凝结(华)过程的数值模拟方法研究

在中小尺度数值模拟研究中,经常需要较精确地计算水的凝结和冰的凝华过程。由于从单滴扩散增长理论所推出的方程要求时间步长取得很短(通常小于1秒),因此,除较细致的云微物理模拟外,它很少被直接采用。一般使用“暖云假设”,即假设云内过饱和度在凝结后为零,然后直接计算或采用迭代法处理。但当模式中考虑冰相时,云中过饱和度的绝对值较大,这种方法便不宜使用。本文从云滴扩散增长的参数化处理方法出发,提出了一种既不需要迭代,同时也允许使用较长的时间步长的计算方法。本文还将该种方法与其它通用方法作了比较。     

高分辨率GRAPES模式中云微物理方案对强降水的模拟和诊断研究

利用高分辨率GRAPES—Meso中双参数云微物理方案,对我国两次强降水过程进行数值模拟,并与模式中WSM6和NCEP5方案进行对比分析,结合多种观测资料,诊断评估方案的预报性能.同时研究伴随强对流性降水中的关键云物理过程。个例研究表明,对流发展旺盛的云团中,冰相粒子尤其是霰粒子对对流的发展与降水起着主导作用,霰的融化是强降水的主要来源,而周围的层状云区域霰粒子的分布极少,主要受雪的融化与暖云降水的影n向。双参数方案模拟的雨带走向、范围和降水强度与实况拟合较好,同时在对流单体的最大回波高度与强度、冰晶的分布与云砧结构等方面也具有一定优势,但冰晶含量和回波顶高度略低于观测,这都为双参数方案的优化与业务应用提供重要的支持。     

INTERCOMPARISON OF OZONE VERTICAL PROFILES BETWEEN ECC OZONESONDE AND BREWER UMKEHR MADE OVER QINGHAI PLATEAU OF CHINA

From October 1995 to August 1996.a total of 50 ECC(electrochemical concentration cell)ozonesoundings were made in Xining(36.43°N,101.45°E,2296 m ASL)to study the distributionand seasonal characteristics of ozone profile,and intercompare the Brewer Umkehr ozone profilesobtained at Waliguan Baseline Station over the Qinghai Plateau.It was demonstrated that(1)Umkehr produced estimates of the ozone comparing with ECC profiles were accurate to better than25% in the 20—38 km altitude range,and where 23—33 km region was the most accurate,withinabout 15% of the ECC ozonesonde:(2)higher differences between Brewer Umkehr and ECCozonesonde occurred in the troposphere and lower stratosphere;and ozone amounts wereoverestimated in Umkehr layers 1,2 and 3,and were underestimated in Umkehr layers 6 and 7 byBrewer Umkehr method.     

不同云底温度雹云成雹机制及其引晶催化的数值研究

用二维准弹性冰雹云模式模拟了中国不同地区的冰雹云的成雹机制和人工引晶催化的效果,结果表明：强对流云中自然初始降水元的形成主要同云雨自动转化相关;云底温度较低的冰雹云的雹胚形成以云霰转化过程为主,暖云底的雹云则以雨霰转化为主。人工引晶的作用有三：（１）加强云中冰霰转化过程,雹胚过多争食防雹;（２）促进雨霰转化过程,使雹胚浓度增加,并且减少过冷雨滴,抑制冰雹碰冻过冷雨滴的增长;（３）使云的下部霰量增加,降低降水粒子的增长轨迹,阻碍霰雹的增长。多次催化有时比一次大剂量催化的防雹增雨效果好。     

非静力平衡模式的中尺度非均匀初始场试验和锋面模拟

用非静力平衡二维中β－γ尺度大气模式,选取１９８７年欧洲的一次冷锋过程为个例,以法国的静力平衡模式的模拟结果为初始场,选用５ｋｍ,２５ｋｍ,４５ｋｍ３种水平格距进行了水平范围为２０００ｋｍ的模拟,结果表明：（１）中尺度非静力平衡模式应用非均匀初始场,而不加人为的初始扰动是可行的;（２）扰动量的初始场中π′的精度要求很高,应严格符合静力平衡条件,否则就会产生严重误差,甚至在一个时步内改变垂直速度;（３）５ｋｍ,２５ｋｍ,４５ｋｍ３种格距的对比模拟表明,５ｋｍ格距的非静力平衡模式能模拟出锋面上的多个中β尺度对流,且垂直速度场分布与实际最接近,而后两种格距只能模拟出锋面上的大范围上升区,不能细致地描述锋面对流结构。     

冰雹云和多心冰雹结构的观测与分析

根据冰雹云RHI回波绘制了1996年6月10日多心冰雹雹云结构模型,计算了冰雹云回波参量演变特征。     

福建古田地区雨季积雨云自然降水特征的数值模拟

本文应用一个一维时变积雨云微物理模式,对福建古田地区雨季积雨云的自然降水过程进行了多例模拟。文中按云顶高度将模式云分为四类,并对各类云的降水机制进行了初步探讨,最后将模式结果和实测资料作了对比,得到了一些有益的结果。      

HLAFS显式云降水方案及其对暴雨和云的模拟(I)云降水显式方案

将三套显式云降水方案移植、耦合到国家气象中心业务有限区数值预报模式HLAFS中, 显式云降水方案包括双参数暖云方案、简化混合相云方案和双参数混合相云方案,明显地改进了原模式预报系统的湿物理过程,特别是对云降水过程的模拟能力.详细介绍了这三套云降水方案的物理过程,以及与动力框架的耦合.     

人工影响天气研究中心简介

中国气象科学研究院人工影响天气研究中I肝是我国在云物理学和人工影响天气领域的最高学术和研究中心。它的前身是中国气象科学研究院人工影响天气研究所。入工影响天气研究中心的主要研究方向为云物理学室内和外项研究、云物理学和入工影响天气的数值模拟和云播撒剂及其相关技术的研究。人工影响天气研究中心主要有三个研究组,它们是人工增水和防雹研究组、云雾环境实验室和人工影响天气网络指挥中心。入工影响天气研究中心具有我国最先进的室内和外场云物理实验设备、云播撒技术和可用于云物理学研究和人工影响天气的云微物理模式和中尺…     

黄河上游玛曲地区雨滴谱特征的观测研究

为了解决近年来黄河流域水资源短缺的现象,2000年由青海省气象局组织及多个单位合作,在黄河上游进行了人工增雨试验。通过对玛曲地区雨滴谱的分析,推测玛曲当地的雨滴较大,这对在当地实施人工增雨提供了观测依据。另外,通过分析得到当地积云降水的雷达反射率因子和雨强的相关关系式,该公式可以作为利用雷达定量测量高原地区降水的参考。分析发现,虽然高原地区冷雨过程是主要的降水机制,但是暖雨过程仍然对降水有贡献。通过对雨滴谱资料的分析,可以促进对高原地区云物理特征的了解。