一次局地大暴雨过程的数值模拟和诊断分析

采用中尺度数值模式MM5(V3)对2002年8月15-16日发生在江苏启东附近的一次局地大暴雨过程进行了数值模拟,较好地模拟出了本次过程的暴雨中心落区和降水量,以及相关的中尺度系统的发生、发展过程.探讨了中尺度涡旋、局地环流对这次暴雨过程的影响,结果表明,中尺度涡旋对暴雨的发生起了至关重要的作用,局地环流的存在,也有利于降水的发生.     

集合动力因子对登陆台风“莫拉克”(0908)暴雨 落区的诊断与预报研究

“莫拉克”是2009年登陆我国热带气旋中影响范围最广、造成损失最大的台风.“莫拉克”带来的强降水导致台湾南部发生50年来最严重的水灾,福建、浙江等省的部分站点过程雨量超过50年一遇.因此,在台风暴雨(强降水)预报中,能否准确把握其落区就显得尤为重要.本文首先利用中尺度非静力数值模式WRF对台风“莫拉克”进行高分辨率数值模拟(三层嵌套,最高分辨率为2 km).模式较好地再现了台风中心的移动路径、强度;模拟的降水分布区域与实况也较为相符.利用再分析资料及模拟的高分辨率资料对暴雨成因进行诊断分析,表明造成此次强降水过程的水汽主要由西南季风输送,并且垂直运动旺盛,贯穿整个对流层.根据集合动力因子预报方法,运用广义湿位温、对流涡度矢量垂直分量及水汽散度通量对暴雨落区进行了诊断和预报,发现广义湿位温等值线的“漏斗状”区域与暴雨落区对应关系显著;基于NCEP-GFS每日四次的预报场资料,利用对流涡度矢量和水汽散度通量做出的降水落区预报表明,二者对降水落区均有一定的指示意义.强降水主要位于对流层中低层对流涡度矢量垂直积分量的梯度大值区附近,其时间演变与观测降水的演变具有相当高的一致性;水汽通量散度抓住了垂直运动和水汽散度这两个引发暴雨的关键因子,对降水的发生范围和强降水极值中心的判断更为准确.这三个动力因子都可以为“莫拉克”台风暴雨(强降水)落区提供信号,对台风暴雨落区具有一定的诊断和预报意义.     

2002年夏季河南省冰雹回波特征

利用2002年夏季雷达观测到的雹云回波资料，分析了雹云在成熟阶段时在雷达回波上表现出的不同特征及对应的冰雹落区，结果表明，“V”形缺口回波顶端、指状回波及其指根处、钩状回波钩部对应地面冰雹落区。     

山东省初秋一次大范围强对流过程落区和抬升触发机制分析

利用常规观测、加密自动站、多普勒天气雷达、风廓线雷达及NCEP再分析资料,对2016年9月11日山东省初秋大范围强对流天气的落区和抬升触发机制进行了分析。结果表明:受高空槽影响,有、无对流区上空大气层结均不稳定,大的对流有效位能(CAPE)与小的对流抑制能量(CIN)环境条件下,强对流云团呈现"遍地开花型",抬升触发成为强对流发生的关键因素。地面辐合线、干线、海风锋、冷池出流是主要的抬升触发系统。由于对流抑制小,抬升强迫一般不需要太强,不同区域雷暴的抬升机制不同,鲁西北地区强对流天气由地面辐合线抬升触发,山东半岛地区的对流是由海风锋与冷锋共同触发,而鲁中地区强对流则由老的雷暴的冷池前沿阵风锋抬升触发,鲁东南地区的对流是由干线与地面辐合线共同作用造成的。辐合线抬升强迫的大小很重要,其量化可通过边界层散度衡量。在同样具备地面辐合线的情况下,不同温湿性质气团的中尺度边界对雷暴触发起关键作用。预报落区的偏差主要是因为短期阶段无法获取低空东南风气流这一关键中尺度系统,不同起报时间模式预报的调整趋势、季节等因素是对流强度预报偏弱的主要原因。经验表明,通过对大量个例的分析研究,提高对数值模式的订正能力是提高预报准确率的有效方法。     

2016年三个相似路径台风影响江西的暴雨落区差异成因

利用常规气象观测数据、台风路径资料和FNL再分析资料,对2016年三个路径相似台风(01号Nepartak、14号Meranti和17号Megi)在江西的暴雨落区差异进行分析。结果表明:三者移动路径相似,登陆后副热带高压强度、水汽输送条件、台风与冷空气结合等差异共同导致在江西暴雨落区不同。台风Megi在江西形成暴雨范围最广,Nepartak次之,Meranti最小。台风Megi登陆后江西地区水汽通量和天气尺度上升运动最强,天气尺度持续稳定性降水以及后期台风环流与低层冷空气相结合,导致降水累计值最大。台风Nepartak影响江西期间无冷空气与之作用,形成的降水以中尺度对流性降水为主,强的对流有效位能释放加剧中尺度对流上升运动,造成以短时强降雨为主的暴雨。台风Meranti影响时江西东北部天气尺度上升运动相对前两者较弱,影响时间相对较短,形成的暴雨较前两者偏弱。     

螺旋度诊断分析与短时强降水面雨量预报

利用T106细网格多个基本要素场和物理量预报场，诊断分析高低空Z－螺旋度在暴雨形成中的贡献，结合其他动力、热力物理量场，采用动态方法，建立降水量的逐步回归方程，作未来6小时的面雨量降水预报。     

江淮梅雨锋暴雨过程Q矢量分析及落区预报

应用Ｑ矢量分析方法对２０次伴有暴雨的江淮梅雨锋过程进行分析，揭露了梅雨锋暴雨期对流层低层Ｑ矢量散度场的分布特征以及中、低空主要天气系统和暴雨带之间的时空配置关系，指出了Ｑ矢量散度场对江淮梅雨暴雨的落区有较好的预报意义。     

渤海石油污染:来自表层沉积物中生物标志物的证据

通过对渤海表层沉积物中饱和烃的分布、来源和分子组成特征的系统分析,探讨了沉积物中生物标志物对石油污染的指示意义。研究表明,沉积物中色谱不可分辨的混合物(UCM)和正构烷烃的分布及组成特征显示出沉积物不同程度地受到了石油烃输入和细菌微生物作用的影响,其中以渤海湾沿岸区域最为明显。渤海湾近岸区和黄河口附近沉积物中正构烷烃平均碳链长度(ACL)低于其他地区,姥鲛烷/植烷(Pr/Ph)也普遍低于1.0,表明可能受到来自于石油平台开采活动、船舶航行、河流输入的石油烃的影响。C₂₇-18α(H)-三降藿烷(Ts)与C₂₇-17α(H)-三降藿烷(Tm)的比值(Ts/Tm)、C₃₁升藿烷22S/(22S+22R)和αααC₂₉甾烷20S/(20S+20R)的比值表明该区域沉积物中有机质成熟度较高,可能受到外来石油烃输入及其衍生物的影响。通过与周边环境中生物标志物分子组成特征的对比发现,沉积物中甾烷和萜类化合物主要来源于石油及其衍生物。将饱和烃各参数进行归一化处理,得到了石油污染的综合替代性指标,并初步圈定了石油污染相对较重的区域。     

南四湖清障工程行洪分析

根据1999年竣工的南四湖清障工程实施前后的水文观测资料,从湖区水面比降、洪水落平时间等要素的变化,进行了湖区行洪分析。通过分析发现:工程的实施,降低了卡口段的水位,减小了工程位置以下的湖区水面比降,缩短了湖区行洪时间,加快了洪水宣泄,使入湖河道洪水尽快下泄,提高了湖区行洪能力,分析成果对南四湖防洪调度以及进一步做好湖内清障工程,具有重要的参考价值。     

油污染对海参急性毒性的影响

海洋溢油事故的不断增加对海洋生物的危害日益增大.油污染对刺参(Stichopus japonicus)的急性毒性影响方面的研究较少.通过轻质原油和重柴油不同加油量对刺参96小时急性毒性对比实验研究表明,在本实验条件下,轻质原油加油量为35毫升以下和重柴油加油量为55毫升以下时,96小时未发现刺参有死亡现象;但当轻质原油加油量为35毫升以上时,72小时以后发现刺参死亡.由此可见,刺参对海水中油污染具有一定的抗性,同时轻质原油比重柴油污染对刺参的急性毒性大.