华北地区一次对流激发重力波的卫星观测和数值模拟研究

对流激发的重力波能够向中层大气输送动量和能量,准确获取重力波主要特征对于研究中层大气的动力学和热力学结构非常重要。本文利用COSMIC(constellation observing system for meteorology,ionosphere and climate)资料,结合中尺度数值预报模式WRF(weather research and forecasting),对2010年8月4日发生在华北地区上空的一次对流激发的重力波事件进行分析。结果表明：此次事件激发的重力波在平流层以中低频重力波为主,且在平流层中垂直波长、水平波长分别为9～11 km和650～800 km,约62%的动量聚集在15～25 km高度的低平流层。在对流活动发生期间,低平流层重力波势能密度一直维持较大数值,而上平流层重力波势能密度则在对流减弱后迅速减小,且伴随着下一次对流活动的出现再次迅速增大。平流层不同高度上重力波势能密度对对流活动的响应主要与对流发展高度和背景风场有关,当对流发展较浅时,其激发的重力波在低层西风中易耗散;当对流发展较深到16 km甚至更高时,其激发的重力波接近零风层,并在东风中迅速上...     

有无台风影响下陕西西北涡暴雨特征对比分析

基于2010—2020年地面日降水量资料、高空观测资料以及ERA5(0.25°×0.25°)逐小时再分析资料,对影响陕西的西北涡暴雨天气过程进行统计,并对有无台风影响下西北涡暴雨天气特征进行对比分析。结果表明：陕西西北涡暴雨多发生在7—8月,陕北为暴雨多发区,西北涡暴雨夜雨特征明显;有台风影响时暴雨强度更强,落区比无台风影响时偏北2个纬度。造成陕西暴雨的西北涡位于西太平洋副热带高压脊线北侧7～8个纬度处,西北涡具有低层辐合、高层辐散的动力特征,地形强迫抬升加强了西北涡上升运动,低层水汽输送和水汽辐合为西北涡暴雨发生提供了有利条件。台风影响时,副热带高压偏西偏北,台风外围水汽、能量随着西南低空急流向西北涡输送,西北涡低层呈对流不稳定,高空槽前正涡度平流及高空急流右侧强辐散促使西北涡发展加强,低涡东侧和南侧强上升运动触发不稳定能量释放,在陕北形成强锋区,锋生进一步增强了低涡东侧与南侧垂直运动,造成该区域大暴雨;无台风影响时,副热带高压偏东偏南,西南风风速较小,水汽输送较弱,高原槽前西南风将孟加拉湾和南海水汽向陕西输送,西北涡低层大气层结稳定,低涡中心南部为强上升运动区,冷暖空气在陕西中南部...     

集成学习和动态融合算法在福建省短时强降水预报中的应用

为了提高短时强降水预报准确性,在2019—2020年4—9月福建省逐时降水实况观测资料与中国气象局广东快速更新同化数值预报系统(CMA-GD)模式预报产品的基础上,应用LightGBM集成学习算法框架,建立以30 mm·h^-1为阈值的逐时降水预报模型。通过特征处理、自助聚合及超参数搜索等技术对模型进行优化,结合AUC、AUPR与传统分类指标,设计了包括业务模拟测试在内的多项试验,通过对比各建模方案验证了模型对于较长时效的短时强降水预报的适用性。结果表明:模式预报本身的命中率和空报率均较高,各建模方案具有不同程度的改善作用。自助聚合可以增强模型预测稳定性,轻微不平衡子训练集能降低模型预测空报率而取得更高的综合评分,在验证集中最佳TS评分可达17.5%;对分类信息增益贡献最大的特征变量为K指数,其次为500 hPa露点温度和时间参数特征;试验指标从优到劣依次为:随机交叉验证、小时划分的随机交叉验证、业务模拟测试,可见模型有效性主要来自相同或相邻时刻的样本信息;设计基于逻辑回归的异质模型动态融合方案以改善静态同质模型表现,各项指标均有小幅提升,在命中率接近50%时削减空...