2007年12月南京六次雨雾过程宏、微观结构演变特征

利用2007年冬季南京信息工程大学对雾的综合观测资料,包括能见度仪、雨滴谱仪、雾滴谱仪、宽范围颗粒粒径谱仪(WPS)观测资料,并结合地面常规气象观测资料和NCEP(National Centers for Environmental Prediction)再分析资料,分析2007年12月南京六次雨雾过程的宏、微观结构演变特征。结果显示:(1)南京2007年12月的六次雨雾过程主要是受天气系统的影响,以雨中雾为主,最低能见度均大于250 m。雨雾多出现在偏东气流的作用下,南京地区先发生弱降水,空气近饱和,随后受到来自北方的弱冷空气影响,水汽凝结,雾形成。(2)雨雾发生前贴地层多有逆温,雨雾过程中2 m高度与地表温度差由正转为负,逆温消失。但900 hPa以下,雨雾发生前和过程中,都少有逆温层,雨雾结束后均无逆温结构。雨雾前中低层有云,云状为高积云Ac或高层云As及层积云Sc或碎雨云Fn,低云高0.3～2.5 km,雨雾过程中,600 hPa以下都是饱和层,多伴有Fn,低云高度明显下降,雨雾过后,近饱和层仍然有可能存在。雨雾前900 hPa附近有明显的风切变。(3)雨雾形成初期,大粒子(粒子直径D≥10 μm)和小粒子(1 μm相似文献   

一次强对流的三维数值模拟分析

利用中国科学院大气物理研究所的完全弹性三维雹云数值模式（IAP—CSM3D）,对2007年7月21日发生在湛江的一次强对流进行数值模拟,分析了强对流的气流结构、垂直涡度、雷达回波及含水量分布变化特征。结果表明,模拟的回波最大强度与雷达实测结果较吻合。模拟的强对流发展阶段气流结构的典型特征为下层水平辐合,上层水平辐散,气流在5km高度发生转向;处于成熟阶段的底层辐合比发展阶段的更强。随着时间的推移,近地层气流先辐合后辐散,下沉辐散气流一直持续到冰雹云消散。模拟的风暴云高含水量中心与强回波中心相对应,出现在上升气流最大区域附近,这说明该风暴云的动力场与物质场配合较好。     

雷州半岛雷暴频数变化特征研究

对雷州半岛近50 a来的年雷暴日数变化时间序列进行小波分析,揭示了其雷暴频数多时间尺度的复杂结构,结果表明:雷州半岛平均年雷暴频数线性拟和呈现缓慢下降趋势;平均年雷暴日91 d,1983年及以前基本高于年平均值,1984年之后均低于年平均值;平均年雷暴频数总体趋势为1983年前正距平,1984年后为负距平;在20世纪60年代中期存在准2 a的周期变化,70年代存在显著的2-4 a的周期变化,80年代末至90年代末存在显著的3-4 a的周期变化,在90年代中后期存在显著的准2 a的周期变化。     

2007年12月南京大雾频发的多尺度特征研究

2007年12月南京的雾日是近30年来出现最多的月份。以此为研究对象,从气候尺度诊断分析发现:AO（北极涛动）的正异常有利于南京地区大气稳定度增加。从天气尺度分析发现:中国沿海20 °N地区提前2天的水汽增加,为南京大雾提供了水汽源,西南气旋为水汽输送提供输送途径。通过对东亚地表温度和大气可降水量做双变量经验正交分解（EOF）发现:第一模态可以反映出初冬到深冬的季节变化,有利于大尺度的地表温度下降,第二模态反映了一次大范围的暖湿气流北上的过程,并伴随副高的增强,使南京地区出现连续多湿天气,造成大雾频发。      

一次强对流风暴含水量的雷达反演和数值模拟结果的对比分析

利用多普勒天气雷达探测的反射率因子Z与含水量M的Z-M经验关系式,反演含水量,并构建等高平面位置显示CAPPI和垂直剖面VCS两种显示方式。计算域定为以雷达站为中心的,水平边长为150 km,垂直高度为30 km的长方体箱区,分辨率是1 km×1 km×1 km。同时应用中国科学院大气物理研究所建立的完全弹性三维雹云数值模式(IAP-CSM3D),以2004年4月23日发生在湖南省境内的一次强对流风暴过程为例,模拟该风暴云体的含水量分布。雷达反演含水量和数值模拟结果的对比分析表明,不论在风暴的发展阶段还是在强盛阶段,反演得到的含水量等值线分布和模式输出总体相似,风暴中心的强度和高度位置吻合得很好,较好地反映了该风暴云的结构,反演效果较好。     

一次强对流过程的三维数值模拟

利用中国科学院大气物理研究所建立的完全弹性三维雹云数值模式（IAP-CSM3D），模拟了2004年4月23日横扫湘中湘南大部分地区的飑线强对流过程的流场、雷达回波和含水量等宏、微观物理量的分布及其演变。分析了冰雹形成的微物理过程，结果表明，冰雹粒子主要由冻滴（CNfh）和霰（CNgh）转化形成，其中冻滴的贡献比较大，冰雹主要是通过撞冻过冷水过程（CLch、CLrh）长大。将多普勒雷达实测资料同模拟的气流结构进行比较可见，雷达观测到散度随高度的变化与模式模拟的气流结构一致；模式输出的雷达回波强度及回波顶高与雷达观测事实相近。     

雷州半岛一次特大暴雨的特点及成因

2007年8月8-11日雷州半岛西南部出现了一次特大暴雨,日雨量和时雨量均超出当地历史观测资料的极大值.对本次暴雨过程雨量、日雨量和时雨量进行了特征分析,讨论了热带气旋"帕布"和"蝴蝶"的路径、天气形势、卫星云图和雷达回波的演变与特大暴雨的关系.结果表明:此次特大暴雨具有降水强度大、持续时间长、雨量大、地段集中的特点.前期受"帕布"环流和外围云系影响,雷州半岛普降大到暴雨;后期由于"帕布"路径转向,大气环流调整,受"帕布"环流和外围云系、北部湾低涡云团共同作用,强降水中心长时间维持和摆动.天气形势有利于大量的水汽和能量汇合,南北降水云系、回波相汇雷州半岛西南部,致使出现特大暴雨.     

基于自组织映射神经网络的吉林省春夏期降水统计模拟研究

利用1997—2015年吉林省春夏期(4—7月)逐日气象站地面观测资料,以气温、气压、相对湿度、水汽压、风速为协变量,建立各站点逐日降水量的基于自组织映射神经网络(Self-Organizing Maps,SOM)的统计预测模型;分析吉林省春夏期的主要天气模态,研究逐日降水和天气模态之间的关系,并基于此关系提出逐日降水量的蒙特卡罗模拟方法。结果表明:SOM对天气模态的分型质量较好,邻近天气模态的累积概率分布较相似,距离较远的天气模态累计概率分布差异较大。各天气模态下无降水的概率与日降水量区间宽度的相关系数为-0. 94,显著性水平小于0. 01。基于降水量累积概率分布,20种天气模态被划分成4类,并与降水易发程度和逐日降水量完全对应。在此基础上,对吉林省24个站点逐日降水量进行蒙特卡罗模拟,并进行预测性能分析。平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)和均方根误差(Root Mean Square Error,RM SE)的中位数分别为3. 12 mm和6. 13 mm,SBrier和Ssig分别为0. 06和0. 51,站点的逐日降水量预测性能整体较好。MAE和RMSE分布呈现东南大西北小,去除降水自然变异差异的影响,所有站点的误差都较小; SBrier和Ssig没有明显的空间分布特征。     

COMPARISONS BETWEEN DOPPLER AND SIMULATED FEATURES OF A SUPERCELL

Firstly, typical features of a supercell, which occurred in Guangzhou on August 11, 2004, are discussed by using the new generation weather radar data. V-notch, finger-echo, weak echo region, overhang and echo-wall are observed from reflectivity products. A vertical cross section of the radial velocity is made along the direction of the low-level inflow and across the maximum reflectivity core, which displays a part of strong updraft and downdraft. Secondly, a 3-D convective storm model is used to simulate the supercell. The maximum reflectivity and the core thickness of the simulated radar echo are 75 dBz and 14km, respectively. These values are more than the counterparts that are detected by radar. The reason is that attenuation is not calculated in the model. The wind field structure is also given when the storm is the strongest. Divergence, caused by thunderstorm outflow, is in the low level. In the middle and high level, convergence is dominant, but the plume is not simulated at the top. Finally, the evolution of the simulated vertical motion is documented. The interaction between the environmental wind and the updraft, which is formed by the convergence on the ground at the beginning, makes the storm stronger. Then, downdraft occurs and grows. When it becomes dominant, the supercell collapses.     

雷州半岛夏季闪电特征分析

根据雷州半岛夏季雷暴的气候特征,利用布设在雷州半岛徐闻、遂溪两点的LD型闪电定位系统对雷州半岛的闪电进行观测,对雷州半岛7月份的逐日闪电总次数、正闪比、幅值均值、幅值分布、闪电波前陡度、闪电累积概率分布等观测值进行分析,得出了雷州半岛夏季闪电活动的部分规律。分析表明:雷州半岛夏季最大闪电电流峰值为-153 kA;负闪明显多于正闪,占闪电总数的71.71%;电流峰值都主要集中在10 kA～40 kA;闪电波前上升陡度相对集中在1μs～20μs,占观测总闪击的91.5%,3μs～10μs达到峰值。分析所得结论对本地区防雷减灾工作有一定的实际指导意义。