湿热力平流参数在一次华北暴雨模拟诊断中的应用研究

对2011年7月24～25日发生在华北地区的一次暴雨过程进行了分析，并以NCEP资料为初值场对此次暴雨过程进行了数值模拟，结合实况对模拟结果进行对比分析。分析表明：模式对本次华北暴雨的模拟比较成功，基本反映出了本次暴雨过程的降水分布特点。利用湿热力平流参数对本次华北地区的降水落区进行了诊断分析。分析指出，湿热力平流参数纬向平均的垂直剖面图上，湿热力平流参数的高值区及大值中心与地面的强降水雨区对应得较好，其梯度大小及向上延伸高度均可以定性地指示降水的强弱；垂直积分的湿热力平流参数与地面6h强降水落区具有较好的对应关系，而在示踪弱降水区时效果并不是很好，其大值中心并不与强降水中心完全重叠，而是其梯度大值区与降水中心相对应；垂直积分的湿热力平流参数与6h累积地面降水的空间分布特征和时间演变趋势比较相似，并且其变化趋势能反映降水的发展和消弱。

湿热力平流参数在贵州初夏强降水中的运用

使用NCEP(1°×1°)再分析资料计算湿热力平流参数及其积分,通过对比分析2008—2009年初夏(5—6月)地面实况降水与该因子积分后的中心大值区的对应关系。理论分析表明:湿热力平流参数综合体现了锋区附近大气的动力、热力及水汽作用,相对于常用的相当位温、湿度等常用物理量来说,在一定程度上包含了广义位温及位温平流的相互作用,对实际非均匀饱和大气的动热力变化及水汽有较好的反映。统计分析也表明:积分后的湿热力平流参数中心值区与地面6小时强降水落区有较好的对应关系,它的变化趋势及移动方向与强降水区的变化也较一致,能作为短时强降水落区预报提供参考;利用NCEP/NCAR(1°×1°)再分析资料和Micaps地面实况降水资料,选取2009年6月7-9日发生在贵州的强降水过程为例,通过把湿热力平流参数与此次过程中动、热力场结合进行诊断分析,进一步表明该参数能综合地反应锋面强降水系统中的水汽、动力及热力的垂直结构特征,能作为造成强降水的锋面系统的示踪物。

“7.21”暴雨过程动力因子分析和预报研究

针对2012年7月21～22日发生在我国华北地区的暴雨过程，利用美国全球预报系统资料对湿热力平流参数、对流涡度矢量的垂直分量、热力波作用密度、热力位涡波作用密度、热力位势散度波作用密度和湿斜压涡度等动力因子进行计算和诊断分析，结果表明，该暴雨过程是由高、低空急流、高空槽、副热带高压、冷锋和辐合切变线等多个天气系统共同作用造成的。降水区具有垂直上升运动强烈，垂直热量输送明显，湿等熵面向下伸展和水平风垂直切变显著等动、热力学特征。湿热力平流参数等动力因子综合反映了上述动、热力垂直结构特征，因而与6小时观测降水的发展移动有～定相关性。全球预报系统48小时预报的动力因子高值区在走向和落区上与6小时观测降水区比较接近，代表动力因子对降水落区有一定的指示意义。利用全球预报系统的预报场资料对动力因子暴雨预报方程进行计算，结果表明，在降水中心位置预报方面，动力因子降水预报比全球预报系统本身的降水预报更接近观测实况。ETS（EquitableThreatScore）评分计算表明，对于降水的早期预报，动力因子降水预报评分略高于全球预报系统本身的降水预报评分，说明动力因子暴雨预报方程有一定的降水预报能力，可以应用到实际天气业务预报中。

基于暴雨动力因子的2011年9月秋淋天气预报检验分析

对2011年9月陕西历史罕见的强秋淋天气中的暴雨天气过程中暴雨动力因子的预报情况进行了检验分析,发现暴雨动力因子预报场有较好的表现,对系统的出现时间、位置和移动趋势均有较准确的预报;对流涡度矢量阈值能达20×10-8K/(Pa·s),湿热力平流阈值可达25×10-13K2/(m2·s),质量散度的阈值达10×10-6s-1。对不同的过程,动力因子的预报能力是不同的;对于区域性的暴雨和大暴雨过程,该系统的预报效果好;动力因子的移动趋势和强度变化表现较好,能反映出系统的生成和演变。集合动力因子综合热力、动力、水汽等物理量,能给出更多的预报信息,合理利用多种因子对天气过程进行综合分析,能协助预报员进行科学决策。

萍乡市一次区域性大暴雨漏报原因分析

利用常规观测资料、加密自动站资料对萍乡市2015年5月的一次区域性大暴雨过程漏报的原因进行了分析,分析表明此次过程漏报原因主要是:1)没有注意到925 h Pa萍乡中部的强温度锋区; 2)忽视了中高层干冷空气扩散南下的影响; 3)误认为低层辐合条件偏弱。利用EC细网格(ECMWF-thin)资料计算此次过程中的一些物理量,对暴雨预报做进一步的诊断分析。分析结果与总结的漏报原因吻合:萍乡市中部低层存在的广义位温的高值中心表明萍乡市中部和北部之间确实存在明显的温度锋区;湿热力平流参数正负中心的交界面证明了萍乡市北部有明显的锋生,锋生是中层干冷空气补充南下叠加在低层高温高湿区上造成的;热力垂直螺旋度和水汽垂直螺旋度的分析则表明低层的水汽和热量辐合条件是较强的。

强对流降水过程动力因子分析和预报研究

利用对流涡度矢量垂直分量,湿热力平流参数和波作用密度等动力因子对2009年7月8日发生在我国华北南部地区的强对流降水过程进行诊断分析,结果表明,这些动力因子能够综合描述降水系统水平风场垂直切变,涡度扰动以及位温平流和广义位温(及其扰动)的经向梯度等动力学和热力学特征,在降水区对流层中低层表现为强信号,在非降水区表现为弱信号.利用美国NCEP/NCAR0.5度GFS的6h,12h,18h和24h预报资料计算分析2009年6月2日至10月1日动力因子对观测降水的指示预测作用,结果表明,动力因子对观测降水有一定的指示作用,利用动力因子定义的相当降水的ETS评分在大部分研究时段略低于模式预报降水的评分,在部分研究时段内两者的ETS评分相当,在个别研究时段内前者略高于后者.在三个动力因子中,湿热力平流参数预报的效果相对比较好.