中尺度数值模式MM4在暴雨和强对流研究中的应用

在VAX-8350计算机上。建立了中尺度数值模拟系统(MM4).该系统包括资料处理、初始化、数值预报、诊断分析及绘图等.利用这个模拟系统,对暴雨和强对流天气进行了试验研究,取得了有益的结果:(1)凝结潜热的释放会导致中尺度天气系统发生发展,有利于产生暴雨.(2)低层水汽含量的多少,不仅直接影响凝结量,更重要是会影响大气静力稳定度,从而影响对流发展、潜热释放和雨量.(3)在适当的大尺度流场形势下,黄山、天目山地区会产生中尺度辐合流场,它使低层的水汽和热量辐合加强,潜热反馈作用显著增大,有利于中尺度系统发展和雨量增大.     

中尺度层状云系数值预报模式的业务化应用试验

将引进的中尺度层状云系数值预报系统应用于内蒙古中部人工增雨基地实际业务,根据近几年的个例分析和近一年的运行结果表明系统运行稳定、功能实用,时降水场、云场具有一定的预报能力,对降水量也有较好的预报能力,可为人工影响天气作业决策及天气预报等业务领域实时提供多种预报指导,为云物理科学研究、降水机制研究提供多种微观和宏观参考.     

延吉机场超强暴雪天气分析

延吉机场气象台预报室在2020年春运保障专项学习时,把冬春降雪预报作为重点学习内容。回顾2007年3月4日04时到6日13时,延吉机场近几十年来出现的降水时间最长、降水量最大、降水相态变化较多的暴雪天气。利用常规气象观测资料、数值预报资料,从天气形势演变、影响系统发展、急流配置、能量条件、水汽条件和动力抬升条件等方面进行了综合分析,了解延吉地区的这次暴雪天气过程的成因。结果表明:这次强降雪天气过程是由高空南北槽合并与地面黄河倒槽共同作用产生的的结果,暴雪形成的动力机制是高层辐散与低层辐合相配置导致的强上升运动,以及中低层深厚的正涡度的产生和维持。水汽来源是由700 hpa偏南低空急流携带东海和南海两个源地的充沛水汽抵达东北地区。强降水落区与850 h Pa正涡度和200 h Pa正散度大值区相一致。上冷下暖的热力结构有利于中尺度不稳定能量的释放。     

2020年8月28日～29日青海东部一次大到暴雨天气过程分析

针对2020年8月28日～29日青海省东北部一次大到暴雨天气过程，利用常规观测站资料、加密自动站资料、雷达资料、模式预报资料等分析造成此次天气过程的主要成因，结果表明：（1）此次降水过程范围广、强度强，暴雨降水落区集中，降水对流性质明显；（2）高低层配置有利于产生大到暴雨天气，500 hPa短波槽、700 hPa低涡、200 hPa高空急流为降水提供了有利的水汽条件和动力条件，低层偏东南气流输送水汽，中层西南暖湿气流输送孟加拉湾水汽，西南暖湿气流与冷空气交汇于青海省东北部造成此次大到暴雨天气；（3）中小尺度地面辐合线持续东移，为降水提供了触发机制；（4）降水大值区位于山谷之中，地形辐合对降水增幅作用明显。分析结果对今后预报类似大降水天气过程具有重要的参考意义。     

2011年春季乌兰察布市一次强沙尘暴天气过程分析

应用基本气象观测资料和数值模式预报分析资料,对2011年4月29日～30日发生在乌兰察布市的一次沙尘暴天气过程从天气学成因、动力机制、物理量场进行了分析。结果表明:强烈发展的蒙古气旋是这次沙尘暴天气过程的主要影响系统。前期降水偏少,地表植被稀疏为沙尘暴的产生提供了有利的环境条件。气流的低层辐合,高层辐散为沙尘暴的发生提供了动力条件。     

牡丹江一次暴雨天气过程分析

通过天气形势、物理量条件、t639数值预报产品、新一代多普勒天气雷达产品等对2013年8月29日的暴雨天气过程进行了连续跟踪、观测分析了暴雨的落区,强度等。结果表明：高空低涡的强度与地面锋辐合线有着密不可分的相关性,高空低涡越强地面低压容易发展,从而导致系统移动缓慢降水时间长。通过中尺度分析发现高空冷堆和低层暖湿气流对本次过程中起到了提供大量水汽和动力条件的作用。     

遂宁-广汉航段一次飞机积冰的气象条件分析

正利用NCEP/NCAR、JRA-55、ERA-Interim再分析资料,对遂宁至广汉航段一次飞机积冰个例的天气系统、环流形势、温度、水汽含量、水汽输送等特征进行分析。结果表明:"3.7"积冰个例是槽前水汽充足导致的,空中存在稳定的逆温层和水汽在近地面辐合为积冰产生提供有利条件。通过本文研究发现,对短途飞行训练中积冰个例进行数值分析时,采用ERA-Interim再分析资料更为合适,且对短途中低空通航飞行训练的积冰预报更为准确。     

锡林郭勒盟近50年暴雨天气分析

利用50年（1959年-2008年）的降水资料对锡林郭勒盟暴雨的时空分布进行了天气分析,指出产生暴雨的主要天气形势有系统型和对流型两种,并选取锡林郭勒盟54例典型暴雨个例进行研究,结果发现：系统型占38例,占总个例的70.4%,对流型占16例,占总个例的29.6%。此次分析对今后锡林郭勒盟地区的暴雨天气作出准确的诊断预报,有较好的指导意义。     

青海东部地区一次秋季大降水天气诊断分析

2010年9月20～21日青海东部地区出现了区域性大雨、局地暴雨天气,对这次过程从环流形势、卫星云图、物理量场诊断等方面进行了分析。结果表明：巴尔喀什湖附近冷空气与中西伯利亚～贝加尔湖高空冷涡打通为这次大降水天气形成提供了冷空气来源,西太平洋副高压西北侧西南暖湿气流为大降水提供了水汽,中尺度对流云团的活动是造成局地暴雨的主要成因,物理量场上高低空的合理配置、700hPa高原暖涡为低层水汽辐合为大降水提供了必要条件,V-3θ诊断对这次秋季大降水预报有指示作用。     

三江流域地形对汛期强降水作用诊断分析

采用1981-2010年汛期逐日降水资料、NCEP再分析资料及地形资料,对三江流域汛期暴雨进行天气学分型,选取典型个例对强降水落区与地形进行天气学分析。结果表明:三江流域主要暴雨天气型有:高空槽东移型、暖切变型、冷切变型、低涡东移型、台风影响型,各类型暴雨在各月分布差异较大;高空槽型降水大值点基本都在槽南侧辐合条件最好、且西南气流辐合条件最好的地点;冷切变型和暖切变型降水大值点在切变南侧西南气流辐合条件较好,且西南气流与地形夹角较大站点,低涡型暴雨降水大值点处在低涡南侧或低涡中心附近,西南气流与地形夹角较大站点,台风影响型暴雨由于台风自身云系深厚,螺旋云带区域降水量较大,大值点一般在与台风东部象限风向交角最大站点;地形引起的上升速度使得对流发展引起降水,也能够作为中小尺度的强对流系统的触发机制,造成不稳定能量的释放,在山区的迎风坡暴雨频次数增加,暴雨量增大;利用vb语言开发暴雨个例显示平台,对暴雨研究与预报有重要意义。     

鄂尔多斯市两次后倾槽降水的预报经验总结

以降雨为例,根据天气学原理,利用MICAPS资料从高低空实况、天气形势、物理量场、卫星云图、雷达探测等方面探讨了鄂尔多斯市两次后倾槽降水的共同点,并总结出预报经验,为之后此类降水的预报提供参考。研究发现：后倾槽降水当高低空均受系统影响时,降水为混合型降水,量级较大;当低层系统移出时,转为稳定性降水;只有当高空槽移出时,降水才会彻底结束。     

一次那曲东南部强降水的诊断分析

文章利用常规观测资料、中国第一代全球大气/路面再分析产品、卫星云图资料以及两家模式对比,对2020年6月16日夜间西藏那曲东部发生的强降水天气过程进行了综合分析。结果表明:此次强降水天气过程是在500hpa欧亚中高纬为两槽一脊的大背景下发生,那曲东部受高原切变影响,出现风速上的辐合,并拥有良好的水汽条件,配合西南风输送的源源不断的水汽,是出现此次强降水的主要原因;此外还发现那曲东部拥有高空辐散低空辐合的高低层良好配置,物理量配合较好,有利于降水的出现;另外青海沱沱河站的西北风向的转变使那曲东部降水更为明显;还从检验预报可知,对于此次降水,GRAPES-GFS模式降水预报比EC模式降水预报更有可信度。     

青海东部一次寒潮天气诊断分析

选取自动气象站、常规高空和地面观测资料,FY-2E云图TBB资料及NCEP再分析资料,对2017年10月7～9日发生在青海东部的寒潮天气成因进行分析,着重分析强降温和降雪发生时温度平流、水汽和不稳定条件及云系演变特征。结果表明:阻塞高压和横槽的建立,是造成此次寒潮天气的主要环流背景;中低层冷平流优先于高层冷平流迅速进入青海东部,高空偏北急流加速了冷平流的输送,造成了强降温;低层辐合、高层辐散和强的上升运动为大降水的产生提供了动力条件;降雪由冷锋云系造成,TBB在-59℃～-35℃之间,TBB越小,降雪越强,其演变特征可为判断降水强度及落区提供参考依据;EC模式对寒潮系统的发生发展均有较强的预报能力,对温度精细化预报有很好的参考价值。     

呼和浩特市一次暴雨过程中尺度对流特征分析

本文选取2017年汛期呼和浩特市出现的一次暴雨过程,利用常规气象观测资料、NCEP1×1°再分析资料、雷达资料,重点分析中尺度对流特征,结果表明:充沛的水汽及持续的水汽输送及辐合是此过程形成的必要条件,深厚的高湿环境有助于提高降水效率和增大雨强,抽吸效应产生的上升运动是强对流天气爆发的成因。     

2022年3月30-31日青海省果洛南部大雪天气诊断

2022年3月30-31日,受高原槽东移南压影响,青海青南牧区出现了一次降雪天气过程,班玛、久治2站为大雪,班玛县知钦乡站为暴雪。文章利用高空、地面、各物理量场以及数值模式资料,对此次强降雪天气过程进行了诊断分析。结果表明,此次过程的高空影响系统有西太平洋副热带高压和西风脊,阻挡西风槽东移,西风槽引导冷空气南下,南支槽前西南气流将孟加拉湾的水汽向北输送,切变提供动力条件,暖式切变进行水汽的接力,降水区在高空急流入口右侧,加强上升运动;地面影响系统中地面冷高压是冷空气的来源,冷锋引导地面冷空气南下,提供动力条件,中尺度地面辐合线与地形配合,触发不稳定能量;高低空散度场配置为低层辐合、高层辐散,有利于强降雪的产生。充沛的水汽条件是造成此次强降雪天气过程的必要条件;有不稳定层结条件存在,为此次强降雪天气提供了有力的不稳定条件。分析总结结果可为今后类似大雪天气过程预测预报提供参考依据。     

微波辐射计在西安咸阳机场强对流短临预报过程中的应用分析

利用西安咸阳机场人工观测场内架设的MWP967KV两种型号的地基多通道微波辐射计探测资料对2017年6月29日发生的一次强对流降水天气过程进行了探测分析及对比。结果表明:在这次强对流天气过程中,上升气流强盛,引起云底高度出现明显波动,低层空气向上输送释放凝结潜热导致等温线上抬,整层水汽与液态水含量有多峰结构产生;利用微波辐射计资料二次反演计算分析了KI、SI、TT三个大气不稳定指数,这些指数对强对流天气的短临预报有很好的指示效果,探测结果具备一定的临近预警潜力。     

鄂东北地区暴雨天气过程中尺度特征分析

利用常规观测资料、雷达回波反演、自动站降水量等资料,选取发生在鄂东北地区暴雨过程的中尺度特征进行分析,总结预报暴雨天气的中尺度因子。从而为预报区域性强降水,确定降水落区提供依据。     

青海海南一次短时强降水天气过程成因分析

利用常规高低空观测资料、雷达资料及ERA5再分析资料，对2022年8月9日青海海南短时强降水天气过程成因进行分析。结果表明：（1）此次过程的特点是强度强，站点分散。（2）过程发生于南亚高压控制区域内，强降水发生在200 hPa高空急流右侧，配合500 hPa副热带高压北伸、700 hPa低压系统及地面辐合线，垂直运动旺盛；500 hPa湿区叠置于地面显著湿区上空，过程水汽充沛。地面中尺度辐合线与干线是此次过程的触发机制。（3）从物理量及探空资料分析，台风“木兰”北部偏东气流为高原东部提供水汽输送，探空可见湿层深厚，上干下湿，层结不稳定，满足对流天气发生的水汽条件及不稳定层结条件。垂直运动深厚，较强的动力抬升有利于低层暖湿空气在垂直方向的输送。并且垂直速度和散度随时间的变化与短时强降水的起始时间有较好的对应关系。（4）从雷达回波可见此次为暖云主导型的对流降水。对流云系长期维持造成了共和、兴海、贵南区域的短时强降水，而贵德区域短强则是因为云系不断经过形成“列车效应”。径向速度均存在明显的低层辐合、高层辐散的配置。分析结果对提高海南地区短临预报时效和预报预警的准确度具有重要的参考意义。     

一次降水过程的中尺度分析与动力学诊断

对2014年8月31日重庆一次降水过程进行中尺度分析和动力学诊断,结果表明:高、低空急流的共同作用引发降水;MCS是降水的直接影响系统,TBB低值区的分布与高空辐散场大值区之间有明显的对应关系;螺旋度的发展对预报降水有一定指示意义;低层正值螺旋度与正涡度、高层负值螺旋度与负涡度存在位置和强度上的对应关系。     

内蒙古锡林郭勒盟一次降雨过程分析及预报检验

利用常规天气图,从大尺度环流背景和降水天气影响系统分析内蒙古锡林郭勒盟一次降雨天气过程。结果表明：由于欧洲中心的风场预报的偏南风较强,水汽输送条件比实况好,且辐合程度较实况偏强,强辐合中心在锡林郭勒盟上空维持24h,导致预报时考虑的各项均符合大雨预报的条件,从而使得预报失误。