一次大暴雨过程中急流次级环流的激发及作用

使用双向嵌套数值模式ＭＭ４ 对１９９２ 年７ 月２３ 日发生在副高北侧京津冀地区的一次大暴雨过程进行了成功的数值模拟。利用模拟得到的高时空分辨率资料，对伴随高、低空急流的次级环流进行了诊断， 结果表明： 激发次级环流的主要因子和台风、夏季江淮气旋有明显不同； 总的次级环流在降水前， 有利于天气区不稳定能量的积累， 而在降水过程中提供了持续稳定的上升运动条件； 急流和暴雨之间通过次级环流存在着正反馈相互作用。

中尺度η坐标模式研究进展

简介国内外η坐标模式研究概况 ,着重给出我们改进完善的中尺度η坐标模式的最新进展 ,以及其中高分辨率 1 6层中尺度η坐标模式用于暴雨数值预报及飑线数值模拟研究的情况。

地形与积云对流对重力惯性波不稳定增长的影响

利用一个带有地形的二层均质流体模式,引入参数化形式的积云对流加热反馈,研究了重力惯性波的不稳定增长及传播,得到并讨论了一些接近天气实际情况的结果。

能量弥散与模式大气层顶的选取

对所设计的三个数值模式,就重力惯性内波能量弥散进行了试验,得出只有模式大气层顶选在大气上界(p=0 hPa)的数植模式能更好地描述重力惯性内波的能量弥散。从而提出了一个合理选取数值模式大气层顶的现实问题。

2000年7月西南涡暴雨过程的分析和数值模拟

对2000年7月1～8日西南涡暴雨过程进行了大尺度分析,并利用中尺度暴雨模式MRM1对这次过程进行了数值模拟,结果表明,这次西南涡暴雨过程分为两个阶段,分别对应着两次冷空气南下。暖切变线的南北摆动是发生大暴雨的一个重要原因,而西南急流核的向北传播导致雨区向北传播。模式成功地模拟出了中-α尺度的低涡、切变线,沿暖切变线的强烈倾斜上升气流、中尺度正涡度以及水汽通量散度辐合柱状结构,这些对暴雨的发生提供了动力和水汽条件;而沿低空急流轴的狭长暖湿舌,其北部的干冷区构成的南北向能量锋区,以及较强的中低空不稳定层结是这次暴雨持续发生的重要条件。

高分辨率η模式的数值试验

针对中尺度地形对我国天气影响的重要性， 本文先后提高了 Ｒ Ｅ Ｍ 的水平和垂直分辨率， 并采用包络地形方法处理模式中尺度地形。运用常规报文资料得到初始场， 对１９９３ 年８ 月４ ～５ 日， １９９４ 年７ 月１２ ～１３ 日的两次大暴雨个例分别进行了数值试验。结果表明， 仅提高 Ｒ Ｅ Ｍ 的水平分辨率， 对降水预报有一定的改善， 但多报出了几个大暴雨中心； 而对模式水平及垂直分辨率同时提高后， 其降水场、形势场的预报有明显的改进和提高， 虚假降水中心消失。

台风倒槽内β中尺度低涡及特大暴雨的数值模拟

对 2 0 0 1年 7月 6～ 7日上海嘉定特大暴雨及β中尺度低涡进行大、中尺度分析 ,认为特大暴雨是在西太平洋副热带高压的西北侧、北部西风槽与南部台风倒槽相连的形势下形成的。利用改进的区域 η坐标模式 (REM)对这一过程进行了数值模拟 ,发现降水先于 β中尺度低涡形成 ,强降水是在“风速偶”之间的强辐合作用下触发的。探讨了“风速偶”特别是弱风中心形成的原因。根据模式输出的高时空分辨率物理量场对 β中尺度低涡与特大暴雨的形成进行分析 ,探讨了它们形成的机制 ,结果表明 β中尺度低涡的形成是由于强降水使气柱增暖加强了低空原有的正涡度的情况下形成的 ,低涡与降水存在正反馈机制 。

中尺度暴雨模式MRM1简介及预报效果检验

介绍了近年来我们所研制的中尺度暴雨模式 MRM1的基本情况及特点 ,以及对 1 998年 ,1 999年和2 0 0 1年 6月、7月的降水集中时段进行的逐日降水预报试验及效果检验 ,并和美国著名中尺度模式 MM5进行了同一时段降水预报检验的比较。结果表明 ,它是目前国内较好的中尺度暴雨预报模式 ,在暴雨预报方面较 MM5也有一定优越性。

1998年7月21日武汉特大暴雨的数值模拟

利用 16层中尺度 η坐标模式对 1998年 7月 2 1日武汉特大暴雨进行了数值模拟 ,结果表明 :本次暴雨过程具有较强的中尺度特征 ,暴雨区上空中、低层近东西向的切变线及其强烈的辐合是暴雨产生的触发机制 。

“93.8”鲁西南大暴雨的数值试验

针对中尺度地形对我国天气影响的重要性，对ＲＥＭ先后进行水平、垂直分辨率的提高，并运用常规报文资料获得初始场，采用包络地形等方法获得模式所需的地形资料，对１９９３年８月４～５日的大暴雨个例进行了数值试验。结果表明，仅提高ＲＥＭ的水平分辨率，对降水预报有一定的改进和提高，但多报出了几个大暴雨中心。而模式水平及垂直分辨率均提高后（下称Ｃ模式），其降水场、形势场的预报有明显的改进和提高，虚假降水中心消失，Ｃ模式的水平、垂直分辨率基本上是协调的。

模式水平分辨率提高对一段大暴雨预报结果的影响

使用中尺度暴雨模式MRM1-不等距21层细致边界层η坐标模式，分别采用36km和18km的水平分辨率对1998年6月12日～7月31日造成长江流域特大洪水的暴雨进行数值模拟，结果表明：当把模式水平分辨率提高到18km后，暴雨及其以下降水量等级的预报TS评分与36km的相当，但大暴雨预报效果明显提高，降水分布具有明显集中的趋势，暴雨、大暴雨中心也明显向实况降雨中心靠拢。对1998年6月12～21日10个个例的数值模拟表明，水平分辨率由36km提高到18km后，网格尺度降水量占总降水量的比例由平均14．1％提高到27．5％，而次网格尺度降水量的比例由85．9％下降到72．5％；对1998年6月19日造成闽浙大暴雨的天气系统模拟对比分析表明，模式提高分辨率后，能够较好地模拟出造成大暴雨的中-β尺度低涡及其中尺度特征，预报暴雨及大暴雨的雨区有了明显的局地性，更接近实况暴雨及大暴雨的雨区。

边界层辐合线发展成飑线的数值试验

利用高分辨率 η坐标模式 ,以一个实际飑线个例的常规资料为初值 ,通过嵌入一定强度的边界中层尺度辐合线 ,进行了边界层辐合线型飑线激发的数值试验。结果表明 :飑线实例的大尺度环境场提供了累积的有效浮力能 ,小尺度积云对流则通过对流翻腾提供高层水汽凝结潜热加热和低层降温冷却 ,而中尺度幅合线通过提供带状辐合上升运动 ,起着胚胎和组织积云对流的作用。这样大、中。

对区域数值模式(REM)的改进及数值试验

针对中尺度地形对我国天气影响的重要性，对REM先后进行水平、垂直分辨率的提高，并运用常规报文资料获得初始场，运用包络地形方法获得模式所需的地形资料，对1994年7月12─13目的大暴雨个例进行了数值试验，结果表明，仅提高REM的水平分辨率，对降水预报有一定的改进和提高，但多报出了几个大暴雨中心。而对模式水平及垂直分辨率均提高后（称此模式为C模式），其降水场、形势场的预报有明显的改进和提高，虚假降水中心消失，C模式的水平、垂直分辨率基本上是协调的。

高分辨率η模式暴雨个例的数值模拟

本文运用高分辨率 η坐标模式 ,并采用常规报文资料获得初始场 ,运用包络地形方法获得模式所需的地形资料 ,对 1993— 1997年 5— 8月主要暴雨个例进行了数值模拟 ,结果表明 ,该模式对降水场、形势场的模拟较好 ,TS评分较高 。

1996年6月的若干主要降水过程的数值模拟

本文运用高分辨率η坐标模式，并采用常规报文资料获得初始场，运 用包络地形方法获得模式所需的地形资料，对１９９６年６月主要降水过程进行了数 值模拟，结果表明，该模式降水场、形势场的预报较好，ＴＳ评分较高，模式对暴雨有 较强的预报能力．

中尺度暴雨模式MRM1对华南暴雨预报试验

利用中尺度暴雨模式MRM 1对 2 0 0 1年 6、7月华南的暴雨进行数值预报试验 ,初始场采用T10 6谱模式的预报场作初估场 ,海表温度采用 1982～ 2 0 0 1年的候平均海温 ,试验结果表明 :模式对两个月的 1、10、2 5、5 0、10 0mm降水平均TS值分别达到 0 .6 2 9、0 .35 8、0 .2 38、0 .16 0、0 .0 6 3,两个月中的主要降水过程预报效果较好 ,特别是 7月几次台风暴雨过程。

几种滤波器对地面飑线场的中尺度滤波试验

本文用Barnes带通滤波法、二十五点格式滤波法和高阶高通隐式滤波法，对含有地面辐合线和飑线的地面加密观测资料和客观分析资料进行了中尺度滤波试验。结果表明，三种滤波器的作用结果都能有效突出地面辐合线和飑线的中尺度特征，其中Barnes法的性能和结果较理想，二十五点法和高阶高通法各有特点。

1998年6月“两湖”降水过程的数值模拟

运用中尺度η坐标暴雨模式 (简称 MEM) ,采用常规报文资料获得初始场 ,运用包络地形方法获得模式所需的地形资料 ,对 1 998年 6月“两湖”降水过程进行了数值模拟。结果表明 ,该模式对形势场的模拟较好 ,MEM的 TS评分结果明显高于国内目前业务运用中的主要模式 ,模式对暴雨有较强的模拟能力。无地形试验表明地形对降水预报有显著的作用 ,尤其中尺度地形对暴雨预报和模拟有重要的作用。

地形激发斜压波动的数值研究

分别用准地转和半地转两维模式研究了南北向长的山脊对过山斜压气流强迫产生扰动的过程，在扰动发展的初期，地形激发产生扰动占主要地位，扰动尺度也与地形宽度相当，在扰动发展后期，斜压不稳定起主要作用，扰动尺度为不稳定斜压波的尺度。最后把准地转模式和半地转模式的结果作了对比，并讨论了上述结果在实际天气过程中的意义。

低空急流和非均匀层结条件下重力惯性波的传播与发展

本文从基流背景下线性化Boussinesq方程组出发,采用WKBJ方法,首先求得重力惯性波的广义波作用量变化方程及波参数随波包的变化方程,讨论了基流切变对重力惯性波传播和发展的影响;然后用Runge-Kutta方法讨论了不同层结(含降水影响)下重力惯性波的传播路径。得到了降水强度大、静力稳定度小的区域对重力惯性波有“吸引”作用,因而引起重力惯性波能量的集中,进而触发和强化对流天气的结论。