重庆市"5·29"暴雨天气过程诊断分析与数值模拟

在天气分析的基础上,利用非静力中尺度数值预报模式MM5和双向二重嵌套网格技术,对2004年5月29~30日重庆市暴雨天气过程进行数值模拟。诊断分析表明,高空低槽产生的冷锋云系发展东移是产生此次暴雨天气过程的主要大尺度天气系统,由高空槽诱发产生的中尺度涡旋是产生此次暴雨天气的主要中尺度系统。模拟结果与观测结果的对比显示表明,MM5中尺度数值预报模式能够成功模拟四川盆地东部的暴雨天气过程,同时揭示了高空槽东移过程中在重庆地区范围内产生的较强中尺度气旋性辐合和强烈上升运动促使了暴雨的产生。     

数值模拟在青海人工影响天气中的应用

本文介绍了数值模拟在国内外云物理、人工增雨和人工防雹中的研究和应用，并对数值模拟对青海省人工影响天气的应用和前景进行了介绍和探讨。     

新书架

正《天气气候变化及其动力学研究——李崇银院士从事大气科学六十周年纪念文集》大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室编该书收集了李崇银院士及其学生依据国家需求在天气气候分析、天气气候动力学、数值模拟和预报、卫星遥感、臭氧和平流层,以及边界层大气扩散,大气与海洋、大气与空间科学等交叉领域发表的综述文章和在大气科学不同领域的研究论文。可供天气气候分析、天气气候动力学、数值模拟和预报、卫星遥感、臭氧和平流层,以及边界层大气扩散,大气与海洋、大气与空间科学等交叉领域的科研人员参考阅读。     

"碧利斯"(2006)台风低压暴雨数值模拟试验

利用NECP 1°×1°的6h分析资料,采用中尺度数值预报模式WRF对2006年7月16~19日“碧利斯”(2006)台风低压引发的暴雨天气过程进行了数值模拟。结果表明,WRF模式对这次暴雨过程的雨带位置和走向均有较好的模拟,对这次暴雨过程中尺度天气系统的发生、发展及加强均在模拟结果中有所显现。     

能量参数在南通地区强对流天气中的应用

对南通地区1991--2003年强对流天气气候特征进行了统计分析;将强对流天气的大范围环流形势作了分型和总结;利用常规观测资料和1°×1°的NCEP再分析资料,通过MMSV3．7高分辨率数值模拟结果,对典型个例进行了分析研究。结果表明：有利的天气系统影响,大气不稳定能量的累积和释放是强对流天气形成的关键条件之一。利用数值模拟结果计算的有效位能、强天气威胁指数等对强对流天气都具有很好的指示意义。     

日本气象研究所数值模拟现状调研及展望

文章介绍了日本气象研究所利用数值天气预报模式对中尺度天气、台风、气候和海洋变化等进行数值模拟的现状及其展望。     

2003年华北初雪的数值模拟和诊断分析

采用中国气象科学研究院数值预报中心自主开发的GRAPES全球数值模式 ,对2 0 0 3年 1 1月 6～ 7日华北地区首次大到暴雪过程进行了数值模拟试验 ,并利用模式输出的物理量场对降雪过程作了天气动力学诊断分析发现 :GRAPES全球数值模式能够较好地模拟出高低空环流形势场特征和主要影响天气系统 ,雨雪区的范围、走向及大到暴雪的落区 ,加进云图同化资料后对强降水模拟效果明显优于未加云图资料的模拟 ,但对于 2 5mm及以上降水区预报范围偏大出现空报。该模式能够提供较为准确的高分辨率的诊断分析资料。     

2003年7月31日固原暴雨天气数值模拟

利用中尺度数值模式MM5。对2003年7月31日宁夏固原暴雨天气过程进行了数值模拟,结果表明：模式能较好地模拟出这次天气过程的影响系统及其演变,揭示了常规观测中无法分析到的中小尺度天气系统。模式输出产品导出的螺旋度、对称不稳定、湿焓、非地转湿Q矢量等物理量。对本次强降水天气具有较好的描述能力和预报指导意义。     

高原地形对四川盆地西部突发性暴雨影响的数值试验

用η模式对1995年8月24日四川盆地西部一次突发性暴雨进行了数值模拟和地形减半、无地形数值试验。由对数值模拟与试验的结果分析得出:（1）青藏高原地形有利于高原东麓暴雨区的扩大与强度加大。（2）高原地形对其以北的天气系统南伸和以南的天气系统北扩有阻碍作用。（3）高原地形可影响高原附近以东地区的物理特征场分布,从而影响暴雨区的位置与强度。     

中尺度碘化银催化数值模式在人工影响天气业务中的应用试验

数值模式越来越多地应用于人工影响天气业务工作中。文中着眼北京地区人工影响天气业务对数值模式预报的需求,结合地基作业的特点,初步进行了碘化银（AgI）冷云催化数值模式在人工影响天气业务中的应用试验。试验采用同化了多种观测资料的北京睿图快速更新和多尺度分析预报系统-临近子系统（RMAPS-ST,Rapid-refresh Multi-scale Analysis and Prediction System-Short Term）的预报结果做为初始场,运用耦合了冷云催化模块的中尺度数值模式WRF（Weather Research and Forecasting Model）进行冷云催化数值试验,催化模块添加在Morrison双参数微物理方案中,考虑了水汽在人工冰核上的凝华核化、凝结冻结和接触冻结核化过程,模拟范围覆盖北京地区所有的地面作业站点以及华北人工影响天气飞机作业区域。业务试验包括运行对照试验以判定具有催化潜力的地基作业站点及催化信息、进行预催化模拟和实际作业后的催化模拟。个例应用显示,冷云催化数值模式的业务试验可以预判未来一定时段内人工影响天气相关物理量场的变化及作业效果,可为前期人工影响天气地面作业方案的制定提供参考,后期可进行实际作业信息输入进行催化模拟,对比验证与分析可以改进和优化流程算法,不断提升制定地面作业方案的科技水平。      

Some Results of Studies in the Area of Numerical Weather Prediction and Climate Theory in Siberia

The results of studies in the area ofnumerical weather prediction and climate theory are presented. These results were obtained by the team of researchers of the Siberian school of mathematical modeling of atmosphere and ocean dynamics established by academician G.I. Marchuk. Academician V.P. Dymnikov played an enormous role in the development of this school by enriching it with new approaches and ideas. His contribution to the Siberian school of mathematical modeling was most strongly pronounced concerning three problems: numerical weather prediction for the Siberian region, the modeling of the climate system dynamics, and the mathematics and theory of climate.     

Framework of Distributed Coupled Atmosphere-Ocean-Wave Modeling System

In order to research the interactions between the atmosphere and ocean as well as their important role in the intensive weather systems of coastal areas, and to improve the forecasting ability of the hazardous weather processes of coastal areas, a coupled atmosphere-ocean-wave modeling system has been developed. The agent-based environment framework for linking models allows flexible and dynamic information exchange between models. For the purpose of flexibility, portability and scalability, the framework of the whole system takes a multi-layer architecture that includes a user interface layer, computational layer and service-enabling layer. The numerical experiment presented in this paper demonstrates the performance of the distributed coupled modeling system.     

基于高分辨率数值天气模式的往返平飘式探空轨迹预测方法及初步评估

为了开展往返平飘式探空组网观测的仿真和模拟,以及评估组网观测对数值天气预报的影响,并实现往返平飘式探空在目标观测中的应用,本文提出了一种基于高分辨率数值天气模式的往返平飘式探空轨迹模拟和预报方法。基于我国自主研发的GRAPES区域高分辨率模式,初步建立了往返平飘式探空的轨迹预报系统。该系统将往返平飘式探空的上升段、平漂段和下降段的轨迹方程,以及下降段降落伞的动力学方程,直接嵌入到高分辨率数值天气模式中,实现对往返平飘式探空轨迹的模拟和预报。利用轨迹预测系统对63个往返平飘式探空轨迹进行轨迹预报试验和评估,试验结果表明,该系统的轨迹预测结果合理可信,6 h的轨迹预报平均误差小于40 km。     

Review of numerical methods for nonhydrostatic weather prediction models

Summary ?Currently available computer power allows to run operational numerical weather prediction models at resolutions higher than 10 km. The aim of such high resolution modeling is the prediction of local weather, including orographically induced winds and local precipitation patterns. In this range the hydrostatic approximation is no longer valid and nonhydrostatic models have to be used instead. For several decades these models have been developed for research purposes only, but operational application is now reality. In this paper, the numerical methods used in current nonhydrostatic forecast models will be reviewed and some promising techniques in this field will be discussed. Special attention is given to aspects such as the choice of the vertical coordinate, the efficiency of algebraic solvers for semi-implicit time discretizations, and accurate and non-oscillatory advection schemes. Received July 6, 2001; revision October 12, 2001     

中尺度大气数值模式发展现状和应用前景

对国内外当前一些先进的中尺度大气数值模式的发展现状,应用前景及发展趋势作了概要综述。其内容包括：模式动力学的改进,叫就度模拟系统特征,区域谱模 发展积云参数化和显式云物理方案,行星边界层参数化,大气辐射参数、四维资料同化,区域实时数值天气预报,中尺度数值天气预报应用前景及新一代中尺度模式发展趋势。     

我国北方沙尘暴发生的环流形势分析

对我国北方1981～1997年春季沙尘暴天气进行综合分析，用动态聚类法对沙尘暴日进行分型，选择三种典型类型,它们分别是西北冷锋型、西方槽脊移动型和北方路径型。通过对这三种类型的大尺度环流形势及主要天气系统分析，揭示了沙尘暴天气的基本特征。得到以下主要结论:聚类能够客观地反映沙尘暴的基本天气类型，这对于数据驱动的天气建模方式提供了一条途径；沙尘暴的爆发是高低空环流配合发展的结果。     

葫芦岛2017年秋冬过渡季最低气温预报方法初探

本文利用micaps地面气象观测资料、中央气象台指导预报、wrf、美国三家数值预报产品的温度预报资料、自动站实况资料,对2017年11月葫芦岛地区的最低气温按天气系统分型后进行分析,结果表明：低压控制型天气,绥中低温低于连山,低温预报可根据规律对SCMOC和wrf的温度预报进行订正;高压前部型天气,绥中低温高于连山,兴城低温低于建昌,低温预报可根据规律对wrf和美国的温度预报进行订正;高压控制型天气,可根据前一天实况对wrf和美国的温度预报进行订正;高压顶部型天气,可根据规律对美国的温度预报进行订正。     

Hybrid modeling in meteorological applications. Part II: An operational system

Summary In this paper a real-time, operational weather prediction system is described which is based on the concepts of hybrid modeling, combining numerical forecasting techniques with user-interactive, graphics based post-processing tools. The system consists of 5 major components: an automated data reception and decoding module which receives raw surface and radiosonde observational data via a satellite communication link; a geographic information module structured for meterological applications; a numerical prediction module running in a fully automated mode; a display module for meteorological charts; a user-interactive GUI (graphical user interface) module whose database structure permits interaction between, and display as well as manipulation of, terrain and weather characteristics. The whole system is PC-based. Its major current applications are in support of winter highway maintenance operations. The system can easily be customized for other applications.With 15 Figures     

2005年6月22日～23日酷热高温天气分析预报

2005年6月22日～23日长治市出现了历史罕见的高温酷热天气,针对此次过程,本文分析了500hPa、地面天气形势的演变特征。对高温强度的分布进行了探讨,为预报高温提供了气候背景,并提出了高温天气预报的着眼点。充分应用数值预报产品、850hPa高空指标站及本站14时气温资料的高温预报指标,在21日准确及时的发布了高温预警信号,提出了御防高温的措施建议,起到了积极的防灾减灾气象保障作用。     

陆面过程模式研发中的问题

陆面过程研究是充分理解天气/气候/地球系统过程不可或缺的重要主题。本文全面梳理了当前用于数值天气/气候/地球系统模式的陆面过程模式研制的问题,建议了当前陆面过程模式研制中需加强和改进完善的关键内容。特别强调在新一代模式研发中建立包含人类活动的高分辨率全球陆面过程模式;特别强调与其他学科相结合,形成不同行业的预报预测系统或研究方法和工具。建议建设中国的集模式发展、数据分析、模拟方法、高性能计算、数据可视化和应用示范为一体的陆面模拟综合集成平台,为天气/气候/地球系统模式提供陆面过程模式,为开展精细化的全球和区域陆面水文-气象-生态的预报预测提供科技支撑。