低纬高原地区MM5v3不同参数化方案降水模拟试验

为了进一步了解MM5模式在低纬高原降水预报性能，利用MM5模式中的3个物理过程组合了7个不同的参数化试验方案，对低纬高原地区2005年主汛期进行了降水数值试验。结果表明：第三重嵌套网格中的Grell积云参数化、Goddard显式水汽和Cloud（或RRTM）辐射过程组合的试验方案对降水预报效果较好，特别是对大雨和暴雨预报有明显的改善；在将试验结果插值到测站点时，不同扫描半径对插值结果有一定影响，相对而言，20～30km扫描半径插值结果较为理想。

利用MM5V3模式模拟大气波导产生的准确率分析

基于MM5V3中尺度天气预报模式建立了低空大气波导模拟平台,利用FNL再分析数据与GTS数据对东海海区大气波导分布进行了七个月的模拟。通过那霸、石垣和南大东岛3个站点的实测结果与模拟结果的比较,计算了波导发生的模拟准确率,统计分析了波导随时间的变化。结果表明,MM5V3模式能够较好的模拟出大气波导的产生和变化,尤其是模拟范围广、强度大的波导效果更好。

MM5v3多种物理过程不同参数化方案的组合试验——对东亚区域气候模拟

考虑区域气候模式中诸物理过程的多种参数化方案的相互影响,对MM5v3模式中3个物理过程设计了16组不同参数化方案的组合试验.用1997和1998年6～8月NCEP/NCAR再分析资料作了东亚的区域气候模拟.经检验、分析和比较各组合方案在东亚区域的模拟能力,发现MM5v3模式能适合对东亚地区的区域气候模拟;当用MM5V3作东亚区域气候模拟时,Kain＿Fritsch积云参数化方案、OSULSM陆面过程参数化方案与CCM2辐射参数化方案的组合更为合理.这些结果对于发展适合我国的新一代区域气候模式有一定的参考意义.

在微机上运行MM5V3模式系统

介绍了 MM5 V3模式系统概况 ;说明了在微机上运行该系统所需的硬件及软件环境 ;给出 pgf90 Fortran编译器及 NCAR Graphics图形处理软件包的获取及安装方法 ;着重介绍了 MM5 V3模式系统的安装和运行要点 ;简要说明了 MM5 V3模式输出结果在 Vis5

利用MM5V3中尺度预报产品对松花江流域面雨量的客观预报

利用黑龙江省MM5V3中尺度数值预报模式产品对松花江流域的面雨量进行预报并与其它预报进行了比较,发现MM5V3模式对面雨量有一定的预报能力,可以作为预报员的参考。同时也是对面雨量预报客观化、定量化的一个有益的尝试。

如何在PC-Linux环境下运行MM5V3模式系统

介绍微机上运行MM5V3模式系统所需软件版本的匹配和安装经验,着重介绍使用该系统时所需资料的获取方式及其自加工方法,并对该系统输出结果的图形显示问题作了说明。

中尺度数值模式(MM5V3)在沈阳区域气象中心的试用

简单介绍了沈阳区域气象中心在微机上调试和试用中尺度数值模式 MM5 V3的情况 ,MM5 V3在前、后处理上使用 Fortran 90编程 ,与 MM5 V2有一定差别。利用T1 0 6 L1 9资料和常规探空报形成经、纬网格的初值预处理场和侧边界 ,代入模式前处理系统中。模式运行完毕后 ,预报产品直接进入 MICAPS、Vis5 d、Grads系统 ,进行图形显示。在 2 0 0 0年汛期试用中发现 ,MM5 V3对东北地区的强降水过程有一定的预报能力。预报评分表明 ,MM5 V3的降水预报结果和 MM5 V2互有优劣 ,总体来看 ,MM5 V3的预报质量略高于 MM5

“03.7”江苏大暴雨凝结潜热的数值模拟

运用美国中尺度数值模式（MM5）对2003年7月4～5日江苏省中部的大暴雨过程进行了有无降水凝结潜热加热的数值模拟研究。模拟结果表明，凝结潜热释放能使高层负涡度和低层正涡度强烈发展，形成地面至500hPa深厚的正涡度柱；使高层辐散、低层辐合和垂直上升运动显著增大一个量级；能诱发低空中尺度涡旋发生发展；使降水量增幅一个量级。凝结潜热释放是暴雨发生和雨量增幅的一种重要物理机制。

一次热带风暴造成辽宁暴雨的数值模拟研究

利用非静力平衡的中尺度模式MM5V3,对1997年8月20日Winnie台风减弱的热带风暴,进行了48h数值模拟。结果表明:MM5不仅比较好地模拟出高空形势场,还成功地模拟出了强降水的时间和强度。应用模拟出的物理量对这次过程进行了诊断分析,并对暴雨形成机制进行了讨论。

祁连山冬季降雪个例模拟分析(Ⅱ):人工催化试验

利用部分改进了的中尺度模式MM5V3对2006年2月7~8日甘肃北部地区一次冷云降雪过程进行了人工催化的数值试验,研究加入人工冰晶对祁连山北坡地区冷性层云降雪的影响。进行了不同剂量和不同高度的催化试验,详细分析了催化后的微物理过程和动力热力过程的变化。结果表明：累积降雪中心的上风方含有过冷云水的区域为催化潜力区,催化后累积降雪中心雪量增加,增雪区周围出现分散的减雪区。过冷云水最多并且最缺乏冰晶粒子的层次具有很好的催化条件。加入人工冰晶后消耗了水汽和过冷云水,冰晶和雪的量值均有所增加,雪碰并冰晶过程、冰晶转化过程、凝华过程是雪增长的主要过程,相态变化引起的潜热增加导致升温和上升运动加强。这种变化同时使周围的垂直运动和水成物含量发生改变,周围的上升运动减弱,雪的含量减少,产生了减雪区。

地形对“00.7”北京特大暴雨过程影响的数值研究

针对2000年7月4-5日北京地区的一次特大暴雨过程(24 h降水量达240 mm),利用MM5/WRF三维变分系统,对地基GPS大气水汽监测资料、地面自动气象站和常规气象观测资料进行了同化分析;然后以分析结果作为MM5v3.6模式初值对此过程进行了模拟.分别以1,5, 10和20 mm作为降水量客观检验阈值,模拟区域内的测站24 h降水TS评分依次高达0.72, 0.76,0.67和0.63.基于以上对照试验,在总体保持模式大气下边界地形与地理分布特征,尽可能不改变初始时刻模式大气的动力和热力协调性的原则下,进行了不同地形分辨率(分别约为110, 50和3.7 km)对降水影响的敏感性试验,研究表明,北京独特的地形特征和复杂的地势变化对此次降水的强度和落区有重要影响.

藉物理耗散技术改进强降水数值模拟的初步研究

利用PSU/NCAR非静力中尺度模式MM5V3,对影响我国北方一次非汛期突发性强降水过程实例,进行了三重嵌套模式区域采用若干不同降水方案(特别是采用显式微物理方案与积云对流参数化方案若干组合)的对比试验,在揭示物理耗散技术正是通过将模式水平扩散方案纠正到符合热力学第二定律的约束而使该中尺度模式的模拟精度和模拟质量获得明显提高的物理实质的同时,从一个侧面证实了数值模式引入第二定律对提高数值天气预报准确率的重要性。

人工增雨效果的数值统计评估方法

利用1995～2001年河南省春季降水资料,采用数值预报与统计相结合的方法,对飞机人工增雨的效果进行检验。该方法的基本思路是根据降水的气候特征设定增雨效果的评估区,在同一评估区内应用数值模式MM5V3对历史降水过程的降水量进行数值预报,从而获得一组预报雨量,对非增雨过程的数值预报雨量与降水实况进行统计分析,建立预报雨量与实况雨量的数理统计关系。对增雨作业过程的降水同样采用相同的数值模式进行预测,并与增雨后的实况雨量比较,从而得到飞机人工增雨效果。评估结果表明:1995～2001年春季飞机人工增雨效果比较明显,豫北区(I区)平均为16.7%,豫东区(II区)平均为19.3%

陕北生态治理对当地降水影响的数值模拟

利用中尺度模式MM5V3.5模拟了陕北地区两种植被改进方案对一次降雨过程的敏感性试验,结果表明,陕北植被改善后,能够使区域性降雨的雨带北移,平均降水量增加,降雨时间延长。另外,还分别从环流、大气稳定性、水汽条件、垂直运动等四个方面对上述变化的机理进行了分析,认为植被治理使背景环流的气旋性增强,低层大气不稳定范围向北增强扩展,高空风场辐合汇集的水汽增多,同时垂直上升运动有所增强,导致局地雨带北移、降雨量增加、降雨时间延长。模拟结果同时表明,下垫面生态治理的范围和规模越大,上述影响也越显著。

“99.6”梅雨锋暴雨模拟资料的诊断分析

利用非静力中尺度模式MM5V3的模拟资料对"99.6"梅雨锋暴雨过程进行了对流动量输送(CMT)和视热源视水汽汇分析。CMT诊断分析表明,水平动量残差在切变低涡发展的不同阶段的作用是不同的,在中尺度低涡发生初期对流层低层动量残差X主要是加速西南气流的北上;在对流层中层动量残差在槽后加速冷空气南下,在槽前加速西南暖湿气流北上,非常有利于东亚大槽的发展。在低涡切变线强烈发展时,850hPa的X方向与发生阶段相反,此时西南气流受到了强烈的减速作用,同时500hPa东亚大槽的前部和后部出现了减速气流的动量残差,槽后冷空气和槽前的暖湿气流都已经受到减速作用,此后低涡切变线逐渐衰减。低涡切变线发展到最强的阶段,强X矢量几乎总是与强烈上升运动区相对应,能量转换E的水平分布表明,大尺度系统与中尺度系统之间的能量转换非常复杂,并不是简单的能量串级过程,但能量主要是从大尺度向次网格尺度转换。200hPa动能转换E的带状分布非常清楚,E的正负大值中心分布在高空急流的2侧,表明高空急流在能量转换的过程中起到非常重要的作用。视热源和视水汽汇的诊断分析显示,强凝结潜热的释放与低涡的发展相伴随,但视热源只与β中尺度系统有明显的对应关系,视水汽汇有和视热源非常相似的分布特征。

区域气候模式对中国地区1982-2001年地面温度和降水模拟能力的检验

本文利用NCEP/NCAR再分析资料驱动MM5V3区域气候模式,对东亚地区的气候进行了20年(1982-2001)的长期模拟,分析了模式对中国地区地面温度和降水的模拟能力.分析结果表明:模式对中国地区地面温度和降水的空间分布形态具有较好的模拟能力,但在中国大部分地区对地面温度的模拟偏冷,对降水的模拟偏多;模式对地面温度年际变化的模拟好于对降水年际变化的模拟;模式能较好地模拟地面温度和降水的季节变化特征,其中地面温度在夏半年的模拟结果优于冬半年的,降水则相反;模式对于一些极端气候要素,如日最高、最低地面温度,强降水等也具有一定的模拟能力.

青藏高原东北部区域性大到暴雨的诊断分析及数值模拟

利用NCEP时间间隔为6h的1°×1°的格点资料、常规探测资料和MM5V3.4版非静力中尺度模式对2003年7月29～30日高原东北部的区域性大到暴雨过程进行诊断分析和数值模拟,研究该过程的天气形势、物理量场配置和卫星云图的演变特征及复杂地形的影响。结果表明,南亚高压西部副型是高原东北部大到暴雨天气过程的主要流型,对大到暴雨预报有一定的指示意义。云系的叠置可为高原及邻近地区的暴雨预报提供重要的依据。MM5非静力中尺度模式对高原大到暴雨天气过程有一定的模拟能力,可为高原暴雨的进一步诊断分析提供高分辨率资料。高原大到暴雨过程的水汽初始源地,有直接水汽源和陆地水汽源。暴雨盛期,物理量场配置与平原地区不同。低层辐合和气旋性涡度的加强所产生的强上升运动是造成较大降水的原因,中低层出现θse的Ω型场是一种不稳定的层结,暴雨区出现在暖舌中。高原东北部的特殊河谷地形及叠加在高原大地形上的中尺度地形对冷暖空气的作用对暴雨过程至关重要,地形在其中的作用主要是动力性的。

三峡库区强降水的数值模拟及其在滑坡灾害预报中的应用

采用中尺度数值模式MM5V3对三峡库区22次强降水过程进行了数值模拟,以检验该模式对库区强降水的模拟能力和对高度场与温度场的模拟状况;详细介绍了该模式对一次强降水过程的模拟结果,并分析了该次降水的成因;将MMSV3模式与关于三峡库区滑坡发生的预报模型相结合,对发生在宜昌的一次滑坡灾害进行了预报试验。结果表明,中尺度数值模式MMSV3对三峡库区的强降水具有较好的模拟能力,能较好地刻画出降水的分布及其成因;模式预报的降水,结合库区滑坡预报方程成功预报了宜昌滑坡的发生;该方法为三峡库区滑坡灾害的预警提供了一种新思路。

一次特大暴雨过程的数值模拟试验

利用MM5V3非静力模式对2003年8月25日12:00至26日00:00发生于鲁西南地区的一次特大暴雨天气过程进行了数值模拟分析。模式较成功地模拟了这次特大暴雨天气过程,再现了中β尺度低涡的发生、发展和消亡过程。数值模拟结果表明:本次暴雨过程具有较强的中尺度特征,暴雨区上空低层近东西向的切变线及其强烈的辐合上升运动和高空急流核入口处右侧的辐散上升运动的耦合,是导致中β尺度低涡迅速发展而产生此次特大暴雨的触发机制,西南急流和低空偏东风回流的水汽输送以及层结不稳定对这次特大暴雨的产生有重要作用。