高阶正定守恒的中心约束多矩有限体积平流模式

采用新的均匀三点中心约束多矩有限体积方法（3-point Multi-moment Constrained finite-Volume scheme for Uniform Points with Center Constraints, MCV3_UPCC）,发展了一个三阶正定守恒的平流模式。三点多矩有限体积方法在单网格内定义等距的3个自由度,采用多矩约束条件并通过控制方程获得时间演变方程。新的三点中心约束多矩方法能在单网格内采用等距的3个点值及中心一阶、二阶导数作为约束条件进行空间4次多项式数值重构,获得3个自由度的时间演变方程;所构建的新数值方案具有三阶精度,边界通量连续性保证了其数值严格守恒。为了抑制该方法的非物理数值振荡,引入了边界保型限制器技术,它能够把数值解控制在既定物理场最小值（最小值为0时则保持数值正定）与最大值之间。数值试验表明新发展的三阶平流模式具有良好的计算精度,能够严格保持数值解的正定性和守恒性,同其他高精度平流模式相当,在实际大气模式水汽等平流输送应用中具备良好的发展潜力。      

湛江极端低温事件特征及个例对比分析

利用广东湛江1951—2018年逐日气温资料、NCEP再分析资料和NOAA重建海温资料,分析近67年湛江冬季极端低温事件的特征,对比分析1967年1月、1975年12月和2016年1月三次极端低温事件过程的天气要素和环流特征,从ENSO和北极涛动（AO）方面探讨形成极端低温的原因。研究表明:1951—2017年平均最低气温和极端最低气温均呈增暖趋势,且极端最低气温比平均最低气温增暖更快。湛江冬季极端最低气温受东亚冬季风南北一致型模态影响,东亚冬季风一致偏强时湛江极端最低气温偏低,其关键环流系统为乌拉尔山及其以东地区的高压脊、贝加尔湖以南地区的低压槽和西伯利亚高压。进一步分析表明,三次冷空气过程受ENSO和AO的影响不同,其中1967年冷空气受东部型拉尼娜和AO负位相共同影响,1975年冷空气主要受中部型拉尼娜影响,2016年冷空气则主要受AO负位相影响。三次过程均以偏西路冷空气活动为主,都表现出对流层中层东亚地区位势高度偏低、对流层低层异常北风和西伯利亚高压偏强的特征。但高空环流形势不同,1967年冷空气过程为高压脊发展型,预报关键是槽后脊的发展时间;1975和2016年冷空气过程环流形势均为横槽转竖型,预报关键是阻塞高压崩溃、横槽转竖时间。地面受冷空气影响时间与925 hPa温度平流有较好的对应关系,但由平流降温造成的过程最低气温与850 hPa冷平流强度对应,过程最低气温往往发生在850 hPa冷平流最强的次日,另外还要关注辐射降温作用对最低气温的影响。      

历史时期广东省旱涝区域分异特征的初步研究

选取史料中1480-1940年间共460年的旱涝灾害记录,采用湿润指数法建立湿润指数(I)序列,并用最远距离法作聚类分析,讨论了广东在15-19世纪末期间总体和不同冷暖时期的旱涝区域分布状况.结果表明:1)113°E经线似乎可以看作是广东一条重要的气候特征线,该经线以东、以西的旱涝分区界线大致分别沿经向、纬向分布;2)粤西、粤北是广东旱涝区域分异变化较大的地区,粤东在不同时期也有所变化,珠三角地区则是较为稳定的涝灾多发区;3)不同冷暖时期的旱涝分区既有大致相同的特征,又有一定的差异.文章认为以上结果可能是由于广东主要受东亚夏季风影响,一定程度上也受印度夏季风影响及东亚气候系统发生改变等共同作用的结果.     

湖北省春季两次雨雪过程的对比分析

针对2005年3月和2006年3月两次相似的雨雪过程,分析了湖北省春季形成强降雪的主要温度条件及天气形势,着重分析了温度的垂直变化以及温度平流在降温过程中的作用,结果表明:中层的暖湿气流和低层冷平流均比较强时最易产生明显降雪,中低层的逆温对降雪而言不是必要条件,但是只有当逆温存在时,才可能产生强度大的降雪.     

江西省春季GPS/PWV变化及其在人工增雨作业中的演变特征

利用2011—2012年3—5月江西省53个地基GPS观测站数据反演了大气可降水量,探讨了GPS/PWV的精度,分析了江西省春季大气可降水量的时空分布特征及其在人工增雨作业中的演变等。结果表明:江西省整个春季的水汽主要呈南多北少、西高东低分布,各站的GPS/PWV时间分布变化总体趋势较一致,日变化特征均呈先上升后下降趋势。在实际的人工增雨作业中,火箭催化作业前,GPS/PWV呈明显的上升趋势,作业后GPS/PWV快速减小,降水随之出现。     

影响滇东南地区的几次西行台风低压暴雨的雷达回波对比分析

通过影响滇东南地区的西行台风低压个例的分析得到滇东南台风低压天气的一些雷达回波特征。其西侧持续强盛的低空偏南急流使西移到云南的热带低压维持和加强,以及大量的对流层中低层中尺度扰动的存在是此类暴雨的触发机制;逆风区、气旋式辐合、大风区以及持续的暖平流是造成台风低压暴雨过程的直接的中小尺度天气系统。     

夏季不同源地水汽对我国西北区降水影响的数值模拟(Ⅱ): 减、 增各源区水汽的敏感性试验结果

为进一步检验东南沿海、 孟加拉湾、 青藏高原、 西风带等4个水汽源区对我国西北区夏季降水影响的相对重要性, 本文利用MM5模式, 以1979年7月为模拟对象, 以NCEP再分析值作初、 侧边界条件, 继本文上篇作了该模式对该月的模拟性能检验后, 又分别作了检验减、 增各源区水汽影响的 11个敏感性试验。下篇的结果表明： （1）夏季, 东南沿海源区减（增）水汽后, 主要通过西伸的西太副高西南侧的东南风和西侧的偏南风气流的“干（湿）平流”输送, 第2天将直接影响西北区东部; 继之, 若遇河西走廊低层较强偏东风, 前述“干（湿）平流”还可再继续影响河西及南疆降水的减（增）。即东南沿海是影响西北区的主要水汽源区。（2）孟湾源区水汽的减（增）变化常经北路和东路共同影响西北区的降水。它主要影响青海及河西走廊中、 东部的降水, 也间接地影响西北区东部及南疆的降水。（3）高原（特别是西风带）源区因本身水汽少, 它们的影响要小些。高原源区主要影响青海及河西中、 东部的降水, 也部分影响西北区东部和南疆的降水; 而西风带区主要影响北疆及南疆的降水。（4）作西北区夏季降水预报时, 要关注其上游孟湾, 特别是东南沿海源区水汽、 沿途天气系统及低空急流的变化。     

空气热储存和垂直平流对干旱均匀裸土地表能量平衡的影响

利用"内蒙古微气象观测蒸发试验"的数据,估算了我国西北干旱区典型均匀裸土下垫面条件下的空气热储存和垂直平流输送,并分析了空气热储存项和垂直平流输送项对干旱区地表能量不闭合的影响。研究发现:由于干旱区温度梯度大,热力抬升作用较强,即使在均匀下垫面条件下也存在可观的垂直平流输送。在地表能量平衡方程中引入空气热储存项和垂直平流输送项之后,二者对能量不闭合的平均补偿分别达到1.0 W/m2和7.1 W/m2,闭合度分别提高2%和14%,地表能量不平衡残差平均值由26.4 W/m2减小到18.2 W/m2,地表能量闭合度由82%提升到98%,干旱区地表能量平衡有明显改善。     

一次系统性暴雨过程的多普靳雷达资料分析

2005年8月16日～17日,山西省出现大范围强降水天气过程,全省普降中到大雨,太原、阳泉、长治、晋中、忻州、临汾、吕梁、运城的大部分地区降大到暴雨或暴雨。我们利用多普勒雷达对这次过程进行了跟踪观测,并结合闪电定位系统的资料对这次过程进行了分析。结果表明:零速度线在测站近距离两侧弯曲程序不一致是暖平流与大尺度辐合运动的迭加所造成的,低空长时间各种形式的大气辐合运动结构为暴雨产生和维持提供了有利的水汽水平输送和上升运动的条件。     

荒漠戈壁大气总体曳力系数和输送系数观测研究

利用“我国西北干旱区陆一气相互作用观测试验”在甘肃敦煌进行的陆面过程野外试验的观测资料,依据三种不同方法确定了干旱戈壁区动量输送的曳力系数Cd、感热和潜热交换的总体输送系数Ch和Cq。结果表明：尽管这三种方法计算的曳力系数和总体输送系数有一定的差别,但在量级上相当,尤其是Cd和Ch的平均值比较接近。本文还通过对风向的分析,剔除了附近建筑物干扰和来自绿洲湿平流的影响,得到了荒漠戈壁总体输送系数的特征及其与理查孙数的关系。