沈阳局地暴雨过程预报失误分析

利用实况气象观测资料、欧洲中期天气预报中心细网格预报产品和地基GPS/MET观测网大气可降水量数据,针对2017年8月3日沈阳地区局地暴雨过程进行分析,反思预报思路,探讨模式预报误差,寻求预报着眼点,结果表明:不同起报时刻ECMWF模式预报的700 hPa切变线的位置和两侧风速大小存在明显的不确定性。ECMWF模式预报的降水量主要是由大尺度降水产生,对对流性降水估计明显不足,对降水系统预报不稳定,导致大尺度降水的落区处于不断调整状况,使城区对流环境发生改变,预报城区上空水汽辐合出现在城区东南部,导致暴雨空报。可以利用大气可降水量的监测资料,来判断水汽辐合区。     

GPS-PW资料在川西暴雨中的应用研究

利用WRF-3DVAR系统同化常规探空资料及成都4个GPS测站的可降水资料,对2008年9月23～25日一次川西暴雨进行一系列同化试验。结果表明,选用合理的物理过程、积分步长和初始条件,WRF模式可以较好地模拟此次暴雨过程;同化可以改善暴雨落区和强度的预报,同化GPS可降水资料可有效地调节局地及水汽输送下游地区暴雨预报,对北川地区的强降水中心强度及位置预报较好,同化探空资料对雨带形状描述接近实况;同化GPS可降水资料对初始场的湿度场影响明显,而对其他变量场的影响相对较弱;2种资料的单独及同时同化,都改善了预报场的动力结构（垂直速度）,有效地减少了spin-up时间,使得模式在积分初期就能模拟出与实况相近的动力结构;同化试验的温度预报场随时间误差增大,这可能与降水的触发有关。     

一次暴雨过程的数值模拟和诊断分析

利用NCEP 1°×1°的6 h再分析格点资料和气象台站实测降水资料,采用WRF中尺度数值模式,对2008年7月23日发生在山东日照市的一次大暴雨过程进行了数值模拟和诊断分析。结果表明,此次大暴雨是在副热带高压、高空槽、西南低涡和切变线的共同作用下发生的;低层强烈的水汽输送和水汽辐合使暴雨区大气湿层迅速增厚,为暴雨的形成提供有利条件,水汽通量辐合中心与暴雨的落区有很好的对应关系;低层辐合高层辐散的配置有利于对流发展和低层水汽向高空输送;强烈垂直上升运动为暴雨发生提供了动力条件;700 hPa的垂直螺旋度与相应时次1 h降水存在很好的相关;强降水时段,暴雨区上空形成了从低层一直延伸到对流层顶层的正垂直螺旋度柱,暴雨中心的降水峰值正好出现在正螺旋度中心出现时段,垂直螺旋度中心的大小及变化一定程度上代表了降水系统的强弱和变化。     

GPS/PWV资料在宣城降水中的分析及相关应用

利用宣城市GPS站点2016年至2018年的逐日小时水汽资料,进行相关数理统计,对宣城降水过程中的PWV时间变化规律作了分析。结果表明：PWV存在一定的季节变化规律,夏季最大、春秋次之、冬季最小,月内变化幅度9月份在一年最大。通过对降水过程中的GPS水汽资料进行分析表明,几乎每一次降水发生前,PWV 都有明显的大幅度急升。在降水过程频繁的时段,也对应PWV的高值短期,表明足够的水汽是降水的必要条件,当PWV从一个谷点持续上升并超过一定值时,将有降水发生,因此PWV对降水预报具有指示作用。     

铜仁市2012年一次秋季大暴雨天气过程成因分析

应用常规观测资料、地面加密自动站资料、NCEP1°×1°的格点再分析资料对2012年10月21 ～ 22日铜仁市出现的大暴雨天气过程的主要影响系统、各物理量场的特征进行了分析,对WRF模式的降水预报进行检验.结果表明,造成这次大暴雨天气的主要影响系统是500 hPa低槽、700 hPa切变、850 hPa低涡切变以及地面冷锋、地面辐合线;暴雨的形成、加强、减弱与暴雨上空水汽通量辐合区的演变关系密切,暴雨发生前中低层有较强的西南或偏南暖湿气流向暴雨区输送水汽;暴雨区有强烈上升运动速度,上升运动从850 hPa一直延伸至150 hPa附近,最大上升气流位于700 hPa附近,低层辐合、高层辐散的垂直动力场结构,使整层产生了有组织的上升运动,为大暴雨的发生提供了动力条件;上、下层负、正垂直螺旋度耦合的结构对暴雨的发生和维持是十分有利的;对流层低层θse随高度减小,850hPa铜仁位于θse高值区,在贵州东部和南部有一个θse大值（高能）中心（θse≥68℃）,反映了暴雨期间低层大气的不稳定性,而中层大气处于中性,这种大气层结有利于产生对流性强降水;WRF模式的降水预报对于此次强降水过程具有重要的指示意义,近24h的降水落区与实况相比吻合较好,但降水量级预报略偏小.     

2014年2月聂拉木降雪天气中水汽输送特征分析

利用500 hPa高度场、风场、200hPa高空急流、500 hPa水汽通量散度场、卫星云图和地面观测资料,对2014年2月上中旬西藏日喀则地区聂拉木出现强降水天气中水汽输送特征进行了分析.结果表明,高原上冬季强降水与水汽来源和水汽输送路径有直接影响;高空急流轴的方向和位置可以判断主要水汽的来源和输送方向,14 ～ 16日强降水的主要水汽来源是高原南部70° ～90.E,30.N以南的风场上一致的西南风与聂拉木10 mm以上的降水有很好的对应关系.     

地面水汽通量散度在辽宁暴雨预报应用

本文应用自动站地面观测数据和NCEP1*1实况数据对地面水汽通量散度在2016年汛期暴雨预报的应用分析。结果表明：对于7个短时大暴雨个例预报效果进行应用检验,其中有6个例地面水汽通量散度能够提前2-4小时出现负值中心；通过对比预报效果差异两个短时大暴雨个例,得出两者影响系统均为高空槽,低空850hPa均存在切变线系统,均存在CAPE大值区,降水性质均为对流性降水；两个个例降水前期水汽输送程度差别明显,0801个例前期低空850hPa西南气流风速较小,水汽输送较弱,并且近地面以偏北风辐合为主,相对较干；0813个例低空850hPa西南气流强劲,降水前期水汽输送效果明显,近地面偏南风辐合为主,加强近地面湿度形势；0801个例水汽输送地区位于平原地区,地势较为平缓,不利于水汽的累计；0813个例水汽输从地势低的平原向较高的山地丘陵地区进行输送,由于地形抬升阻挡作用,极易造成水汽堆积。     

海陆界面水汽输送对辽河三角洲区域参考蒸散发的影响

海陆界面水汽输送/交换及其区域蒸散发对海岸生态系统演化具有十分重要的影响.利用NCEP/NCAR再分析数据和气象观测数据,定量分析辽河三角洲地区海陆界面水汽输送通量的时空特征及对参考蒸散发(ET0)的影响,结果显示,海陆界面水汽输送通量与东亚气候系统联系紧密,具有明显的季节差异,夏季高、冬季低,呈单峰分布.在月尺度上水汽通量与ET0整体呈显著正相关:春季和秋季水汽通量更多的表现出纬向水汽输送的特征,与ET0显著正相关;夏季经向水汽通量(南风输送)在海陆界面水汽输送中的比重增加,呈显著负相关;冬季则不显著.多项式曲线拟合结果表明,随着水汽通量的增加,ET0相应增大,当水汽通量达到一定阈值(67～75kg/(m.s))后,ET0随水汽通量的增大而减小.分层计算结果表明当海陆水汽通量与ET0正相关时(春季和秋季),地面-850hPa层的贡献最大;当负相关时(夏季),700～300hPa层的贡献最大.     

地面水汽通量散度在辽宁省暴雨预报中的应用分析

本文应用自动站地面观测数据和NCEP 1°×1°实况数据对地面水汽通量散度在2016年汛期暴雨预报的应用分析。结果表明,对于7个短时大暴雨个例预报效果进行应用检验,其中有6个个例地面水汽通量散度能够提前2～4 h出现负值中心;通过对比预报效果差异,2个短时大暴雨个例影响系统均为高空槽,低空850 hPa均存在切变线系统,均存在CAPE大值区,降水性质均为对流性降水;2个个例降水前期水汽输送程度差别明显,0801个例前期低空850 hPa西南气流风速较小,水汽输送较弱,并且近地面以偏北风辐合为主,相对较干;0813个例低空850 h Pa西南气流强劲,降水前期水汽输送效果明显,近地面偏南风辐合为主,加强近地面湿度形势;0801个例水汽输送地区位于平原地区,地势较为平缓,不利于水汽的累计;0813个例水汽输从地势低的平原向较高的山地丘陵地区进行输送,由于地形抬升阻挡作用,极易造成水汽堆积。     

2009年辽宁春季第一场透雨的人工增雨天气分析

利用M icaps实时资料、高分辨率T639零场资料、NCEP再分析资料、雷达资料,对2009年4月18日夜间～21日白天辽宁省降水系统的宏观特点及物理量场的结构特征进行了分析。结果表明,中、低纬高空槽的合并加强与地面江淮气旋北上是此次降水过程的主要影响系统,东部高压的阻挡及低空急流对水汽的不断输送是造成近3 d多持续降水的主要降水机制;500 hPa以下高度为水汽辐合区,同时又是上升运动区,700 hPa是急流区,也是水汽输送最强区;雷达回波的零度层亮带与高度场、温度场配置相互吻合。     

“7．18”山东暴雨过程分析III：WRF模式边界层参数化方案对物理量场的影响

[目的]分析不同边界层参数化方案对此次暴雨过程中物理量场的影响。[方法]利用WRF模式3.4版本,选取不同边界层参数化方案对"7.18"山东暴雨过程进行敏感性试验,分析不同边界层参数化方案对此次暴雨过程中垂直速度场、水汽通量散度场、相对湿度、对流有效位能和边界层高度等物理量场的影响。[结果]不同的边界层参数化方案对于暴雨过程中垂直速度场的空间分布及其中心强度具有显著的影响,从而使得降水中心的分布和强度发生变化。尽管不同边界层参数化方案模拟得到的水汽通量散度在水平分布与实际结果具有较好的一致性,但其在垂直分布、中心位置及其强度上存在明显的差异。不同边界层参数化方案引起的边界层高度和对流有效位能的差异与其引起的降水分布差异直接相关。[结论]WRF模式中不同边界层参数化方案对暴雨过程中不同物理量场模拟效果的影响较大,选择合适的边界层参数化方案能显著提高对物理量场的模拟效果。     

2015年7月29—31日山东地区强降水过程的诊断分析与数值模拟

[目的]为深入探讨山东地区夏季强降水的原因和机理,给暴雨模拟及预报分析提供有价值的参考,[方法]利用常规观测资料和WRF模式对2015年7月29—31日山东地区一次典型强降水过程进行诊断分析和数值模拟。[结果]结果表明：(1)此次过程是由东移的西风槽和低层的切变、低涡共同作用造成的,系统的位置及移动路径与降雨区的位置及移动非常一致。(2)WRF模式能较好的模拟出此次过程的天气形势,雨带的位置和范围与实际情况基本一致。(3)分析850 hPa水汽通量和水汽通量散度垂直剖面,可见两个水汽来源,西南急流左侧有切变和低涡,强的低层辐合配合较大的水汽通量,存在强烈的水汽辐合,大量水汽持续辐合上升,为此次大暴雨提供了充足的水汽。[结论]此次过程是山东省汛期比较典型的强降水天气,高低空系统配置和不稳定条件非常有利于强对流天气的发展。WRF模式高时空分辨率的模拟结果弥补了常规观测资料和再分析资料时空分辨率方面的限制,有助于更好地分析和理解此次强降水过程。     

MODIS植被资料在模拟华东地区一次降水中的应用

采用中尺度模式WRF 3.7版本及NCEP FNL资料作驱动场,利用最新的高分辨率MODIS资料(MODIS03)提高WRF模式对区域降水的模拟能力,就2003年6月下旬我国华东地区的一次强降水事件进行48 h短期天气模拟。结果表明,利用最新MODIS03资料的土地利用率可以减少降水误差,植被覆盖率会增加降水量,但同时替换土地利用率和植被覆盖率的LG03试验的模拟结果最接近实测资料。不同的陆面信息可以直接影响地表蒸发量及水汽通量散度的模拟结果。通过分层的水汽通量散度可以看出,不同的陆面信息模拟的水汽辐合主要在地表气压到850 h Pa产生差异,并最终影响降水模拟结果。     

2003年长江流域梅雨过程强降水条件分析

利用2003年6月21～29日NCEP/NCAR再分析资料,计算了这一时间段内各层的大尺度大气环流特征以及水汽通量、水汽通量散度等与降水有关的物理量,并对这些物理量对此次降水过程的不同作用进行了分析,探讨此次梅雨异常偏强的原因。结果表明,在2003年梅雨期间,在对流层中低层,长江流域以南地区有一很强的低空西南风急流,低空急流造成的低层辐合上升气流中将有对流发展,导致水汽大量凝结产生暴雨,凝结潜热的释放又使低层气压降低,南高北低的气压梯度更大,偏南气流加速更快,导致低空急流的维持,也使得暴雨长时间维持;在500 hPa气压面图上,中高纬地区呈现出典型的双阻型环流形势,即乌拉尔山地区和鄂霍茨克附近均被强大的阻塞高压所控制,2个阻高之间是一宽广的西风槽;200 hPa,南压高压作为大气对流层高层最重要的系统在这段时期内基本保持稳定,且高压中心基本与暖中心对应;南压高压的位置使得对流层高层的整个长江流域特别是中游和下游地区有明显的辐散气流。对水汽输送和水汽的辐合辐散的状况分析表明,长江流域是该时期全球范围内水汽汇的一个高值中心,且水汽通量大值区和水汽辐合区与降水大值区基本一致;夏季印度风环流和东亚夏季风是向江淮流域输送水汽的主要通道。     

2012年8月3～4日桓仁地区暴雨天气个例分析

利用常规观测资料、NCEP再分析资料、卫星资料、雷达以及区域自动气象站资料对2012年8月3~4日桓仁地区大范围强降水的形成和演变特征进行分析。结果表明,此次大暴雨过程是副热带、西风带、热带系统共同作用的结果。200 hPa高空急流入口区与低空急流出口区相叠,有利于上升运动的维持和发展;大暴雨发生在低空急流核的前方,水汽通量高值区与强水汽辐合中心重合处,并与850 hPa以下θse≥345 K的高值舌区有很好对应关系。     

黔西南州望谟县“6.06”特大暴雨过程中尺度分析

[目的]分析黔西南州望谟县"6.06"特大暴雨过程的成因。[方法]利用NCEP/NCAR的1°×1°再分析资料,FY-2E的红外云图TBB资料,地面七要素、两要素自动站资料,对2011年6月5日夜晚～6日08:00黔西南州望谟县上游地区特大暴雨发生发展的主要影响系统、各种物理量场的特征进行综合分析。[结果]此次暴雨天气过程是由850 hPa冷式切变线和地面辐合线提供的冷空气、副热带高压西北边缘的暖湿气流共同影响所致。MCS是直接造成此次特大暴雨的主要原因。中低层强盛的西南暖湿气流输送为此次暴雨提供了充足的水汽。850 hPa水汽通量散度辐合中心沿着地面辐合线自北向南移动影响黔西南州,且降雨落区与水汽通量和水汽通量辐合中心相对应,降雨强弱也与水汽通量和水汽通量辐合增强和减弱相对应。[结论]该研究为此类暴雨天气的预报提供了参考依据。     

桂林2010年6月两场暴雨成因分析

利用常规资料分析了2010年6月17和20日暴雨天气过程的成因。结果表明,2次过程的雨量中心都在铁路沿线,6月20日暴雨强度比17日大。6月17日过程雨带是由南向北抬,影响成因为850 hPa西南气流加强、风速的辐合造成,没有冷平流配合;20日过程雨带由北向南移动,是由850 hPa切变线、地面冷锋造成,有明显的冷平流入侵。2次过程都受西南季风影响,过程发生前23 d孟加拉湾的对流云团发展。T639的850 hPa水汽通量能较好反映低层的水汽辐合,雨量中心与水汽通量散度中心是对应的。     

株洲市2011年6月15日暴雨过程分析

从自组织辐合水汽流的成因出发,对株洲市2011年6月15日暴雨产生的过程进行精确到点的分析,发现其前期的一些具有物理意义的特征,这些特征为该地暴雨的精细化预报提供了有业务价值的思路和方法。在暴雨发生前12～36 h,对流层中下部存在南北力子偶,且株洲站附近存在准饱和区;对流层底层水汽通量散度对暴雨预报具有高度敏感性,其分界线位于850 hPa附近,850 hPa以下的水汽通量散度具有较强的暴雨可预见度,而850 hPa以上的水汽通量散度则不具备这种功能;暴雨中最强降水发生前24～6 h,位于850hPa以下的对流层底层水汽通量散度在株洲站及其上游附近存在明显增强的(-6～-20单位)水汽通量辐合中心区;如果上述水汽通量辐合中心区突然消失,则意味着最强降水即将发生,也意味着自组织辐合水汽流已经发展到成熟期,其即将向上发射。涡度、散度、垂直速度、假相当位温等要素场都有上述类似特征,但敏感度不及水汽通量散度;TBB与强降水呈负相关,且滞后约2 h,虽然TBB对这次暴雨过程不具有预报特征,但它表明了此次暴雨过程具有原发性特征,这对暴雨的本质研究有益;仰角越小的速度回波对暴雨越敏感,0.5°仰角的速度回波对暴雨还具有2 h左右的提前反映,这对暴雨短临预报具有指示意义。