Application of Refined Land-Use Categories for High Resolution Mesoscale Atmospheric Modelling

A comparison of two separate MM5 land-use datasets (i.e., ‘US Geological Survey (USGS)’ and ‘Pollutants in the Atmosphere and their Transport over Hong Kong (PATH)’, each with different parameter values and different spatial distributions) was performed to understand the importance of land-surface processes and land-atmosphere interactions in the evolution of mesoscale weather phenomena during a high pollution episode in Hong Kong from 28 December 1999 through 1 January 2000. Also, a series of high resolution mesoscale numerical experiments was performed to investigate the possible roles of various surface characteristics or land-use parameters in this high pollution episode. Specifically, the relative importance of six land-use parameters including the roughness length, thermal inertia, soil moisture availability, albedo, surface heat capacity and surface emissivity are studied. Results from this study suggest that the soil moisture availability is the most important controlling parameter on the flow pattern and on surface fluxes. Sensitivity tests also show that the general flow pattern is insensitive to the other five land-use parameters     

青藏高压前部突发性局地强暴雨的初步研究

本文通过对一次500hPa青藏高压前部的突发性强暴雨天气的诊断分析，揭示了暴雨产生的环境场特征。利用带通滤波方法,分析了与暴雨天气密切相关的中尺度系统及发展机理，获得了一些对业务预报有指导意义的结果。     

青藏高原夏季中尺度强对流系统的时空分布

利用1994年6～8月GMS-4红外展宽数字资料，统计和分析了青藏高原上293个中尺度强对流系统（s-MCS）的活动。结果表明，它们在高原上活动频繁，并且其生命史、水平尺度及强度具有较典型的中-β尺度系统特征；它们的形成和发展主要是由于地形热力效应；它们的移动方向与300～200 hPa间的平均气流方向大体一致，并且极少移出高原。     

黑河上游环境要素场对降雨汇流过程的响应

运用包含土壤、植被陆面过程OSULSM的中尺度大气模式MM5,将分布式水文模式DHS—VM中汇流参数化方案与其耦合,成功地模拟了：?002午?月黑河流域上游的洪水事件,在大气模式中实现了地表水的再分布。综合考虑了陆地水文状况与气候之间的相互影响,分析了地表特征场以及大气要素场随汇流过程的变化。     

基于GIS的数值预报降水产品精细化方法研究

以中尺度数值预报模式MM5为基础,将其降水预报结果提供给地理信息系统ArcInfo平台,各气象站点降水预报结果被转换成数据点图层,然后通过样条插值法生成网格图层,再与具有甘肃省、市、县级边界以及各县乡镇点位置的基础数据图层叠加,用不同颜色表示预报降水量级的大小,最后分区、县及落点三级标准分别生成甘肃降水预报精细化产品。通过实例检验,表明该产品无论在降水分布、量级,还是降水趋势的预报上均与实况基本吻合,对过程降水、局地强对流天气及定点、定量、定时降水预报均有一定的参考价值。这样,将降水预报产品与地理信息系统GIS相结合,不但实现了甘肃降水预报产品的数字化和可视化,而且精度高、效果好。     

一次MCS过程的特征分析

对2010年9月7-8日江苏北部的中尺度对流系统(MCS)特征和暴雨过程进行了分析,应用卫星云图、热力和动力物理量诊断.结果表明:MCS是由若干个α和β中尺度对流云团组成,在MCS成熟阶段有一个逐渐发展成中尺度对流复合体(MCC)的过程;MCS出现在高温高湿对流不稳定的环境中,低层低涡的辐合和锋面的抬升作用为其提供了动力条件;强水中心与MCS云顶温度梯度最大值中心相对应,为暴雨落区预报提供了着眼点.     

北京“7.21”特大暴雨过程中尺度系统的模拟及演变特征分析

在2012年7月21日北京特大暴雨过程天气尺度环流背景分析的基础上,主要用WRF模式对该次暴雨过程进行了高分辨率的模拟。利用模拟资料分析了影响此次北京特大暴雨的辐合线及辐合线上生成的中尺度低涡的热动力结构及其演变。从热力场来看,来自于西北和东北方向的强冷空气与西南和东南暖湿气流的长时间对峙形成的辐合以及中低层冷空气从西北和东北方向向西南的入侵迫使整层暖湿空气抬升,以及低空急流的暖湿平流与低空弱冷空气之间形成的"西冷东暖"的结构,对对流不稳定的触发有一定作用,有助于该次特大暴雨的发生。对流层低层的西(东)南风与西北风之间形成了一条持续时间长的辐合切变线,切变线上不断有中尺度低涡生成并沿切变线发展移动,模拟资料分析表明,低涡不断沿切变线生成并移动经过北京从而对该次暴雨造成影响,这与"列车效应"现象类似。切变线上生成的中尺度低涡位置也同时处于急流左前侧和山前,低涡加强和发展时对应有暴雨的明显增强,是直接造成北京特大暴雨的中尺度系统,其生成与低层辐合、低空急流及地形均有关系。低层辐合引发的垂直运动在地形迎风坡附近得到加强,低层辐合及地形抬升共同导致了强垂直运动的发展和维持,是暴雨持续的重要原因。大气中层有下沉气流与低层上升气流相互作用,在大气中低层形成一系列中尺度环流,房山附近一直有中尺度环流的垂直上升支维持,也是暴雨中心出现在房山的原因之一。     

一种新的单多普勒雷达风场反演方法

本文提出的 VPP(Velocity Plan Processing)方法是根据单位分析单元内部风场是均一的假定条件 ,通过变分的思想得到水平切向风场 ,进而转换成水平风场。文中对单位分析单元大小对反演风场误差的影响进行了分析 ,结果表明 :分析单元方位角跨度大于等于 6°时会得到较高的反演精度。为了验证 VPP的结果 ,进行了模拟及实例反演 ,文中给出了两个反演实例 ,第一实例为梅雨锋过程 ,第二个为中尺度雹暴过程。结果表明可以很好地反演中尺度系统     

夏季北半球地气耦合非定常距平模式中瞬变量与定常量关系的诊断分析

本文用ECMWF的10年资料对北半球夏季（6～8月）地气耦合非定常距平模式中瞬变量与定常量的相关关系进行了诊断分析。并指出J(Φ',^ξ')与J(Φ,^ξ)+J(Φ,^ξ+ξ+f)，J(Φ',^Φ'/p)与J(^/Φ,^Φ/p)+J(Φ,(Φ+Φ)/p以及J(ψs' ,^Ts')与J(ψs,^Ts)+J(ψs,^Ts+Ts)间存在着明显的负相关，相关的空间尺度均比较小，瞬变量是距平模式方程中的大项。计算还表明，瞬变量对定常量的作用不是一种随机过程，而是一种较强的负反馈式的相互作用过程，显著的负相关位于中高纬度，与夏季西风带的位置基本一致。此外，在瞬变量与定常量的相关中，气候基本态以及它与月平均距平态间的相互作用有着十分重要的贡献。在地气耦合非定常距平模式中进行瞬变量的参数化研究，对于提高模式预报准确率是十分有意义的。     

济南“7.18”大暴雨中尺度分析

综合利用常规资料、加密自动站观测资料、NCEP再分析资料、CloudSat卫星及多普勒天气雷达资料,分析了2007年7月18日济南市百年一遇的突发性大暴雨天气过程的成因及中尺度特征。结果表明,这次对流性大暴雨是由高空冷涡南部低槽、低层准东西向切变线、西太平洋副热带高压西北边缘的暖湿气流以及自东北南下冷空气共同影响所致;...