“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。     

“7．18”山东暴雨过程分析I：暴雨过程诊断分析

利用常规气象资料、1°×1°一日4个时次的美国环境预报中心的FNL再分析资料、0．25°×0．25°的TRMM卫星逐3 h降水再分析资料,从大尺度环流形势、水汽条件、动力条件以及对流不稳定层结等方面,诊断分析“7．18”山东暴雨过程。结果表明,此次暴雨过程具有时间短、强度大、范围广的特征,降水雨带自北向南运动。影响此次暴雨的主要天气系统是东北冷涡、西风槽、西南低涡、低空急流和副热带高压。暴雨过程中湿度条件非常充足,水汽的强烈辐合为此次暴雨提供了直接的水汽条件;对流层低层的强烈辐合、中高层辐散的环流配置形势有利于产生强烈的垂直上升运动,对暴雨的形成提供动力条件;暴雨开始前山东地区上空存在较强的对流不稳定层结,有利于强暴雨的产生。     

不同对流参数化方案对暴雨过程影响的模拟试验

利用WRF中尺度数值预报模式,选用2种对流参数化方案Kain-Fritsch（new Eta）和Betts-Miller-Janjic,分别对2008年8月24～26日上海地区的暴雨过程进行了模拟试验。结果表明,应用WRFV3.1中尺度模式模拟暴雨过程采用网格嵌套技术时,细网格对降水的中心极值模拟效果更好。Kain-Frisch方案可能针对雨区分布效果较好,但对雨区落区存在偏差。Betts-Miller-Janjic方案对降水落区和分布都有较好的体现。     

WRF边界层参数化方案对青海强降水数值模拟的影响--以2012年7月28-30日发生在青海东部的一场强降水为例

利用WRFV3中尺度数值预报模式提供的8种边界层参数化方案（YSU方案、MYJ方案、GFS方案、QSE方案、MYNN2.5方案、MYNN3.0方案、ACM方案、Boulac方案）,对2012年7月28-30日发生在青海东部的一场暴雨进行数值模拟比较试验。整体而言,湍流动能类方案（MYJ、QNSE、MYNN2.5、MYNN3.0、Boulac）能够较好地反映出了降水区的宽度与走向;在湍流动能类方案中,无论是降水的强度还是气象要素的模拟,与实际比较接近是的高阶湍流动能类方案,在此例中,MYNN2.5方案优于MYNN3方案。     

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。     

GRAPES不同参数化方案对新疆“4．18”寒潮降雪的敏感试验

利用我国新一代数值预报模式GRAPES,选择Kessler、NCEP3-class simple ice和simple ice微物理过程参数化方案和Kain—Fritsch、Betts-Miller-Janjic积云参数化方案形成6个组合,对新疆“4．18”寒潮天气的降雪过程进行预报试验,并与实况资料进行比较、检验。结果表明,就降雪个例而言,预报效果相对好的参数化方案存在不确定性,积云参数化方案对降雪的影响比微物理过程参数化方案对降雪的影响大。NCEP3-class simple ice与Kain-Fritsch方案组合对“4．18”寒潮天气降雪量的预报较好。     

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。     

GWDO参数化方案及地形对一次大别山暴雨的影响研究

[目的]研究GWDO参数化方案及地形对一次大别山暴雨的影响。[方法]利用NCEP/NCAR 1°×1°分析资料和常规、非常规的地面观测资料以及WRFV3.1.1版本非静力平衡中尺度模式,对发生在2008年6月21日05：00～14：00大别山地区的一次中尺度切变线暴雨过程进行了诊断分析和数值试验,控制试验中加入了地形重力波拖曳系数（GWDO）的参数化方案,通过敏感性试验分别讨论了GWDO参数化方案和地形对此次暴雨过程的影响。[结果]地形拖曳系数对暴雨的强度或落区有很好的改进作用,考虑或不考虑地形拖曳系数得到的结果存在很大的差异。加入该参数化方案后无论暴雨的强度或落区均较未加入之前好;没有拖曳系数时,切变线扰动强,重力波活动明显,降水在重力波明显区较强。大别山以及周围的地形对此次切变线降水也有重要的作用,当去除大别山地形时,切变线上的降水强度均有显著的增加,雨带西部增强最明显;当去除大别山东南部的地形时,东部降水有明显的增幅作用,地形不利于此次暴雨的加强。雨带上雨强的变化,不仅与地形有关,且与切变线上的扰动变化也有关。[结论]该研究为暴雨的预测预报提供理论依据。     

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。     

WRF-Chem中沙尘天气过程对模式分辨率及边界层方案的敏感性试验

利用数值模式WRF-Chem对兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL)所在地区2010年4月10～11日的沙尘天气过程进行了水平分辨率分别为10、3和1 km的模拟分析。在每个试验中分别采用了YSU和MYJ边界层方案。结果表明,3种分辨率的试验都较好地反映了沙尘天气过程中PM10随时间的变化特征,显示出WRF-Chem对沙尘天气过程具有良好的模拟能力,但是在复杂地形区域,模式分辨率的提高并不能相应提高模拟结果的精度。在该试验中,采用MYJ边界层方案对PM10的模拟效果优于YSU方案,反映出在热通量对整个过程不具有决定性影响的情况下,MYJ方案取得了更加接近实际的结果。     

“7．21”北京特大暴雨个例分析Ⅱ：动力条件分析

利用FNL资料、卫星TBB资料以及北京站点探空资料,对2012年北京"7.21"特大暴雨过程的垂直运动条件、不稳定条件和TBB图像特征进行了诊断分析。结果表明,7月21日北京地区整个对流层盛行上升运动,上升运动经历了一个由弱到强的过程,18:00~21:00垂直速度强度最强,最大达-3 Pa/s,该阶段对应的北京降水强度最强;大暴雨发生前,CAPE值、地面抬升指数等多个对流环境参数均达到暴雨指标,对暴雨预报有较好的指示意义;利用TBB资料分析中尺度系统表明,此次暴雨过程中中尺度对流系统起始是镶嵌在低槽云团中发展起来的,TBB演变趋势与降水有很好的对应关系,对此次暴雨预报有良好的指示作用。     

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。     

“2010．6”闽北连续性暴雨过程单站暴雨预报的难点和要点分析

2010年6月13日到27日,福建省经历一次连续性暴雨过程,本次暴雨过程长达15天,这期间11天出现大暴雨,强降雨持续时间之长为历史少见;其中,泰宁、建宁、浦城、邵武连续出现暴雨一大暴雨达5—7天,为历史罕见。在这次暴雨过程中闽西北的顺昌、武夷山、延平三县（市、区）最大的日降雨量达到本站有气象记录以来的最高值。强降雨造成了塌方、山体滑坡、洪涝和道路、桥梁冲毁等重大灾害。     

积云参数化方案对北极区域气候模拟的影响

[目的]加深对积云在北极区域气候中作用的理解。[方法]利用一个北极区域气候模式,针对浮力能量型云模式以及质量通量型方案2种积云参数化方法,开展了北极区域气候数值模拟试验,分析了不同积云参数化方案模拟结果的差别以及相似之处,并对相关问题进行了初步探讨。[结果]积云参数化方案对北极年平均地表气温分布模拟影响明显,浮力能量型云模式方案可以更好地模拟温度场,模拟的温度存在较大的冷偏差,且随着高度抬升偏差减小;质量通量型方案模拟的降水误差更小,模式对总降水的模拟水平主要由对大尺度降水的再现能力决定,提高大尺度降水的模拟水平对改善北极区域降水模拟是至关重要的。[结论]该研究可为区域气候模式的改进和气候变化的预测及评估提供参考。     

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。     

老有所养：辉县养老模式的“标本”化试验

老有所养——一个新的时代正拉开大幕。 2008年10月,党的十七届三中全会通过的《中共中央关于推进农村改革发展若干重大问题的决定》指出,要“按照个人缴费、集体补助、政府补贴相结合的要求,建立新型农村社会养老保险制度”。     

“非粮化”种植对农民收入的影响：一个宏观比较视角的分析

保障种粮农民收入对于稳定粮食生产具有重要意义。现有观点认为种粮并不利于农民增收,种植经济作物具有更高的经济效益,但粮食和经济作物种植规模对农民收入的具体作用效果尚未得到充分检验。基于粮食和经济作物种植规模与农民收入变化的内在逻辑,利用2000—2019年中国分省面板数据,采用面板工具变量方法,揭示粮食和经济作物种植规模对农民不同类型收入的影响。结果表明,全国层面上,扩大粮食和经济作物种植规模均能促进农民总收入增加,且两者的促增程度相似,粮食作物种植对农民总收入的促增效应源于农业补贴等农民转移性收入上涨,经济作物种植有助于农民经营性收入和工资性收入增长。分区域来看,扩大粮食主产区内粮食作物种植规模有助于农民经营性收入增加,但对总收入的促增作用并不显著;非粮食主产区内种植经济作物对农民经营性收入、工资性收入和总收入具有显著正向作用。据此,建议推动实施差异化的“非粮化”整治措施;优化粮食补贴规则,提高粮食产品附加值;有序落实非粮食主产区的粮食生产责任。     

新“五化”协同发展对安徽省农村居民 收入影响的实证分析

基于安徽省1990—2015年数据,采用向量自回归(VAR)模型、脉冲响应函数和方差分解等统计方法,从城镇化、工业化、农业现代化、信息化和绿色化(以下简称"五化")的角度研究促进安徽省农村居民收入增长的可能路径。研究发现:(1)"五化"协同发展与农村居民收入间存在长期均衡关系,但"五化"间的协调程度不高,短期内影响力有限。(2)信息化、城镇化总体上会带来32.7326%、11.28629%的贡献率,对农村居民收入有显著的促进作用;工业化和农业现代化均引起了农村居民收入正的响应,且影响农村居民收入增长的步调较一致;绿色化短期内会引起农村居民收入幅度较小的波动,绿色化为农村居民带来的经济效益不显著。安徽省可通过加大绿色化创新,发挥绿色化的生态效益;大力推进"五化"协调发展,通过以信带工,以工促农,城乡结合的方式促进农村经济和农民收入的增长。