A comparison of cumulus parameterization schemes in a numerical weather prediction model for a monsoon rainfall event

In order to evaluate cumulus parameterization (CP) schemes for hydrological applications, the Pennsylvania State University–National Center for Atmospheric Research's fifth‐generation mesoscale model (MM5) was used to simulate a summer monsoon in east China. The performances of five CP schemes (Anthes–Kuo, Betts–Miller, Fritsch–Chappell, Kain–Fritsch, and Grell) were evaluated in terms of their ability to simulate amount of rainfall during the heavy, moderate, and light phases of the event. The Grell scheme was found to be the most robust, performing well at all rainfall intensity and spatial scales. The Betts–Miller scheme also performed well, particularly at larger scales, but its assumptions may make it inapplicable to non‐tropical environments and at smaller scales. The Kain–Fritsch scheme was the best at simulating moderate rainfall rates, and was found to be superior to the Fritsch–Chappell scheme on which it was based. The Anthes–Kuo scheme was found to underpredict precipitation consistently at the mesoscale. Simulation performance was found to improve when schemes that included downdrafts were used in conjunction with schemes that did not include downdrafts. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

2021年夏季我国气候异常特征及成因分析

2021年夏季我国天气气候异常特征突出,极端天气气候事件多,东部主要多雨区在我国北方,降水的季节内变化显著,华南前汛期开始偏晚、江淮流域梅雨和华北雨季开始偏早.东亚大气环流季节内变化对降水异常的空间分布影响较大.6月,东北冷涡活动频繁,导致东北及邻近区域降水异常偏多,黑龙江、嫩江流域发生严重汛情;东北冷涡的异常活跃可能...     

新疆博罗科努地区典型铜(钼)金矿床特征及成矿条件分析

新疆博罗科努地区是西天山重要金、铜、钼矿成矿远景区。斑岩型铜(钼)矿床、斑岩型金矿床、矽卡岩型铜矿床、火山岩型金矿床等几种典型矿床在该地区均有不同程度发现,并与中酸性岩体有着密切联系。通过对该区莱历斯高尔铜钼矿、哈勒尕提铜矿、肯登高尔铜钼矿、查汉萨拉金矿、塔吾尔别克金矿、阿希金矿等典型矿床特征总结,对其成矿条件进行分析,建立了博罗科努地区典型铜钼金区域成矿模式,为该地区铜、钼、金矿成矿理论研究和找矿勘查工作提供基础资料。     

基于PMIP3和CMIP5模拟结果的过去千年特征时段北极涛动的变率特征及成因分析

利用参与第三次古气候模式评估比较计划（Paleoclimate Modelling Intercomparison Project Phase III,PMIP3）过去千年气候模拟试验以及参与第五次耦合模式评估比较计划（Paleoclimate Model Intercomparison Project Phase 5,CMIP5）全强迫历史情景试验的9个地球系统模式模拟试验结果,对过去千年3个特征时段（中世纪气候异常期、小冰期和现代暖期）北极涛动（Arctic Oscillation, AO）的变率及成因进行了分析。通过与NCEP再分析资料的对比发现,模式能够较好地模拟出AO的空间模态及年际变化周期,且大部分模式能够模拟出过去50年AO的增强趋势。过去千年3个特征时段中,不同模式对中世纪气候异常期AO位相的模拟并不一致,但大部分模式显示小冰期AO基本呈现负位相,而现代暖期则表现为显著的正位相,与重建结果一致。基于多模式集合平均的机制分析表明,中世纪气候异常期北极地区海平面气压变化不显著,小冰期北极地区海平面气压显著偏正,现代暖期海平面气压显著偏负,这与现代暖期北极温度偏高而小冰期北极温度偏低有关。过去千年中,小冰期和现代暖期的AO变率分别受自然外强迫和人为外强迫的影响。     

上海梅汛期强降水的低频特征及延伸期预报

利用2007-2013年NCEP/NCAR的700 hPa经、纬向风场及水汽场逐日再分析资料和上海市11站逐日降水资料。进行周期分析,提取低频信息,并利用向量场的经验正交函数方法进行分型。结果表明：上海地区梅汛期降水存在30-50 d的显著周期。强降水发生期,低频系统存在4个主要聚集区。贝加尔湖以西至河套地区存在并维持低频反气旋、鄂霍次克海附近多为低频气旋,这两地是中高纬冷空气的主要活动区域;孟加拉湾附近的低频反气旋及热带洋面的低频气旋是水汽的两大源地。这些区域的显著低频系统的生消是延伸预报的主要依据。上海入梅首场强降水发生前,多为偏北气流控制。南北低频气流辐合区向北移动至30°N附近,上海地区梅汛期强降水发生。低频风场及水汽场的北传与梅雨带的移动有较好的对应,当低纬低频水汽稳定北传至30°N附近时,江南北部入梅,随后偏南水汽或继续北进或滞留,对应梅雨带的持续北抬或间歇性停滞。低频经向风及水汽输送的特征是梅汛期延伸期强降水的前兆信号。跟踪监测低频偏南气流的北传进程有助于预报入梅强降水过程。     

前兆台网服务器更换升级的典型问题分析

前兆台网服务器是前兆台网技术系统的核心设备,所以服务器的安装配置显得尤为重要,特别是在更换服务器后如何能更快更完整地完成整套系统的安装配置更是系统维护人员都要面临的问题。对在更换升级过程中遇到的问题进行了详细分析,解决了很多困扰系统维护人员的实际问题。     

南京雷与雨相互关系分析

根据南京气象观测站1951—2007年57 a雷暴日及降雨记录资料,分析了干雷、湿雷和雨中有雷比率的变化特征,得出:57 a来湿雷明显多于干雷,干、湿雷日气候倾向率都为负值,趋势减少,但湿雷减少更为明显;干、湿雷都是夏季最多,冬季最少;南京市从历年某天发生湿雷的概率得:历史上任意一天湿雷发生概率超过0.2的日期都集中在7、8月,其中南京发生湿雷最高概率在7月20日,与本省苏南和苏中各市基本一致,比苏北发生湿雷概率最高日期早5~6 d。南京雨中有雷比率主要分布在0.12~0.25之间,平均为0.19;雨中有雷的比率呈逐年缓慢下降趋势,但近几年出现雷暴的比率略有增多;各月雨中有雷比率呈单峰型,夏季比率较其他季节大。结合1961—2007年梅雨期资料,统计得出历年梅雨期有雷比率分布区间广,为0~0.9,梅雨期有雷平均比率为0.26,虽比全年雨中有雷的平均比率(0.19)还高些,但比梅雨所在的6—7月雨中有雷平均比率(0.39)低得多。分析还发现雷与不同级别降水关系有差异,与小雨呈负相关,而与中雨、大雨和暴雨呈正相关,与暴雨的相关性最好,6—8月大雨和暴雨中有雷的比率高达0.62~0.74。     

南京梅雨特征量统计分析及其对区域性增暖的响应

根据南京整编的1961—2010年梅雨资料,运用Pearson相关法、M-K检验法、Morlet小波分析等方法对南京入梅日、出梅日、梅长、梅雨量和梅雨强度5个梅雨特征量分析其变化特征和其相互关系,以及梅雨特征量对区域性增暖的响应。结果发现:(1)近50 a南京梅雨各特征量年际差异明显,其中仅梅雨量存在显著增加趋势,其余特征量存在年代际差异。(2)近50 a南京梅雨各特征量均没有出现显著突变现象,变化都比较连续。(3)近50 a南京地区梅雨各特征量存在多尺度和局地性特征,并且各特征量的显著周期均包含在2～5 a和6～8 a的短周期内。(4)梅雨各特征量中,梅长与出梅日的关系比其与入梅日的关系更密切,梅雨量与梅长的相关程度大于其与入、出梅的相关程度,而梅雨强度和梅雨量变化接近一致。(5)在南京地区显著增暖的背景下,南京地区入梅日为正响应(正相关),而出梅日、梅长、梅雨量和梅雨强度是负响应(负相关);梅雨各特征量对春季平均气温增暖的响应比其对年平均气温增暖的响应明显。     

北亚洲大陆冬季地表感热通量对我国江淮梅雨的影响

利用1979—2008年NCEPⅡ月平均地表感热通量再分析资料、江苏省气象台整编的江淮出入梅日期和全国753个测站逐日降水资料,分析了亚洲北部(60°～135°E,32°～75°N,简称北亚洲)大陆冬季地表感热通量对我国江淮梅雨的影响及其可能机制。结果表明,北亚洲大陆地表在冬季总体为感热冷源,对大气起到强冷却作用。通过定义WSH指数来表征北亚洲大陆冬季地表感热冷源的强度,该指数值越小,冷源越强;反之,冷源越弱。当冬季北亚洲大陆地表感热冷源偏强时,夏季梅雨锋北侧的冷空气强度大范围加强,东北冷涡增强,且冷空气向南输送增强;7月高空副热带西风急流位置偏南,南亚高压呈青藏高压型;江淮流域上升运动增强,且该流域上空高层变干、低层变湿,大气层结的不稳定度增加,对流活动增强,有利于梅雨降水,出梅偏晚。冬季地表感热冷源偏弱时,情况则相反。因此,冬季北亚洲大陆地表感热通量的异常对汛期江淮梅雨的预测具有一定的指示意义。     

斜压Ertel-Rossby不变量在梅雨锋降水过程中的研究与应用

绝热无摩擦下,位涡(PV)的守恒性、不可渗透性和可反演性使之非常广泛地应用在中高纬度天气学诊断分析中,但由于其本身不包含力管项,无法描述强烈天气的快速流形等局限性,因此分析了Zdunkowski and Bott(2003)提出的斜压Ertrl-Rossby不变量(ERI),结果表明,绝热无摩擦条件下的ERI在其表达式中就已经明确地包含了螺旋度和PV的表达式,同时也涵盖了斜压大气中的力管项效应,可以描述快速流形的天气系统,具有PV所不能取代的优点,这使得它具有非常广泛的潜在应用价值。在此基础上,还利用ERI诊断了2003年7月3～6日的一次梅雨降水过程,结果表明,ERI完整地刻画了这次降水带南移及降水强度变化的特点,随着24h累积降水带的移动,ERI低值区也随之移动,二者吻合非常好。和PV相比,ERI对降水落区及强度变化的诊断能力更强。