WRF模式云参数化方案对一次深对流系统模拟的验证和改进

使用中尺度数值模式WRF中的双参数云微物理方案WDM6针对2008年台风“凤凰”登陆过程中造成的强降水进行数值模拟,通过卫星模拟器利用MTSAT-1R和TRMM卫星观测的红外云顶黑体亮温TBB、PR雷达反射率资料使用统计方法验证模拟结果。通过修改云水向雨水自动转化过程、冰晶核化过程、雪和霰的下落末速度、雪和霰的截距进行敏感性试验,减小模拟结果和卫星观测结果的差异。研究结果表明:WDM6方案模拟的台风“凤凰”登陆后的降水,强对流云系及对流柱状雷达回波基本符合实况,但模拟结果局部偏强。WDM6方案模拟产生了较多的浅对流云,低估了对流云系的出现频率。不同云类型模拟的雷达回波均偏强,对流云系雷达回波垂直分布接近观测。敏感性试验结果说明修改WDM6方案中云水向雨水自动转化率有效地改善了模拟效果。同时发现云滴初始数浓度影响云水向雨水自动转化率并最终影响云系结构和雷达反射率的模拟结果,过高的云滴初始数浓度会使模拟结果变差。     

陕西近50年极端气温事件分析

为分析陕西极端温度事件的气候变化特征,选用陕西75站1961～2010年逐日平均气温、最高气温和最低气温资料,应用气候统计诊断分析方法,分析了陕西近50年极端气温事件的气候变化事实。结果表明:近50年陕西极端冷事件发生的频次呈显著减少趋势,其中陕北长城沿线风沙区和黄土高原沟壑区的冷夜日数、冷昼日数、结冰日数、冬季寒冷日数、冬季严寒日数减少趋势尤为显著;关中平原霜冻日数、冷夜日数、冷昼日数呈明显减少趋势,秦岭南麓浅山区和汉江河谷及巴山山区冷夜、冷昼日数也呈现减少趋势。与此同时陕西极端暖事件发生频次呈显著增多趋势,陕北长城沿线风沙区暖夜、暖昼日数线性增加率为6～7d/10a,秦岭南麓浅山区暖昼日数增加趋势显著,其线性增加率达到6.3d/10a,而关中平原炎热夜数也呈比较显著的增加趋势。     

陕西春季干旱与多雨的环流特征对比分析

选用陕西86个气象站1961-2007年3~4月降水量和NCEP/NCAR再分析资料,利用标准化降水指数确定陕西春季干旱与多雨的划分指标,并对陕西省春季干旱与多雨年的同期和前期大气环流特征进行了合成分析,结果表明陕西春季降水具有南多北少,年际变率大等特点。陕西春季干旱少雨年同期500 hPa欧亚中高纬度距平场呈"-+-"分布,反映了中亚长波脊强盛,东亚大槽偏深的主要环流特征;而陕西春季多雨年乌拉尔山和日本海为正距平,鄂霍次克海和咸海、里海为负距平,欧亚中、高纬度距平场呈反位相分布,反映乌山阻塞高压建立与崩溃过程中,中亚长波槽经高原东移的环流特征,东亚中纬度纬向环流发展,冷空气易滞留在偏北地区,暖湿气流活跃更易北上,形成了陕西春季多雨天气。从850 hPa流场分布看,陕西春季多(少)雨通常对应同期对流层低层亚洲大陆东岸偏南气流的增强(减弱)。此外前年冬季乌山高压脊偏弱(强)和东亚大槽偏浅(深)与陕西春季多(少)雨有密切联系。     

基于潜在蒸散量对青海湖流域干旱气候以及影响因素的分析

通过分析青海湖流域及周边地区的潜在蒸散量及其水平分布与年内和年代际变化特征,并与中国其它流域的蒸发皿观测和估算的蒸发量变化特征进行对比,得出了青海湖流域干旱气候特征与潜在蒸散量的关系.结果表明:青海湖流域以西干旱沙漠地区是潜在蒸散量的高值区,流域以东是潜在蒸散量的低值区,青海湖是从干旱的高蒸发量区向半干旱的低蒸发量区的...     

四川盆地强暴雨过程诊断及中尺度分析

为了探索四川盆地暴雨天气发生发展的机制,利用云图和美国环境预报中心的全球再分析资料,针对2010年8月18—19日出现的暴雨过程进行环流形势、物理量场及中尺度特征分析,结果表明：暴雨过程中不断有低压槽东移,西太平洋副高西伸至盆地东部,暖湿气流通过低层绕流等方式进入盆地;在低层辐合高层辐散和热力不稳定的条件下,随着干冷空气入侵,对流运动异常强烈,促使强降水发生,湿位涡等值线密集带对暴雨落区预报有较好的指示意义。中尺度对流系统各阶段特征明显,与中尺度气旋演变有很好的相关性。     

“15·8”川东西南涡暴雨的Q矢量分析

利用NCEP 1°×1°再分析资料和常规地面观测资料,应用非地转湿Q矢量(Q*)的理论,对2015年8月16~18日一次川东地区持续性暴雨进行了分析。500h Pa高空槽、700h Pa西南低涡(SWV)和850h Pa低空急流为造成此次持续性暴雨的主要系统。结果表明:(1)Q*散度的辐合区与未来6小时雨带相对应,能较好地诊断未来6小时雨带的分布,西南涡中心位于辐合区西偏南侧,强降水中心位于辐合区中心南部;(2)西南涡中心和未来6小时雨带分别位于Q*正涡度区东南侧和西侧,但Q*涡度诊断能力不如Q*散度;(3)在西南涡发展阶段,大尺度强迫占主导地位,在西南涡成熟阶段则是中小尺度强迫占主导地位;(4)Q*散度垂直分布能较好地反映出西南涡的垂直结构,西南涡位于Q*矢量散度辐合垂直带的西南侧。     

近60年西安日照时数变化特征及其影响因子分析

利用常规气象观测资料和MODIS卫星C5气溶胶产品,分析了近60年西安日照时数变化特征及其相关影响因子。结果表明,西安日照时数在1981-2001年之间存在明显的下降趋势,以春、夏季日照时数下降最为明显,秋、冬季次之。渭南、华县的日照时数变化表明,西安及其以东地区的日照时数存在区域性下降,且3个城市的日照时数下降百分率存在明显的相关性。而华山(海拔2064.9m)的日照时数在近几十年中并未出现明显的增加或减少趋势,因此,影响西安及其东部日照时数下降的原因很可能位于近地面2km以下。通过分析气溶胶光学厚度、总云量、低云量和降水量的变化,发现关中东部地区的气溶胶光学厚度明显高于西部地区,高浓度的气溶胶并未导致西安、渭南、华县3个城市的总云量、低云量和降水量的增加,相反云量和降水量均呈现弱的区域性下降趋势。因此,西安及其以东地区日照时数的区域性下降不是气溶胶的间接效应引起的,很可能是在地形和盛行风向的共同作用下导致气溶胶在关中东部地区堆积而产生的直接辐射效应所致。     

咸阳机场一次阵风锋的探测和自动识别

利用西安多普勒雷达观测资料、NCEP再分析资料和自动气象站资料,对2016年6月4日发生在咸阳机场附近的一次阵风锋天气展开研究。这次过程是由蒙古低涡主导,低涡后部的冷空气南下触发对流引起的,阵风锋过境时咸阳机场产生了2.2mm降水和19.7m·s^(-1)的大风天气,多架次航班受到影响。从雷达回波的分析发现,这次阵风锋的特征表现为,生命史2h左右,回波强度5~25dBz,长度约70km,平均移速达49.7km·h^(-1),伴有明显的窄带回波和辐合线。对雷达基数据进行质量控制后,设计了自动识别软件,在强度场上利用双向梯度算法,以及速度场上使用Shear参量算法,根据窄带回波和辐合线的空间一致性,对该阵风锋的位置和强度进行识别。最后利用临界成功指数对这个软件进行评估,本次阵风锋的识别率达到83.33%,表明该软件能够识别阵风锋,可在业务中使用。     

西南涡的中尺度特征及其对陕南降水影响的研究综述

西南涡是生成于我国西南地区,除台风外影响我国降水的最主要天气系统之一。通过回顾对西南涡的统计结果、结构特征、其降水落区以及秦巴山区对西南涡的影响等研究成果,阐述西南涡的基本概况及其中尺度结构特征。同时,根据已公开发表的2008、2011—2019年全国4—10月主要暴雨过程的统计结果,挑选出该时段内陕南地区的暴雨过程并分析得出西南涡是造成陕南暴雨的主要影响系统,其343%的暴雨过程受到了西南涡的影响。     

秦岭邻近地区夏季一次连阴雨的成因分析

对 2 0 0 3 - 0 8- 0 8— 1 5秦岭地区连阴雨天气的环流特征和成因分析表明 :乌山长波脊稳定 ,巴尔喀什湖低槽不断分裂冷空气东移 ,西太平洋副热带高脊线位于 2 5～ 2 7°N,是形成了秦岭地区阴雨天气的环流形势主要特征 ;而 2 0 0 h Pa西风急流在 40°N附近加强稳定时 ,对流层低层偏东风和西南风切变线的维持 ,形成了有利于秦岭地区阴雨天气产生和维持的低层辐合、高空辐散的耦合机制