三相云显式降水方案和高原东部“96.1”暴雪成因的中尺度数值模拟

对“96.1”高原暴雪天气过程进行的天气学成因分析指出 ,欧洲阻高崩溃 ,里海—咸海横槽转竖 ,槽后向南入侵青藏高原的干冷偏北气流与槽前来自孟加拉湾和中印半岛向北不断推进的强劲西南暖湿气流 ,在青藏高原东北部交汇而形成、发展并持续的切变线 ,是产生高原暴雪的中尺度天气系统。 通过将冰相云微物理过程参数化和三相云显式降水方案引入MM4而发展的中尺度模式模拟系统 ,在采用常规观测资料的条件下 ,基本上成功地模拟出了“96.1”高原暴雪中尺度切变线的生成、发展和演变结构。结果表明 ,发展和改进的该中尺度模式模拟系统可用于青藏高原复杂地形和下垫面上中尺度系统发生、发展及结构演变的数值模拟研究。 模拟的流场及诸物理场时空演变揭示 :流场辐合线与暴雪切变线时空演变一致表明 ,流场对高原中尺度系统的表征有本质上的重要性 ;散度场和涡度场相互耦合是暴雪切变线发生、发展的重要动力机制 ;垂直上升运动的加强和持续是水汽凝结和冻结成雪的必要条件 ;湿对流不稳定为暴雪提供了热力不稳定条件 ;辐合带、涡度带、上升运动区和深厚湿舌的迭置是产生暴雪的强耦合结构。模拟的暴雪带和降水量与观测分析大体一致 ,表明三相云显式降水方案基本上是合理的。

梅雨锋暴雨云团中冰相粒子结构和演变特征的个例数值模拟

利用非静力平衡中尺度数值模式MM5(V3-6),对2003年7月4—5日发生在江淮流域的一次中小尺度暴雨过程进行了数值模拟,主要研究结果表明,冰晶、雪和霰三种冰相粒子分别主要分布在200 hPa、300 hPa和400 hPa附近的气压层。冰晶模拟结果的偏差趋势与模式模拟的地面降水的偏差趋势是基本一致的,而霰粒子模拟结果的区域偏差的倾向则能反映模式模拟域地面降水的偏差梯度,模式对地面降水模拟的好坏与模式对冰相态粒子总体质量密度的水平分布的描述有重要的关系。对流云中冰晶和霰的密度随时间的演变与地面降水也有很好的相关性。云水与冰相粒子的碰并作用过程是形成此次中小尺度暴雨对流云中主要的微物理过程。