一次华北暴雨过程的数值模拟及水汽螺旋度和水汽涡度收支应用分析

运用WRF模式对2009年8月发生在华北地区的一次暴雨过程进行了数值模拟,按照性质的不同对模拟降水进行了研究,还进行了湿度场试验,最后利用模式输出结果对水汽螺旋度和水汽涡度收支进行了诊断分析。结果表明,数值模式比较合理地再现了本次暴雨天气过程。显式降水在模拟的总降水量中占了很大的比重,但是在暴雨爆发初期,积云降水起了重要作用。对流层中层的水汽饱和程度对模拟降水性质及降水量大小有重要影响,显式降水一般发生在空气饱和程度较高的区域,而位势不稳定则是诱发积云降水的主要原因。对流层中低层水汽螺旋度的强度变化在一定程度上代表了降水系统的强弱变化,其高值区与强降水落区在出现的时间和空间上都存在较好的一致性。水汽涡度收支对于水汽涡度及水汽螺旋度的变化具有很好的指示意义,可以作为预报降水的一个动力指标。     

夏、秋积云的雷达回波和降水特征及其估算

利用湖南1979—1988年夏秋外场观测的资料，分析了积云雷达回波和降水的特征，建立了用雷达回波参数估算单站积云降水量、水层厚、总降水量和雨强的回归关系式，并用湖南积云降水资料和广东积云降水资料进行了检验。结果表明:这种估算积云降水的方法对我国南方的广大地区有一定实用性。     

西太平洋热带海域秋冬积云对流输送的初步研究

本文建立以考虑云侧边夹卷效应和微物理过程的一维半暖积云模式为基础的积云输送模式,并利用此模式和实测雷达资料,导出了计算西太平洋热带海域积云群体输送公式,对此进行了实际计算,还讨论了积云群体输送对大气状态的影响。     

新型冷云催化剂IS—5经济效益的综合分析

本根据冷云催化剂IS－5的成冰效率高、用量少、速效和其它特点，以及内蒙古1989年3个地区广泛采用实际情况，从3个方面分析其效益。（1）催化剂本身成栈由于节约飞行时间带来的效益。使用IS－5催化剂后，每个作业区所用的AgI量相对减少，由此可节约8．45万元。因IS－5催化剂较Agl水溶胶重量轻，一次飞行可携带多区作业所需的催化剂，这样可节约飞行费27万元。（2）在内蒙古地区人工增雨作业均增加总降水量的21％。过去每年累计收益为2335万元，使用IS－5催化剂后，由于一次多区作业，效益提高到5813万元，增加效益3478万元。中、西、东部3个地区投入总经费每年按165万元计算，则投入与收益比从1：14．15变为1：35．23。（3）用Simpson模式计算了用IS－5催化积云后对可播度的改善和增雨的潜在效益。对于中积云、浓积云和积雨云，催化后云顶高度基本上是随着云泡半径的增大而增大的，使IS－5催化的云顶高度比用AgI催化的去顶高度高。同样，当积云半径较小时，可播度较小；而当积云半径较大时，可播度就比较大。无论半径小的积云还是半径大的积云，用IS－5的可播度一般都比用Agl的可播度大，平均 约相差3、4倍。对于浓积云和积雨云用Holle公式计算得出用IS－5比用Agl多增加雨量的效益分别为9564．1元和7．23万元。呼和浩特地区每年6、7、8月积云的可播日分别为6、8、8天，积状云有较大的增雨潜力，若对夏季浓积云和积雨云都进行催,则使用IS－5比用Agl增加的效益分别为21．1万元和158．9万元。     

一个适合青藏高原地区的修改了的郭型积云参数化方案

本文利用复杂地形条件下的有限区域模式和1979年6－7月的FGGEⅢb级资料，首先检验的原修改了的郭型积云参数化方案（下称原方案）在青藏高原地区的预报效果。然后根据其存在的问题，结合该地区积云活动的特点，应用修改了的Kirshnamurti多元回归方法，考虑中尺度水汽辐合，由该地区的散度、层结稳定度拟合了增湿系数b和中尺度水汽辐合参数η（下称新方案）。最后用新方案作了9例24小时预报和诊断分析。结果表明：原方案在高原地区的降水预报明显偏大；而新方案改进了高原和我国东部地区的降水及形势场的预报。同时，高原地区的增湿系数b和对流加热、增湿垂直廓线也更为合理。     

积云中硫酸盐形成机制的研究

本文在参数化云物理模式与化学模式的基础上讨论了积云降水过程中,云内硫酸盐形成的各种反应机制的相对重要性。计算结果表明:在反应的初始降段,(SIV)的H_2O_2液相氧化的氧化速率最大,即对云内硫酸盐形成的贡献为最大。随着反应的进行,其氧化速率很快减小,S(IV)的O_3液相氧化成为硫酸盐形成的最重要的来源。S(IV)的Fe~(3+)、Mn~(2+)催化氧化及SO_2的气相反应的贡献相对来说比较小。计算结果表明:在积云降水过程中,液相反应对云内硫酸盐形成的重要性大于气相反应。     

热带天气尺度系统中深厚积云对流和低层耦合之间的相位滞后

文章论述了在天气尺度系统中深积云对流和低层辐合之间的相位滞后的起源。众所周知从１９７４年以来已研究过几个可能的原因：１）加热场的传播；２）β效应；３）基本气流的垂直切变；４）热源的垂直倾斜。研究发现最后一个因素是相位滞后的原因。热源垂直倾斜的出现是天气系统内的中尺度对流系统传播和演变的结果。在其演变过程中，垂直加热廓线的变化导致了加热场的倾斜。     

盛夏南海北部台风和热带低压登陆前、后的对比分析

盛夏南海北部台风与热带低压登陆前、后对比诊断分析表明，影响这两类热带低值系统发展的物理因子和过程为：涡度平流作用对二者在海上发展都不利；有利的大尺度环境流场造成的气旋性辐合、气压场作功以及积云对流活动造成的涡度、扰动动能、热量的积累是台风，低压发展的基本因子；台风发展以斜压转换过程明显，热带低压发展以正压转换过程为主。