数值模式下的物理量场演变在烟台降水预报中的应用

[目的]了解物理量场预报资料在降水预报中的作用。[方法]通过对比烟台2011年7月2～3日降水预报与降水实况及2011年9月12～15日连续强降水预报与实况,比较日本传真图、欧洲中心、MM5、Grapes、T639等数值预报模式的优缺点。[结果]MICAPS系统可以提供物理量场的实况形势,却不能提供物理量场的未来演变形势,日本传真图、欧洲中心、MM5、Grapes、T639等数值预报模式,可提供物理量场的未来演变形势。[结论]对多次降水过程物理量场的预报形势的对比分析表明,不同高度的垂直速度、温度露点差、相对湿度以及风场演变,能提高烟台降水预报准确率。     

2011年8月5～6日局部大暴雨过程分析

[目的]分析2011年8月5～6日发生在湖南的局部大暴雨过程。[方法]利用湖南省内区域自动站资料、探空资料、高空资料和雷达资料对2011年8月5～6日发生在湖南的暴雨过程的形成机理进行了深入分析,重点探讨洞庭湖局部区域大暴雨中反射率、径向速度及相关物理量因子的演变情况,同时检验欧洲中心高度场和风场的模式预报。[结果]此次过程是在东部沿海有台风的影响情况下局部发生的大暴雨天气过程,大气环流背景是两脊一槽形势,主要影响系统是高空低槽和中低层切变线附近以及地面弱冷空气,且200hPa存在分流现象,暴雨落区位于850 hPa的东侧和南侧;强对流的发生前,维持高K指数或K指数迅速增大,CAPE值迅速增大和SI指数的快速减小,同时当地环境有足够的水汽弥补了因中低层没有急流存在而产生的水汽的输送;在雷达回波上有2条路径的回波云团输入到强对流风暴,同时中层有干空气侵入风暴内,造成强风暴单体的缓慢移动及强度维持,在速度产品上低层存在逆风区和强的辐合区。EC 500 hPa高度预报场与实况对比发现预报的台风内部高度值比实况偏大,高压中心比实况偏小,48 h预报比24 h预报误差大些;500和850 hPa的UV分量的预报场48 h的误差比24 h大,500比850 hPa的误差大,对台风的预报误差均较大,在切变线附近或槽线附近误差亦较大。[结论]该研究为暴雨预报提供参考。     

2014年6月19-20日娄底市强降水天气过程分析

利用ECMWF模式、T639模式、JAPAN模式以及常规气象观测资料,对湖南省娄底市2014年6月19—20日强降水天气过程的环流形势、模式进行对比分析,试图揭示这次强降水天气的成因。结果表明,500 hPa亚欧中高纬为一槽一脊形势,中纬度高空多波动,西安到重庆有低槽东移,影响娄底市西部发生较强降水;850 hPa切变线和低空急流之间对应强降水落区,其维持是造成强降水天气的主要原因;数值模式预报与实况有一些差异,对于19日的强降水落区和强度,主要表现为ECMWF模式和JAPAN模式预报偏小,T639模式预报偏大,对于湘中一线的强降水落区仅T639模式预报准确,但对湘北的预报出现明显空报现象;20日强降水的强度和落区预报, ECMWF模式无论是强度还是落区上都是吻合的,而T639模式和JAPAN模式强度相对也吻合,但落区上有偏差,较实况偏东偏南。     

汉中市2009年8月16—22日连阴雨、暴雨天气过程分析

利用2009年8月15—22日各层(500hPa、700hPa、850hPa)天气图资料及有关物理量资料,采取天气诊断分析方法,对汉中市2009年8月16—22日的连阴雨、暴雨天气过程进行分析。结果表明:此次过程主要影响系统为副高、高空冷涡、低涡、切变和700hPa低空急流,700hPa低空急流为暴雨区源源不断地输送了水汽和不稳定能量;物理量场对降水,尤其是对大降水落区及量级的预报具有很好的指示作用。     

2016年7月20日朝阳市大暴雨天气过程分析

利用降水实况、MICAPS云图实况、雷达产品等资料,对朝阳地区2016年7月20日大暴雨过程从系统生成、发展、消亡3个过程进行分析,运用MICAPS输出产品对过程当中动力、水汽、热量、物理量条件分析,并对比MICAPS预报场资料,揭示了EC、T639对本次过程的预报情况。经过分析得出:本次过程是受地面江淮气旋北上,配合高空切断低涡前部低空急流,在江淮气旋倒槽顶部、急流出口区发生的大暴雨天气过程。降水过程当中,地面受日本海高压阻挡,高空受副高脊线影响移动非常缓慢,为此次大暴雨天气过程提供有利条件。     

锦州地区一次先后受两个天气系统影响的暴雨天气分析

[目的]分析一次先后受2个天气系统影响的暴雨天气过程。[方法]2010年8月19~22日锦州地区先后受高空槽和蒙古冷锋、高空槽和副热带高压后部切变线影响而产生暴雨天气,为了分析思路清晰,分为前后2个降水阶段,结合降水情况、天气形势、卫星云图、数值预报产品等方面,对此次暴雨天气过程进行分析。[结果]此次暴雨天气过程由前后2个降水阶段,前一阶段降水主要受高空槽和地面蒙古冷锋影响,后一阶段降水主要受高空槽和副热带高压后部切变影响;高空冷空气、低空切变线、低空急流、副热带高压及其相互之间的耦合作用是造成这次暴雨天气的主要影响系统和原因。云图分析发现,在水汽通道的对流云带上不断有对流云团发展、减弱、消亡、再生成发展,呈现出明显的列车状运行状态,云图呈现的加强和减弱与实况降水非常吻合。数值预报产品对产生暴雨的高空、地面形势预报较为准确,特别是副高东退南落趋势预报准确;欧洲中心预报场形势与实况吻合较好,T639的形势预报有一定偏差,降水预报指示作用较好。[结论]该研究为以后做好此类天气的气象服务工作提供依据。     

一次短时暴雨的数值预报性能检验

通过地面自动站资料、数值预报产品、常规天气图对发生在2011年7月14日,浙江省义乌中部地区的一场短时强降水进行分析,重点对此次过程中的日本数值预报模式进行分析、检验,并对GPV、EC、T213、T639等数值预报模式之间的降水预报进行对比检验。结果表明,日本的数值预报较为准确预测了此次暴雨的落区,且通过模式连续对比,可知数值预报起报时间越接近实况与实况越吻合。     

T639数值预报产品对吉林市雾凇的预报指标

利用吉林市旅游局提供的雾凇实况资料,人工观测站吉林和北大壶的相对湿度资料以及中国气象局下发的T639数值预报产品中的物理量资料,即1 000 h Pa与925 h Pa的相对湿度、2 m温度、1 000 h Pa与850 h Pa的温度和10 m风速,对吉林市雾凇预报进行研究,得到T639数值预报产品中各物理量对雾凇预报的预报指标。     

科尔沁左翼后旗2010年7月20日暴雨天气过程个例分析

利用欧洲数值预报、日本传真图、T213数值预报及卫星云图等资料对科尔沁左翼后旗2010年7月20日暴雨天气过程的成因进行了诊断分析。结果表明：500hPa副热带高压北上、850hPa低空急流是这次暴雨的主要影响系统。利用数值预报产品,结合预报经验综合分析,逐步探索数值预报产品与日本传真图相互配合的使用方法,从而积累经验,提高预报水平。     

2010年7月1日济宁市暴雨天气过程分析

2010年7月1日济宁市普降暴雨,从环流形势、地面填图、水汽条件、物理量场、卫星云图和雷达回波等方面对该次降水形势进行了分析,得出天气过程低空急流是主要的水汽输送通道,850～700 hPa中低层的西风带急流给暴雨的形成提供了充沛的水汽条件,加之本站前期具有高温高湿条件,有出现大暴雨的可能;并对日本传真图、欧洲形势预报等数值预报进行了实况检验。     

营口地区一次暴雨过程中的预报失误分析

[目的]分析营口地区一次暴雨过程中预报失误的原因。[方法]利用自动站降水资料和MICAPS资料,对2010年7月19~22日营口地区出现的暴雨天气过程进行了分析;并利用雷达、云图资料和数值预报产品,分析了7月21日的预报失误原因。[结果]造成7月21日暴雨预报失误的主要原因是：①此次降水过程持续时间长,降水不连续且分布不均,21日的强降水与前2个时段的强降水不同,是局部短时强降水,此类降水预报难度大;②数值预报不稳定,误差大;③20日夜间已经出现强降水,与21日傍晚出现的强降水间隔时间不长,容易使预报员疏忽,并且在此期间雷达和云图的暂时静寂也形成了一定的干扰。对于暴雨预报的着眼点应该立足于数值预报的形势预报,而不应将注意力放在要素预报上;应坚持以形势分析判断为主,要素判断为辅的原则;对于强降水的预报,数值预报往往误差较大,不能盲信,预报员应根据经验对其进行正确的订正预报。[结论]该研究为暴雨的预报分析提供参考依据。     

临沂一次局地大暴雨成因分析

[目的]研究2010年8月3日晚至4日凌晨临沂一次局地大暴雨过程的成因。[方法]利用MICAPS天气图、NECP分析场实况资料、加密自动站资料和多普勒雷达产品等,从发生的天气背景、中小尺度特征以及中小尺度系统发生、发展物理机制等方面详细分析了2010年8月3日晚至4日凌晨临沂一次局地大暴雨、特大暴雨过程,探讨此次大暴雨过程的成因,并尝试从中找出一些短历时强降水发生的规律。[结果]此次局地大暴雨过程短时降水量大,局地性特点明显;主要影响系统为副热带高压、西风槽和地面中小尺度低压,是由不同尺度、不同高度的多个系统共同作用的结果。上冷下暖的不稳定层结蓄积了大量的不稳定能量,是强降水发生的基本条件;上空底层为辐合切变线,上空有一层深厚的西南—西北—偏东气流的垂直切变、湍流层;上下系统的共同作用触发了上升气流的产生,使不稳定能量得以释放;由于不稳定能量的释放,西北气流被切断消失后,上升气流使西南气流向上发展,与东风波相接形成新的垂直切变,是强降水持续时间较长的一个原因。副高边缘的西南气流是此次降水过程的水汽来源,为大暴雨的产生提供了充足的水汽供应。发展、增强中的系统会使系统的移动速度变慢,从而增大降水量,也是强降水维持时间较长的一个原因。[结论]该研究为今后的预报工作积累一定的经验。     

豫北一次区域性大暴雨过程分析

[目的]分析豫北一次区域性大暴雨过程。[方法]利用常规天气图、乡镇雨量站、卫星云图等资料,采取天气学诊断方法,从大尺度环流背景、影响系统、物理量场、地形影响等方面,初步分析了2010年8月18～19日发生在河南省北部的区域性大暴雨天气的成因。[结果]此次强降水具有明显的中尺度特征,主要影响系统是地面中尺度辐合线、中低层切变线和低空西南急流。低空西南急流为大暴雨的产生输送了充足的水汽,地面辐合线加大了辐合上升运动和水汽辐合。低层大气散度辐合中心正处于河南北部,垂直速度强上升区也在豫北地区,为暴雨产生提供了足够的动力条件。地面中尺度辐合线的产生、发展和位移对暴雨和短时强降水的发生时段、落区有很好的指示性。K指数大值区和假相当位温(θse)低层大值区均在垂直方向上呈Ω分布,对强降水预报有指示意义。强降水中心与喇叭口地形相对应,地形雨特征明显。[结论]该研究为此类暴雨的预报提供了参考依据。     

湖北省一次暴雨落区预报偏大原因分析

利用常规观测资料、NCEP再分析资料和EC等数值模式预报资料,分析了湖北省2017年6月23日暴雨到大暴雨天气过程,得出此次暴雨过程预报落区偏大、范围偏北的原因。此次过程的天气形势背景为发生在副高外围西南急流出口区左侧、切变线和风速涌线南侧的暖区暴雨,范围小、雨带集中;副高脊线偏西偏北,西南急流中心轴偏北偏东,急流北界偏南、偏西分量较大,不利于江汉平原到鄂东北出现大范围暴雨天气;过于信赖EC形势预报导致了此次暴雨预报出现偏差,暖区暴雨可多参考华东模式;当上下层西南急流都很强盛时,特别需要警惕在暴雨过程前期西南急流加强过程中可能出现的暖区暴雨。     

2010年盛夏一次转折性天气过程诊断分析

[目的]分析2010年盛夏山东省滨州市一次转折性天气过程。[方法]从短期预报思路出发,着重从环流形势、物理量场及雷达回波等方面,对2010年8月4-5日滨州市大到暴雨、局部大暴雨过程的成因进行了分析。[结果]西风槽及冷空气是造成这次降水的触发机制,副热带高压边缘暖湿气流和高空低槽是造成这次降水的主要系统;这是一次典型的副高西北侧叠加西风槽的降水过程。前期持续高温,500 hPa冷空气使对流发展加强,是造成这次降水局地性强的主要原因。在预报暴雨中,比湿、K指数、SI指数是一个很好的物理量和参考指标;暴雨形成过程中K指数是一个增大的过程,暴雨结束或雨强减弱过程K指数明显减小,SI指数指示了对流性降水的发展。雷达回波分析发现,此次过程中短时出现了中气旋,由于在移动过程中很快减弱并消失,在滨州西部形成了强降雨和大风,没有生成冰雹。[结论]该研究为今后此类天气的预报提供经验。     

广西中部一次特大暴雨过程雷达回波特征分析

[目的]分析2010年6月发生于广西中部的一次特大暴雨天气过程雷达回波特征。[方法]利用常规观测资料和自动站、多普勒雷达等资料,对2010年5月31日～6月1日发生在广西中部的一次特大暴雨过程进行了分析,重点分析了天气雷达观测资料的特征,试图揭示强降水过程雷达回波特征。[结果]这次特大暴雨过程经历了多单体风暴向MCS的演变过程,超级单体和"列车效应"的存在是特大暴雨产生的主要原因;多单体回波质心在移动过程中沿其移动逆向依次伸展是这次强降水过程得以维持的关键因素;回波平均强度与降水量有较好的对应关系,强回波长时间呈准静止状态是强降水产生的有利条件;在径向速度图上,中尺度辐合线、逆风区以及中气旋的存在是判断强降水产生并维持的重要依据;雷达风廓线能较好地反映各层风的配置状况,是判断高空槽是否过境的有效工具。[结论]该研究为短时、临近天气预报提供参考。     

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。     

“96.8”邯郸特大暴雨过程分析

[目的]分析"96.8"邯郸洪涝灾害的特大暴雨过程。[方法]利用1996年8月上旬的实况资料、卫星云图资料和NCEP再分析资料,对造成邯郸"96.8"洪涝灾害的特大暴雨过程进行了分析,了解此次洪涝灾害发生的原因。[结果]先后发展北上的2个中尺度对流云团造成了邯郸"96.8"特大暴雨;台风倒槽是引发的邯郸洪涝灾害的主要天气系统;低空急流在北上过程中,受副热带高压的阻挡,使水汽和能量在邯郸积聚,为特大暴雨的形成提供了物质基础;中纬短波槽的发展东移以及低层回流弱冷空气的不断入侵,是触发中尺度对流云团生成、发展,进而导致暴雨持续的直接原因;暴雨区上空湿层深厚,湿区的经向分布比纬向更宽广,暴雨区的水汽源地为南海和孟加拉湾。整个暴雨时段,暴雨区低层辐合、高层辐散,低层是正涡度、高层为负涡度,且降水强度随辐合、辐散的增减变化;暴雨区为强烈上升运动区,随上升运动强中心的加强向上抬升、强降水也增强,暴雨中心位于最大垂直速度中心附近,强降水随垂直上升运动的增强而增强、减弱而减弱。[结论]该研究为防灾减灾、决策服务提供科学依据。     

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。