集合预报最优ETKF初始扰动方法设计及其在暴雨中的应用

为改进集合转换卡尔曼滤波方法(Ensemble Transform Kalman Filter,ETKF)在初始扰动中离散度偏小的问题,考虑引入物理不确定性。使用初始时刻离散度检验两种ETKF初始扰动方案改进的程度,通过动力和水汽条件分析探求改进机制。利用WRF模式构建更新预报系统,选取2014年5月一次暴雨个例进行集合降水预报试验,通过ETKF方法设计两种不同的初始扰动方案。结果表明:在分析循环中引入多物理扰动的初始扰动方案(multi)相比单一物理过程的初始扰动方案(mono)在初始时刻离散度和模拟动力水汽条件以及降水评分上均有较大改进。初始扰动中multi的离散度相比mono整体更优,显然添加了多物理扰动方案的试验对结果有改进作用;在对两种方案的机理分析中,multi对于降水位置的明显改善主要取决于散度及水汽通量散度模拟能力的提高;在离散度分析中,multi方案在强对流区域的改进效果比在整个区域中的更好,而对各变量的离散度和均方根误差之比相当,说明集合预报系统的合理性;对各量级预报结果评分显示,multi方案均呈现较好表现能力。     

郑州CINRAD风暴追踪产品误差统计分析

利用2009—2016年5—9月郑州新一代天气雷达资料,对5615个单体回波按不同预报时效、不同生命史和不同类型强对流的风暴追踪信息产品进行统计,较系统地分析了单体回波的距离误差和方向误差,探讨了实况与预报的偏差方向。结果表明:30和60 min距离误差分别为9. 3和16. 9 km,方向误差变化不大,随着预报时效的延长,距离误差增大;生命史≤1h、1～2 h和超过2 h的30 min预报平均距离误差分别为9. 8、8. 8和7.7 km,方向误差分别为25. 2°、25. 7°和22.8°;生命史在1～2 h和超过2 h的60 min预报平均距离误差分别为17. 3和15. 9 km,方向误差为24. 4°和22. 7°,随着单体生命史的延长,方向和距离误差呈减小趋势;西北气流型、西南气流型两种类型单体回波和整体误差一致,两种类型回波单体30和60 min方向和距离误差基本相当;不同类型、不同预报时效统计均为实况偏于预报路径右侧的次数多于偏左的次数,30和60 min偏右比例分别为57. 5%和55.6%。     

1971—2020年辽宁龙卷的气候特征及环境条件分析

为了解辽宁龙卷气候特征,基于《中国气象灾害大典》《中国气象灾害年鉴》和其他相关资料,根据“改进藤田分级”龙卷级别分类标准,对1971—2020年辽宁龙卷进行强度分类和时空分布特征统计,并对比我国辽宁与美国龙卷高发区环境背景差异,分析辽宁龙卷典型的环流形势、物理量特征。得到以下主要结论:1971—2020年辽宁地区共记录到97个龙卷日发生龙卷105次,年均为2.1次,年平均龙卷生成密度为1.4×10^-5个·km^-2,约为美国的1/10。EF2及以上级别强龙卷共记录到17次,年均出现0.3次。95%的龙卷出现在5—9月,67%出现在14—19时。EF2及以上级别强龙卷主要分布在辽宁中部以西地区,东南沿海地区多为弱龙卷,辽宁西北部龙卷季明显早于东南部。对流有效位能和中低层风切变随季节呈反相位变化,两者的合适配置是龙卷等强对流天气产生的前提条件。低层风暴相对螺旋度偏小是我国辽宁较美国龙卷高发区龙卷密度明显偏小的主要原因。辽宁87%的龙卷与冷涡相关,分为低层锋生主导的冷涡底部短波槽和冷涡前部型(65%)、中高空干冷气流主导的冷涡后部型(12%)以及强热...     

强降雹超级单体风暴湍流结构的双偏振回波特征分析

对流风暴通过湍流实现动量的传输,因此深入认识强对流风暴湍流结构的回波特征具有重要意义。本文关注5 m·s^-1以上的速度谱宽,对比分析了两次具有不同中气旋强度的强降雹超级单体风暴的湍流强度,揭示了气流结构和湍流增强的关系。结果表明：(1)强降雹超级单体在强上升气流区可存在中等或以上强度的湍流,阵风锋触发的超级单体在入流路径上也出现中等强度的谱宽,指示了较强湍流存在的可能。(2)超级单体内部湍流较强的地方在速度大切变区,通常速度切变强度较大的区域具有较强湍流,具有中等强度中气旋的超级单体最大谱宽约10 m·s^-1,差分反射率因子Z_DR在1 dB之内,回波强度超过35 dBZ,差分相移率K_DP较大;具有强中气旋的超级单体强湍流区主要位于Z_DR柱上部正负速度交会处,在中气旋附近谱宽高达16.5 m·s^-1,靠近强回波核心一侧含有较多过冷水,相关系数(Correla‐tion Coefficient,CC)在0.96左右,K_DP较大,另一侧回波...     

泰山CD与济南SA天气雷达探测强冰雹风暴参数对比分析

利用泰山CD雷达和济南SA雷达探测资料,对2016年6月13—14日和9月11日4个长寿命强冰雹风暴参数进行了对比分析。结果表明,4个强冰雹风暴成熟阶段济南SA雷达探测到的DBZM值都在60 dBZ以上,C-VIL值基本在50 kg·m-2以上,TOP值基本在9 km以上, 0613平阴风暴和0614章丘风暴不仅持续时间相差不多,而且DBZM、C-VIL、TOP值基本相近,DBZM基本在 64 dBZ以上,最大达到70 dBZ,C-VIL基本在60 kg·m-2以上,最大在80 kg·m-2左右,TOP值基本在10～5 km以上;SA雷达和CD雷达监测到的风暴参数有明显差异,SA雷达观测到的强风暴DBZM、C-VIL和TOP值明显大于CD雷达观测到的值,特别是DBZM和C-VIL在风暴强盛阶段差异更加明显,风暴强盛阶段, SA和CD雷达观测到的0613阳谷风暴、0613平阴风暴、0614章丘风暴和0911高青风暴的DBZM平均差值分别为10 dBZ、10 dBZ、9 dBZ和7 dBZ,C-VIL平均差值分别为30 kg·m-2、28 kg·m-2、29 kg·m-2和28 kg·m-2。造成强风暴参数差异性的主要因素是大的粒子或者强降雨对CD雷达电磁波强烈衰减,同时泰山CD雷达的地理环境和观测模式也是原因之一。     

四川一次超级单体风暴的多普勒雷达观测分析

利用常规天气资料和多普勒天气雷达等资料对2015年7月27日发生在四川资阳的一次伴随冰雹大风的超级单体进行综合分析。结果表明:(1)该超级单体具有较大的CAPE值,适宜的0℃层和-20℃层高度,有利于雹粒的增长,为大暴雨和冰雹提供了不稳定能量。(2)此次风暴具有超级单体风暴的典型特征,在雷达反射率因子上,中低层有“钩状回波”、弱回波区、三体散射长钉,中高层有回波悬垂现象,速度图上是气旋式流场,后发展为中气旋,中气旋首先出现在中低层,随后向上向下发展。(3)垂直累计液态水含量(VIL)在发生冰雹前会有一个跃增变化,在30分钟内从5kg/m2跃增到75kg/m2,VIL跃增变化提前冰雹发生,对冰雹具有警示作用。(4)三体散射长钉是预示冰雹的一个重要特征,此次风暴的三体散射出现在高度5~10km,只在2个体扫时间内出现过。      

南华北晚石炭世风暴事件及其对聚煤作用的影响

应用煤地质学和沉积学相结合的理论和方法，揭示了南华北晚石炭世地层中存在的异地煤。根据煤层顶、底板和煤层本身的特征以及煤层在区域上分布的特点，可以看出，这些异地煤的形成，是由于热带－亚热带频繁的风暴作用侵蚀滨海泥炭沼泽的结果。强烈的风暴作用，不仅通过风暴上升流侵蚀改造泥炭层，而且还通过风暴回流将部分泥炭物质搬运到浅海环境再沉积，从而在泥炭沼泽内和浅海海底两种场所形成两种不同类型的异地煤。     

低能海岸的垂直层序和风暴沉积

我国淤泥质海岸由微型和小型层序构成。微型层序主要是潮汐作用形成的,小型层序由粗、细粒单层构成,其中粗粒单层形成于风暴时期,细粒单层形成于平静天气。小型层序系完整的风暴层序。在游泥质海岸层序中风暴沉积的厚度超过非风暴沉积,且排列有序。低潮坪沉积物粗,向陆向海变细,从而构成中间粗、两端细的淤泥质海岸典型垂直层序。随着条件和因素的变化,典型垂直层序可以产生若干变异,识别出三种变异层序。     

介壳岩的形成和生物埋藏反馈作用

某些介壳岩形成很快,另一些则需较长的时间.而形成介壳岩、介壳层和生物碎屑灰岩的介壳可以是原地堆积,也可以是外来的.它们可以堆积在海底之上或其下,经历简单的或多次的埋藏事件,依据介壳和沉积物堆积速率的关系,S.M.Kidwell曾于1986年提出4种成因类型.埋藏反馈作用主要研究活着的生物和死的生物遗体之间的相互关系,尤其强调死的生物组合对活着生物组合的影响.对于介壳岩的形成十分重要。     

平果地区孤立碳酸盐台地风暴特征及展布规律

广西平果地区二叠纪,早三叠世发育了众多的孤立碳酸盐台地。孤立碳酸盐台地内的风暴岩至少可分出三类。Ⅰ类由下亚段粒序层和上亚段具叶状藻灰泥岩或具遗迹化石灰泥岩组成,形成在高能风暴流条件下.Ⅱ类由下亚段粒序层,中亚段纹层段和上亚段灰泥岩组成,其形成水能较Ⅰ类弱.Ⅲ类由具定向生物化石的泥粒岩组成,它是风暴流到达台地边缘后产生的回流形成的。不同类型风暴岩形成于不同环境。孤立碳酸岩台地上的风暴岩与开阔陆架风暴岩有一定差别.