Nudging地面加密观测改进数值模式对城市效应及其触发对流的模拟:一次夜间个例试验

城市(热力、动力、人类活动等)效应对城市及周边地区强降水有着重要的影响。由于涉及到多方面因素,在数值模式中合理描述城市效应仍然存在许多困难。采用Nudging地面加密观测间接引入城市效应(Nudg)和使用城市冠层模式直接引入城市效应(Urba)两种方式模拟了2017年5月7日发生在广东广州的一次极端降水过程。结果表明Nudging地面加密观测能够有效地在数值模式中引入城市效应,从而合理地再现出城市热岛及其触发的对流和强降水的时空演变,而使用城市冠层模式未能够模拟出城市热岛及其触发的对流和降水。具体而言,Nudg能够维持城市的热岛,在城市热岛的下风方最先触发了对流,对流快速发展并稳定维持,从而在广州城市下风(西北)方形成了强降水。然而,Urba试验中城市热岛迅速减弱消亡,从而未能在城市下风方触发出对流,导致降水模拟的失败;尽管后期在城市下风方边缘及北部山区有零星的雷达回波,但均未能够发展形成组织化的对流单体或系统。对本次强降水事件对流的触发而言,城市热岛的加热作用较城市的摩擦辐合更重要。提出的Nudging地面加密观测间接地引入城市效应的方法可用于与城市下垫面相关的各类天气事件的模拟研究。

台风试验陆地加密观测在数值天气预报中的作用

采用国家气象中心（ＮＭＣ）有限区同化预报系统（ＨＬＡＦＳ）和华北区域分析预报系统（ＮＣＡＦＳ）的基本方案，选择“八五”期间台风试验期进行陆地测站特殊加密观测的两个台风个例作数值天气预报（ＮＷＰ）试验，探讨这些资料在ＮＷＰ中的作用．试验结果表明：陆地测站加密地面观测资料，对ＮＭＣ的ＮＷＰ系统的预报，尤其在较高分辨率情况下，具有较明显的改进作用．

一次春季冰雹天气的中尺度系统分析

对2007年5月5日江苏出现的大范围雷雨、大风和区域性冰雹天气的环流背景场进行了分析,结果表明:这次强对流天气是由北方南下的冷空气触发所致,锋前对流层低层的增温和500 hPa冷空气的先行南下使潜在的对流不稳定性加剧;地面冷锋前中尺度低压的发展是对流性天气发展的主要因素;强烈的上升运动和低层水汽通量辐合提供了有利于冰雹产生的过冷水滴的碰撞增长条件;冰雹天气的产生与地面物理量场有很好的配置关系。

山东省两次暴雪天气的对比分析

应用常规天气图资料、探空资料、加密自动站观测资料、地基GPS/MET遥感大气水汽观测资料、卫星云图、多普勒雷达观测资料和NCEP/NCAR 1。×1。再分析资料,采用诊断分析和对比分析方法,对山东省2009年11月11 12日和2010年2月28日两次暴雪天气的水汽、热力、动力条件和中尺度特征进行对比分析。结果表明,(1)两次暴雪都是受高空槽影响产生的,700hPa附近有较强的偏南气流向暴雪区输送暖湿空气,整层大气高湿近于饱和,中低层有逆温,整层温度≤0 C;暴雪产生在700～500 hPa槽前西南气流前部、850 hPa东北风与东南风辐合的区域,近地面层都为东北风。(2)不同点是,前次暴雪过程中低层先有冷空气影响,然后中高层暖湿气流北上,中低层能量低,以稳定性降雪为主,持续时间长;后次暴雪过程中,先是中低层暖湿气流北上,而后强冷空气从低层锲入,低层形成低涡,地面形成气旋,中低层对流不稳定,对流发展,降雪强度大,持续时间短。(3)暴雪期间GPS/MET水汽监测的可降水量在20 mm左右,对降雪量有一定的指示性。加密自动站观测中温度0C线是雨、雪的分界线,有助于判别降水的形态。