基于对象诊断的超强台风“利奇马”(1909)模式强降水预报检验

采用基于对象诊断的检验评估方法(the Method for Object-based Diagnostic Evaluation,MODE)对超强台风“利奇马”过程中ECMWF全球模式与GRAPES-MESO区域模式预报的强降水目标对象进行了分析,发现MODE技术相比于传统点对点的检验方法可以提供更加丰富的模式性能分析信息,将模式的预报能力(是否匹配)与预报偏差(位置偏差、面积偏差等属性)区分分析。研究结果表明:ECMWF全球模式预报的强降水对象与观测匹配度较高,雨带的位置也相对准确;GRAPES-MESO区域模式预报的强降水对象数量和面积存在一定程度的高估,空报情况较多,雨带位置误差较大,与观测对象的匹配度相对较低。此外,ECMWF全球模式预报的强降水对象存在偏北的系统偏差,GRAPES-MESO区域模式预报的强降水对象随预报时效的增加有偏南的趋势,两个模式在较长预报时效下都有偏东的系统偏差。     

基于低频振荡特征的夏季江淮持续性降水延伸期预报方法

本文利用1981~2008年我国南方地区200站逐日降水量、NCEP再分析资料和NCEP气候预报系统 (CFS) 的模式回算数据, 针对降水低频信号, 分析了江淮地区夏季降水的延伸期可预报性, 并选取对江淮持续性强降水有显著影响的东亚环流指数作为预报因子, 以降水20~50天低频分量作为预报量, 进行了针对江淮地区夏季持续性强降水过程的延伸期预报试验。结果表明, 江淮地区夏季降水具有明显的20~50天周期的低频振荡特征。降水的20~50天低频振荡, 尤其是峰谷值位相的变化与实际降水集中期和中断期的交替有较好的关系, 研究20~50天降水低频分量的延伸预报, 对于江淮地区夏季持续性强降水过程的延伸预报有一定的指示意义。本文尝试提出一种基于大气环流低频信号和数值模式预报产品的动力与统计相结合的预报方法, 以期为江淮地区夏季持续性降水过程的延伸期预报提供参考。     

山西省主汛期极端降水变化特征

利用NCAR/NCEP再分析日资料计算了影响山西省区域的季风强度指数,并以山西省1960～2005年逐日降水资料为基础,采用线性趋势分析、小波分析等数理统计方法,分析了46年来山西省主汛期极端降水的变化特征。结果表明:考虑到季风在山西建立和撤退的多年平均日期,山西省的主汛期定为7月上旬到8月中旬更为恰当;山西省大部分地区主汛期降水量均呈下降趋势,但日降水大于30mm和50mm降水量却有所增加,尤以中部地区增多为主;20世纪60年代以来全山西省主汛期小雨日数明显减少;进入21世纪后,山西省主汛期降水虽然在减少,但极端强降水的次数有所增加,主要表现在中部地区大于30mm、大于50mm降水的日数和强度均有增加或增强的趋势。在多暴雨年份,500hPa位势高度异常场上在乌拉尔山附近地区易产生稳定的、强大的高压形势或阻塞形势,贝加尔湖至巴尔咯什湖一带有强低压槽,西太平洋副热带高压加强且北抬西伸,山西处于强低压槽的东南侧与副高西北侧的交汇带,且850hPa风场异常显示华北地区被一致的偏南气流控制,且与蒙古异常气旋南部的异常西风相遇,极有利于山西产生极端强降水。     

浙江两次连阴雨过程及其降水特征异同对比分析

利用NCEP／NCAR1°×1°的分析资料,对比分析了分别发生在2009年和2010年相同季节不同年份的两次连阴雨过程的异同,重点分析它们降水特征和形成原因。结果表明,乌拉尔山和鄂霍次克海高压脊以及它们之间的宽广西风槽稳定维持是该季节连阴雨形成的有利环流背景。垂直上升运动是形成降水的必要动力条件,大气中充足的水汽输送和水汽在降水区的持续性辐合是连阴雨的形成的必要水汽条件。频繁南下的冷空气强迫暖湿空气抬升既直接导致了上升运动,同时也可以触发大气不稳定能量的释放,增强上升运动。连阴雨时期雨量主要集中在冷暖空气长期对峙,强锋区长时间维持的时期。强水汽输送和强水汽辐合在时间和空间上重合并且长时间维持有利于大范围的持续性暴雨天气发生。     

多普勒雷达风场反演技术在西南涡暴雨过程中的应用

利用多普勒天气雷达四维变分同化方法反演了2010和2013年重庆市两次西南涡内的局地强降水不同高度水平风场,分析了易发生局地强降水区域的局地环流特征。结果表明:风场反演能较准确地给出低空急流、低层辐合和局地气旋性涡旋的位置及演变情况,辐合线演变及低空急流的强度和移向对强降水有指示意义;局地气旋性涡旋越深厚,局地强降水的强度和范围越大;不同高度的气旋性涡旋耦合,可能有利于急流的加强和水汽输送。     

基于SWAN产品的短时强降水雷达特征及预警分析

利用SWAN产品和自动站雨量资料,详细对比分析了2010~2012年区域性暴雨中的短时强降水雷达特征,结果表明:(1)短时强降水具有反射率因子大,液态水含量高、回波顶高,强回波厚度大等特征,在每隔6min的SWAN拼图产品中,短时强降水通常满足:3km高度处CAPPI回波≥30dBZ,组合反射率CR中心强度≥40dBZ,VIL>5kg/m2,45dBZ以上的回波中心厚度(H)≥3km,这些参数的变化可以作为短时强降水的预警临近指标。(2)现有SWAN产品中的QPE/QPF产品对未来逐小时的雨量和落区具有一定的预报能力,但QPE产品估测1h累计降水量更接近于实况雨量,在监测到有上述强回波发展时,可通过分析QPE产品和回波特征及预警指标对短时强降水过程进行预报。      

陇东南汛前期2次斜压锋生类短时强降水过程动力特征对比

2019年4月19—20日(简称"4·19")和4月26—27日(简称"4·26")陇东南出现2次区域短时强降水天气过程,利用常规气象观测资料和ERA5再分析资料,通过诊断锋生函数、温度平流、垂直风切变等物理量对2次过程的动力特征进行对比分析。结果表明:(1)2次过程均存在高空冷平流、低层冷暖气流交汇,地面分别有明显的冷锋和冷式切变辐合线,属于斜压锋生类强对流。(2)在同样显著的斜压大气环境条件下,2次过程动力特征存在明显差异,"4·19"过程冷空气较为深厚,中、低层强冷平流驱动低层锋生,对流发生在锋面强迫抬升的动力不稳定条件下,呈现出锋面降水特征;"4·26"过程低层及近地层有冷空气扩散,对流发生在近地层锋生与低空急流共同作用下,由热力不稳定主导,对流性降水特征显著。(3)700 hPa和850 hPa锋生函数可分别定量描述低层和近地层影响系统的时空分布和演变特征,由于近地层触发系统受地形影响难以界定,尤其"4·26"过程低层及近地层冷空气路径复杂,锋生函数可作为近地层触发系统判定的物理量指标。     

2003年与2005年淮河流域强降水过程环流特征的对比分析

利用淮河流域气象中心提供的淮河流域降水量资料和NCEP资料对2003年与2005年夏季强降水过程进行了对比分析.结果表明2003年与2005年强降水过程无论是降水分布还是环流形势都十分相似:(1)强降水中心都位于安徽省西北部(2)2003年与2005年南海夏季风建立时间均偏晚;(3)110~125 °E之间的西南风气流前沿均位于32.5 °N附近(4)在500 hPa高度场上,两个年份强降水过程中,副高脊线、588线北界和584线北界位置基本一致,并且在库页岛附近有阻高存在,日本岛附近均有一较强的低槽维持;(5)120 °E副高脊线与105 °E附近越赤道气流均存在着30 d左右的低频振荡,并且越赤道气流的变化要超前于副高脊线的变化.(6)冷空气活动对副高脊线的变化有着重要的影响(7)高低空耦合情况相似.     

多雷达反演参量联合的短时强降水识别方法研究

借鉴美国ANC(NCAR Auto-Nowcast System)基于模糊逻辑原理的临近预报技术思路,采用SWAN(Severe Weather Automatic Nowcast System)系统中雷达基本产品及其反演产品,研发了多参量联合的短时强降水落区识别算法,重点研究因子选取、误差分析及参数设置。基于历史资料分析结果筛选出1h定量降水预报QPF(Quantity Precipitation Forecast)、雨强RI(Rain Intensity)、垂直累积液态水含量VIL(Vertically Integrated Liquid Water)、回波顶高ET(Echo Top)预报量作为识别因子,并设计出相应的隶属函数。结果表明,多因子联合识别短时强降水算法的CSI(Critical Success Index)指数为0.18,性能高于QPF判别法及仅使用单因子识别的模糊逻辑方法。强降水指数HRI(Heavy RainIndex)阈值设置测试表明,选择合适的HRI阈值有助于发挥算法性能,统计结果表明取0.5～0.6比较合理。同时,较高的空报率是影响算法性能的主要因素,包括地物杂波、因子场定常外推假设、不合适的Z-R关系、局地性强降水以及多种因素的共同作用。     

滦州市一次夏玉米倒伏气象因素简析

通过分析2016年7月19-21日滦州市大风强降水天气过程的相关气象条件,验证了河南省气象科学研究所研究总结的夏玉米不同发育期的倒伏指标适用于当地;并根据该指标,对滦州国家气象观测站1980-2018年6-9月气象资料进行了统计分析,得到不同倒伏等级出现日数和风向的分布规律。结合分布规律,针对播种日期、风向,以及选种、播种方式、种植密度、水肥管理、防治病虫害、采取化控手段等给出了预防倒伏的建议,根据不同生育期发生的不同类型的倒伏给出了相应的补救措施。