山西省夏季三类典型强降水的集合预报试验

利用我国自主研发的多尺度通用的新一代同化与数值预报系统--GRAPES模式,通过对4种积云参数化方案的比较,确定集合预报成员,对山西省夏季3类典型强降水过程进行了集合预报试验.试验结果表明:(1)对所模拟的个例,Betts-Miler-Janjic对流调整方案和Kain-Fritsch对流参数化方案优于对流调整方案和郭氏参数化方案;(2)积云参数化方案对降水的影响比边界层参数化方案对降水的影响大,不同个例对2种不同积云参数化方案和3种不同边界层参数化方案的6种组合的反应敏感程度也各不相同;(3)不同集合成员对降水的预报结果各不相同,其预报偏差也各不相同;(4)对于不同的天气系统,不同的方案其预报效果是不同的;(5)通过集合平均,降水预报偏差明显减小,降水预报偏大的情况得到改善,且其24～36 h预报效果最好.     

一次由气旋发展与边界层东北气流触发的强对流天气分析

利用多种探测资料及NCEP/NCAR FNL 1°×1°再分析资料,对2019年4月24日发生在山西的大范围强对流天气进行了分析。结果表明：1）此次过程是在弱天气尺度强迫背景下,地面锋面气旋发展和低层偏东北气流伸入河套地区,触发了1个持续拉长状对流系统（persistent elongated convective systems,PECS）和1个β中尺度持续拉长状对流系统（meso-β-scale PECS,MβECS）发生发展造成的。2）与MβECS对应,雷达回波上表现为涡旋状的回波中镶嵌着多个对流单体,PECS则表现为4个线状回波和1个强降水单体风暴。雷达产品能更精细刻画较小尺度系统特征,但分类强对流的某些典型特征并不明显。3）物理量诊断揭示,低层锋生作用不仅使暖锋加强触发MβECS发展造成北部强对流,且使得冷锋加强和气旋发展,此背景下形成的边界层急流和地面中尺度系统导致中南部对流单体合并、加强并高度组织化。强对流范围和强度与涡旋或辐合线尺度及风场辐合强度密切相关,气旋内温压风湿场的扰动特征能更好地解释较小尺度系统形成发展的物理机制,且这些特征较强对流提前1～3 h出现,对强对流临近预报具有很好的指示意义。4）低层东北气流是干冷与暖湿空气的一个倾斜交界面,该面上各种要素并不均匀,围绕该支气流形成一个气旋式次级环流圈,是中尺度对流系统的重要触发机制;气流两侧存在较大纬向风垂直切变,是造成对流风暴传播、持续时间长的重要原因之一。     

一次由气旋发展与边界层东北气流触发的强对流天气分析

利用多种探测资料及NCEP/NCAR FNL 1°×1°再分析资料,对2019年4月24日发生在山西的大范围强对流天气进行了分析。结果表明:1)此次过程是在弱天气尺度强迫背景下,地面锋面气旋发展和低层偏东北气流伸入河套地区,触发了1个持续拉长状对流系统(persistent elongated convective systems,PECS)和1个β中尺度持续拉长状对流系统(meso-β-scale PECS,MβECS)发生发展造成的。2)与MβECS对应,雷达回波上表现为涡旋状的回波中镶嵌着多个对流单体,PECS则表现为4个线状回波和1个强降水单体风暴。雷达产品能更精细刻画较小尺度系统特征,但分类强对流的某些典型特征并不明显。3)物理量诊断揭示,低层锋生作用不仅使暖锋加强触发MβECS发展造成北部强对流,且使得冷锋加强和气旋发展,此背景下形成的边界层急流和地面中尺度系统导致中南部对流单体合并、加强并高度组织化。强对流范围和强度与涡旋或辐合线尺度及风场辐合强度密切相关,气旋内温压风湿场的扰动特征能更好地解释较小尺度系统形成发展的物理机制,且这些特征较强对流提前1～3 h出现,对强对流临近预报具有很好的指示意义。4)低层东北气流是干冷与暖湿空气的一个倾斜交界面,该面上各种要素并不均匀,围绕该支气流形成一个气旋式次级环流圈,是中尺度对流系统的重要触发机制;气流两侧存在较大纬向风垂直切变,是造成对流风暴传播、持续时间长的重要原因之一。     

近60a山西省极端气温事件的年际变化及其对区域增暖的响应

基于山西省境内70个气象站点的逐日最高气温、最低气温和平均气温资料,使用8个不同的极端气温指数分析其1960—2019年近60 a极端气温事件的变化特征,并分析其对气候变暖的响应。结果表明：（1）夏季日数、热夜日数、日最低气温极大值、日最低气温极小值均呈显著增加趋势,冰冻日数、霜冻日数呈显著减少趋势。（2）极端最高（低）气温的极大、极小值均上升,并且大部分地区极端气温的极小值增温幅度更大。（3）山西省平均气温呈显著变暖趋势,平均每10 a增加0.26℃,空间上气温增幅呈从东南向西北逐渐增大的趋势。各极端气温指数对气候变暖具有较好的响应,其中霜冻日数对于山西省区域增暖的响应最显著,其次为日最低气温极大值。（4）山西省半干旱区的日最低气温极小、极大值增温更快,冰冻日数减少速度快;半湿润区的热夜日数增加速度快,霜冻日数减少速度快。     

2009年冬季黄河中游一次由旱转雨雪天气的诊断分析

针对2009年2月7～8日持续干旱近百天的黄河中游地区出现的转折性雨雪天气,利用实况资料计算了等熵温度梯度、可降水量、水汽通量及其散度、相对湿度、垂直速度等,分析了熵分布及演变、干侵入、水汽场特征等,结果表明:(1)这次降水出现在500hPa环流形势平直,极地冷空气活动较弱,在地面回流高压呈东西向带状分布的背景下,系统浅薄,降水量级难以把握。(2)熵诊断揭示,500hPa等熵梯度大值区的出现对未来12～24h强降水有先兆指示意义,强降水中心出现在500hPa等熵梯度大值区与700hPa温度露点差3℃的叠加区。(3)水汽诊断表明,强降水出现前,黄河中游及其上游西南地区的可降水量显著增加,为强降水的出现提供了水汽的积聚,而降水开始后,低空超低空东南急流则是水汽的主要补充来源;强降水并不是出现在水汽通量大值区内,而是在水汽通量大值区西北侧、等值线密集带附近,同时又有风辐合的区域。(4)这次雨雪过程中,干冷空气主要来自对流层高层,在雨雪区上空的垂直分布呈"漏斗"状,该过程中从贝加尔湖地区南下的西北和东北气流沿漏斗壁下滑向低层传播;而中低层湿区呈倒扣的"碗状"向上伸展,中低层西南和东南两支暖湿气流沿"碗壁"爬升,在对流层中层耦合加强,与干冷空气交汇,产生强降水。(5)对流层高层持续的干侵入,使得中低层切变线稳定维持,有利于其前方西南急流的稳定加强和对流性不稳定的持续发展,是导致强降雪持续、增幅的重要原因。(6)强降水出现在地面中尺度辐合稳定加强期间,降水落区在辐合区及其东南侧;辐合区内强烈的上升运动是触发不稳定能量释放,使熵由不平衡达到平衡的重要机制。     

"01.19"区域暴雪天气过程的数值诊断分析

对2006年1月18日-19日山西中南部区域暴雪天气过程从垂直环流结构、形成机制、螺旋度数值诊断等方面进行了分析,得出：暴雪发生在高空极涡加强南压期间,北路强冷空气直灌山西,受700hPa西北涡东移影响所致。暴雪区上空,垂直螺旋度柱为上正下负,正螺旋度柱的两个中心分别位于300hPa和500hPa,在500hPa出现了强度高达14×10^-6m·s^-2的强中心,负螺旋度柱中心相对较弱。垂直螺旋度强度的变化对暴雪的出现有明显指示意义。涡散场的分布存在“高空辐散、低层辐合”的垂直配置,暴雪出现在500hPa涡度梯度最大的地方,暴雪出现12h后,正涡度中心强度迅速增强,对应暴雪出现一个增幅期。暴雪区上空,锋面坡度较大,湿层厚度达到600hPa左右,整个系统深厚稳定。低空、超低空急流的存在,不仅为暴雪提供了水汽来源和热量输送,而且使得重力惯性波不稳定发展,是强降雪的重要触发机制。     

榆次人体舒适度预报方法研究

引言人类从事户外活动,受各种气候因素的综合作用。随着季节更叠交替,人们的感受也在发生变化。但人体对外界冷热的感受状况(闷热、炎热、热、舒适、冷、寒冷等)不能仅凭气温的高低或单一的气象要素来评价。例如：在空气相对湿度为40％～55％、平均风速≥3m／s,即使在气温35℃的环境中,也不会感到很热。但是同样的温度环境下,若空气相对湿度>70％,风速很小,人也会产生闷热难熬的感觉,甚至出现中暑现象;同样的道理,在低温环境下,不同的湿度和风速也会给人们带来不同的寒冷感受。　　本文通过分析榆次1972～1999年各月(旬)的平均最…