冷式和暖式切变线暴雨多普勒雷达资料对比分析

利用临沂新一代天气雷达(CINRAD/SC)观测资料和 MM5 模式产品及 Micaps 常规资料,具体分析了2005年9月20日和2006年7月3日发生在临沂市的冷式和暖式切变线暴雨到大暴雨过程的异同.分析表明两种切变线暴雨雷达回波都表现为和切变线走向一致的积层混合云降水云系,有较大范围,长度远大于宽度,对应于切变线成带絮状回波,最大回波强度相同,移速慢等特点.由于冷、暖式切变线结构上存在差异,冷式切变线暴雨低层有明显的东北气流冷垫,物理量场由低到高向北倾斜,加强了其动力上升运动;水汽输送依赖于对流层中层的西南急流,雨强的增大和高空急流的向下发展有关系.暖式切变线物理量场呈垂直分布,高低空配置利于上升运动维持,暴雨的水汽输送不仅依赖于对流层中层的西南急流,还依赖于低空西南急流,雨强的增大和中高空急流风速辐合中心的建立有关.结构的不同表现在雷达回波上不同特点为冷式切变线强回波单体或短带位于切变线南侧,而暖式切变线强回波单体或短带基本位于切变线雨带的中间.     

鲁东南地区"2004.07"大暴雨中尺度分析与数值模拟

对2004年7月16、17日出现在临沂市的大暴雨过程的进行中尺度分析,应用 MM5v3.6 非静力中尺度模式,用美国 NCEP 再分析资料作初始场,采用双向三重嵌套模式,进行高分辨的数值模拟.分析揭示了这次大暴雨的天气尺度背景和中尺度系统的发生和发展的结构及演变,结果表明高低空急流的有利配合为暴雨过程提供环境条件,大暴雨出现在高空西风急流轴线出口区与低空西南风急流轴向出口区北侧之间;数值模拟看出在强降水产生时,雨区上空存在较强的中-β尺度系统,该系统有强而窄的垂直上升运动、上下垂直的辐散辐合结构,强烈的对流不稳定,在对流层低层还存在对称性不稳定.低空急流提供充沛的水汽,并通过强而窄的上升运动向高层输送.     

基于广义线性模型和NCEP资料的降水随机发生器

天气发生器可以用来插补历史缺测气象数据或生成未来天气情境, 近年来被普遍应用于对气象变量的降尺度研究, 为陆面的水文、 生态模拟提供外强迫输入。广义线性模型 (GLM) 是近年来用于建立大尺度气象变量与地面气象因子之间的一种有效方法, 基于GLM的天气发生器具有一定的应用前景。本文以NCEP再分析资料中的单格点气温、 500 hPa位势高度、 位温、 相对湿度、 海平面气压等5个变量作为影响降水变化的大尺度因子建立模拟逐日降水量的广义线性模型。模型中对降水概率的描述采用Logistic模型模拟, 而对降水量则分别试用Gamma分布、 指数分布、 正态分布和对数正态分布来模拟, 试图比较和揭示这些基于不同理论分布的模型的能力。模型中待定参数的估计及对研究区逐日降水量的模拟采用了完全相同的实测逐日降水数据和同期NCEP再分析资料。参数的最大似然估计用遗传算法来实现, 对山东省临沂地区10个主要气象观测站降水资料的研究表明, Gamma分布模型的拟合效果最好, 对数正态分布次之, 指数分布再次, 正态分布最差; 参数估计分月获取的拟合效果略好于不分月的。模型逐日降水模拟表明, 对降水发生概率的模拟会低估各月的多年平均值, 基于指数分布的GLM会低估各月总降水量期望 (为月内每日降水量期望之和) 的多年平均值, 而基于对数正态分布的GLM则会在降水量较大时产生高估现象。由对应的天气发生器模型生成的随机模拟降水序列表明, 基于对数正态分布的模型会高估月降水量较大时的多年平均, 而基于指数分布及Gamma分布的模型则模拟效果较好。总体上看, 这种基于NCEP再分析资料和GLM的天气发生器对降水变率具有很强的解释和模拟能力。     

鲁东南地区“2004．07”大暴雨中尺度分析与数值模拟

对2004年7月16、17日出现在临沂市的大暴雨过程的进行中尺度分析，应用MM5v3．6非静力中尺度模式，用美国NCEP再分析资料作初始场，采用双向三重嵌套模式，进行高分辨的数值模拟。分析揭示了这次大暴雨的天气尺度背景和中尺度系统的发生和发展的结构及演变，结果表明：高低空急流的有利配合为暴雨过程提供环境条件，大暴雨出现在高空西风急流轴线出口区与低空西南风急流轴向出口区北侧之间；数值模拟看出：在强降水产生时，雨区上空存在较强的中-β尺度系统，该系统有强而窄的垂直上升运动、上下垂直的辐散辐合结构，强烈的对流不稳定，在对流层低层还存在对称性不稳定。低空急流提供充沛的水汽，并通过强而窄的上升运动向高层输送。     

三场暴雨中湿位涡的中尺度分析

利用中尺度数值预报模式 MM5v3.6,对发生在山东境内的三场不同影响系统的暴雨天气过程进行了数值模拟,并应用湿位涡理论,对这三场暴雨过程进行了诊断分析.结果表明这三场暴雨都产生在θse 陡峭密集区附近,θse 面的陡立易导致湿斜压涡度的发展,有利于上升运动的显著增长;暴雨的发展与湿位涡有很好的联系,暴雨主要出现在 850 hPa 的 MPV1 负值区和MPV2 正值区等值线密集区附近,降水中心位于 MPV1 负值中心前部对流不稳定区中.     

2006年7月3日黄淮地区大暴雨过程分析

利用地面和高空常规气象观测资料及全省自动站逐时观测风场资料、MM5中尺度数值模拟资料、多普勒天气雷达观测资料,对2006年7月3日发生在黄淮地区的大暴雨过程进行分析和模拟.结果表明:这次暴雨是由高空低涡前部强盛西南暖湿急流与地面生成的中气旋影响造成的;切变线两侧大气层结的强烈不稳定对形成此次短时暴雨有重要促进作用;此次临沂市短时暴雨是由低空切变线上生成的中β尺度气旋东移影响的;在有利的大尺度环流背景下,可利用数值预报产品预估过程集中影响时段,结合卫星云图资料范围大,雷达回波探测性强,自动站资料实时性、灵活性强等优点,进一步作好短时暴雨的临近预警预报,提高短时暴雨的预报提前量,努力降低短时暴雨造成的经济损失.