“一带一路”沿线国家暴雨灾害特征及服务需求探析

基于2007—2018年国外"一带一路"沿线国家的暴雨灾害案例,根据不同国家的地理位置将其主要分为东南亚、南亚、中亚、西亚/中东、蒙俄、中东欧地区共6个区域,分别从地域和时间两个维度分析了暴雨灾害时空分布特征,其中,重点分析了暴雨灾害高发区的东南亚和南亚地区的气候特征和灾害分布特点。结果表明:东南亚地区中印度尼西亚是暴雨灾害最多的国家,灾害大致呈"双峰"型年际分布,7月—次年1月灾害次数较多,尤其1月为全年最多;南亚地区中印度是暴雨灾害最多的国家,近年来灾害大致呈逐渐减少的趋势,5—9月是灾害高发期,尤其7月为全年最多。此外,从社会经济状况和防灾减灾能力等方面探析暴雨灾害气象服务需求,需进一步深化与东南亚和南亚等地区的交流合作,开展跨国和跨区域的防灾减灾基础研究,探索暴雨灾害孕育机理,以提升暴雨灾害风险应对策略。     

Q矢量的改进与完善

在完全考虑非绝热加热项潜热作用的前提下，从原始方程出发，推导出改进后的湿Q矢量(以下记为Q^M)的表达式以及用其散度作强迫项的ω方程，并结合一次梅雨锋暴雨天气过程将改进前、后的湿Q矢量诊断能力进行比较，结果发现：(1)改进后的湿Q矢量对同时刻的地面降水的反映能力较原湿Q矢量(Q^*)有显著的提高。(2)在整个梅雨锋暴雨过程中，600hPa高度上的改进后的湿Q矢量散度辐合场的辐合强度及其辐合中心的位置对同时刻的地面实际降水的强度及雨区位置都有非常好的指示作用。     

两个不同季节台风引发广西特大暴雨的水汽和螺旋度对比分析

利用CMA热带气旋最佳路径数据、NCEP/NCAR再分析资料、广西区域自动气象站观测资料以及中国气象科学数据共享服务网提供的降水资料,对引发广西特大暴雨的深秋台风“海燕”(1330) 和盛夏台风“威马逊”(1409) 进行对比分析,结果表明:深秋季台风“海燕”特大暴雨中冷空气作用明显,而夏季台风“威马逊”则受西南季风影响较大。由于西南季风的作用,“威马逊”影响广西期间其水汽输送比“海燕”强,“海燕”则完全靠台风本身的水汽输送;而动力条件上,“海燕”则较“威马逊”强,表现为相对风暴螺旋度最大正值中心比“威马逊”大,同时广西上空的水汽辐合层厚度也比“威马逊”要厚得多。广西的降雨开始于东边界水汽输入达到最大值之后开始减小、南边界由水汽输出转为水汽输入且开始出现明显突增现象时,而最强降雨时段则发生在南边界水汽输入达到峰值的前后。相对风暴螺旋度正值中心与强降雨落区有很好的对应关系,并且有至少6 h的提前量,因此,相对风暴螺旋度在台风暴雨预报中可作为一个重要的参考因子。      

高速公路路面干湿状态判别及积水模型应用研究

为了探明公路路面积水(积雪)过程和干湿状况的变化及其气象因子的影响,以江苏省金坛试验基地试验路段的道路气象数据作为模型输入数据,利用改进的Sass道路积水物理模型对3次降雨(雪)过程中的道路积水量进行模拟,通过对模型模拟结果的分级和与仪器记录、人工观测结果的对比,验证模型模拟路面状况的准确性,并探讨了气象因子对路面积水量的影响。研究结果表明:(1) 改进的Sass模型可用于对道路干湿状况的模拟,且准确性较高,可推广到高速公路路面状况的实时监测和预报;(2) 排水过程中,径流和蒸发在不同时期对排水量的贡献率差异较大,从总量上讲,径流对排水起了主要作用;(3) 气象因子对道路积水的影响主要体现在降水量直接影响道路积水,而其他气象因子则通过对蒸发量的影响来间接影响积水量。      

暴雨区的能量积聚和释放

从第二类有限区域湿有效能量收支方程出发，计算方程主要几项的数值，分析广东省三次暴雨的能量积聚和释放。结果表明：暴雨区及其临近地区在暴雨过程之前、暴雨中期和暴雨之后，不但各项的数值有很大差异，而且各项所起的作用也明显不同。     

“云娜”台风影响的商城特大暴雨过程分析

利用常规资料、天气图、物理量诊断分析等资料,对“云娜”登陆后的特征及其对商城造成特大暴雨的天气过程进行了分析,结果表明:强大深厚的台风低压是主要影响系统;华北地区弱冷空气侵入台风倒槽是主要原因;地形对降水起增幅作用;水汽通量和垂直速度中心与特大暴雨落区一致,对特大暴雨具有指示意义。     

短期暴雨的前期特征和预报实践

打破季节和月份的限制，将所有的暴雨作为研究对象，运用自组织理论总结归纳出一套自成体系的统一的关于短期暴雨预报的前期环流特征和判据。在预报业务上，作者成功地建立三个精确到点的高质量的短期暴雨预报方法。     

2006年广东汛期大气环流场的低频特征

利用2006年NCEP/NCAR再分析资料和广东省86个测站的逐日降水资料,分析了广东汛期降水的大气环流低频特征.结果表明,华南汛期的降水主要有7～20天和60天左右的周期振荡,广东汛期的明显降水过程主要出现在60天左右低频振荡的正位相中,当7～20天振荡与60天左右的低频振荡正位相同相叠加时,广东降水明显增强.前汛期...     

雷达资料在云南一次强降水过程中的三维变分同化试验

鉴于云南观测信息相对不足、局地强降水突出的现状,利用WRF(Weather Research and Forecasting)模式及其变分同化系统进行雷达反射率因子和反演风场的三维变分同化试验。通过对2012年9月12日00:00—13日00:00发生在云南的一次强降水过程进行数值模拟和对比分析,结果表明,同时同化雷达反演风场和基本反射率因子,对区域模式同化系统中风矢量、相对湿度、位势高度几个基本分析量都有明显影响。雷达资料的同化,有利于区域模式初始场中强降水区域的上游中低层空气湿度增加、水汽输送增强和强降水发生区域的风场辐合加强,从而改善区域模式对强降水落区、强度的预报质量。对于切变线等天气尺度系统影响下的强降水过程,雷达资料的同化持续时间选取3 h、同化间隔为1 h较适宜。另外,雷达反演风场和基本反射率因子的同化均对降水预报改善有明显贡献,且多种资料的同化效果好于单一资料同化。     

雷达反演水汽在华南前汛期短时临近降水预报应用试验

为了改善数值预报模式短时临近降水预报能力,采用雷达水汽反演同化方案来提高模式初始水汽场质量。以华南精细预报模式对2013年5月进行了冷启动、热启动和热启动加雷达水汽同化等3个对比试验,并进一步详细分析2013年5月8—9日广东西南部到珠三角地区强降雨过程,探讨雷达反演水汽对短时临近降水预报的影响作用。分析结果显示3个试验结果反映精细模式冷启动不利于1~6 h的降水预报,模式热启动能较好预报前6 h的降水,但对随后预报效果不佳。在热启动的基础上,考虑同化雷达反演的水汽后,不仅较好模拟前6 h的降水,也可以预报出6~12 h的降雨带变化趋势。