“2003.3”辽宁暴雪及其中尺度系统发展和演变

利用中尺度数值模式MM5V3.6和6 h一次的全球再分析NCEP资料,对2003年3月1—2日发生在辽宁的暴雪过程进行了数值模拟试验,着重分析和讨论了这一过程中中尺度系统的发生、发展和结构演变特征。结果表明:MM5V3.6能够成功地模拟中尺度暴雪的各个要素,由于低空辐合,高空辐散,导致上升运动加强以及低层正涡度中心的产生和维持,由此产生的垂直方向上水汽凝结是此次暴雪的形成机制。     

2003年春季江淮一次暴雪过程的模拟研究

采用NCEP全球再分析资料和常规地面、高空观测资料，利用非静力中尺度数值模式MM5（V3．6）对2003年2月江淮地区暴雪过程进行了数值模拟。结果表明，MM5能够较好地模拟出地面及中低空大、中尺度环流系统，能够成功模拟出暴雪中尺度低涡的发生、发展及结构演变；低空西南急流与暴雪有着密切关系，对暴雪天气预报有很好的指导作用；对涡度场、散度场和垂直速度场的诊断表明，运动场和热力场的相互配置及耦合关系非常有利于暴雪切变线的发展及暴雪形成与维持。还利用模拟雷达反射率因子检验了模拟的正确性。对温度场的分析可知。降水性质与700hPa、850hPa温度平流有直接关系。     

“0703”东北暴雪成因的数值模拟研究

利用常规观测资料以及中尺度数值模式MM5V3.7的模拟结果,对2007年3月3-5日东北地区罕见暴雪过程成因进行了分析.结果表明:高低空垂直切变明显和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产生和维持是强暴雪形成的动力机制;干冷空气侵入是产生暴雪的触发因素;北上低涡东侧的偏南气流携带来自东海和南海两个源地的充沛水汽直抵东北地区,是产生东北暴雪的重要原因之一.     

2005年6月20日～21日广西连续大暴雨过程的数值模拟与诊断分析

对2005年6月19日～23日，广西出现了大范围持续性的暴雨天气过程的影响系统进行分析，然后采用中尺度MM5V3．6模式对20日与21日持续性大暴雨进行模拟，利用高时空分辨率的数值模拟结果进行诊断。     

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。     

一次高原强降雪过程三维对称不稳定数值模拟研究

利用一次较成功地模拟了"95.1"青藏高原暴雪过程的MM5中尺度模式输出资料,用非纬向非平行基流中的对称不稳定模式,对"95.1"暴雪发生发展过程的动力学机制进行了三维基流中二维非线性对称不稳定数值模拟试验,结果表明:ψ场和w场的三维配置在降雪发生初期和发展过程中与暴雪带基本一致,说明非线性对称不稳定是这次高原暴雪启动的一种动力学机制。     

"2004.7.21"广西柳江流域致洪暴雨的中尺度数值模拟及几种数值预报产品分析

利用非静力中尺度数值模式MM5V36对2004年7月21日广西柳江流域致洪暴雨过程进行数值模拟并对几种数值预报产品进行分析,结果表明,MM5V36模式对这次过程具有较强的模拟能力,数值预报产品能为防汛抗洪决策服务提供有力的参考依据.     

内蒙古河套地区一次大-暴雨过程分析

章应用T213数值预报产品对2004年7月25日内蒙古河套地区出现的大—暴雨天气过程进行了诊断分析。分析表明：本次大—暴雨过程是一个典型的高空切变与副高配合，结合地面河套气旋强烈发展而产生的，具有发展快、降水强度大、对流性明显等特点。进一步应用MM5V3中尺度数值预报模式进行模拟分析表明：河套气旋在降水中起到关键性作用，是主要影响系统。说明在充分研究分析天气形势的基础上．综合运用T213数值预报产品是做好内蒙古河套流域大—暴雨预报和服务的关键；应用MM5V3中尺度数值预报模式，可以进一步细化预报结论，提高预报服务效果。     

一次辽宁暴雨的地形嵌套数值模拟试验

选取了2003年8月5～6日发生在辽宁地区的一次强降水过程，利用实际资料和MM5(v3．6)中尺度模式对这个过程进行了数值模拟试验．主要研究了地形嵌套对于数值模拟结果的影响。结果表明：嵌套后。随着水平分辨率的提高，模拟的降水量越来越接近实况；嵌套后内层网格信息的外传会使外层网格的模拟结果有所改善。     

"8.8"四川盆地西北部大暴雨的数值模拟

利用MM5中尺度模式,对2003年8月8～10日发生在四川盆地的一次强降水过程进行了数值模拟.结果表明(1)MM5模式准确地预报出盆地西北部大暴雨过程,在降水的中心强度和位置预报上非常接近实况.(2)盆地不稳定能量聚集是本次暴雨产生的内在条件,冷暖空气交汇是本次暴雨发生的触发因子,源源不断的水汽输送和冷平流输送,以及中尺度涡旋区辐合上升运动与正涡度耦合有利于低值系统的发生、发展和维持,从而导致该地区强降水.(3)MM5中尺度模式在高原东侧陡坡地形区域具有业务应用前景.     

一次强沙尘暴过程中干空气侵入的数值模拟和诊断分析

利用非静力MM5模式对2004年3月26-28日主要发生在内蒙古中部偏北地区的强沙尘暴天气进行了数值模拟，并利用模式输出结果对这次过程进行了干空气侵入的诊断和分析。模拟和诊断分析结果表明，此次强沙尘暴过程中有明显的干空气侵入，这种干空气侵入将对流层高层高位涡带入低层，促进了对流层低层气旋及对流运动的发展，继而引起强沙尘暴的发生。     

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.     

北方一次强降雪过程的中尺度数值模拟

利用中尺度数值模式MM5对2003年3月14~16日发生在内蒙古中部偏南地区的一次强降雪过程进行了二重嵌套的48 h数值模拟研究。结果表明:模式较好地模拟了本次过程强降雪中心的强度、位置以及强降雪的时间变化。导致本次过程降雪产生的主要影响系统是地面倒槽和700 hPa中α尺度低涡,其影响时间相对持久。强降雪的出现则是由于高空短波槽产生的高层强辐散强迫与低层增强的辐合相互耦合所致。高低层系统这一适宜配置的维持时间相对短暂,却导致了本次过程降雪强度的两个峰值的出现。同时,中α尺度低涡的形成和加强及其与低空暖湿急流的适宜配置也是强降雪产生的一个有利因素。阴山山脉对本次过程强降雪的强度和位置具有重要影响:山脉使降雪在其南麓增强,北麓减弱。山地强迫抬升是导致这一结果的直接原因。另外,山地在其迎风坡使上升运动增强的同时也使正涡度减小和低层辐散增强。     

凝结潜热与地表热通量对一次西南低涡暴雨影响分析

利用PSU/NCAR的非静力中尺度MM5V3模式,对2004年9月四川省及重庆市一次特大暴雨过程进行了凝结潜热与地表热通量的敏感性试验,结果表明:凝结加热与地表热通量通过影响中尺度系统环境场的高低空急流、高低层辐合辐散等动力、热力条件,从而影响中尺度系统的发展以及中尺度暴雨的发生。     

"04.12"华北大到暴雪过程切变线的动力诊断

利用地面实测资料和MM5模式输出产品,对2004年12月20~22日发生在华北地区的大到暴雪天气过程的切变线进行了动力诊断分析,结果表明:此次暴雪过程与中尺度切变线的发展东移直接关联。涡度诊断表明:正涡度区的演变与切变线的发展、东移和北抬密切相关,正涡度区内“正涡度核”对预报强降雪的出现有先兆指示意义。涡度、散度垂直剖面图显示,涡度、散度场的空间配置极有利于暴雪切变线发展及暴雪形成与维持。湿相对位涡和涡度变率诊断揭示,涡度变率强度与中低空的条件对称不稳定密切相关;暴雪区上空从低层到高层存在的湿位涡负值中心是造成中低层涡度变率增大及暴雪增幅的重要原因之一;而涡度变率较涡度更能准确反映切变线发生发展的物理机制。     

A mesoscale analysis of heavy rain caused by frontal and topographical heterogeneities on Taiwan Island

The prevailing mesoscale model MM5 (V3) is used to simulate a heavy rain case caused by interaction between a move-in front and topographical heterogeneities on Taiwan Island. It is found that both thermodynamic and dynamic fields along the front are heterogeneous in time and space. The heterogeneity becomes more significant as the effect of topography is added on. The heterogeneous distribution of physical variables along the front is the main reason for the heterogeneous frontal rain band; the optimum cooperation of the low level and upper level jet is another reason for the development of the rain band.Topography can strengthen the rainfall and causes extremely heavy rain cells. Updraft induced by topography extends to a rather low level, while the uplifted air by frontal circulation can reach to higher levels.The quasi-steady topographic circulation overlaps the frontal circulation when the front moves over Taiwan Island; the advantageous cooperation of various mesoscale conditions causes the large upward velocity on the windward side of the island.     

河南省2005年7月22日大暴雨过程数值模拟与诊断分析

利用MM5V3.6版中尺度非静力模式,对2005年5号台风海棠减弱为低压倒槽后于7月22日在河南造成的大暴雨天气进行数值模拟和诊断分析,结果表明:强降水发生前大暴雨区上空深厚湿层和不稳定层结已经形成;在高低层同时出现的正负涡度柱、散度柱耦合结构及其互耦配置和剧烈的上升运动,导致不稳定能量快速释放,产生大暴雨。     

山东半岛一次冷流暴雪过程的中尺度模拟与云微物理特征分析

本文以NCEP-FNL资料作为初始场和边界场,采用WRF中尺度模式对2010年12月29-30日发生在山东半岛的一次冷流暴雪过程进行数值模拟,并利用高时空分辨率模拟结果分析此次过程的中尺度特征和云微物理特征.模拟与分析结果表明,此次暴雪过程发生在较强的海气温差背景下,渤海海表对冷空气的增温增湿作用显著,通过湍流交换等作用向低层大气输送大量感热、潜热和水汽;水汽由渤海中部海域输送到山东半岛东北部地区,其上空水汽辐合层比较浅薄,集中在800 hPa以下,相对湿度饱和层和比湿高值维持的时间与强降雪时段一致;中尺度海岸锋的生消过程对冷流暴雪过程形成有着重要作用,水平方向上呈现为偏北风和偏西风的强辐合带,局地环流中的上升运动触发不稳定能量释放,直接决定暴雪的落区和强度,这是产生浅对流降雪的主要物理机制;云中水凝物粒子的高度在600 hPa以下,最大值出现在850～900 hPa之间与浅对流结构相对应;各水凝物粒子含量相差较大,以雪和霰最多.