和航管人员都具有十分重要的意义。     

云粒子的破碎对积层混合云微物理参量测量的影响

由层状云和镶嵌在层状云中的对流单体组成的积层混合云系是一种重要的降水系统,为研究云粒子破碎对积层混合云系中对流较强区域和层云区域中的云微物理参量测量影响的差异,本文提出了一个时变阈值的破碎粒子识别方法,并利用该方法研究了破碎云粒子在层云区域与对流区域对云微物理参量测量影响的异同.经研究发现破碎粒子对粒子谱影响在小粒径端...     

基于多普勒天气雷达的低空多普勒速度的切变识别算法研究

低空风切变是影响航空器起飞和着陆安全的重要因素,利用多普勒天气雷达径向速度数据,从风的空间和时间变化上对低空风切变的识别进行了研究,并利用一次飑线过程和一次低空急流过程的资料对识别算法进行了验证。识别算法的核心是分别计算二维合成风切变、垂直风切变和时间风切变。在计算二维合成风切变时,先利用风切变强度因子自适应地选择拟合“窗口”的大小,再利用最小二乘线性拟合方法,得到水平风切变。结果表明:自适应多尺度最小二乘法得到的合成风切变,在低空风切变识别效果、切变连续性和边缘数据处理等方面都优于我国多普勒天气雷达的PUP合成风切变;垂直风切变反映了雷达径向速度的高低空配置情况;时间风切变可提供径向速度随时间的变化情况。算法还可应用于民航机场低空风切变的识别和预警。      

急流对一次特大暴雨形成的影响分析

利用常规天气资料、T213分析资料，fy2c卫星资料等，对广西一次特大暴雨过程的的物理条件和可能机制进行分析，发现有利的环流背景使得副热带经圈闭合环流形成，促使的低空西南急流发展、超低空偏南急流加强。在暴雨发生过程中超低空南风急流是暴雨所需水汽的最大提供者，低空西南急流是对流不稳定层结的建立者和维持者，也是暴雨区低空天气尺度上升气流的建立者和对流不稳定能量释放的触发者。另一方面，暴雨又促进了低空急流的维持和移动。     

陕西省植被指数动态变化特征研究

本文对太原机场2007年-2009年5次冷锋型低空风切变天气过程进行了统计分析,总结出本场发生冷锋型低空风切变时各气象因素的变化规律,从而提高预报员利用常规探测资料判别预报冷锋型低空风切变的能力。