MM5中尺度模式在内蒙古地区一次降水过程中的数值模拟

采用中尺度数值模式MM5,嵌套北京大学和中国科学院人工影响天气所改进后的云微物理过程方案,对2016年4月1—2日发生在内蒙古的降水过程进行模拟与验证,将MM5模式的预报产品与实况资料进行对比发现,MM5模式对内蒙古的天气过程具有一定的预报能力。模拟结果表明:针对受高空低槽影响的内蒙古东部地区的降水过程,综合云和降水预报产品的云系发展演变特征、云系宏观特征、云垂直结构和性质、降水场检验分析,模式较好地预报出了此次降水过程。在云系的发展演变、移动路径、云系垂直结构、降水落区和雨量等方面的预报效果较好,而对内蒙古东部地区云系性质、云系覆盖范围、降水范围与观测结果还有一定差距。其中可降水量的预报能够把握住可降水量的大值区和高值中心等;云水含量和冰晶浓度的预报能给出不同高度层上不同位置上的变化情况;云场的预报所涉及的云的范围、边界形状和趋势预报均同实际情况相符,说明模式对云的预报是可信的;降水的预报与实际情况十分吻合,降水的落区、降水的等级以及降水预报的准确率等均能较好地反映出实际的情况。因此MM5模式用于内蒙古地区的降水预报是可行的,但本文中MM5模式对降水的模拟结果与实况相比仍然偏大,其原因可能与模式的初始场和边界条件的处理有关,以及与所用资料的精度也是有一定联系。     

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6～8月淮河流域面雨量预报检验

利用2011年6～8月欧洲中心(ECMWF)、日本气象厅(JMA)、MM5、WRF、AREM的淮河流域面雨量预报产品与实况资料,采用误差分析、正确率、TS评分、模糊评分方法对各模式的预报效果进行检验分析,结果表明,在2011年主汛期,MM5、ECMWF的数值模式预报效果相对优于其他模式.     

3种数值模式对2008年5～8月辽宁降水预报的天气学检验

为了评估东北区域中尺度数值模式、辽宁中尺度模式和T213模式的降水预报性能,提高预报员使用其产品的能力,根据辽宁出现的不同影响天气系统,对2008年5～8月3个数值模式12h累积降水预报分别进行了天气学检验。检验时效为24、36、48和60h,检验内容包括降水中心强度、中心位置、降水主体强度、位置、范围和移速6个方面。结果表明,3个模式对辽宁降水都有很好的预报能力,但各模式之间存在显著的预报差异,而且因影响天气系统不同预报差异也存在于同一模式内部。     

青海省一次降水过程的数值模式预报及误差分析

基于高空实况和数值模式资料,对2020年5月5-6日期间发生在青海省的一次降水天气过程就降水实况、各模式降水落区、降水及温度预报偏差等方面进行了分析,结果表明:EC模式预报相对稳定,GRAPES-GFS与实况更靠近,NCEP模式预报仍然偏弱。对于降水落区预报来说GRAPES-GFS的24h预报降水落区和降水量级更准确,对于降水和最高、最低气温预报准确率,整体来看GRAPES3km准确率最高,其次是GRAPES-GFS,再次是EC-thin, NCEP准确率最低。     

数值模式产品应用于安徽省可增雨区预报的研究

基于中尺度数值模式MM5产品进行冰面过饱和度、散度差、K指数、比湿等相关物理量的计算,利用逐步判断法得到一个判断增雨潜力大小的综合指标,对安徽省增雨潜力区分布进行分级预报的研究。从个例结果来看,预报的潜力区分布与实况降水的分布有较好对应关系。这种催化潜力区的分布用图形方式给出,形象直观,非常方便人工增雨业务人员识别,因而对省级、地市级气象部门进行增雨作业具有实际应用意义。     

本溪地区T639降水预报产品检验及误差订正

本文对2013—2015年起报时间为20:00、预报时效为48 h的逐日T639模式降水预报产品,按照中短期预报质量检验办法检验,发现T639在本溪地区全年晴雨预报准确率为69.5%,空报率为25.6%,漏报率低于5%,且夏季预报准确率最高。为提高T639模式降水预报产品预报质量,本文采取历史相似误差订正法对其进行订正,发现订正结果对降低空报率、提高预报准确率具有积极作用。     

GRAPES系统业务运行及降水预报效果研究

介绍了GRAPES系统的业务运行情况,并建立了模式降水实时检验系统.从2006年6～9月和2007年6～9月GRAPES降水预报的检验及其与主观降水预报的对比情况来看,GRAPES系统的24 h降水预报效果较好.通过与预报员综合降水预报评分的对比发现,预报员对一般性降水的综合预报要优于模式直接输出的降水预报.但在暴雨预报上,预报员并没有明显的优势.     

数值预报在县级降水预报中的应用分析

通过对数值预报模式降水预报准确率分析,探讨数值预报模式中各降水量级、预报时效的稳定性和差异性及数值模式形势场分析在降水预报分析中的重要作用。     

南京气象学院简单空气质量数值预报模式系统研究

建立了一个简单空气质量数值预报模式系统,该系统由中尺度数值预报模式（MM5）、Pielke中-β尺度气象模式和Euler大气平流—扩散模式以及Erisman干沉降模式组成。该模式系统具有资料获取容易、结构简单、使用方便、运行稳定等特点。应用该模式系统对南京、沈阳等城市的SO2浓度值进行了预报试验,结果表明,该模式系统能够较为准确地模拟城市范围内污染物的时空分布,可用于城市空气质量预报业务,现已在上海和南京的空气质量预报业务中得到应用。     

一次局地短时强降水及暴雨天气过程分析

利用常规气象观测资料、卫星云图、雷达资料以及数值模式预报资料对2012年5月28日陇南局地短时强降水及暴雨天气过程进行了分析。结果表明,此次暴雨过程是在蒙古低涡冷槽发展南压的大环流背景下,配合西南涡外围的暖湿气流共同作用形成的,其中良好的水汽条件以及深厚的垂直上升运动所产生的抽吸作用和局地的不稳定条件为局地暴雨的发生提供的充分的条件;同时,卫星云图上云团的合并分裂对短时强降水的预报有很好的指导性,而各家数值模式预报对此次降水过程预报量级上偏小,但对降水落区及起止时间的总体把握上有很好的指导意义。     

2010年锦州地区春季首场透雨天气及其增雨潜势预报浅析

[目的]研究2010年锦州地区春季首场透雨天气及其增雨潜势预报。[方法]从天气形势特点、主要影响系统、预报服务、人工增雨作业等方面,对2010年锦州地区春季首场透雨的天气过程进行全面总结。[结果]此次透雨降水天气形势特点为高空冷空气偏弱、低空暖湿气流明显;主要影响系统为高空槽、高空切变线和地面蒙古气旋;地面倒槽系统北上与蒙古气旋同位相打通,为锦州地区降水提供了一定的能量和水汽,这是产生这场透雨的关键原因之一。数值预报产品在预报服务工作中起到了一定的指示作用,形势场预报较为准确、降水预报偏差较大,因此预报服务中不能简单完全依靠,应该结合实况监测资料进行综合分析应用。[结论]该研究为锦州全区大范围成功进行人工增雨作业起到了保障作用。     

影响长沙年降水酸性的因子探索

利用Daniel的趋势检验、因子相关分析等方法,分析1986～2010年长沙市主要空气污染物浓度、中国SO2排放量的年际变化特征,以及两者与长沙年降水酸性的相关性,同时讨论了致酸物质的传播路径,还对可能有影响的气象要素进行相关性分析,以期探索酸雨预报提供预报因子。结果表明,长沙市年降水酸性呈现一次明显的"脉动"变化,酸雨性质已转为硫酸、硝酸混合型;降水酸度并没有随当地SO2的浓度下降而下降,尚不能说明当地近地层致酸污染物的排放是形成该地酸雨的主要原因;中国大范围SO2的排放量与年降水酸性关系密切;影响长沙年降水酸性的主要致酸物质来自全球的排放,其中西南地区、华南地区的排放起重要作用;所选气象因子的相关性不理想,但霾日与年降水酸性呈分段性显著正相关,浮尘污染增加降水酸性。     

山东半岛北部090717特大暴雨分析

对2009年7月17日夜间山东半岛北部的特大暴雨过程进行了总结分析。环流形势分析表明:副高边缘暖湿气流、冷空气和低涡切变线的共同影响,是造成此次半岛北部特大暴雨的主要原因,暴雨区与588线和切变线位置密切相关;17日夜间副高长时间稳定少动是造成此次强降水非常重要的原因之一;不稳定的大气层结、K≥36℃对夏季大尺度系统背景下局地强对流的预报具有指示意义。雷达资料分析表明,此次特大暴雨是混合性降水,从渤海不断有平行的条状强降水回波带生成发展东移,回波带中有对流单体不断加强,强降水回波持续时间较长,导致特大暴雨的产生;对于局地强降水,数值预报产品预报的降水量远远小于实况,实际工作中要综合分析,不可偏信。     

山东西北部两次局地大暴雨过程对比分析

[目的]对比分析山东西北部2次局地大暴雨过程。[方法]利用自动站观测资料、探空资料及NCEP再分析资料,从环流形势、影响系统和物理量场方面,对2010年7月18日夜间和8月9日夜间发生在山东西北部地区的2次局地大暴雨天气过程进行对比分析,探讨山东局地大暴雨的内部结构以及形成的可能机理。[结果]这2次暴雨均产生在500 hPa槽前西南气流的前部,在850 hPa附近的锋区中,大气均有较强的斜压性;2次暴雨均发生在低层有西南暖湿气流和850 hPa有切变线影响下,θse高能舌后部的密集区内常是暴雨易发地带,暴雨区与垂直速度大值区有较好的对应。不同点是：前次暴雨过程,700 hPa有明显的西南风低空急流与切变线,大降水区主要为700 hPa暖切南部地区;而在后次暴雨过程中,没有明显的西南风低空急流与切变线,大降水区处于两高之间。[结论]该研究为今后此类暴雨的预报提供有价值的思路。     

四川盆地一次暴雨天气过程溃变分析及数值预报检验

利用溃变理论之V-3θ图对2009年7月14~17日出现在四川盆地西部的连续暴雨天气进行分析,并对此过程中ECWMF、T213数值预报产品的形势场和降水进行检验分析。结果表明,V-3θ图能对该次暴雨过程进行准确地描述;结合常规天气图、经验及数值预报产品可以确定暴雨的落区;ECWMF形势场的预报准确率明显高于T213;T213对于暴雨的预报准确性较低。     

数值预报产品在“梅花”决策预报服务中的应用分析

2011年8月7日夜间到8月8日中午,第9号台风"梅花",影响山东烟台沿海地区,带来大风和暴雨天气,日本、欧洲中心、T639、MM5和GRAPES都对"梅花"进行了预报,通过对"梅花"的数值预报产品和实况进行对比分析,发现"梅花"减弱为强热带风暴进入烟台附近沿海后,日本、欧洲中心和T639的预报准确可信,MM5和GRAPES预报误差偏大。     

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.     

广东一次暴雨的数值模拟及诊断研究

运用中尺度数值模式MM5对2009年6月17～18日广东一次暴雨天气过程进行了数值模拟,结合天气形势和卫星云图对此次过程进行了分析。结果表明,500hPa南支槽、850hPa切变线是造成此次强降水天气过程的两大系统,他们的有利配置是这次强降水预报的着眼点。高层西风急流在此次暴雨过程中起到了至关重要的作用。200hPa高空急流强辐散＂抽吸作用＂,中低层切变线南压,使得低层暖湿气流沿切变线向上爬升,从而产生强烈的上升运动,为强降水天气的发生发展提供有利的背景条件。850hPa水平螺旋度中心与影响系统的发展、移动有很好的对应关系,水平螺旋度的分布与强降水落区有一定的联系。