一次梅雨暴雨的动能谱特征分析及收支诊断

利用WRF模式和NCEP再分析资料,对一次梅雨暴雨个例进行了数值模拟,基于高分辨率的模拟结果计算了水平动能谱、涡旋动能谱及辐散动能谱,诊断了动能收支谱方程。结果表明:在暴雨发展阶段,各个高度上都有中尺度动能增长,其显著增加始于中尺度低端,这导致了在中尺度波段出现谱转折特征,但在不同高度转折尺度不同;对流层高层涡旋动能大于辐散动能,平流层低层反之;不同降水阶段、不同高度和不同尺度上动能的来源不同,对流层高层,中尺度动能倾向由非线性项和气压项贡献;平流层低层,气压项的作用更为明显。     

汛期西南涡暴雨的数值模拟研究

利用西南区域数值预报模式系统SWCWARMS,结合全国汛期高空加密观测资料,对2013年6月29—30日的一次西南涡暴雨过程进行数值模拟和敏感性试验。结果表明,与控制试验相比,同化试验模拟的降雨与实况更为接近,并成功模拟出四川东部的强降雨中心,对于西南涡的模拟,同化试验西南涡出现时间更早,强度更强。并且,通过两组试验初值差异对比发现,同化试验初值在四川盆地对流层中低层表现出更强的低压,更强的涡度以及更强的旋转风扰动,四川盆地西部边坡也存在更强的上升气流,这都有利于西南涡的发生、发展。另外,同化汛期高空加密观测资料对强降雨中心单站的预报改进也较明显。因此,加强汛期加密气象观测,有利于揭示西南涡的发生、发展及其降雨天气影响,也有助于提升数值预报业务技术水平。     

2017年5月7日广州特大暴雨模拟中的背景场影响分析

2017年5月7日广州发生了特大暴雨,为研究不同背景场资料对这次暴雨过程的影响,模式背景场分别采用美国NCEP的GFS资料和中国的T639资料,利用GRAPES_Meso模式对这次暴雨过程进行了数值模拟和影响分析;数值试验结果表明,采用不同的背景场对这次暴雨过程具有显著影响,用T639资料(T639_run)作为模式背景场大致模拟出了这次暴雨过程,而采用NCEP GFS数据(GFS_run)模拟的降水明显偏北。其原因是,采用T639资料做背景场时,华南暴雨区域存在深厚的水汽输送,同时存在强烈的上升运动,可以产生极端强降水;而采用GFS资料进行数值模拟时,实际暴雨区上空的上升气流较弱,水汽输送也较弱,使强降水落区偏北。GRAPES_Meso模式模拟的华南地区的云顶高度整体偏高,云顶温度整体偏低,相对来说,采用T639_run的模拟结果优于GFSrun的结果,该研究结果可以为云降水方案中的水物质和云量计算方案的改进和优化提供一定的参考。     

影响山东切变线特征及典型个例分析

利用天气观测资料和NCEP再分析资料对2004-2013年5-9月影响山东的切变线天气特征和环流形势进行了分析。将影响山东的切变线按热力性质分为冷切变线和暖切变线,10a间影响山东的切变线共发生59次,其中暖切变线出现43次,占切变线总发生次数73%;冷切变线出现16次,占切变线总发生次数27%。切变线发生频数7月最多,6月次之,分别占切变线总数的35.6%和23.7%,9月最少,约占0.05%。影响山东典型切变线的发生与副高关系密切,冷切变线多出现在西风槽东移受阻,在对流层低层逐渐形成,暖切变线则出现在西风带小高压与副高合并,副高北抬时形成。针对2次典型冷暖切变线暴雨天气过程对比分析其暴雨落区、雷达回波特征和动力机制等,结果发现:暖切变线降水的强度、暴雨范围和持续时间明显大于冷切变线降水。暖切变线暴雨的GPS可降水量在强降雨出现前8h快速上升,可降水量峰值对应地面降雨大值,对地面降雨变化反映不敏感,物理量呈垂直分布,强回波单体基本位于暖切变线雨带的中间。冷切变线暴雨的GPS可降水量短时间内增幅大,地面强降雨在峰值出现1h后发生,对地面降雨变化反映较敏感,物理量从低层到高层向北倾斜且上升运动区较深厚,回波单体位于切变线南侧。     

登陆北上山东台风暴雨非对称分布的成因对比分析

应用常规气象观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料,选取登陆北上山东地点相近但暴雨落区分别位于台风中心西北侧和东北侧的两个台风,分析暴雨落区相对台风中心非对称分布的成因。结果表明：台风进入中纬度以后,0421号台风“海马”位于高空深槽前,与西风槽相互作用,西风槽携带的冷空气从西北侧侵入台风环流,产生湿斜压锋区强迫抬升、冷暖空气交绥、水汽辐合等因素造成暴雨,暴雨趋于出现在台风中心的西北侧,为高比湿舌前方、较强水汽辐合区与相当位温密集区叠加的区域;而0509号台风“麦莎”与副热带高压相互作用,引起涡度及涡度平流的非对称改变,暴雨区与500 hPa正涡度区或正涡度平流相对应,暴雨趋于出现在台风中心的东北侧,为强正涡度平流区与水汽辐合叠加的区域。     

初夏亚洲季风区环流低频振荡与长江下游持续暴雨

利用主成份分析和非整数波功率谱分析研究了1991年初夏亚洲季风区逐日500 hPa环流的时空分布特征。结果表明，主成份分析得到的前5个特征向量的空间分布与各个季风系统的活动有关，其时间系数存在显著的12—22天准周期振荡和28—31，43—65天的低频振荡周期，它们与长江下游暴雨形成有密切联系。当第一主成份从谷点上升且第二主成份稳定地增大（减小）时，长江下游出现持续暴雨。亚洲副热带海洋加热异常和海陆热力差异产生的不均匀加热分布激发的各种低频波及其相互作用导致向热带外能量频散的异常，是引起长江下游持续暴雨的     

春季高原东侧水平稳定层分析

本文利用稠密的探空资料,分析了春季高原东侧的水平稳定层。确定了该稳定层的范围和强度,指出了其温度、湿度和流场特征,并初步探讨了其维持机制。     

台风外围暴雨成因及其增幅的一种动力学机理

通过对9216号台风外围暴雨的诊断分析，发现暴雨是由低层低压气旋流场系统、与高层高压反气刻流场系统以及深厚的饱和湿度层所组成的一种高层抽吸作用所形成。暴雨的增幅原因，是通过台风和东风波系统与风带的低涡低槽系统合并加深后，导致暴雨区上空暖平流因子增强和高层抽吸作用增强所开。最后对预报和研究这类暴雨提出了几点看法。     

8807号台风局地特大暴雨过程中尺度分析

分析了８８０７号台风所引发的局地特大暴雨成因：（１）台风提供了足够的水汽；（２）台风螺旋状云雨区和太阳辐射不均匀，形成了低层中尺度锋区，为暴雨发生提供极不稳定能量和触发条件；（３）局地地形和摩擦因子使湖北省宜昌地区成为这次对流云发展较有利的地点；（４）高空的中尺度降压系统和涡度因子加强了对流云团的发展。     

A three‐component end‐member analysis of streamwater hydrochemistry in a small Japanese forested headwater catchment

Intensive water sampling in conjunction with hydrological observations was conducted during three different rainstorms in order to understand the effects of rainfall events on the temporal variation of streamwater chemistry in a small headwater forest catchment. Concentrations of Na⁺ and SO₄^2? decreased as the discharge rate increased. Hydrograph separation of the components was made using the three‐component model based on the end‐members mixing analysis (EMMA). The three end‐members were:

• 1 the groundwater in the saturated zone that prescribes the chemistry of the baseflow;
• 2 the throughfall that dilutes the streamwater;
• 3 the groundwater in the transient saturated zone prescribed, which was dependent on the groundwater level.

When the groundwater level was lower, only the two components, groundwater in the saturated zone and throughfall, affected the streamwater chemistry. When the groundwater level rose and the saturated zone spread, the groundwater in the transient saturated zone became the third component. When the groundwater in the transient saturated zone contributed to the discharge, this component became the dominant source and the streamwater chemistry was affected by the groundwater chemistry in the transient saturated zone. When this component was discharged as the saturation overland flow, the streamwater chemistry was greatly affected by this component. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.