一次暴雨过程预报的多模式NWP产品与物理参数的综合分析应用

对照常规天气图实况资料,检验几种常用NWP产品对2008年7月5日山东一次强降水过程的形势场预报和降水预报,并对其物理量场进行诊断分析.结果表明,暴雨落区与诸多物理量场的配置紧密相关;暴雨区出现在低层水汽辐合中心移动路径上,位于与水汽通量散度强辐合中心和强上升运动中心接近处;暴雨区移动方向与水汽通量大值中心、△θse(500-850)负值中心长轴方向一致,水汽通量散度低层辐合、高层辐散两者均满足时有利于强降水发生;200 hPa高空辐散的抽吸作用远比仅有低层辐合更有利于上升运动发展;地面强降水区出现在200 hPa强辐散中心所在处.     

2014年4月大气环流和天气分析

2014年4月大气环流特征为,北半球极涡呈单极型分布,中心位于喀拉海北端附近;亚洲大陆东部高压脊强度偏强,导致4月我国气温较常年同期(11.0℃)偏高1.1℃,为1961年同期以来第五高值。东亚大槽强度和位置、南支系统和西北太平洋副热带高压接近常年平均状况。4月全国平均降水量为43.7 mm,比常年同期略偏少。月内,江南南部和华南等地出现短时强降水、雷雨大风等强对流天气;北方地区出现多次沙尘天气过程;此外,部分站次出现极端高温、极端降温事件。     

“7.15”宜昌大暴雨的地形影响特征

湖北地形复杂,受地形影响产生的局地强降水造成的灾害很多。2010年7月15日宜昌地区的强降水是在满足大尺度降水条件下受地形作用加强的局地暴雨。本文利用实况高空、地面、加密自动站、雷达以及LAPS再分析资料对背景场、低层流场、雷达回波等几个方面进行了分析。得出：冷空气南下和副热带高压的加强促进低层风场的调整,在大尺度降水条件下,地形对低层风场的辐合作用触发了局地强降水的发生。此次过程中地形对降水的触发主要有两方面的作用：一方面为地形迎风坡抬升触发作用,另一方面为地形对近地层流场的影响造成的辐合触发。     

梅雨锋暴雨的Doppler雷达观测研究:中尺度对流回波系统的结构和特征

详细分析了１９９１年７月９日发生在江淮地区的一次梅雨锋大暴雨过程,研究了梅雨锋中尺度对流回波系统的形态、结构以及与它相伴随的中尺度天气系统,提出了梅雨锋内弱的低层辐合下暴雨对流回波的中尺度回波增强区（ＭＥＥＲ）概念,并与台湾地区中尺度试验（ＴＡＭＥＸ）中的梅雨锋暴雨研究结果作了比较     

南边界强迫的非线性临界层与副高的形成、维持和振荡

用非线性准地转正压涡度方程模式，在南边界取定常强迫波，采用４种方案模拟了非线性临界层及其上激发的Ｋｅｌｖｉｎ猫眼，以确定热带的定常强迫对副高的形成、维持和振荡的影响。结果表明，南边界定常强迫仍在非线性临界层内激发行星尺度的准定常反气旋的Ｋｅｌｖｉｎ猫眼流场，猫眼的移动、强度和形状变化与夏季副高比较相似．而北边界定常强迫所得结果与夏季副高差异较大。因此，南边界所激发的非线性临界层上的Ｋｅｌｖｉｎ猫眼可能是夏季副高形成、维持和振荡的一种更为重要的新物理机制。文中还提出准定常行星波穿越副热带的非线性临界层的物理机制。     

聚类分析在暴雨预报和环流形势分型中的应用

数值预报投入业务运行以来，高空形势预报具有较高的准确率，要素预报的准确率也在不断提高，对数值预报产品的释用是近年来人们极为关注的问题，作者早用数值预报５００ｈＰａ高度场及降水实况资料，采用聚类分析法，研究暴雨落区预报和我国暴雨环流形势特征，所得结果在暴雨预报业务中有一定参考价值，同时也给出我国暴雨环流型。     

夏季长三角城市群热岛效应及其对大气边界层结构影响的数值模拟

利用WRF/Noah/UCM模拟系统对长三角地区城市群进行了2003—2007年共5个夏季的高分辨率数值模拟,研究了夏季长三角城市群热岛效应及其对大气边界层影响。开展了2组平行的积分试验,控制试验为MODIS遥感资料给出的地表特征分布,敏感性试验将长三角地区的城市表面改为农田类型,其他与控制试验完全相同。两组试验的对比分析表明城市群热岛存在明显的日变化特征,热岛效应白天向上发展较高,夜间地表热岛强度明显增强。城市热岛导致午后城市上空产生强烈的局地上升气流,从而使得低层大气以补偿流的形式向城市辐合,然而在夜间上升运动很微弱。伴随这种热力状况的日变化,大气边界层高度也存在明显的日变化,白天增高,夜间降低。同时,白天城市边界层内风速明显减小,夜间地面风速减小加剧,但夜间边界层顶风速却有所增强。另外,城市化还会导致“城市干岛”现象,且其白天强度大于夜间。     

内蒙古二连盆地砂岩型铀矿目的层赛汉组分段与铀矿化

近年在内蒙古二连盆地赛汉组中找到了可观的砂岩型铀矿资源。关于早白垩世赛汉组的分段没有统一的认识,严重影响了铀矿勘查工作的布置。利用石油、煤炭和核工业部门勘查钻孔岩性、测井曲线、综合编录、地震剖面等资料,结合古气候-颜色变化、沉积序列变化反映的沉积环境,将赛汉组划分为4段。赛汉组一段,主要为一套冲积扇(或扇三角洲)环境下的杂色粗碎屑岩组合。二段为一套凹陷中心灰色、黑色湖沼环境下的泥岩夹褐煤层,凹陷边缘为杂色扇三角洲粗碎屑岩,总体以黑色岩系组合为特征。三段为一套灰色、深灰色含砾粗砂岩、砂岩,侧向联通性较好的灰色岩系组合,形成于辫状河环境。四段为一套红色、黄色泥岩与砂岩互层的红色岩系或组合,沉积于曲流河环境。二连盆地马尼特坳陷中砂岩型铀矿形成于三段中,为侧向氧化成矿作用所致;而乌兰察布坳陷铀矿化定位于四段中,为垂向潜水氧化成矿作用所造成,一段和二段目前还没有找到有价值的铀矿化。     

A Parameterization of Dry Thermals and Shallow Cumuli for Mesoscale Numerical Weather Prediction

For numerical weather prediction models and models resolving deep convection, shallow convective ascents are subgrid processes that are not parameterized by classical local turbulent schemes. The mass flux formulation of convective mixing is now largely accepted as an efficient approach for parameterizing the contribution of larger plumes in convective dry and cloudy boundary layers. We propose a new formulation of the EDMF scheme (for Eddy Diffusivity\Mass Flux) based on a single updraft that improves the representation of dry thermals and shallow convective clouds and conserves a correct representation of stratocumulus in mesoscale models. The definition of entrainment and detrainment in the dry part of the updraft is original, and is specified as proportional to the ratio of buoyancy to vertical velocity. In the cloudy part of the updraft, the classical buoyancy sorting approach is chosen. The main closure of the scheme is based on the mass flux near the surface, which is proportional to the sub-cloud layer convective velocity scale w _*. The link with the prognostic grid-scale cloud content and cloud cover and the projection on the non- conservative variables is processed by the cloud scheme. The validation of this new formulation using large-eddy simulations focused on showing the robustness of the scheme to represent three different boundary layer regimes. For dry convective cases, this parameterization enables a correct representation of the countergradient zone where the mass flux part represents the top entrainment (IHOP case). It can also handle the diurnal cycle of boundary-layer cumulus clouds (EUROCS\ARM) and conserve a realistic evolution of stratocumulus (EUROCS\FIRE).     

A Large-Eddy Simulation and Lagrangian Stochastic Study of Heavy Particle Dispersion in the Convective Boundary Layer

Large-eddy simulation and Lagrangian stochastic dispersion models were used to study heavy particle dispersion in the convective boundary layer (CBL). The effects of various geostrophic winds, particle diameters, and subgrid-scale (SGS) turbulence were investigated. Results showed an obvious depression in the vertical dispersion of heavy particles in the CBL and major vertical stratification in the distribution of particle concentrations, relative to the passive dispersion. Stronger geostrophic winds tended to increase the dispersion of heavy particles in the lower CBL. The SGS turbulence, particularly near the surface, markedly influenced the dispersion of heavy particles in the CBL. For reference, simulations using passive particles were also conducted; these simulation results agreed well with results from previous convective tank experiments and numerical simulations.