2008年“7.02”滇中大暴雨的成因诊断与数值模拟

利用常规观测、NCEP 1°×1°再分析资料、云图、多普勒雷达回波和WRF模式对2008年7月2日滇中大暴雨进行成因诊断和数值模拟。结果表明:对流层高层的干侵入和中低层冷、暖平流交汇诱发副热带高压和滇缅高压间辐合低涡迅猛发展成强中尺度对流辐合体,加上中低层来自孟加拉湾的丰富水汽输送和中低层强水汽辐合共同引发此次大暴雨。过程中,垂直螺旋度贡献主要在中层;干位涡呈现出对流层顶强正高位涡,300 hPa以下为次正高位涡,两者之间为负区的柱状分布特征,次正高位涡强中心有向下层延伸特征。WRF较好地模拟了整个大暴雨过程中强降水主体时段和大暴雨落区特点,最大对流有效位能变化趋势对强降水有较好预示作用,模拟方案在积分30小时内效果较好。     

“2.28”云南罕见春季强对流雷达回波特征分析与数值模拟

利用常规观测、红外云图、水汽图像、CINRAD-CC多普勒天气雷达观测、NCEP 1°×1°再分析资料和WRF模式,对2008年漏报的"2.28"云南罕见春季强对流中冰雹、雷打雪雷达回波特征进行分析和数值模拟研究。结果表明,此次过程是由强西南低空急流和地面冷空气引起,过程中昆明雷打雪上空为向高层扩展增强的逆风区,近地层零速度线呈"S"型暖平流形式,有钩状、块絮混合条状或片状回波对应,45 dBz的钩状回波强中心带在5~7 km处并向高层偏东方向伸展;玉溪强冰雹由"弓"型回波前部中-γ尺度中气旋活动所致,回波强度、零速度线自南向北呈汇合型和发散型的典型超级单体回波特征,60 dBz最强中心在5 km高度,雹云中50 dBz回波经历柱状、倒"V"和钩状,并与有界弱回波BWER相伴。WRF较好地模拟了整个强对流过程中的回波强度、形态和移动方向,验证了实况中冰雹、雷打雪云中存在强倾斜上升气流和冰雹云中倾斜上升气流,以及垂直上升运动大于雷打雪云中的事实。     

序言

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土地利用资料的更新对四川盆地高温天气数值模拟的影响

土地利用情况影响区域天气和气候,采用与实况更为接近的下垫面资料能够为数值预报提供有力支撑。使用中尺度数值模式WRF对2019年8月四川盆地高温过程进行数值模拟试验,对比基于2019年更新的MODIS土地利用数据与WRF自带土地利用资料的差异,分析下垫面资料的更新对数值模拟效果的影响。结果表明：两组土地利用资料存在明显差异,更新后的MODIS资料刻画更为精细,模拟区域的土地利用类型更加丰富。2 m气温对土地利用资料十分敏感,更新土地利用资料后两次个例平均的2 m气温2℃以内的模拟准确率提高6.2%,日最高气温模拟准确率提高31.3%;而日最低气温模拟准确率下降2.1%。土地利用资料变化明显的四川盆地内部较更新前增温明显,局部增温超过4℃,最高气温模拟偏低的状况明显改善。选取四川盆地内部地表类型由农田转为城市和建筑的合川站作为典型站点进行分析,发现土地利用类型更新后发射率减小,植被气孔阻抗增大,粗糙度增大,陆面参数的变化导致地表对边界层大气向上的感热输送增加,地表蒸发及大气水分供应减少,气温升高,边界层高度升高。模拟初期土地利用资料的更新造成模拟差异的局地性较强,随着模拟时间增加,逐渐影响...     

大气电场信号无线电传送装置简介

大气电场强度是研究大气电基本参数之一,目前地面平均电场仪仍是测量电场强度的主要手段,利用测得的地面多站电场资料,可以分析雷暴云中的电结构。我们研制了一台无线电传送装置,可把在十几公里外的电场信号送到中心站,这样,可以实现地面电场的两站或多站同步记录。这个装置也可应用于任何一种慢讯号的传输和同步记录。     

大气电探测技术

雷电信息的快速瞬变特性给对它的测量研究带来了困难。近年来由于微电子学技术等的进展,促进了对雷电的观测研究。根据雷电产生的电磁辐射、光辐射、冲击波和雷声等物理效应,可研制各种探测仪器。而雷电产生的电磁效应,往往成为雷电探测的有效信息,我们的仪器大部份是依据电磁场变化的主要特征原理来研制的。闪电时云中电位梯度发生快速变化,如果闪电与测站的距离L远大于雷雨云的尺度和高度,则任一瞬间t的地面垂直电场F(t)表示为     

中国不同干湿区蒸发皿蒸发和实际蒸发之间关系的研究

利用降水量将中国划分为干旱、半干旱、湿润和半湿润4个区域,开展不同区域中蒸发皿蒸发和多个模式模拟的实际蒸发的集成结果对比研究,探讨和分析在不同干湿背景下蒸发皿蒸发和利用观测的气象数据驱动的陆面过程模型模拟的实际蒸发之间的关系,并对导致这种关系的原因进行了分析,表明结果:(1)实际蒸发在中国整体上表现为下降趋势,这与湿润和半湿润区的变化趋势一致,而在干旱和半干旱区,实际蒸发表现为上升的变化趋势;(2)对比不同干湿区域的结果发现,在干旱和半干旱区,蒸发皿蒸发和实际蒸发表现为相反的变化趋势,在半湿润和湿润区,蒸发皿蒸发和实际蒸发表现为相同的变化趋势,在中国整体上蒸发皿蒸发和实际蒸发在总体上也具有一致的变化趋势;(3)单站分析的结果表明,中国东南大部分站点蒸发皿蒸发和实际蒸发表现为相同的变化趋势,而在西北地区大部分站点两者之间是相反的关系,这与区域平均的结果是一致的;(4)蒸发皿蒸发和实际蒸发之间在各个地区存在不同的关系主要是由于不同的干湿背景下实际蒸发变化的主要制约因子不同造成的。     

一次多单体雷暴引发的暴雨过程分析

利用NCEP再分析资料、自动站资料及多普勒雷达资料,对2020年8月27日发生在浙江中东部地区的一次暴雨过程进行诊断分析。结果表明:此次暴雨是在高空急流右侧辐散区和低空急流左前侧辐合区相重叠的区域发生发展的。从大气稳定度方面看,代表站K指数为39℃,LI为-6℃,CAPE高峰值为2844J·Kg^(-1),表明整层大气非常不稳定。整个强降水时段出现了2种形态:前期(13—17时)多单体整体向下游传播,后期(17-21时)相对独立的多个对流单体沿着雨带传播。水汽通量和水汽通量散度对强降水过程输送水汽有着较好的互补关系。高空辐散、低空辐合的配置为暴雨区提供了动力抬升机制。假相当位温的斜压不稳定环境有利于对流单体产生“列车效应”,从而产生强烈降水。     

云南5月降雨量与前期季节内振荡活动相互关系的分析研究

云南地处低纬高原,受南亚季风影响,其5月降雨量的多寡基本表征了这一地区雨季开始的早晚,对该地区的农业生产有着重要的影响,本文利用TBB（黑体辐射温度）资料及云南地区的降水资料,分析研究了该地区5月降雨量与前期印度洋赤道地区季节内振荡活动的关系。分析结果表明,冬季印度洋赤道地区季节内振荡活动的强弱与次年5月云南地区的降雨量有着密切的联系,即,当冬季印度洋赤道地区季节内振荡活动较强时,次年云南地区5月降雨量较常年偏多;反之,则偏少。     

一种对资源不稳定性敏感的EASY-backfill算法

利用合成技术对1995—2006年冬季（11月—次年2月）生成在西北太平洋上的34个热带气旋（tropicalcyclone,TC）个例进行分析,研究冬季西北太平洋TC生成的大尺度环流特征及其生成机制,结果表明：冬季TC生成的大尺度环流特征型为东风波西传型;北半球冬季对流层低层出现的跨赤道气旋对是冬季北半球TC形成的重要特征;太平洋中部赤道混合Rossby重力波西北传,与强对流中心重合,性质转为＂热带低压型扰动＂,为冬季热带气旋生成提供扰动源。对合成TC初始场的涡动扰动动能的收支分析表明,涡动有效位能和正压不稳定转换为TC形成提供了能量,这两种能量分别与积云对流加热和水平不均匀气流有关。正压不稳定能量转换为动能主要位于对流层中下层,而扰动有效位能的转换主要位于对流层中上层。低层热带东风波动从平均气流中获得正压不稳定能量,并与强积云对流耦合,热力和动力共同作用下形成TC。