中尺度模式中各种湿物理过程的数值模拟

利用PSU／NCAR的MM5对1999年6月下旬发生在江淮流域的梅雨锋暴雨进行数值模拟试验，研究MM5中不同湿物理过程中对MM5模拟梅雨锋暴雨的影响。试验结果显示：中尺度模式MM5能一定程度再现一些观测的中尺度特征，对流参数化方案对网格格距的大小比较敏感；显式云物理方案考虑冰相后可明显改善模式对暴雨的模拟能力，尤其是采用Reisner包含霰的混合相双变参数谱方案的双重嵌套网格对降水量的模拟取得较好的效果。     

一次强对流天气过程中尺度对流系统特征分析

利用NCEP／NCAR再分析资料、FY2C云图及广州新一代多普勒天气雷达产品,对2007年6月9～10日发生在广东省的一次强对流天气过程中的中尺度对流系统（MCS）进行了分析,主要结论有：1）对流层中高层辐散低层辐合,以及“上千下湿”相配置的垂直环流结构特征,和不稳定的大气层结为此次暴雨的形成提供了所需的动力条件和水汽条件;2）MCS云系生成、发展于南支槽和西南低涡东南侧的暖湿气流所形成的云系中;3）在雷达回波图上,MβCS回波的发展具有明显的右移风暴移动特点和“列车效应”,且发展成熟阶段的回波呈显著的“弓形”和“人字形”水平回波演变结构。     

一次切变线暴雨的观测特征分析

利用探空、卫星、雷达、闪电定位仪等多种观测资料,对2007年7月1-2日发生在湖北境内一次切变线暴雨过程的观测特征进行详尽分析.结果表明,大气层结不稳定、湿度高以及切变线发展是此次暴雨的主要成因:卫星云图上表现为4个中尺度云团相继影响,当云团平均亮温低于-75℃时,均能产生30 mm/h以上强降水;雷达速度场上暴雨区中存在清晰的辐合线和逆风区;闪电资料显示,地闪与强降水的时空分布较为吻合.     

青藏高原东侧一次β中尺度对流系统的数值模拟

利用PSU/NCAR的高分辨率中尺度非静力数值模式MM5,模拟了2001年9月18日发生在青藏高原东侧的绵阳大暴雨过程.结果表明,高分辨率数值模式对触发本次降水过程的β中尺度对流系统具有较好的模拟能力.高分辨率模拟输出显示"9.18"绵阳大暴雨与边界层内一个中尺度辐合扰动的发展和移动相伴,且中尺度辐合扰动还诱发了一个时间尺度约为6 h的β中尺度涡旋和强烈发展的降水雨团.模拟还显示受高原地形影响,该β中尺度对流系统具有独特的动力和热力结构.其动力特征是强上升运动和超强散度柱与对流层低层强涡度互耦发展,热力特征是对流层低层具有对流不稳定能量,中层具有斜压不稳定能量.中尺度对流系统具有两支上升入流和两支下沉出流,低层入流(东南气流)触发低层对流不稳定能量释放,中层入流(高原近地层偏西暖湿气流)触发中层大气斜压不稳定能量释放,两种不稳定能量共同作用促使对流雨团强烈发展,形成绵阳大暴雨.     

由变性台风环流引发的山东特大暴雨天气的位涡场分析

利用非静力中尺度模式MM5对0114号热带风暴Fitow从2001年8月31日00时(UTC)到9月2日00时的降水过程进行了模拟，采用滤波方法对模式结果进行了尺度分离，分析了暴雨发生时的中尺度特征及成因。结果表明：MM5模式对：Fitow登陆过程的降水模拟较成功，暴雨的落区和强度与实况比较一致。Fitow暴雨的中尺度特征在降水的时间尺度、空间尺度、高低空流场和散度场上都很明显。正是维持少动的TC倒槽和嵌入其上的这些中小尺度系统相互作用造成了暴雨的发生，而高低空中尺度散度场的配置对这类暴雨有很好的指示意义。华南地形和海陆分布与暴雨的发生发展有密切的关系。弱的层结不稳定或中性层结是有利于暴雨系统发展的环境条件。     

大气运动非平衡强迫与“98·7”突发性特大暴雨诊断分析

应用常规气象和卫星资料,对1998年7月21日发生在武汉附近地区的突发性特大暴雨过程进行了分析,结果显示(1)引发本次突发性特大暴雨的系统是一个中-β尺度对流云团.(2)该中-β尺度暴雨系统在对流层高低层没有独立的负、正涡度大值中心区与之对应,辐合层并不十分深厚(低于500hPa),且气流散合强度(10-4s-1)较旋转强度(10-5s-1)大一个量级(D＞＞ζ).(3)在暴雨发生前10余小时,大气运动已处于较强的非平衡状态,且越临近暴雨发生,U＜0的非平衡性越强;而在暴雨达到强盛期后,大气运动即由U＜0的非平衡态转为U＞0的非平衡态.(4)对流层低层大气运动非平衡动力强迫与200hPa等压面上的中-β尺度强辐散是本例暴雨和中-β尺度暴雨系统发生发展的重要动力启动机制.     

美国ARW模式系统简介

1概述1997年美国国家大气研究中心(NCAR)中小尺度气象处(MMM)、国家环境预报中心(NCEP)的环境模拟中心(EMC)、预报系统试验室的预报研究处(FRD)和俄克拉荷马大学的风暴分析预报中心(CAPS)四部门联合发起新一代高分辨率中尺度天气研究预报模式WRF(Weather Research Forecast)开发计划,拟重点解决分辨率为1～10Km、时效为60h以内的有限区域天气预报和模拟问题。该计划由美国国家自然科学基金会(NSF)和美国国家海洋和大气管理局(NOAA)共同支持,1998年已形成共同开发的标准,2000年2月被确定为实现美国天气研究计划(USWRP)主要目…     

"2001.9.18"华西突发性强暴雨的中尺度分析

利用地面、高空和卫星观测等资料,分析了2001年9月18～20日发生在青藏高原东侧的强暴雨天气过程,揭示了暴雨的激发机制和若于中尺度特征.主要结果是(1)导致本次突发性强暴雨天气的中尺度系统是在一天内,在同一区域重复新生的2个中-β尺度对流云团.(2)边界层东南低空急流的不断加强和非地转变化对强降水天气起积极作用.(3)在强降水天气发生的每一时段,散度变化均较涡度变化对强降水天气的指示性好,前者与暴雨的关系更为密切.(4)大气运动非平衡强迫激发气流辐合增长是强降水天气的主要激发机制,未来12 h强降水发生的区域、降水强度、中心变化与非平衡强负值区变化相一致.     

梅雨锋云系的结构特征及其成因分析

利用逐时卫星遥感观测资料和地面测站的降水资料，分析了江淮流域2003年6月22～26日暴雨过程中梅雨锋云系的演变、结构特征和形成原因。结果表明，梅雨锋云系为一条TBB的低值带，稳定少动，其上分布着中尺度对流系统（MCS），而中尺度对流系统是由不同尺度、不同强度．的对流单体（包括中β和中γ尺度对流单体）组成的，从而使得梅雨锋云系产生不均匀的降水分布（包括时间上和空间上）。在该暴雨过程中，梅雨锋云系充分体现了中尺度对流系统中所包括的3类组织结构形式。梅雨锋云系与中高纬度云系或热带辐合带云系之间的相互作用与暴雨过程关系密切，梅雨锋云系的维持和发展与强大的黄淮气旋云系直接相关，它是江淮流域上空冷暖气流交汇的结果。     

2012年8月四川盆地东部一次持续性暴雨过程的中尺度特征分析

针对2012年8月30日⁹月1日四川盆地东部的大暴雨个例,采用Barnes带通滤波和物理量诊断方法,对暴雨过程的中尺度活动特征进行分析,结果得出:700hPa的中尺度辐合系统与强降水位置对应较好,且中尺度低涡引发强降雨的强度(雨强、范围)要大于中尺度辐合线(辐合中心);盆地内大气的辐合运功主要位于850hPa,造成此次暴雨的中尺度系统由浅薄逐渐转为深厚,且在整个暴雨过程中都维持着强的辐合辐散运动;暴雨天气过程中非平衡状态呈现出逐渐加强到逐渐减弱的演变规律,持续的非平衡振动激发低层辐合,高层辐散增长,从而形成强烈的上升运动。