孝感市一次暴雨过程预报失误原因分析

利用常规天气图资料、区域自动气象站资料、FY4卫星红外云图、雷达回波、EC细网格(0.25°×0.25°)等多模式预报资料,对2022年6月4日孝感市一次暴雨过程预报失误原因进行分析。结果表明,此次孝感市大到暴雨、局部大暴雨的天气过程是中低层切变线特别是850 hPa切变线,在500 hPa东北冷涡及其配合的低槽引导冷空气经东路南下的作用下,暖式切变线向冷式切变线转换过程中,暖式切变线暖区内对流云团发展和冷式切变线上对流云团再次发展而产生的。此次孝感市大到暴雨、局部大暴雨过程预报失误,是由于EC细网格模式对大尺度环流形势如东北低涡、主要影响系统如低层切变线的预报误差,多模式不同时效的降水量预报均偏小、同一时效不同模式预报一致性较差,以及预报员对数值预报模式预报产品的过于依赖等原因造成的。

卫星反演湿度场及其在暴雨预报中的初步应用分析

文中分别用两套相对湿度初始场方案 ,对 5个暴雨个例进行了预报对比试验 ,探讨了利用GMS- 5卫星图象反演的高分辨率湿度场资料改进初始场 ,以提高暴雨中尺度数值预报水平的可能性。结果表明 :( 1 )引入卫星反演湿度场能较好地反映出实际湿度场的水平中尺度结构 ,尤其是有效地增强了对降水有重要影响的高湿区的分析 ,且与实际探空资料更为接近 ;( 2 )引入卫星反演湿度场资料改进初始场一般会使 2 4 h的降水预报评分有所提高 ,特别是具有使预报前期 ( 0～ 6h)的降水场向观测场逼近的作用 ,但对预报后期 ( 6～ 2 4 h)降水场的影响具有不确定性。

雷达资料的3DVAR和EnSRF直接同化方法对一次暴雨预报的影响分析

利用合肥站雷达资料和NCEP再分析资料,采用WRF模式、WRF-3DVAR和WRF-En SRF同化系统设计了直接同化雷达径向风和反射率的试验,对2003年7月4—5日发生在江淮流域的一次梅雨锋暴雨过程进行数值模拟分析。结果表明:(1)同化雷达径向风资料可以增加暴雨区低层的扰动,增强对流运动,同时可以减少模拟的过量降水;(2)3DVAR同化方法对水平风场调整明显,同化反射率改进了模式中的微物理量和动力场,同时同化径向风和反射率可以更好地调整风场,改善模拟雷达回波带的强度和位置;(3)En SRF同化方法可以将更多小尺度的风场信息同化进入模式,单独同化反射率可以较准确预报出降水中心,同时同化径向风和反射率可以改进模拟雷达回波带的位置;(4)使用3DVAR和En SRF同化雷达径向风和反射率可以提高降水预报,改善雨带的范围,对降水中心位置和强度的预报也有改进。

加密探空资料在华南暴雨数值预报的应用试验

应用逐时同化预报系统CHAF进行加密探空资料同化试验,比较了同化加密探空资料与仅同化常规探空资料所得同化分析场和模式预报结果的差异。同化加密探空资料所得分析场水汽的均方根误差减小,水汽条件和大气环流形势与实况更接近。以加密同化探空资料所得分析场为模式初始场进行预报,雨区的分布和降水量级都较控制试验有改善。分析模式预报改善的原因,主要是大气水汽条件与环流模拟的改善以及二者之间很好的配合。

卫星云图资料同化中的质量控制及其在暴雨预报中的应用

以1996年7月3～4日发生在江淮流域的暴雨过程为例,依据统计特征分别以常规分析场、正涡度高值区、高低空急流为标准,设计了三套方案对卫星反演湿度场进行质量控制。利用中尺度MM5模式进行的数值试验表明:经质量控制后预报场得到较大改善;质量控制方案的优劣对预报效果有直接影响,选择合理的控制标准是重要的。

神经网络滚动模型及其对天然气生产能力的预测

介绍滚动神经网络模型和有序导数概念,讨论网络的实现过程,提出了迭代滚动递推BP神经网络的天然气产量预测模型。通过验证表明:该模型计算结果达到了数值模拟的精度,可预测新区的天然气生产能力。

潮滩动态变化预测研究

利用卫星图像识别技术和潮汐数值模拟方法,反演沿岸潮滩高程分布;并在此基础上利用计算机技术和潮汐预报技术实现了无法获取实测地形和潮汐水位的滩涂地点的潮滩水深变化的动态预测。

卫星资料在山西暴雨数值预报中的初步应用

旨在应用卫星云顶数据改进数值模式的水汽初始场,探讨利用卫星资料改进定量降水预报的可能性。利用ADAS(ARPS Data Analysis System)综合云分析系统,将静止卫星云顶亮温数据加入到WRF中尺度模式中,对2013年7月9日夜间山西南部一次暴雨过程进行数值模拟和对比试验。结果表明:此次强降水过程发生在高空槽引导西北涡东移的环流背景下,低涡切变线附近生成的中-β尺度强对流云团是造成此次强降水的直接影响系统。融合卫星云顶数据改善了模式24 h降水预报效果,有效减少强降水的空报,显著提高暴雨以上强降水的预报效果。进一步分析表明:融合卫星云顶数据后,模式可以获取中尺度系统信息,可以捕捉中-β尺度强对流云团;模式有效加强了对降水有重要影响的高湿区的分析,动力场能够快速协调适应;模式更加有效地预报出未来3 h内降水模态的变化和移动,显著改善了强降水的临近预报效果。

2003年江淮连续梅雨暴雨过程的中尺度数值试验

为了分析天气研究及预报WRF(weather research and forecasting)模式对我国天气现象的适用性,利用WRF模式对2003年淮河汛期的3次梅雨锋暴雨过程进行了一组数值模拟试验,对3次天气过程模拟试验采用相同的参数设置,模拟区域根据实况降水落区作了相应设置。模拟结果分析表明,WRF模式能有效模拟我国梅雨锋暴雨的环流背景和天气形势,较好地反映影响暴雨的中尺度系统的发生和发展等特征,还可以较好地模拟出雨带的范围、位置和走向,对降水中心的模拟基本可用。

福建一次秋季暴雨天气过程的机制分析

为探讨秋季暴雨的形成机制,利用WRF模式对福建2011-11-08-2011-11-10的大范围暴雨天气过程进行了数值模拟,在验证模拟结果有效的基础上,利用WRF模式输出的高分辨率资料,对其动力和热力条件进行了诊断分析。结果表明,福建秋季暴雨产生在高层西南急流控制、低层热带低压逐渐北抬,且与冷空气相互作用的形势下,具有降水均匀、持续时间长且有明显阶段性的特点。内陆和沿海的降水机制不同,雨带位置与西南急流辐合线、低空急流脉动有着紧密的联系。低层冷平流区和上升运动区相互叠置,低层正垂直涡度区与负散度区叠加,能很好地反映降水落区。正涡度柱和负散度柱对应了最强小时降水,可作为暴雨落区和雨强的指示物理量,为福建秋季暴雨预报提供参考。

同化MWHS-2/FY-3C资料对一次西南涡暴雨数值模拟的影响研究

利用WRF模式及WRFDA同化系统,循环同化风云三号微波湿度计资料(MWHS-2),对2019年6月4日四川西南涡暴雨天气过程进行数值模拟试验。结果表明:WRF模式成功预报出本次暴雨天气过程,同化MWHS-2观测资料对模式初始场盆地中东部的相对湿度有明显调整,较控制试验对盆地降水的模拟结果更接近于实况,不仅改善了700hPa低涡模拟路径与实况路径的差距,也改善了模拟结果中850hPa西南涡在盆地东部打转的虚假活动路线。整个过程中水汽辐合区与强降水区有很好的对应关系,强降水主要出现在700hPa低涡东南侧偏南气流气旋性曲率最大值区与850hPa低涡切变南侧的重叠位置。

WRF模式不同参数化方案组合对干旱区一次暴雨模拟的对比分析

为了研究不同参数化方案组合对干旱区暴雨模拟的影响,借助新一代中尺度数值模式WRF对2012年7月29日腾格里沙漠边缘一次暴雨过程进行数值模拟研究。选取不同的微物理、积云、陆面过程和边界层参数化方案,得到14种组合;结合同期外场试验观测资料和区域降水实况,对不同组合方案的降水模拟性能进行对比分析。结果表明:不同组合的模拟结果差异显著,选用Thompson、KF、Pleim-Xiu与MYNN 2.5 level参数化方案的组合(case 11)在24 h累计降水、单站逐时降水及降水的TS评分中均表现较好且区域平均误差最小,能够较为真实地模拟出本次暴雨过程。进一步对比不同组合方案模拟物理量变化的差异发现,降水量差异正是模拟物理量差异的客观表现,并对此次暴雨过程发生机制进行了诊断分析。