GRAPES区域模式水汽平流方案的比较与改进

与欧拉显式时间差分方法相比,GRAPES区域模式采用半隐半拉格朗日时间差分方案可增加时间步长且不影响稳定性,而且模式积分可有较高的计算效率和准确性。半拉格朗日法需要用到内插算法来预测下一时刻的值,对于水汽场的内插值来说,常常会造成预报值的过饱和或者是负值,需要进行特殊处理。比较GRAPES模式的准单调半拉格朗日方案(QMSL)和高精度正定保形方案(PRM),分析模式的降水预报、形势预报,同时初步总结了两方案的优缺点。在参考LCSL(Linear Constraint Semi-Lagarangain)方案的基础上,改进QMSL方案,通过连续试验运行,表明新方案基本稳定可靠,对于降水预报、形势预报有一定的改进,在台风预报试验中也有良好的表现。

热带对流热量与水汽收支的数值模拟研究

应用二维云分辨模式,数值研究了热带地区的对流活动,并诊断了热量和水汽的收支,发现在垂直温度平流和凝结潜热释放之间、垂直水汽平流和降水之间都维持着大体平衡,推断出质量加权平均温度及可降水分的局地变化分别由热量及水汽方程中的剩余项决定.机制研究表明,深对流与浅对流在热量及水汽循环中存在较大差异,深对流中水汽的凝结及潜热释放起着主导作用,而大尺度垂直平流的加湿和冷却在浅对流中发挥主导作用.最后讨论了对流触发后热量及水汽循环的调整机制.

冀中一次回流降雪过程的水汽条件分析

利用常规观测资料与NCEP1°×1°再分析资料,对2014年2月7日冀中南地区一次降雪过程的水汽特征进行诊断分析,结果表明:(1)降雪前地面水汽压有两次跃升,第一次跃升由低层大气反气旋环流后部的偏南风输送水汽造成,第二次跃升由高空槽前的西南气流与边界层偏东风共同引发。(2)边界层偏东风在降雪产生前,对应着较弱的湿平流,当降水产生后,偏东风表现为干气团。(3)水汽收支计算结果表明,当纬向水汽由净流出转为净流入时,降水随之产生。

松嫩平原一次夏季暴雨机理分析

利用气象观测资料和美国NCEP分析资料,研究2006年夏季一次松嫩平原暴雨的特点及成因。结果表明:强雨区始终位于高空西北风急流出口区左侧与西南风急流后方;500 hPa西风槽配合850 hPa低涡东移,蒙古锋面气旋强烈发展,地面倒槽接近我国东北平原;低空急流出现在最强降雨之后。暴雨之前齐齐哈尔单站K指数、可降水量以及湿理查逊数负值达到最大值;暴雨之后A指数、中高层平均比湿与相对湿度达到最大值;暴雨水汽源地位于超强台风桑美外围东海到日本以南洋面上;强降雨以前低层水汽平流辐合较强,强降雨时水汽辐合高层以平流辐合为主、低层则以风场辐合为主。

一次飑线理想试验的水汽方程尺度分析

在CM1模式动力框架基础上,通过方程推导发现:平流、对流、网格距、湿度梯度、不稳定层结、水汽含量、温度以及沉降作用对强对流天气发生发展的模拟有着直接影响,其中网格距、湿度梯度、不稳定层结主要体现在湍流项中,而温度作用主要体现在水汽相变过程中。使用能激发飑线过程的探空资料进行理想模拟,采用模式数据做尺度分析,得到飑线系统中平流、对流以及沉降作用对水汽变量的影响最大,飑线的出现需要水汽分布和上升气流的配合,水汽相变影响次之,湍流作用相对较小。通过分析水平风场与水汽扰动的变化,证实了平流对飑线过程中水汽输送的重要作用。

Factors responsible for the increasing trend of mei-yu season rainfall during 1979-2020 over the western and eastern mei-yu domain

近几十年来,江淮流域梅雨监测区(MMD)的梅雨期(6-7月)降水呈增加趋势.本文基于1979-2020年台站观测降水资料和ERA5再分析数据,从大气环流变异的角度揭示了这种长期增加趋势的主要影响因素.发现在MMD范围内,梅雨期降水趋势的增幅东部大于西部.水汽收支定量诊断表明,异常的蒸发和水汽平流对MMD西部和东部降水增加趋势的相对贡献是不同的.MMD西部(东部)的降水趋势主要归咎于增强的局地蒸发(增强的垂直水汽平流),后者又取决于MMD对流层中,低层的异常气旋环流.这种位于气候平均的西太平洋副热带高压西北侧的异常气旋有助于MMD东部600 hPa以上的水汽辐散增加,伴随加强的850 hPa水汽辐合,从而导致垂直水汽平流的增强.相反,该异常气旋则有利于增强MMD西部的局地蒸发.

2021年5月甘肃白银一次强对流天气过程诊断分析

本文对2021年5月22日在甘肃省白银市一次强对流天气的进行分析,从强对流天气过程的形成和发展过程,实况、环流形势、水汽条件、动力条件以及不稳定能量方面进行分析,在700 hPa上有较为显著的冷平流,冷暖气团在甘肃省南部地区的交汇处较为显著,为不稳定天气的产生与发展提供了较好的热力条件;在此次强对流天气过程中产生的降水,是由中低层水汽的不断聚集,并与高空干冷空气交汇所造成的;在白银地区上空有着强烈的垂直运动,动量交换频繁,加之空中槽过境,为强对流天气的发生发展提供了较好的动力条件;西北向东南倒灌的湿冷空气加强了南北温差,冷暖空气的交汇进一步加剧,使得大气层结不稳定度也增大。同时随K指数的增加,温度差也增大,这表明在垂直方向上的湍流运动增强,为强对流天气的形成与发展提供了较为有利的热力不稳定条件。

LASG—REM对1994年中国汛期降水的实时预报试验

ＬＡＳＧ－ＲＥＭ对１９９４年我国汛期降水连续实时的预报试验结果再次表明了该模式对２４小时短期降水有很强的预报能力。本文给出了该模式从６月上旬到７月下旬连续５０天的降水实时数值预报试验的ＴＳ（ＴｈｒｅａｔＳｃｏｒｅ）技术评分以及发生在６、７、８月份主要降水过程的预报和根据大部分气象站观测降水量分析的２４小时降水量等值线的比较。从６月上旬到７月下旬，ＬＡＳＧ－ＲＥＭ连续５０天的实时降水数值预报试验的ＴＳ技术评分（模式范围）平均为：雨区范围（２４小时降水大于１ｍｍ）预报的ＴＳ值为５６％；２４小时降水大于１０ｍｍ、２５ｍｍ和５０ｍｍ的ＴＳ值分别为３６％、２３％和１５％，较１９９３年的ＴＳ评分有明显的提高。模式对１９９４年造成华南、华北严重洪涝灾害的暴雨都有很好的预报。由于模式中采用了保形水汽平流方案，在整个试验期间的水汽平流计算都未出现负水汽现象。初步的比较试验结果表明，模式中对地形的有效处理和给出较合适的水汽凝结参数对模式成功预报是重要的。

影响青藏高原大气可降水量的因素及其变化特征

利用1979—2015年ERA-Interim全球0.5°×0.5°月平均再分析资料,计算了青藏高原水汽收支方程中的水汽局地变化项、辐散项、平流项和垂直项的相对贡献,并分析了各项的变化特征。结果表明:(1)在整层和近地层,水汽辐合辐散项占大气可降水量变化项的比例最高;在中层和高层,水汽平流项占大气可降水量变化项的比例最高。水汽辐合辐散与大气可降水量有更好的相关性。(2)水汽辐合辐散的空间分布整体为低层辐合高层辐散;在整层和近地层,高原东部为湿平流,其余大部分区域为干平流,在中层湿平流区域面积扩大,高层几乎都为干平流。(3)水汽辐合辐散年际变化表现为增加趋势,其中整层、近地层和中层增加趋势最明显;水汽平流年际变化表现为各层都呈下降趋势,其中中层和高层下降趋势最明显。

1997～1999年亚洲季风区夏季水汽输送的差异分析

利用ECMWF的水汽和风场资料，对东亚、东南亚和印度季风区1997—1999年各年夏季（6～8月）300～1000hPa气层问的水汽输送及其差异进行了计算分析．结果表明：①水汽输送的经向通量，在印度尼西亚-中国南部-日本南部为向北（正）的通量，从1997年到1999年夏季经向通量是由弱变强再变弱，而在澳大利亚北部-印度尼西亚则是由强变弱再变强；②水汽输送的纬向通量，1997年夏季正输送的东西范围比1998年和1999年夏季要广，但南北范围较窄；③中国东南部、南海到日本东部海域的负水汽平流在1998年夏季最大；④风场散度引起的水汽通量散度，在阿拉伯海和孟加拉湾1998年夏季最小，在东亚和西太平洋地区这3年变化很大．