新一代天气雷达在临近预报和灾害性天气警报中的应用

利用新一代天气雷达制作临近天气预报和灾害性天气警报,必须从天气雷达观测入手.需根据临近预报和灾害性天气警报需求制定观测方法.不同预报对象,要采取不同的雷达资料的数据处理方法,以便突出预报对象的回波特征.制作临近预报和灾害性天气警报的主要依据是雷达回波分析,掌握回波演变的全过程是雷达回波分析的基础,根据回波特征判断识别影响本地区的天气系统,通过回波分析判断回波的未来发展趋势.为了从回波上识别灾害性天气,需要建立各种灾害性天气的识别判据和方法.预报的主要方法是外推法,但预报结果还需要预报员根据预报经验最后作出预报结论.为了做好临近预报和灾害性天气警报,建立预报流程是非常重要的.     

强对流天气短时临近预报业务技术进展与挑战

强对流天气短时临近预报业务是国家防灾减灾、重大社会活动和精细化天气预报的迫切需要。虽然我国强对流天气短时临近预报业务已经取得了巨大进展,但与国外先进水平相比还有不少差距。本文总结了近年国内外强对流天气短时临近预报业务现状、技术进展、目前国内的技术支撑状况和所面临的挑战,并提出了相应的应对措施。目前强对流天气短时临近预报技术仍然主要是外推预报技术、数值预报技术和概念模型预报技术等,但快速更新循环的高时空分辨率数值模式预报和新一代静止气象卫星资料将在强对流天气短时临近预报中发挥重要作用。强对流天气监测、分析和机理研究是强对流天气短时临近预报的重要基础;先进的外推预报方法同快速更新循环的高时空分辨率数值模式预报以及二者的融合是未来强对流天气短时临近预报的重要发展方向。     

基于数值模式和多普勒雷达的强对流天气预报技术

基于数值预报模式MM5,结合不稳定指标和能量指标的诊断结果,得到短时潜势预警指标,进行强对流天气0~12 h的短时预报;利用多普勒雷达信息产品提供的强对流天气风暴追踪信息,提取回波的移向和移速信息,进行强对流天气0~1 h的临近预报;均用一个强对流天气过程,来具体说明短时潜势预报和临近预报状况及其与实际情况的对比;应用短时潜势预报技术对近年来强对流天气过程进行了试用。结果表明,上述方法对强对流天气的短时预报、临近预报技术有一定的预报价值。     

极端天气指数在强对流天气中的应用及检验

数值预报特别是集合预报技术大大提高了对极端天气的预报能力,目前对于温度、风、降水等要素,欧洲中心基于集合预报产品计算的极端指数产品为其极端性提供了定量化依据。但目前尚没有应用于业务预报的强对流天气极端指数产品,本文统计了与强对流天气密切相关的物理量,并计算了其极端天气指数,统计了极端天气指数在不同强对流天气中的阈值分布。结果表明,极端天气指数与强对流天气有密切的关系,且不同类型的强对流天气极端指数的分布和阈值具有各自的特点。基于上述结果,利用极端指数和模式降水资料,使用支持向量机方法,建立了不同类型强对流天气的客观预报方法,为业务预报极端强对流天气提供客观支持产品。     

超长期天气过程的两步预报方法

超长期天气过程的两步预报方法,是针对预报、服务、特别是中、长期天气过程预报和灾重天气过程预报而研制的.     

云南高原山地机场强对流短临预报系统研究

基于天气雷达、地面和探空观测资料、NCEP再分析资料、FNL 数值预报产品,应用强对流天气分类识别技术和短时临近预报技术,开展风暴临近预报、强对流天气分类预警、基于数值预报的强风暴潜势诊断等研究,获得大理、丽江、西双版纳等高原山地机场及周边区域强降水、雷暴、大风、冰雹等灾害性天气的0～2h实时定量预报产品和0～12h强对流天气潜势预报产品,建立可业务运行的机场强对流天气短时临近预报系统。通过检验,证明该预报系统有较好的强对流天气预报预警能力,满足机场业务需求。     

强对流天气综合预报

强对流天气突发性强,破坏力大,严重危害社会经济和人民生活。同时,强对流天气又是多尺度系统多种因子综合作用的结果,单一的方法预报效果较差,为了做好强对流天气的预报和服务工作,本文研究了一个强对流天气综合预报方法,应用多种预报工具和多渠道信息,为强对流天气提供12—36小时的预报信息。     

长期天气过程的可预报性研究的进展

在数值天气预报中,大气可预报性问题是一个重要的研究课题。它们有的是从数值预报模式初值场误差探讨,即讨论计算过程中的误差增长使得预报与实况差异太大的时间。这段时间一般为两周,它称为大气可预报的时间。这是短期天气过程可预报性问题。长期天气过程的可预报性,大多是从天气变化稳定性进行探讨。短期天气过程与长期天气过程的关系以及长期天气过程的可预报性问题一直是近十余年来气象学者十分关心的研究课题,本文将着重介绍有关长期天气过程可预报性研究的进展。     

郑州市强对流天气短期预报系统

经对郑州市1990～2000年气象资料分析,概括出短时暴雨、瞬时雷雨大风、冰雹等3种强对流天气出现的气候规律、天气形势、物理量场演变特征、单站气象要素变化规律等.在此基础上,建立了3种对流性天气的预报模型、预报指标和相应的预报方程,构成郑州市强对流天气短期预报系统.该系统根据每天08时实时资料,自动完成天气分型、物理量计算、预报指标计算和预报方程的判别,输出预报结论.     

建立短期灾害性天气动态预报初探

在短期天气预报中,以往都是把灾害性天气和日常天气捆在一起,以固定发布时间和固定预报时段对公众发布预报的.这种定时预报,对日常天气来说是理所当然的,因为它是预报某日的天气;而对灾害性天气来说却不尽然,因为某种灾害性天气的致害程度在于它的强度和持久程度.由于灾害性天     

2010年2月辽宁地区冻雨天气诊断分析

应用常规天气资料,从天气、气候及大气物理量场等方面,对2010年2月下旬发生在辽宁地区历史罕见的冰冻雨雪灾害性天气发生发展的成因、主要特征以及造成严重灾害的主要原因进行诊断分析。结果表明：500 hPa低涡分裂的小槽东移是冻雨天气的环流背景;700 hPa源源不断的水汽输送和低层辐合作用是降水产生的基本条件。地面强冷空气是冻雨天气的触发机制;高层为冷的冰晶层,对流层中低层有温度t>0℃的暖的融化层,近地面1-2 km为气温t<0℃的冷层,同时地面达到 0℃以下,这种复杂的逆温层是冻雨产生的天气条件。高层暖平流是维持中空暖层结构的重要条件之一,对暖层的建立和破坏起较大作用,暖层消失冻雨天气也随之结束。中低空水汽饱和度、地面温度和中低空上升、下沉运动与冻雨的强度有密切关系。     

2006年7月19-20日苏中地区强降水成因分析

对2006年7月19日至20日由冷空气影响造成的不均匀性降水,通过对天气背景、细网格模拟、云图和雷达回波的分析,揭示出:夏季冷空气从中低层影响不会造成大范围的强降水天气,而高层冷空气南下进入辐合带,易产生强的辐合上升气流,从而引发强对流天气。分析表明,在同一对流云团中,不同地点、不同时段的强降水的物理量特征会有所不同。     

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。      

2006年春季寒潮天气对比分析

利用MICAPS资料,应用天气分析和诊断分析方法,对2006年3月9日～12日和4月10日～12日的大范围寒潮天气及相伴的北方沙尘暴过程的环流背景、成因以及物理量进行了分析,结果表明:两次过程均是在前期强烈升温的基础上,有强冷空气向南侵袭造成的,但由于环流背景、影响系统及冷空气的发展、移动路径不同,两次过程造成的影响也不同。     

陕北一次秋季连阴雨过程的天气动力学分析

利用常规气象观测资料,对2008年12月20日-22日运城出现的寒潮大风天气过程,从高空、地面天气形势以及物理量场进行了综合分析。结果表明：本次寒潮属于贝湖横槽迅速转竖型,冷高压及冷锋迅速南下,导致寒潮爆发。物理量场上,横槽前有正涡度中心和强烈的上升运动,槽后负涡度及强烈的下沉运动使得横槽迅速转竖;自下而上强的垂直风切变,使得高空风动量下传,巨大的水平气压梯度和变压差,引起地面大风。     

1961-2012年黑龙江省寒潮气候特征

利用1961-2012年黑龙江省62个气象站逐日平均气温及日最低气温,定义黑龙江省单站寒潮,并着重分析了黑龙江省寒潮发生频次的时空变化特征。结果表明：近52 a黑龙江省寒潮频次明显减少,寒潮频次的多少与地形的分布特点一致,山区半山区等高寒地带发生寒潮的频次明显多于平原地区。寒潮在11月和12月发生的最多,9月最少,冬季的寒潮频次明显比春季和秋季多。近52 a春季、秋季和冬季寒潮频次基本为减少趋势,而大兴安岭地区秋季寒潮频次呈增加趋势。     

基于ＳＶＤ分解的太平洋及印度洋海温与华北旱涝的诊断

2010年3月19日夜间到20日上午,大同地区遭受了长达十几个小时的大风灾害。本文利用常规探测资料、地面加密观测资料及NCEP／NCAR再分析资料从天气形势、物理量特征进行了诊断分析,结果表明：①高空强锋区和强冷平流是引发大风的主要影响系统。②地面热低压的稳定少动及冷锋前后强气压梯度区的建立是形成大风的关键。③地面冷锋前的上升运动与高空急流人口区次级环流上升气流的叠加,为深对流的发展提供了深厚的垂直环流发展条件;高空急流的动量下传加大了地面风速。④高空正涡度平流促进了地面气旋的发展。     

影响珠江三角洲地区的两次冷空气涌过程的地面结构和天气

利用珠江三角洲地区的地面加密观测资料，揭示了影响该地区的一类中小尺度天气系统－锋后冷空气桶，并详细分析了它的地面结构和天气影响。结果表明，这类对流系统非常相似于热带飑线，往往给三角洲地区带来突发性暴雨，但却不易产生强风。该系统的水平尺度很小，只有３０－６０ｋｍ，持续时间达４小时，移速快，约为每小时６０ｋｍ，移向定常，并且它在进入三角洲地区时发展加强，而在移出时减弱消失。和经典的飑线结构的差异在于它     

黄土高原一次冷涡飑线的综合分析与数值模拟

通过云图、环流背景和数值模拟等对2004年6月16日出现在黄土高原区域内的一次典型的冷涡飑线天气分析,揭示了该类天气的一些规律和特征,并运用数值模拟与实况进行对比验证。其结果对此类天气有一定的预报意义。     

冷空气引起的飞船主着陆场区偏北大风的特征分析及预报

分析了飞船主着陆场区1981-1999年1—4月和9—12月因冷空气而产生的偏北大风的过程中气候概况及其天气特征。通过分析发现：主着陆场区因冷空气引起的偏北大风以春季最频繁。秋、冬季最稀少;一天当中偏北大风以午后出现频率最大,午夜出现频率最少;对于不同季节的气压和温度,春、秋两季变化剧烈,冬季相对较小;在大风出现前24小时,主着陆场区的欧亚中高纬度大气环流以两槽一脊型、一槽一脊型、贝湖低压型为主;冷空气入侵前24小时,欧亚天气图上主着陆场区上游低层850hPa中高纬度有明显的冷中心。地面图场区上游冷高压中心的分布主要有3个区域：贝加尔湖西南至新疆、贝加尔湖到内蒙中北部、贝加尔湖西北部。大风前24小时在35-45°N、100～115°E等压线密集。等压线一般都在4根以上。