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An Evaluation of Tropical Cyclone Genesis Forecast over the Western North Pacific and the South China Sea from the CMA-TRAMS
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作者 李梦婕 陈子通 +4 位作者 戴光丰 田群 梁卓轩 林青 张艳霞 《Journal of Tropical Meteorology》 SCIE 2024年第1期20-28,共9页
Tropical cyclone(TC) genesis forecasting is essential for daily operational practices during the typhoon season.The updated version of the Tropical Regional Atmosphere Model for the South China Sea(CMA-TRAMS) offers f... Tropical cyclone(TC) genesis forecasting is essential for daily operational practices during the typhoon season.The updated version of the Tropical Regional Atmosphere Model for the South China Sea(CMA-TRAMS) offers forecasters reliable numerical weather prediction(NWP) products with improved configurations and fine resolution. While traditional evaluation of typhoon forecasts has focused on track and intensity, the increasing accuracy of TC genesis forecasts calls for more comprehensive evaluation methods to assess the reliability of these predictions. This study aims to evaluate the effectiveness of the CMA-TRAMS for cyclogenesis forecasts over the western North Pacific and South China Sea. Based on previous research and typhoon observation data over five years, a set of localized, objective criteria has been proposed. The analysis results indicate that the CMA-TRAMS demonstrated superiority in cyclogenesis forecasts, predicting 6 out of 22 TCs with a forecast lead time of up to 144 h. Additionally, over 80% of the total could be predicted 72 h in advance. The model also showed an average TC genesis position error of 218.3 km, comparable to the track errors of operational models according to the annual evaluation. The study also briefly investigated the forecast of Noul(2011). The forecast field of the CMA-TRAMS depicted thermal and dynamical conditions that could trigger typhoon genesis, consistent with the analysis field. The 96-hour forecast field of the CMA-TRAMS displayed a relatively organized threedimensional structure of the typhoon. These results can enhance understanding of the mechanism behind typhoon genesis,fine-tune model configurations and dynamical frameworks, and provide reliable forecasts for forecasters. 展开更多
关键词 CMA-TRAMS CYCLOGENESIS numerical weather prediction tropical cyclone
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GRAPES模式中地面通量在一次台风数值模拟中的敏感性试验研究 被引量:12
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作者 戴光丰 陈子通 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2013年第3期403-410,共8页
在中尺度天气数值预报模式(GRAPES)的边界层方案(MRF)中,地面通量的计算与模式分层有直接关系,可能引起计算结果的不准确。在模式中引入Beljaars方案,通过比较分析模拟的台风地表特征量及形势场和风场表明,引入的方案对台风强度和路径... 在中尺度天气数值预报模式(GRAPES)的边界层方案(MRF)中,地面通量的计算与模式分层有直接关系,可能引起计算结果的不准确。在模式中引入Beljaars方案,通过比较分析模拟的台风地表特征量及形势场和风场表明,引入的方案对台风强度和路径的预报效果都起到改善作用。对台风"巨爵"个例的模拟表明,引入Beljaars方案之后,其地表的潜热、感热通量均明显增强,摩擦速度最大值增大,说明地表向上传输的热通量、水汽通量、动量通量均增强,这都有利于台风的发展和加强,因此模拟的台风路径和强度也更接近实况;从台风结构来看,方案二模拟的台风倾斜垂直结构没有方案一的明显,暖心结构有所加强;从风场分析来看,台风眼区的风速低值中心可延伸到500 hPa的高度上,明显高于方案一。 展开更多
关键词 应用气象学 台风 边界层方案 地面通量 数值模拟
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WRF/UCM在广州高温天气及城市热岛模拟研究中的应用 被引量:59
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作者 蒙伟光 张艳霞 +3 位作者 李江南 林文实 戴光丰 李昊睿 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2010年第3期273-282,共10页
应用WRF及其耦合的城市冠层模式(UCM,Urban Canopy Model),对2004年6月底—7月初受副热带高压和台风外围气流影响下发生在广州地区的一次高温天气过程进行了数值模拟。考察了WRF/UCM对"城市热岛"及城市高温天气模拟的应用效... 应用WRF及其耦合的城市冠层模式(UCM,Urban Canopy Model),对2004年6月底—7月初受副热带高压和台风外围气流影响下发生在广州地区的一次高温天气过程进行了数值模拟。考察了WRF/UCM对"城市热岛"及城市高温天气模拟的应用效果。三个不同设计的模拟试验表明,E-UCM试验(新土地利用资料,耦合UCM模式)比E-BPA试验(新土地利用资料,BPA方法)和E-NOU试验(旧土地利用资料,耦合UCM模式)更好地模拟出了城区2 m高度温度的演变,平均绝对误差最小。尤其在夜间,E-UCM试验成功地再现了夜间热岛的形成及分布。城区及郊区地表能量平衡差异的分析表明,日间城区高温与低反射率引起的短波辐射吸收增加有关,由于城区缺少水汽蒸发蒸腾冷却过程,大部分能量收入被分配为感热加热大气。夜间,地表能量收入来自土壤热通量的向上输送,收入能量除部分用于长波辐射之外,由于城区潜热通量小,其余部分仍主要以感热形式加热大气。夜间热岛的形成与感热加热的持续有关,有利于夜间高温的维持。 展开更多
关键词 高温天气 城市热岛(UHI) 城市冠层模式(UCM) 数值模拟
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华南沿海一次暴雨中尺度对流系统的形成和发展过程 被引量:60
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作者 蒙伟光 张艳霞 +1 位作者 戴光丰 闫敬华 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2007年第6期521-530,共10页
应用观测分析和数值模拟方法研究了2004年5月13~14日发生在华南西部沿海的一次暴雨中尺度对流系统(MCS)。结果发现:MCS开始发生在低层切变线南侧的偏南气流中,强盛时其水平范围达中α尺度,生命史近10个小时。在MCS的形成和发展过程中,... 应用观测分析和数值模拟方法研究了2004年5月13~14日发生在华南西部沿海的一次暴雨中尺度对流系统(MCS)。结果发现:MCS开始发生在低层切变线南侧的偏南气流中,强盛时其水平范围达中α尺度,生命史近10个小时。在MCS的形成和发展过程中,低层的涡旋环流不明显,但其上空对流层中层500 hPa上有流场的扰动与之对应。观测分析及数值模拟结果均表明沿海地形引起的辐合在对流的启动中有重要的影响,而对流发展起来后,由于凝结加热的作用,中层的扰动得到加强和发展,主要表现为涡度的增大,气旋性环流在500 hPa高度附近表现最为明显,并在MCS东移发展的过程中起着重要的组织作用。MCS在有利地形触发作用下发生,并通过对流层中层扰动组织发展的过程,有别于华南其它一些暴雨过程常伴有低层涡旋系统向上发展的形式,有其独特的特征。还对中层扰动的增强过程和物理机制进行了分析,并提出了一个用于解释中层扰动对MCS组织发展影响的观点。 展开更多
关键词 地形辐合 中层扰动 中尺度对流系统(MCS) 数值模拟
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用多普勒雷达资料调整GRAPES模式云参数对短临预报的影响 被引量:12
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作者 张艳霞 陈子通 +3 位作者 蒙伟光 黄燕燕 戴光丰 丁伟钰 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2012年第6期785-796,共12页
利用华南一次强降水过程,通过雷达回波反演的云雨水及模式背景场的水汽和根据雨水修订的水汽场对GRAPES模式初始场通过Nuding技术进行调整,试图改善模式的临近预报。模拟结果对比发现,模式初始场通过Nudging技术只订正云水、雨水及水汽... 利用华南一次强降水过程,通过雷达回波反演的云雨水及模式背景场的水汽和根据雨水修订的水汽场对GRAPES模式初始场通过Nuding技术进行调整,试图改善模式的临近预报。模拟结果对比发现,模式初始场通过Nudging技术只订正云水、雨水及水汽场2种情形,对模式雷达回波的临近预报效果都有一定的改善,其中前者对0~3h的临近预报效果改善明显,而后者对0~6h的预报效果都有所改善,且后者前3h的改善效果优于前者。对比模式初始场通过Nuding技术订正修订前后的水汽场的预报效果发现,修订后的水汽场的临近预报效果优于修订前的,尤其4~6h的差异较明显。分析原因发现,模式初始场中水汽场的修订,尤其是饱和水汽的修订,对模式预报的水汽场有明显影响,从而影响到了环流场,改善了模式的雷达回波和降水的预报。 展开更多
关键词 雷达反射率 云参数 水汽 降水 Nudging 临近预报
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珠三角城市环境对对流降水影响的模拟研究 被引量:13
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作者 蒙伟光 李昊睿 +2 位作者 张艳霞 戴光丰 万齐林 《大气科学》 CSCD 北大核心 2012年第5期1063-1076,共14页
采用具有2km分辨率的中尺度气象模式WRF及其耦合的单层城市冠层模式,以及Thompson云微物理方案,针对广州市附近发生的一次对流风暴过程,模拟研究了城市环境包括城市地表性质变化、城市空气污染可能引起的云粒子浓度增大现象对对流降水... 采用具有2km分辨率的中尺度气象模式WRF及其耦合的单层城市冠层模式,以及Thompson云微物理方案,针对广州市附近发生的一次对流风暴过程,模拟研究了城市环境包括城市地表性质变化、城市空气污染可能引起的云粒子浓度增大现象对对流降水发展的影响问题。结果表明城市地表引起的热岛和干岛效应,可造成城市边界层高度升高,有利于城区附近辐合流场形成和不稳定能量增大。模拟结果显示,城市地表作用可在广州市南北各形成一个对流有效位能CAPE增大的辐合区,模拟对流降水回波起始发展于这些具有高不稳定能量的辐合区,并与观测雷达回波特征相一致,反映出城市地表对对流的起始发展及其发生位置有更直接作用。对流发展起来后,敏感试验反映出高云粒子浓度(污染)情形中有更多降水形成,降水增多可达20%以上。诊断分析发现降水增多与对流云中有更多雨水及过冷却云水形成有关系。增多的云水雨水通过相应的由于潜热释放增加引起的强上升运动被传送到较高层次,引起云中冻结过程及液态水和冰相物质之间的相互作用增强,从而导致更多冰相物质形成、降落地面降水增多。 展开更多
关键词 对流降水 城市地表 云粒子浓度 数值模拟
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热带高分辨率模式(TRAMS-V3.0)技术方案及其系统预报性能 被引量:14
7
作者 陈子通 徐道生 +3 位作者 戴光丰 张艳霞 钟水新 黄燕燕 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2020年第4期444-454,共11页
在原模式版本TRAMS-V2.0的基础上,通过对三维静力参考大气、拉格朗日矢量投影、云降水物理和辐射等技术方案进行改进,并且针对高分辨率模式易产生强垂直运动和小尺度扰动等问题,引入水平扩散、垂直运动耗散等技术方案,同时优化模式动力... 在原模式版本TRAMS-V2.0的基础上,通过对三维静力参考大气、拉格朗日矢量投影、云降水物理和辐射等技术方案进行改进,并且针对高分辨率模式易产生强垂直运动和小尺度扰动等问题,引入水平扩散、垂直运动耗散等技术方案,同时优化模式动力物理过程各功能块的调用方式和一些技术参数,最终形成适合热带高分辨率的模式版本TRAMS-V3.0。批量测试表明,新版模式TRAMS-V3.0的预报性能明显优于TRAMS-V2.0,新版模式不仅对形势场和地面要素的预报误差较小,而且各量级降水预报的准确率也比较高,如48小时2 m温度预报RMS由原来的2.4℃降低为1.8℃,晴雨48小时预报准确率由原来的0.736提高到0.810等。基于TRAMS-V3.0建立的预报系统,实时业务应用中展现了系统在晴雨、暴雨、地面要素等方面预报的优势。并针对暴雨空漏报等问题进行了初步的分析,提出下一步技术改进的设想。 展开更多
关键词 热带 高分辨率 数值预报 业务 暴雨
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对流参数化方案的改进对GRAPES模式台风预报的影响研究 被引量:16
8
作者 徐道生 陈子通 +2 位作者 戴光丰 钟水新 杨兆礼 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2014年第2期210-218,共9页
将由NCEP改进之后的SAS(Simplified Arakawa-Shubert Scheme)对流参数化方案(NSAS方案)应用到GRAPES模式中,并对"启德"台风进行模拟,通过和原来SAS方案的预报结果进行比较,发现新方案对台风路径预报有显著改进。通过对NSAS方... 将由NCEP改进之后的SAS(Simplified Arakawa-Shubert Scheme)对流参数化方案(NSAS方案)应用到GRAPES模式中,并对"启德"台风进行模拟,通过和原来SAS方案的预报结果进行比较,发现新方案对台风路径预报有显著改进。通过对NSAS方案中几个新增加的因素进行敏感性试验,发现其中对由于对流引发的扰动气压场如何影响动量输送这个问题的处理使得台风路径预报效果变差,采用动量的水平混合代替风场切变来对扰动气压场进行参数化以后,可有效改进该方案的预报效果。考虑动量的水平混合系数随高度变化可进一步改善预报结果。通过比较多个台风的预报结果发现,这种改进对台风路径预报的改进较稳定。 展开更多
关键词 对流参数化 SAS 台风 动量输送
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中国南海台风模式(TRAMS-v2.0)技术特点及其预报性能 被引量:23
9
作者 陈子通 戴光丰 +4 位作者 钟水新 黄燕燕 张艳霞 徐道生 李梦婕 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期831-840,共10页
中国南海台风模式(TRAMS)是基于GRAPES的非静力中尺度模式,采用半隐半拉格朗日时间差分方案,借助Helmholtz方程进行隐式求解,并在原模式的基础上,采用三维静力参考大气、非线性项分步计算、物理过程倾向隐式处理及与动力过程耦合... 中国南海台风模式(TRAMS)是基于GRAPES的非静力中尺度模式,采用半隐半拉格朗日时间差分方案,借助Helmholtz方程进行隐式求解,并在原模式的基础上,采用三维静力参考大气、非线性项分步计算、物理过程倾向隐式处理及与动力过程耦合等技术,形成新的模式动力过程计算方案。模式物理过程主要包括:长短波辐射、云微物理、湍流和深浅对流和海陆面等下垫面参数化方案,新版南海台风模式重点研发了海陆面参数化方案(SMS方案),改进了积云参数化方案(NSAS方案),并且引入地形重力波拖曳参数化方案(KA95方案)。预报模式的覆盖范围:81~161°E,0~51°N。水平格距为0.18°,垂直方向分65层,时间积分步长为100S。2015年批量试验结果表明,新版南海台风模式预报性能稳定,误差较小,与EC全球模式同样本比较,发现短时效(如0~24h)两模式台风路径预报误差水平基本相当,而较长时效(如48~72h),南海台风模式的预报误差小于EC全球模式,具备较好的业务应用价值。 展开更多
关键词 台风 数值预报 路径误差
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地形重力波拖曳参数化对热带气旋强度和路径预报影响的研究 被引量:12
10
作者 钟水新 陈子通 +5 位作者 戴光丰 徐道生 黄燕燕 张诚忠 蒙伟光 杨兆礼 《大气科学》 CSCD 北大核心 2014年第2期273-284,共12页
本文在GRAPES_TMM(Global/Regional Assimilation and Prediction System for Tropical Mesoscale Model)——中国南海台风模式版(面向南海和东南亚)中发展和引进了KA95(Kim and Arakawa,1995)地形重力波拖曳参数化方案(GWDO),并对2012... 本文在GRAPES_TMM(Global/Regional Assimilation and Prediction System for Tropical Mesoscale Model)——中国南海台风模式版(面向南海和东南亚)中发展和引进了KA95(Kim and Arakawa,1995)地形重力波拖曳参数化方案(GWDO),并对2012年主要的9个登陆台风进行了试验对比研究,考察了不同标准Richardson数(c Ri)的GWDO试验对台风路径和强度预报的影响。结果表明,在引入地形重力波拖曳参数化过程后,模式对台风登陆时路径和强度的预报能力均要有提高,对台风预报时长越长,GWDO的影响也更为显著。对双台风"SAOLA"和"DAMREY"试验结果表明,GWDO对台风外围距台风中心150 km的对流层中下层风速减弱较为明显,减弱了GRAPES区域模式对台风强度预报偏强的现象,对台风强度长时间预报改善更为明显。不同标准c Ri对重力波拖曳力的计算较为敏感,当c Ri取1.0时,动能迅速的在低层被频散,能量无法有效地上传;c Ri取0.25时,大部分的能量在中高层被频散。总的来说,c Ri取0.75时对台风路径和强度预报改进更为显著,其结果可为业务预报提供指导意义。 展开更多
关键词 KA95方案 地形重力波拖曳 GRAPES模式 台风
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华南局地锋生及对流系统发展的模拟分析研究 被引量:18
11
作者 蒙伟光 戴光丰 +1 位作者 张艳霞 李昊睿 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期387-401,共15页
2009年3月28日一条东西向的锋面出现在华南25°N附近。伴随着锋面的活动,对流降水回波午后开始在广西的梧州附近发展,并在随后几小时向东移动,组织发展成为中尺度对流系统(MCS),为广东中西部及珠三角地区带来了雷暴、暴雨、冰雹等... 2009年3月28日一条东西向的锋面出现在华南25°N附近。伴随着锋面的活动,对流降水回波午后开始在广西的梧州附近发展,并在随后几小时向东移动,组织发展成为中尺度对流系统(MCS),为广东中西部及珠三角地区带来了雷暴、暴雨、冰雹等灾害天气。应用地面自动站、雷达回波、卫星云图以及NCEP-FNL再分析资料和WRF模式的模拟结果,对锋面暴雨形成的天气特征进行了诊断分析,考察了中尺度对流系统的发展演变过程及其与局地锋生的相互关系。结果表明,锋面对流系统形成发展于一个东西向水平尺度约200km的地面中尺度辐合线附近,对流起始发展于具有较大对流有效位能(CAPE)和较小对流抑制位能(CIN)的区域。伴随着对流的发展,锋面强度增强。锋生函数的计算发现,非绝热项和倾斜项分别在由对流引起的次级环流的上升运动支和下沉运动支起锋生作用,是引发中尺度锋生的主要影响因子。而相对来说,水平辐合项和形变项的作用却比较小。这与大尺度的锋生过程不同,中尺度锋生更主要的是由热力直接触发的非地转环流所驱动。涡度场的演变分析还发现,沿着850hPa锋区大的正涡度区与500hPa的强上升运动区对应良好,对流系统发展与中尺度锋生之间存在着类似于第二条件不稳定机制的相互作用,对流增强了锋生过程,锋面则对中尺度对流系统的发展起组织作用。中尺度锋生对对流组织发展的作用作为此类灾害天气形成的原因值得关注。 展开更多
关键词 对流 中尺度锋生 华南暴雨 数值模拟
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基于贝叶斯方案的雷达反射率反演水汽及其同化试验 被引量:9
12
作者 张诚忠 薛纪善 +2 位作者 冯业荣 黄燕燕 戴光丰 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2019年第2期145-153,共9页
雷达资料是目前为数不多有能力为高分辨率预报模式提供高分辨率信息资料的资料之一。为充分利用该资料所包含的中小尺度信息,文中基于雷达反射率,利用贝叶斯方法反演出大气相对湿度;将质控后的资料引入3Dvar系统进行同化分析,为高分辨... 雷达资料是目前为数不多有能力为高分辨率预报模式提供高分辨率信息资料的资料之一。为充分利用该资料所包含的中小尺度信息,文中基于雷达反射率,利用贝叶斯方法反演出大气相对湿度;将质控后的资料引入3Dvar系统进行同化分析,为高分辨率模式提供初值场。以台风"妮妲"登陆为例,通过一维反演及三维变分系统分析,有效地订正了实况有回波而模式预报无回波区域的大气湿度趋于合理,增加背景场的湿度,减小模拟回波比观测偏强的区域的大气湿度;同化大气湿度后模式在前6小时报出的台风外围回波分布、演变更合理,改进了降水雨带的分布与强度。1个月的批量试验反映1D+3Dvar同化雷达资料后,大气对流层中低层(850~400 h Pa)增湿明显,其增湿影响程度可延续12小时以上。其逐时降水预报在前12小时的TS均比控制试验高,而大于5 mm以上降水预报偏差则与控制试验的大略一致或更接近1。 展开更多
关键词 雷达反射率 湿度反演 贝叶斯方法 同化 试验
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地形重力波拖曳参数化方案在华南中尺度模式(GRAPES)中的应用试验 被引量:10
13
作者 钟水新 陈子通 +4 位作者 黄燕燕 张诚忠 徐道生 戴光丰 杨兆礼 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2014年第3期413-422,共10页
在华南中尺度模式GRAPES中发展KA95方案地形重力波拖曳参数化方案(GWDO),并对2012年的2月8—12日影响华南冷空气过程、8月23—24日发生在广东的局地性暴雨和5—8月共4个月的KA95方案预报试验进行检验。结果表明,KA95地形重力波拖曳参数... 在华南中尺度模式GRAPES中发展KA95方案地形重力波拖曳参数化方案(GWDO),并对2012年的2月8—12日影响华南冷空气过程、8月23—24日发生在广东的局地性暴雨和5—8月共4个月的KA95方案预报试验进行检验。结果表明,KA95地形重力波拖曳参数化方案的引入,改善了GRAPES模式对冬、春季低层南风偏强和地面温度偏高的现象,一定程度上纠正了在模式积分过程中出现的南风偏差,改正了在业务预报中因南风偏强而导致温度偏差过大的现象;改善了模式对局地强降水强度和落区的预报,减小了大雨和暴雨的漏报率和预报偏差,提高了GRAPES模式对降水的预报效果。 展开更多
关键词 天气预报 参数化方案 地形重力波拖曳 GRAPES
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华南锋面和季风降水环流特征及加热结构对比分析 被引量:8
14
作者 张艳霞 蒙伟光 +2 位作者 徐道生 戴光丰 张诚忠 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2020年第1期1-12,共12页
选取华南2017年5月15日两段不同系统影响的典型个例降水,基于ERA Interim分析资料和地面、雷达等观测资料,从两类降水的大尺度环境及中尺度特征方面探讨了两类降水系统的差异,并利用模式潜热廓线订正方案对两类降水个例的潜热进行反演... 选取华南2017年5月15日两段不同系统影响的典型个例降水,基于ERA Interim分析资料和地面、雷达等观测资料,从两类降水的大尺度环境及中尺度特征方面探讨了两类降水系统的差异,并利用模式潜热廓线订正方案对两类降水个例的潜热进行反演。结果表明,季风降水主要受偏南风影响,边界层内强辐合、高温高湿,中高层(600~150 hPa)较强辐散,而锋面降水受低层锋面系统影响,对流层低层强辐合,800~300 hPa较强辐散,水汽输送深厚,斜压性结构明显,且垂直运动剧烈。除两者的辐合辐散中心、正涡度的中心以及水汽通量辐合中心和垂直运动大值中心所在的层次明显不同外,其强度也差别较明显,就垂直运动而言,锋面降水的最大值达-1.2 hPa/s,远远大于季风降水(-0.2 Pa/s)。两者的中尺度特征和加热结构也存在显著差异,季风降水中尺度雨团沿海岸线自西向东移动发展,潜热加热中心为单峰值,位于5~6 km;锋面降水中尺度雨团在一条西南-东北走向的雨带上不断向东南方向合并发展,潜热加热中心有两个,分别位于1~2 km和6~7 km。 展开更多
关键词 锋面降水 季风降水 环境特征 加热结构 华南
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对流参数化与微物理过程的耦合及其对台风预报的影响研究 被引量:14
15
作者 徐道生 陈子通 +1 位作者 钟水新 戴光丰 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期337-349,共13页
在SAS(Relaxed Arakawa-schubert Scheme)对流参数化方案中引人对流云和层状云的相互耦合机制,并通过一个台风个例对改进前后两种方案的预报效果进行了比较。试验结果表明:对于台风这种对流云和层状云相互作用非常强烈的天气系统,在对... 在SAS(Relaxed Arakawa-schubert Scheme)对流参数化方案中引人对流云和层状云的相互耦合机制,并通过一个台风个例对改进前后两种方案的预报效果进行了比较。试验结果表明:对于台风这种对流云和层状云相互作用非常强烈的天气系统,在对流参数化方案中引人对流云和层状云的耦合机制可以有效地提高模式对台风路径的预报水平,但是对于台风强度的预报效果不明显。考虑对流参数化和微物理过程耦合后模式的参数化降水变弱而格点降水增强,与NCEP再分析资料的对比发现,改进方案对于台风外围的大尺度温度场和湿度场的预报会有所改进,但仍然存在偏干偏冷的现象。对雨和雪的不同处理方式、不同云底条件以及是否考虑雨雪的卷人抬升三个方面进行了敏感性试验,发现72 h内模式预报结果对这些因素的差异不是很敏感。从多个个例的统计结果来看,新方案对台风路径预报的改进效果是比较稳定的。 展开更多
关键词 对流参数化 微物理过程 耦合 台风
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华南区域高分辨率模式中不同雷达回波反演技术方案的比较试验 被引量:8
16
作者 徐道生 张艳霞 +3 位作者 张诚忠 钟水新 戴光丰 陈子通 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2016年第1期9-18,共10页
结合一次比较典型的华南前汛期暴雨过程,对目前常用的几种雷达回波反演技术进行比较,试图得到一种适用于华南区域高分辨率模式的技术方案。首先比较了两种不同的水凝物反演技术对短期降水预报的影响,发现基于暖雨假设构造的经验公式反... 结合一次比较典型的华南前汛期暴雨过程,对目前常用的几种雷达回波反演技术进行比较,试图得到一种适用于华南区域高分辨率模式的技术方案。首先比较了两种不同的水凝物反演技术对短期降水预报的影响,发现基于暖雨假设构造的经验公式反演得到的云微物理量进行Nudging以后预报降水比实况偏弱,而利用LAPS系统可以反演出高层的固态粒子,这些云粒子通过冰相过程可以产生强度与实况相当的降水。仅仅引入初始场的凝结物只对第一小时降水预报改进比较明显。通过对两种不同的水汽反演技术进行比较,发现1D+3D方法反演得到的水汽场并不适用于高分辨率模式,按该方法调整初始场水汽之后反而导致降水预报效果变差,而根据雷达回波调整水汽饱和的方法却可以有效提高前6小时的降水评分,这种改进主要来自降水漏报现象的减少。总体来说,结合利用LAPS系统反演云物理量以及水汽饱和调整方法是一套比较适合华南区域高分辨率模式的技术路线。 展开更多
关键词 雷达回波 反演 云微物理 水汽 高分辨率模式
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模式动力过程与物理过程耦合及其对台风预报的影响研究 被引量:10
17
作者 陈子通 戴光丰 +4 位作者 罗秋红 钟水新 张艳霞 徐道生 黄燕燕 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2016年第1期1-8,共8页
中国南海台风模式是基于GRAPES的热带中尺度模式,采用半隐半拉格朗日时间差分方案,借助Helmholtz方程进行隐式求解,然后计算物理过程,并把各物理量反馈到动力预报场,实现动力过程与物理过程耦合。为了探讨耦合方案对预报精度的影响,在... 中国南海台风模式是基于GRAPES的热带中尺度模式,采用半隐半拉格朗日时间差分方案,借助Helmholtz方程进行隐式求解,然后计算物理过程,并把各物理量反馈到动力预报场,实现动力过程与物理过程耦合。为了探讨耦合方案对预报精度的影响,在原方案的基础上,设计了新的技术方案,主要包括两项技术改进。其一是考虑温度、水汽的物理反馈对气压场影响,将间接导出的气压反馈值返回动力场;其二是在第一项技术改进的基础上,将物理反馈值作为模式Helmholtz方程的右端项参与隐式求解,物理反馈在动力约束条件下实现与动力过程耦合。针对新方案对台风路径预报的影响开展个例和批量试验研究。个例试验研究表明,新方案明显地提高了台风预报水平,特别是提高了移动速度的预报准确率;2013年批量试验结果分析,如文中给出的台风路径预报、等压要素预报准确率对比分析,说明新技术方案整体提高模式预报精度。 展开更多
关键词 台风 数值预报 物理过程
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南海台风模式TRAMS 3.0的技术更新和评估结果 被引量:10
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作者 徐道生 陈子通 +7 位作者 张艳霞 戴光丰 钟水新 张邦林 陈德辉 吴乃庚 吴凯昕 李昊睿 《气象》 CSCD 北大核心 2020年第11期1474-1484,共11页
在南海台风模式(Tropical Regional Assimilation Model for the South China Sea,TRAMS)2.0版本基础上,从模式分辨率、动力框架、物理过程三个方面进行技术改进,形成了TRAMS 3.0版本。对2017年的台风预报进行评估,结果表明TRAMS 3.0模... 在南海台风模式(Tropical Regional Assimilation Model for the South China Sea,TRAMS)2.0版本基础上,从模式分辨率、动力框架、物理过程三个方面进行技术改进,形成了TRAMS 3.0版本。对2017年的台风预报进行评估,结果表明TRAMS 3.0模式比TRAMS 2.0模式有明显改进,其中72 h的平均路径误差减少了13.6 km(改进幅度为7%),强度预报误差减少了1.2 hPa(改进幅度为10.5%)。另外对于高空气象要素的预报,TRAMS 3.0模式也比TRAMS 2.0有全面的改进。分别对各项技术更新的效果进行敏感性测试,发现提高模式分辨率和更新对流参数化方案对TRAMS 3.0模式中南海台风预报效果的改进贡献最大。 展开更多
关键词 台风模式 水平分辨率 对流参数化
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一种基于分析增量更新技术的台风初始化方案 被引量:10
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作者 徐道生 张邦林 +3 位作者 曾庆存 冯业荣 张艳霞 戴光丰 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1053-1061,共9页
台风初始化方案最大的困难在于其只能根据有限的观测资料(台风中心位置、最低气压、最大风速和大风半径等)来构造一个与模式动力-物理过程协调的涡旋模型。首先根据实际观测资料对背景场中的涡旋扰动进行重定位和风速调整,然后将分析增... 台风初始化方案最大的困难在于其只能根据有限的观测资料(台风中心位置、最低气压、最大风速和大风半径等)来构造一个与模式动力-物理过程协调的涡旋模型。首先根据实际观测资料对背景场中的涡旋扰动进行重定位和风速调整,然后将分析增量更新(Incremental Analysis Update,IAU)技术应用于台风初始化方案中,将调整后的涡旋当作一个强迫项逐渐加入到模式预报过程中,通过模式自身调整来得到一个协调性较好的台风初始结构,从而改善模式对台风的预报性能。对"山竹"台风的多次预报结果表明:(1)台风初始化对于台风路径误差影响较小,对于强度预报改进则比较明显。特别是在台风生成初期,台风初始化技术能够有效地增强全球模式分析场中的涡旋强度,并解决预报过程中强度较弱的问题。(2)根据预先给定的三维风场,IAU技术能通过模式自身预报过程对其他变量进行调整,从而得到一个热力和动力协调的初始涡旋结构。相对于仅对初始风场的调整,它对24 h之后的路径和强度预报误差会有更进一步的改善。(3)对IAU中的松弛时间进行参数敏感性试验,发现该变量取3-6 h效果较好。 展开更多
关键词 台风初始化 分析增量更新(IAU) 山竹
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台风“凡亚比”登陆过程中暴雨MCSs演变及形成机理 被引量:8
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作者 张艳霞 蒙伟光 +1 位作者 戴光丰 李春晖 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2015年第4期433-443,共11页
利用大尺度和TBB资料得出1011号台风“凡亚比”环流背景中出现连续性暴雨的大尺度环境概况和主要MCSs活动情况,发现高低空辐散辐合配置的动力结构及强烈的垂直上升运动和丰富的水汽,为暴雨的发生和持续提供了有利的动力和水汽条件;... 利用大尺度和TBB资料得出1011号台风“凡亚比”环流背景中出现连续性暴雨的大尺度环境概况和主要MCSs活动情况,发现高低空辐散辐合配置的动力结构及强烈的垂直上升运动和丰富的水汽,为暴雨的发生和持续提供了有利的动力和水汽条件;连续性暴雨过程中主要有三个MCSs活动,其中9月20—21日的MCSs持续时间最长、强度最大、暴雨最强。因此,通过观测资料讨论了该MCSs发展演变的特征及基于大尺度资料和中尺度数值模拟结果探讨了其发展演变的机制。结果发现,该MCSs形成、发展、成熟至减弱阶段都处在台风的外围环流中,其中心位于台风移动方向约300~350km处的左前方;从大尺度资料的分析可见,上升运动加强,水汽输送充足,垂直风切变明显增大,不稳定能量的稳定累积及中低层西侧干冷空气的侵入有利于MCSs组织发展。进一步从中尺度数值模拟结果发现,MCSs东、西及北侧的温湿梯度相向发展形成的能量锋区为MCSs的组织发展提供了环境条件和能量,该能量锋区形成于东西两侧温度和湿度梯度的差异,东侧受热带低压登陆降水引起降温增湿,而西侧和北侧受台风外围偏西气流和青藏高原热源共同作用增温减湿。此外,西侧中层干冷空气的侵入也有利于该锋区的存在和维持,更有利于MCSs的发展。正涡度的增长和0~6km垂直风切变大值区的配合,为MCSs的形成发展提供了有利的动力条件。 展开更多
关键词 台风环流 连续性暴雨 MCSS 数值模拟 机理
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