不同天气系统层状云微物理特征个例分析

利用PMS粒子测量系统和机载温湿仪观测获取的吉林省2007年5月15日高空槽和5月28日冷涡天气下降水云垂直探测资料,对比分析了两次不同天气系统下形成降水过程中云系的宏微观结构特征。结果发现,高空槽影响下的As云中云滴数浓度最大值比冷涡影响的As-Sc云系高一倍;液态水含量方面,高空槽系统下As云中在0℃附近取得最大值,冷涡系统下As-Sc云系中,最大值出现在上层As云中-4.8℃左右处。高空槽系统影响下的As云中,FSSP-100、2D-C和2D-P探测到的粒子数浓度、含水量和平均直径随高度呈不均匀性分布;而冷涡影响的As-Sc云中,FSSP-100测得As云中粒子平均直径远大于Sc,2D-C和2D-P探测到的上层As云中粒子浓度和液态含水量分布相对均匀,而下层Sc中粒子浓度、液态含水量值和平均直径都很小,这是由于云层之间存在干层,使As云中的部分大云滴和雨滴在下降过程中迅速蒸发,不利于降水形成。不同高度层FSSP-100测得的粒子平均谱分布均差异较大。对云中可播性进行研究,结果发现高空槽影响的As云中可播区均为强可播区,冷涡系统影响的As-Sc云中可播区的1/2为强可播区。     

The impact of cumulus parameterizations and microphysics schemes under different combinations on typhoon track prediction

This study examines the effects of cumulus parameterizations and microphysics schemes on the track forecast of typhoon Nabi using the Weather Research Forecast model. The study found that the effects of cumulus parameterizations on typhoon track forecast were comparatively strong and the typhoon track forecast of Kain-Fritsch (KF) was superior to that of Betts-Miller (BM). When KF was selected, the simulated results would be improved if microphysics schemes were selected than otherwise. The results from Ferrier, WSM6, and Lin were very close to those in the best track. KF performed well with the simulations of the western extension and eastern contraction changes of a North Pacific high as well as the distribution and strength of the typhoon wind field.     

新疆冰雹分区预报方法研究

利用1981-2011年的气象观测数据,普查分析了位于新疆北疆沿天山一带的奎屯河-玛纳斯河流域和位于南疆中天山南麓的阿克苏河流域两大防雹区长序列降雹个例的环流形势背景和天气条件,把两地的主要降雹环流型归纳为中亚低涡(槽)型、巴尔喀什湖低涡(槽)型、西西伯利亚低涡(槽)型和锋区短波槽型等4种类型,并根据两地各环流型降雹的三度空间配置及环境条件,研制出了6种降雹概念模型.同时,筛选出8个有指示意义、稳定可靠的对流因子作为冰雹预报因子,建立了两地各环流型多指标叠套法的冰雹分区、定量(强)预报方法.该方法实际应用效果显著,可以推广到新疆其他重点降雹区域应用.     

沙尘影响下海雾过程气溶胶和雾水组分特征

对2010年3月广东湛江东海岛海雾外场观测试验中获得的雾水样本和气溶胶资料进行分析,研究了海雾中气溶胶和雾水组分的特性以及沙尘过程对其演变的影响。结果表明：东海岛的气溶胶数浓度比内陆城市低1个数量级,环境相对清洁,其早晚的峰值明显,午后存在一个低值。气溶胶谱呈单峰分布,峰值半径为0.02~0.1 μm。雾日的气溶胶数浓度明显低于非雾日,最大值分别集中在0.05~0.1 μm和0.1~0.5 μm。雾过程开始后气溶胶数密度下降,尤其是小粒子端数密度减少显著;雾过程结束后气溶胶数密度会恢复到正常数值。受沙尘影响的过程中雾水中Ca²⁺和Mg²⁺明显增加,气溶胶粒子谱拓宽,直径大于1μm的气溶胶数密度高于其他雾过程;沙尘过境后气溶胶谱变窄,数密度显著减少,离子浓度较低。     

积云并合扩展层化型积层混合云的数值模拟分析

积层混合云是我国的主要降水云系,也是人工影响天气的主要作业对象,从云降水物理的角度来研究云系的形成和发展维系具有重要的意义.基于积层混合云的重要性,本文从个例研究入手,利用中尺度数值模式WRF,模拟2005年5月17~18日发生在我国西南山区（主要以贵州省为主）的积层混合云降水过程.发现这次过程是由对流云并合扩大层化形成的.云系形成以后,云系附近会不断有对流云生成,并在移动过程中并合进入云系,补充云系发展维系所需的含水量和能量,促使云系不断维持.在积层混合云系的内部,对流云和层状云区不断地发生作用.对流云给周围的层状云不断输送含水量和能量,支持着层状云的发展.云系内部两种云相互作用的结果体现在：对流云内的上升气流速度逐渐渐小,层状云的上升气流速度不断维持,总上升气流面积区扩大.对流云的降水量不断减小,而层状云的降水不断维持,带来了大面积持续时间很长的降水.     

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。     

利用亮温资料建立降水临近预报方法的研究

通过对太湖地区2009年1—4月TP/WVP-3000型微波辐射计的亮温连续观测资料进行分析,建立降水临近预报方法。结果表明,降水开始前4 h,微波辐射计有7个通道的1级亮温资料存在明显的增长趋势。利用降水个例与无降水个例亮温差值最大、降水个例与无降水个例亮温标准偏差差值最大两个标准,选择合适的通道进行降水临近预报。通过计算得到,第1通道的亮温差值最大,而第5、6通道的亮温标准偏差差值最大,因此可分别将第1、第5和第6通道的亮温观测值作为预报因子。根据判别分析方法,分别在降雨前15 min及前30~330 min(时间间隔为30 min)建立12个预报方程,并通过自身验证对每个时间点预报的准确率进行检验,最后选择降雨前90 min的判别方程用于预报,其预报准确率为87%,空报率为24%,漏报率为13%。     

民勤一次沙尘暴的观测分析

给出了2004年5月23~24日民勤站爆发沙尘暴前后以及沙尘暴内部的温度、比湿和风速垂直廓线,分析了沙尘暴发生前后及沙尘暴期间高空气象要素的演变特征,同时对大气的热力、动力稳定度参数进行了计算和分析。结果表明:沙尘暴来临前边界层内具有深厚的混合层,大气层结处于不稳定状态,温、湿结构及风的垂直分布有利于沙尘暴的发生、发展;沙尘暴发生期,出现了稳定与不稳定层相间的情形,对流减弱,抑制了沙尘暴的发展;沙尘暴天气结束后中低层大气湿度增加显著;沙尘暴的强度与相对风暴螺旋度具有良好的对应关系。     

贺兰山地区大气气溶胶光学特征研究

利用M－120型太阳光度表的观测资料并结合有关资料，分析了贺兰山地区大气气溶胶的光学特征，并对在各类天气条件下，大气气溶胶光学厚度以及Angstrom浑浊度系数和波长指数的变化规律进行了讨论。利用实测地面大气气溶胶粒子谱资料，探讨了大气气溶胶粒子数浓度与Angstrom浑浊系数β之间的关系以及大气气溶胶粒子几可平均尺度与波长指数α之间的相关关系。