6种数值模式在安徽区域天气预报中的检验

本文检验了从2006年6月到2008年12月,Grapes、MM5、WRF、T213、JMA和Germany共6个模式对安徽区域72 h内降水量、风速和气温的预报。降水量TS评分显示,从小雨到大雨,JMA的参考价值较高,从大雨到大暴雨则是MM5和WRF比较好;Germany和T213的评分均处于中间水平,而Grapes评分最低。冬夏季各模式的预报较好,其他季节预报较差。风速,24 h JMA和T213的预报较好,48、72 h MM5和WRF的参考价值较高。气温,24、48 h MM5和WRF预报较好,而72 h则是MM5和T213好。Grapes对风速和气温的预报相对较差。上述检验结果不仅有助于预报员更好地利用数值模式制作天气预报,而且为数值天气预报的解释应用提供科学依据。

湖北“8·12”极端降水特征及成因初探

2021年8月11日20时—12日20时(北京时,下同)湖北北部发生极端降水,24 h降水量最大达518.5 mm,1 h降水量最大达117.9 mm,造成了严重灾害。基于常规气象观测资料和ERA5再分析资料,采用统计学方法和天气学诊断分析法,对该过程极端降水的特征及天气学成因进行初步分析。利用常规气象观测资料和ERA5再分析资料,对2021年8月12日湖北省北部极端降水特征及其中尺度演变特征、环流形势和物理量极端性的天气学成因进行初步分析。结果表明:(1)不同区域降水性质不同,总体有累计降水量大、小时雨强强、降水时段集中、极端性突出、致灾性强等特点。(2)β中尺度对流云团发展迅速、持续时间长、东移速度慢是造成此次极端降水的主要因素。(3)高层南亚高压、高空急流以及中层副热带高压和低槽是主要影响系统,中低层切变线、低层低涡以及偏东急流是直接参与者。(4)925—850 hPa低涡和偏东急流异常强盛且长时间维持,导致低层形成强动力辐合中心和强水汽辐合中心,有利于700 hPa以下上升运动发展和维持。偏东急流也有利于低层能量锋加强南压以及θse高能区和对流不稳定层结的建立,促进对流性强降水的发生发展。(5)925—850 hPa的涡度、垂直速度、比湿和整层可降水量均表现出异常的极端性,且其异常度演变趋势与雨强演变趋势基本一致。

随州土壤水分周年变化特征及对农业的影响

根据随州1991—2013年土壤湿度观测资料,对随州本地土壤水分状况周年分布、不同层次土壤水分状况和各主要作物的适宜土壤湿度进行了分析。结果表明,随州市土壤湿度周年变化大致分为5个时期;随州的土壤湿度周年变化具有一定的规律,无降水和强降水天气对土壤湿度的影响明显,土壤湿度过高或过低都会对农作物和农业生产造成严重的影响。

复杂地形影响下鄂东北梅雨锋大暴雨MCS的触发和演变

利用高时空分辨率的ERA5再分析资料、湖北省雷达资料、MICAPS实况观测资料,对2020年7月16日鄂东北梅雨锋大暴雨进行综合分析。结果表明:(1)主雨带沿着山脉呈西北-东南向带状分布,具有持续时间长、累积雨量大、强降水范围集中的特点,有典型的β中尺度特征。(2)地面梅雨锋与925-500 hPa层的切变辐合系统形成了北倾切变系统,这一切变系统在16日白天稳定维持在鄂东北,为此次中尺度系统的发生发展和大暴雨的发生提供动力、水汽和热力条件。(3) MCS发展阶段出现了两种后向传播,即对流单体的后向传播和雨带的后向传播。这两种后向传播导致多个近乎平行排列的东北-西南向短雨带生成并维持,这些短雨带沿着MCS移动形成西北-东南向的"列车带效应"。MCS成熟阶段,雨带中单体移动方向和MCS走向一致,形成"列车效应"。(4)鄂东北地形复杂,在地形强迫作用下,桐柏山附近形成气旋性切变,陈巷站附近形成β中尺度辐合线,二者之间的辐合区有利于对流触发,使MCS西侧或西北侧形成新生雨带;桐柏山-大别山西端的地形阻挡作用,使冷堆形成冷出流,加强了925 hPa冷暖气流在山脉南侧辐合,有利于雨带西南侧的对流单体新生。

鄂北一次超级对流单体的双偏振雷达特征分析

利用湖北省随州市S波段双偏振雷达资料及常规观测资料,对2020年5月4日鄂北随州出现的超级单体风暴进行分析。结果发现:(1)在有利天气背景作用下,形成了上干冷下暖湿的垂直层结、0~6 km中等强度垂直风切变以及地面辐合线,为强风暴的发生发展提供环境条件和触发条件。(2)超级单体发展过程中,观测到前侧"V"形入流缺口、中气旋、弱回波穹隆、悬垂回波、钩状回波等特征,且风暴顶高度、风暴质心高度、最大水平反射率因子高度以及垂直累积液态含水量等风暴参数均呈先升后降趋势。(3)超级单体的发展和成熟阶段,在0℃层以下的低层,于前侧下沉气流西侧的水平反射率因子大梯度区观测到浅薄的差分反射率因子Z_(dr)大值区,即Z_(dr)弧;(4)超级单体的初始阶段、发展阶段以及成熟阶段,在0℃层之上的中层,观测到强上升气流的正温度扰动使冰相粒子在附近融化而形成的Z_(dr)环形大值区和相关系数环形小值区。(5)垂直方向上,在超级单体的初始阶段、发展阶段以及成熟阶段均观测到Z_(dr)柱和差分相位常数K_(dp)柱。Z_(dr)柱与弱回波穹隆区位置对应较好,其不同时期特征反映了上升气流强的变化;K_(dp)柱的变化反映了超级单体中含有大量液态水滴区域的变化。

随州市2015—2020年冬季二次气溶胶对PM_(2.5)贡献分析

二次气溶胶是大气气溶胶的重要组成,量化二次气溶胶贡献是认识PM_(2.5)污染成因的关键.本研究通过近似包络法(AEM)估算了随州2015—2020年冬季的一次气溶胶和二次气溶胶浓度,分析了二次气溶胶对PM_(2.5)贡献的变化特征及其可能的影响因素,得到以下主要结论:①随州冬季PM_(2.5)及其一次和二次组分均呈逐年下降趋势,分别为5.8、3.8和1.7μg·m^(-3)·a^(-1),而二次气溶胶对PM_(2.5)贡献呈逐年上升趋势(2.1%a^(-1)),反映了减排进程中二次气溶胶对空气质量变化的重要贡献.②人为活动和化学转化分别影响了一次和二次PM_(2.5)日变化分布.一次PM_(2.5)双峰结构(09:00和21:00)对应了早晚人为活动高峰,二次气溶胶在午后(13:00—15:00)和凌晨(03:00—06:00)对PM_(2.5)贡献最大;PM_(2.5)正午峰值可能与当地二次污染生成密切相关.③二次气溶胶对随州冬季PM_(2.5)平均贡献为60.0%;随着PM_(2.5)污染程度加重,二次气溶胶对PM_(2.5)贡献明显增加,从清洁条件的29%上升到重污染条件的72%,表明二次气溶胶对重污染事件的显著贡献.④二次气溶胶贡献与污染物浓度及气象条件的关系分析表明,相对高温高氧化条件下的光化学氧化作用加速了气态前体物的消耗,明显促进了二次气溶胶的形成.特定气象条件驱动下的大气污染物区域传输也可能对二次气溶胶生成有一定的贡献.因此,未来需要坚持以PM_(2.5)和O_(3)协同控制为核心,强化区域协同减排,做好对二次污染源的控制,加强对二次污染的针对性治理措施.