2008年6月南方强降水天气分析及TIGGE预报检验

利用观测系统研究与可预报性试验的交互式全球大集合系统(TIGGE),对中国夏季南方强降水高影响天气过程,进行了可预报性研究。选取2008年6月中下旬中国南方地区持续性强降雨过程作为典型个例,对TIGGE的天气形势等预报,进行了详细的检验。结果显示,500 hPa上位于中国北部地区的阻塞高压及其西侧的低槽为本次过程的关键系统,对降水过程起到决定性作用。检验结果表明,TIGGE对关键系统的预报,普遍出现强度偏弱位置偏西的问题。ECMWF对500 hPa高度场预报最优,而850 hPa的比湿则是NCEP最佳,但多中心大集合预报则保持较好优势,对各单中心有不同程度的改善作用,而TIGGE对于这类灾害性天气的10 d的预报能力有限。

水体浊度对风速、风向及其时间累积效应的响应——以太湖贡湖湾为例

水体浊度是影响水下光场及营养盐循环的关键要素之一,其变化过程与水生生态环境演变关系密切.基于2015-2016年7个时段于太湖贡湖湾内外的金墅和上山村两站点的水体浊度及东山气象站的逐时风场数据,利用分位统计等方法,探讨了风速、风向及时间累积效应对水体浊度的影响.结果表明:在以风场驱动为主要动力来源的大型浅水湖泊中,春、秋两季水体浊度的变化频率高于夏、冬两季,且春季变率更为突出;冬季风场和水体浊度的变率均较夏季明显.风场(包括风速、风向及其累积时间)是影响水体浊度变化的关键因素.其中风速是主要决定性因子;风向对水体浊度有较明显的影响,其通过对风速效应的修正进而影响水体浊度,该修正作用可用三角函数表征;水体浊度变化同时还受前期风场累积的影响,其前期时间累积效应的有效时段为2~10 h.该研究给出了风速、风向及风场累积效应的耦合对水体浊度的影响模型,有助于弄清风场对水体浊度变化的影响机制.

太湖湍流动能耗散率的廓线分布及其可能机制

湍流不仅是导致物质、动量等在水气交界面的交换、水柱内部输送的关键过程,也是促进浅水湖泊中底泥再悬浮及水生生态系统演变的驱动力;其中湍流动能耗散率(ε)不仅是描述湍流动能变化的关键物理量,也是刻画水体中湍流产生机制的关键过程.基于2017年10月29日—11月2日位于太湖梅梁湾采集的高频三维流速廓线和水温廓线观测资料,结合东山气象站同期的风场和辐射等气象资料,探讨太湖中ε的分布特征及其变化的可能机制.结果表明,0.7 m深度以下水平方向上ε介于10^-8~10^-7 m^2/s^3之间,比垂直方向大一个数量级左右.尽管大型浅水湖泊几何深度浅,但其ε的深度廓线依然存在典型的3层:ε随深度递减的风浪直接作用层,深度从水面至1.0 m左右;ε基本不随深度变化的常数层,分布区间为水深1.0~1.9 m;随后是ε随深度递减的底边界混合层.热力分层的强弱(垂向温差)、位置对常数层和底部边界中ε的贡献显著,甚至造成ε的常数层起始深度下移.本研究有利于进一步理解大型浅水湖泊的动力学过程及其对水生生态系统演变的驱动效应.

2018年3月4日强对流过程多源资料分析

本文针对2018年3月4日苏州地区冬末春初的一次强对流天气过程,运用S波段多普勒雷达、C波段双偏振雷达、闪电定位仪和雨滴谱仪等资料对强对流天气中尺度特征进行分析,发现综合分析各种新型探测资料对于分类强对流监测预警有一定作用。分析表明:(1)冬末春初强对流发生的各种阈值与汛期强对流形成的阈值明显不同,虽然不稳定能量没有春夏高,但在动力条件下触发低层冷空气强烈抬升暖湿气流,继而引发局地冰雹、下击暴流和短时强降水的发生。(2)双偏振雷达可以有效识别强冰雹;下击暴流发生时反射率因子质心和VIL快速下降,低层风场为辐散及中层有径向辐合特征存在。(3)昆山短时强降水发生时雨滴数密度有突然增大特征。

沙尘天气过程对太湖北岸城市空气质量的影响

2011年5月1-2日的沙尘天气过程影响了黄海海区、山东、江苏、安徽等地,太湖北岸空气质量恶化。利用卫星监测图像、污染气体、污染颗粒物、能见度及气象探空资料分析了这次沙尘天气过程对太湖北岸城市不同粒径颗粒物和空气质量的影响,并讨论了这次沙尘天气过程产生的原因。结果显示,沙尘影响期间太湖北岸城市污染气体及污染颗粒物都出现了较大变化,PM10、PM2.5-10和PM2.5的最大值分别为505.6μg/m3、139.2μg/m3、和367.3μg/m3,比沙尘影响前增大了10倍、25倍和12倍;除NO2的变化趋势与污染颗粒物基本一致外,NO、SO2、O3、CO的变化则呈相反趋势。沙尘天气影响后,降雨pH值从4.9增大为6.42,由中度酸性转为中性,降雨电导率由87.5us/cm增大为162.7 us/cm,说明空气污染使雨水变脏。

台风“利奇马”期间苏州大暴雨物理量诊断和微物理特征分析

采用日本气象厅的最佳台风路径及强度资料、NCEP/NCAR逐6 h细网格再分析数据,分析了“利奇马”暴雨影响相关的云水含量、假相当位温、水汽通量散度、Q矢量、湿位涡等物理量;通过苏州雨滴谱资料,分析降雨强度、雨滴数密度、雨滴平均直径、雨滴含水量、雷达反射率因子、雨滴谱宽等微物理量特征。结果表明降水落区位于环境垂直风切变顺切的左侧。暴雨期间能量和水汽条件较好,低层Q矢量梯度使辐合上升增强,且其非对称性对暴雨落区有指示意义,湿位涡的发展也有利于暴雨的加强;另外,微物理分析表明冷云降水机制使降水效率大幅提高,雨滴谱能较好地反映台风降水特征,强降水主要由层状云中嵌入的对流降水引起。强降水时段雨滴谱的相关微物理量等都呈现较大值。