WRF模式中不同参数化方案对华中地区一次强降水天气过程模拟的影响

【目的】利用中尺度数值模式WRF(V3.6.1)和NCEP的FNL资料,模拟2013年7月5-6日华中地区的一次强降水天气过程。【方法】通过WRF模式中2种积云对流参数化方案和3种云微物理参数化方案的6种不同组合,考察不同微物理和积云对流参数化方案对此次降水过程模拟的影响,将模拟结果和24 h累计降水实况以及雷达回波观测进行对比分析。【结果】发现采用不同微物理和积云对流参数化方案的组合都能大致模拟出降水的落区和发展趋势,但模拟的强降水中心的位置和强度与实况相比存在一定偏差。【结论】总体来说,KFN方案与Kessler方案的组合以及G3方案与Lin方案的组合的模拟效果较好。结合ETS评分,不同的参数化方案对不同等级降水模拟的效果不同,整体模拟效果比较稳定的是WSM6方案和G3方案的组合。     

呼伦贝尔市一次降雪降温型寒潮天气过程分析

呼伦贝尔市2009年11月6—8日发生了一次范围大、影响广的降雪降温型寒潮天气过程,此次寒潮过程对呼伦贝尔市农牧业生产等造成了较大影响。为类似寒潮天气的精准预报提供参考,对此次典型降雪降温寒潮天气过程进行了分析。结果表明:此次强寒潮天气过程是西伯利亚冷高压逐渐向东南方向扩展引起,是一次较为明显的横槽转竖型寒潮过程。强冷空气源自新地岛以东洋面,在西伯利亚中部的寒潮关键区聚集,沿西北路径进入呼伦贝尔;产生降雪的水汽主要来自700hPa低层,整个呼伦贝尔为西南气流控制,槽前有源源不断的西南暖湿气流向呼伦贝尔地区输送,降雪区上空始终维持着高层辐散、低层辐合的配置,有利于垂直运动,为降雪提供了有利的动力条件。     

乌鲁木齐地区春季第一场暴雪型寒潮天气过程分析

根据常规天气资料、NCEP1°×1°的6h分析资料和数值预报产品,对2008年4月18日～2008年4月20日强寒潮天气发生前后环流及物理因子分析认为,强寒潮天气暴发前期,里黑海脊发展东移与东欧脊同位相叠加后顺转,脊前东北风带加强,使泰米尔半岛冷空气沿脊前偏北气流在横槽中堆积。高压脊部分东南垮,导致强冷空气大举东南下,强寒潮天气暴发;里海到巴尔喀什湖的水汽在北疆上空聚积,为这次寒潮天气提供了水汽条件;ECMWF数值预报产品在这次强寒潮天气过程中准确的预报了高度场的环流场演变趋势,地面冷高压的位置、强度、路径和移速;850hPa格点温度预报值与最低温度实况值具有很好的对应关系。     

伊犁霍尔果斯降雪天气过程分析——以2010年1月17～18日为例

利用常规气象观测资料对2010年1月17～18日发生在霍尔果斯口岸的寒潮降雪天气过程进行分析,结果表明：中高纬欧亚大陆呈两脊一槽型且经向环流度较大、西伯利亚低槽、中低层低空急流及切变线是此次降雪寒潮天气过程的主要影响系统,中低层西南低空气流及低层偏东气流为降雪提供了丰富的水汽,高辐合、低辐散的高低空配置以及潜在的不稳定能量的共同影响都是此次降雪天气过程形成的重要因素。     

呼伦贝尔市一次寒潮天气过程分析

利用1°×1°NCEP再分析资料及常规气象观测资料对2016年2月12日～14日寒潮天气过程的地面、高空形势进行分析。结果表明:此次寒潮过程受高空冷涡及地面冷高压共同影响,出现剧烈降温、大风和降雪天气,高空冷空气的积累和持续补充以及地面冷高压的稳定维持,为此次过程的发生发展提供了有利条件。     

酒泉地区寒潮天气特征及其对农业生产的影响

本文分析酒泉地区2011—2018年寒潮天气的特征特点发现,2011—2018年酒泉地区共出现不同强度的寒潮天气过程14次,最早出现在9月(2013年),最晚出现在5月(2016年),集中出现在11月至翌年4月,其中以4月出现寒潮天气过程的频率最高,其次为12月,再次为3月;以4月寒潮经过时降温幅度最大。酒泉地区寒潮暴发时通常伴有大风、沙尘暴和降雪天气,对农业生产的影响极大。农户应当根据气象部门的预报提早做好防霜冻准备,以减轻寒潮天气对农业生产造成的影响。     

2011年11月常州一次寒潮天气过程分析

利用NCEP 1°×1°再分析资料和常规观测资料,对2011年11月的一次寒潮天气过程进行了天气动力学诊断分析。结果表明,这次冷空气活动主要有3个特点,即范围较大、降温速度快、降水时间较长;寒潮爆发前回暖往往是寒潮预报的一个重要指标;槽后较强冷空气的不断南下,利于寒潮天气的爆发;500 hPa负涡度带的一次次南下影响,可据此判断冷空气的影响时间和强度。     

2016年1月21—26日平阳县强寒潮天气过程分析

从高空环流形势演变和水汽通量特征等方面对2016年1月21—26日平阳县出现的一次寒潮天气过程进行分析。结果表明,此次冷空气南下暴发造成温度大幅下降,但700 h Pa水汽与系统配合较差,没有出现降雪天气。同时对EC数值预报产品进行检验,以提高寒潮过程温度的预报准确率。     

保定一次寒潮降雪诊断分析

利用NCEP资料、卫星云图以及国家自动观测站数据,对保定市2018年1月21—23日天气形势进行了诊断分析。结果表明,此次寒潮为“横槽型”寒潮。由于冷空气移动路径偏西且较弱,因而寒潮强度一般。高空槽与冷锋的配合下,产生了降雪天气。低层偏东风以及中层偏南气流提供了降水的水汽条件。     

内蒙古新巴尔虎左旗一次寒潮天气过程分析

利用常规天气资料和数值预报产品,应用天气分析和诊断分析方法,对2015年10月16-18日内蒙古新巴尔虎左旗寒潮天气过程的成因进行综合分析。结果表明:此次寒潮过程是极涡向南东移过程中的分裂槽发展、加强,在贝加尔湖附近形成冷涡;冷涡旋转南下是引发寒潮爆发的原因,在此过程中,EC数值预报的高度场、温度场、气压场都有很好的指示性意义。此次寒潮天气过程对当地预报指标很有指导性意义,对今后寒潮天气过程的预报预警和决策服务有一定的参考价值。     

不同积云对流参数化方案对华南气温和降水模拟的影响

[目的]研究4种积云对流参数化方案在华南地区气候模拟中的适用性。[方法]利用意大利国际理论物理研究中心(ICTP)发展的最新版区域气候模式RegCM4,选用Anthes-Kuo(KUO)、Grell-Arakawa&Schubert(GAK)、Grell-Fritsch&Chappell(GFC)和MIT-Emanuel(MIT)4种积云对流参数化方案,分别对华南地区气候进行了长达10年(2000～2009年)的高分辨率(水平分辨率25 km)数值积分,对比研究了4种不同积云参数化方案模拟的华南地区温度和降水的差异。[结果]对比同期Climatic Research Unit(CRU)观测的地面温度和降水资料,4种积云参数化方案基本上均抓住了华南地区温度和降水的时空分布特征,但对温度模拟出了-2℃(1℃)的冷(暖)偏差,且均低估了华南地区的降水,尤其是GAK和KUO方案,相对CRU观测低估降水50%左右;KUO和MIT方案对温度的模拟比其他2个方案优秀,而MIT和GFC对降水的模拟比KUO和GAK优秀。[结论]研究结果为RegCM4在华南地区的应用提供参考。     

螺旋度技术在辽宁3月4日大暴雪中的应用

利用辽宁2007年3月3日~4日的暴雪资料和NCEP资料,应用螺旋度技术分析了此次大暴雪天气过程。结果表明,暴雪发生前后,暴雪区的螺旋度分布特征明显;垂直分布上,暴雪发生时雪区上空大致为上负下正分布,中上层有较强的负螺旋度;水平分布上,暴雪中心位于低层螺旋度中心北侧的500 hPa正值中心与东北侧负值中心的连线之间。     

稻田免耕大麦的高产机理及优化配套栽培技术

1987～1989采用播种量、有机肥和化肥氮、磷、钾用量的五因素五水平的二次回归通用旋转组合设计,通过除草剂效应,施肥技术与方法等的小区试验,并且设置了高产示范田。经电子计算机统计分析和选优,总结出亩产350kg左右的“中群体、壮个体、稳健生长”的免耕大麦优化高产配套技术方案,并建立了各麦区主要栽培措施的数学模型。     

WRF模式对青海东部地区暴雨过程的数值模拟

运用WRFV3.3模式通过设定模拟区域、两重嵌套网格以及针对各种物理过程选用参数化方案等,对青海东部地区2007年8月26～27日发生过的一次大暴雨天气过程进行数值模拟研究,并与实测资料进行对比分析,对WRFV3.3模式在青海地区的模拟效果进行评估。结果表明,从降水量的模拟结果来看,模式对于微物理过程和积云参数化方案敏感,对陆面过程、长波辐射、短波辐射、近地面层和边界层方案不敏感;对2007年8月26日青海东部地区暴雨过程的模拟结果进行评估,西宁、化隆、尖扎、清水河、黄南各站的12 h降水量平均误差分别为-86.5、-75.5、-71.0、-14.0、-100.5 mm;降水落区面积偏大;积分时间为0～12、12～24、24～36、36～48 h的模拟值和观测值相关系数分别为0.66、0.57、0.60、0.51,平均相关系数0.58。     

2009年辽宁省一次暴雪天气过程分析

利用NCEP逐日4次再分析资料和常规观测资料,对2009年2月12～13日发生在辽宁的雨转暴雪过程的成因进行了探讨,着重讨论和分析了强雨雪发生所需具备的低空急流条件、温度条件以及水汽与动力的耦合机制。结果表明,低空急流为该次过程提供了充足的水汽供应;低空辐合和高空辐散导致强烈的上升运动,为暴雪的产生提供了动力条件;底层冷空气的楔入是快速雨转雪的主要原因;强降水落区与湿位涡有很好的对应关系。     

“7．18”山东暴雨过程分析II：WRF模式边界层参数化方案对降水的影响

[目的]分析不同行星边界层参数化方案对此次暴雨过程中降水模拟效果的影响。[方法]利用WRF3.4模式,选用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,研究不同行星边界层参数化方案对此次暴雨过程中的降水分布、降水极值出现时间以及BS、ETS评分的影响。[结果]不论是否使用边界层参数化方案,均能模拟出雨带的基本走向,但不同方案对于降水中心强度及其位置的模拟存在一定差异。不同边界层方案得到的模拟降水峰值的出现时间普遍比实际降水落后2~3 h,且其降水峰值之间存在较大差异,其中YSU方案对降水峰值的模拟效果最好。综合ETS评分和BS评分结果可知,对于降水量较小(25 mm)的模拟,不使用边界层方案反而效果最好;对于中等降水量级(25~50 mm)的模拟,使用Boulac方案比较合适;对于暴雨或特大暴雨(50 mm)的模拟,使用YSU方案效果最好。[结论]WRF模式中不同边界层参数化方案对降水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降水的预报准确率。     

2种边界层参数化方案对1013号超强台风“鲇鱼”数值模拟的敏感性研究

利用中国台湾地区"侵台台风之飞机侦察及投落送观测实验(DOTSTAR)"探空数据与WRF模式(3.8版本),针对1013号超强台风"鲇鱼"开展了边界层参数化方案的数值模拟敏感性研究。结果表明,非局地YSU方案在台风强度、路径、螺旋雨带、内核尺度以及台风外围位温、水汽混合比、风向这些方面的模拟效果优于局地MYNN2方案;但在风速的模拟上,YSU方案与MYNN2方案没有明显的优劣之分。     

WRF微物理和边界层组合方案对气旋过境海气通量模拟的敏感性研究

利用中尺度模式WRF (Weather Research and Forecasting Model)3.2版本模拟了一次冬季温带气旋过境过程,分析海气通量模拟对9种微物理方案和3种行星边界层方案的敏感性。LIN方案和YSU方案组合实验模拟出的平均风速最大,WSM3方案和ACM2方案组合平均风速最小。总体上,边界层方案对感热和潜热模拟的影响大于微物理方案的影响,风暴过境前,各实验模拟的海气通量对参数化选择不敏感;风暴期间,不同边界层参数化方案风速模拟差异较大,气温也存在差异,从而导致感热模拟差异较大;风暴过后,不同参数方案感热和潜热模拟差异较大,主要由于风速、气温和比湿综合作用导致。各种组合模拟出的海气通量均存在系统误差,这主要受近地面边界层方法限制,因此WRF 3.2还需进一步改善。     

2008年1月安徽一次大范围暴雪天气诊断分析

利用常规气象资料和NCEP再分析资料,对2008年1月安徽一次暴雪天气的分析发现,一方面中高纬度欧亚大陆大气环流出现异常,冷空气活动频繁并不断南下;另一方面副高异常偏北,长江中下游地区中低空盛行西南暖湿气流,冷暖空气不断交汇,形成了连续的低温降雪天气。中低层低涡切变是主要的影响系统,冷平流持续使近地面层气温降至0 ℃以下,有利于降雪的形成和维持,从而造成严重冰雪灾害。     

1次华北回流冷空气引发的罕见暴雪分析

采用常规观测资料和NCEP再分析资料,对2009年11月华北出现的罕见暴雪进行分析。结果表明,暴雪发生在条件性对称不稳定大气层结中;500 hPa低槽、锋区和700 hPa横切变是影响这次暴雪的直接影响系统;700 hPa低涡前的西南急流是主要的水汽输送系统,900 hPa以下东北风急流携带的强冷空气是暴雪形成的重要动力条件和温度条件,这次暴雪具有典型的回流冷锋特征;极锋急流激发的次级环流的下沉支在暴雪发生前将高层高动量强冷空气携带到低层,加大低层的大气不稳定。