摘要:

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摘要:运用中尺度WRF模式，分别采用Morrison（MOR）和Milbrandt-Yau（MY）双参数化云微物理方案，对2010年7月20-21日辽宁省的一次强降水过程进行模拟，通过对比分析两个方案所对应的地表累积降水量、降水强度、云中微物理量的模拟结果，评估两个双参数方案对强降水事件的模拟能力及主要微物理过程的差异。结果表明，在对雨带和强降水中心的位置上，MOR方案的模拟能力优于MY方案，但MY方案对强降水中心强度模拟能力则优于MOR方案；两方案对强降水宏观特征的模拟差异在一定程度上体现了它们在微物理具体方案上的差异，相比MY方案而言，MOR方案模拟降水发展期的垂直水汽通量高，使得雪晶的凝华增长、碰连增长增强，从而导致MOR方案的冰晶含量低，雪晶含量高，通过雪晶的凇附作用形成的霰含量也比MY方案高，霰的凇附增长消耗了大量过冷水，使冷云中云滴（过冷水）含量减少；MOR方案模拟得到的600 hPa到地表的雨滴直径均为1 mm，与实际雨滴直径的观测值不符，需要未来进一步开展研究，对原方案进行优化。

摘要:利用WRFV3.6的8种微物理方案和6种积云参数化方案对湖北及其周边地区夏季12次暴雨过程进行回报，分析各种方案对暴雨预报的影响。结果显示，各种方案均能较好地预报出降水过程，但其降水强度和范围存在一定差异。当积云参数化方案为KF方案时，对Lin、WSM6、Thompson、Morrison 2-mom、CAM5.1、WDM5、WDM6、NSSL 2-mom微物理方案做敏感性试验，发现CAM5.1方案优于其他7种微物理方案，Morrison 2-mom次之。当微物理方案为CAM5.1时，对KF、BMJ、GD、SAS、G3D、Tiedtke积云参数化方案做敏感性试验，发现在不同量级降水预报中，6种积云参数化方案各有优劣。综合考虑，GD、SAS、Tiedtke积云参数化方案优于其他3种方案。在此基础上开展多方案集成试验，结果表明集合平均（ensemble mean，EMN）在一定程度上可以减少预报误差，降低单个成员预报的不确定性。

摘要:在地形相关函数与地形高度函数近似相等的假设下，利用一种解析方法得到多种典型地形影响下的大气中尺度运动的定常解析解以及对应的气流运动情况。结果表明，在地形上风方的水平方向不呈现波动形态；低（浅）的地形不会在大气中形成急流和转子。对各种有一定高（深）度的地形，当Froude数F_r>1/π时，大气波动仅出现在地形附近，低层流线接近地形，向上则波动有所减弱；当1/π>F_r>1/（2π）时，该波动不仅出现在地形附近，还出现在地形的下风方，波长与地形的水平尺度无关，仅取决于背景场，且向上波动仍有所减弱；当F_r<1/（2π）时，在地形下风方的大气中层，会形成一支急流，再往下风方，该急流又分为两支，一支位于大气高层，一支位于大气低层，并又会在大气中层再度汇合；在该急流的一侧或两侧，会出现转子；在奇异值F_r=（nπ）^-1上出现间断，扰动会出现一个急剧增强的现象。

摘要:采用美国NOAA卫星观测OLR（outing longwave radiation）资料以及NCEP/NCAR、CMAP月平均资料，利用合成分析等方法，研究了热带西北太平洋（125°~140°E，10°~20°N）与热带东南印度洋（90°~105°E，5°~15°S）对流活动异常的联系。结果表明：热带西北太平洋与东南印度洋对流活动异常的联系有显著的年代际变化；20世纪80-90年代存在显著的正相关，20世纪90年代至21世纪初有显著的负相关，其后转变为正相关。合成分析表明，热带西北太平洋与东南印度洋对流活动正相关时，两地区均存在反气旋性环流，低层辐散、高层辐合，对流活动弱，不利于降水产生，有降水负异常；当热带西北太平洋与东南印度洋对流活动负相关时，两地区环流异常存在明显差别，热带东南印度洋有正的海温异常，高层辐散、低层辐合，有上升运动，对流活动强，有降水正异常，而热带西北太平洋则相反。热带西北太平洋和热带东南印度洋之间的斜向垂直环流圈将这两个地区联系起来，并决定了这两个地区对流活动负相关关系的形成。

摘要:利用日本气象厅提供的历史海温资料、Hadley环流中心逐月海表温度（Sea Surface Temperature，简称SST）资料、美国NCEP/NCAR再分析资料以及江南地区逐旬降水资料，研究江南地区4-6月（江南雨季，亦泛称为华南前汛期）降水与前期暖池热含量异常的关系，并对可能的影响机制进行分析。研究结果表明，前期暖池热含量与江南雨季降水有密切的负相关关系，前期7-8月暖池关键区（130.5°~150.5°E，3.5°~11.5°N）热含量高（低）可以作为预报江南雨季旱（涝）的一个很好的指标。前期暖池热含量异常对4-6月环流和降水有重要影响。冷水年，菲律宾异常反气旋导致副高西伸加强，显著加强了其西侧暖湿气流向江南地区输送，高层辐散抽吸作用导致江南地区对流上升运动增强，暖水年相反，表明冷（暖）水年江南雨季降水偏多（少）。就影响机制而言，在前期夏季，关键区南侧存在异常强西风，导致在秋末形成了菲律宾异常反气旋，以及关键区附近（东侧）有冷（暖）海表温度异常发展，在当年春季和夏初该反气旋移到菲律宾以北。直到4月，次表层冷水团上传导致冷SST异常维持并加强了该异常反气旋，其西侧西南暖湿气流将水汽从南海和菲律宾海地区源源不断地向江南地区输送。同时，西印度洋暖海温和赤道印度洋东风异常也逐渐发展增强，在热带印度洋形成东西向异常垂直环流，其下沉支始终在西太平洋维持，导致了菲律宾异常反气旋的维持，并进一步引起江南地区的水汽辐合和上升运动。同时，副热带西风急流轴南压引起的高空强辐散，也有利于上升运动和对流活动在江南地区发展。正是上述过程和机制，导致了前期热含量异常偏低（高）时，我国江南雨季降水偏多（少）。

摘要:基于1980-2015年青藏高原、长江以南地区的站点资料，利用EOF、小波分析等方法，分析了青藏高原及各分区4月的感热通量和长江以南地区夏季降水特征，以及它们之间的相关性。结果表明：喜马拉雅地区（关键区）4月感热通量可以作为长江以南地区夏季降水的预报因子之一；青藏高原4月感热通量和长江以南地区夏季降水均存在4 a主周期和8 a副周期，在1998年、2011年前后出现转折；高原整体、E区、G区4月感热通量均与长江以南地区夏季降水呈负相关；高原关键区4月感热通量偏弱时，长江以南地区高空（850 hPa）处于深槽槽前，西部配合有切变线系统，斜压性很强，空气相对湿度很大，利于长江以南地区降水，反之亦然。

摘要:基于2 km分辨率的ARW-WRF数值模拟资料，讨论了台风"珍珠"（2006）螺旋雨带中对流单体及内雨带的发展机制。结果表明：模式很好地再现了台风的路径和强度。作为雨带中仅仅存在于眼壁外侧的内雨带，其传播机制与重力波、涡旋Rossby波及混合波没有联系，其可能发展机制仅与低层出流、水平风场和变形场有关。低层出流使得内雨带径向向外运动，而低层的水平风场和变形场使其形成螺旋结构。同时，就螺旋雨带中精细对流单体的发展而言，涡度收支方程定量分析表明，其主要通过两种方式获得垂直涡度：水平涡度倾斜为垂直涡度；上升运动拉伸垂直涡度。随着平流输送，对流单体在眼壁附近合并和汇聚。

摘要:应用国家气象信息中心基于地面雨量计的逐日降水分析产品CGDPA（China Gauge-Based Daily Precipitation Analysis）为基准数据，采用定量和分类评分指标分析了2014年9月-2015年8月中国大陆地区全球降水观测GPM（Global Precipitation Measurement）多星集成降水产品IMERG（Integrated Multi-satellite Retrievals for GPM）的精度。结果表明：1）IMERG日平均降水量能够较好地反映我国降水量的空间分布特点（局部地区偏低），季节平均降水强度的空间分布与CGDPA具有较好的一致性（尤其中东部和南部）。2）IMERG与CGDPA日平均降水量的相关系数在大部分地区介于0.2~0.5，只有少数地区超过0.6，局部地区甚至出现负相关。3）IMERG在中国大陆东部的降水估计精度明显优于西部，但东部绝大部分地区IMERG日降水量比CGDPA偏低10%~30%，甚至更低。4）IMERG与CGDPA降水概率密度相差最大的是微量降雨，其次是中雨，其他降水强度则相差很小。5）各季节IMERG探测降水的准确率POD都比较低，空报率FAR则比较高，临界成功指数CSI也比较低。

摘要:利用常规气象观测、地面加密自动站和多普勒天气雷达资料，结合WRF（Weather Research and Forecast）模式模拟资料，对2015年6月26-28日长江中下游的一次梅雨锋暴雨过程中尺度对流系统（Mesoscale Convective System，MCS）的组织特征和对流触发条件进行分析。结果表明：1）暴雨过程线状MCS在发展初期表现为东西向雨带不断的"后部建立"以及随后对流单体的"列车效应"；在发展成熟期，对流单体向东北-西南向发展，形成多个近乎平行的东北-西南向短雨带。呈现2种尺度的对流组织方式：新生对流单体沿着单个雨带向东北方向的"列车效应"和短雨带沿着线状MCS向东平流的"列车带"效应。2）低空急流的持续加强为对流的发生发展提供了条件性不稳定和对流有效位能，偏南暖湿气流在向东北推进的过程中，在风速辐合处被强迫抬升至自由对流高度，释放不稳定能量，触发对流。3）对流雨带内近地面向南的冷出流与低层西南暖湿气流的持续交汇和相互作用有利于新单体生成发展，使雨带得以维持。

摘要:利用中国气象局160站的逐月降水资料，NCAR/NCEP再分析资料以及美国CPC提供的Niño 3.4区指数，对比分析了SP、SU两类El Niño事件发展年、衰减年中国夏季降水和东亚环流特征的差异。结果表明：1）SP型El Niño事件发展年全国以少雨为主要特征，衰减年降水呈"北多南少"分布；SU型发展年，降水异常呈"三明治"型分布特征，衰减年降水偏多区域增大。2）850 hPa风场上，SP型El Niño事件发展年夏季风偏强，但反气旋性风场异常位置偏东偏北，衰减年夏季风还保持强劲，且反气旋性风场异常偏西偏南；而SU型发展年东亚夏季风偏弱，衰减年夏季风偏强。3）500 hPa高度场上，SP型事件发展年夏季，我国受东亚夏季风影响总体偏弱，来自低纬地区的暖湿水汽向我国大陆输送不足；衰减年，受偏强东亚夏季风影响，来自低纬地区的暖湿水汽向我国腹地输送。SU型发展年，受相对活跃的冷空气影响，内蒙到华北地区多雨；衰减年，受偏强夏季风影响，冷暖气流在我国黄河及以北地区交汇。4）比较两类El Niño事件发生时对流层低层和高层特征表明：在SP型事件发展年，我国大陆上空，除内蒙和东北外，基本为下沉异常，衰减年基本为上升异常；在SU型发展年，我国大陆上空皆为显著的下沉异常，衰减年为弱下沉异常，但在偏强夏季风的作用下，降水偏多区域增大了。

摘要:利用1997-2015年吉林省春夏期（4-7月）逐日气象站地面观测资料，以气温、气压、相对湿度、水汽压、风速为协变量，建立各站点逐日降水量的基于自组织映射神经网络（Self-Organizing Maps，SOM）的统计预测模型；分析吉林省春夏期的主要天气模态，研究逐日降水和天气模态之间的关系，并基于此关系提出逐日降水量的蒙特卡罗模拟方法。结果表明：SOM对天气模态的分型质量较好，邻近天气模态的累积概率分布较相似，距离较远的天气模态累计概率分布差异较大。各天气模态下无降水的概率与日降水量区间宽度的相关系数为-0.94，显著性水平小于0.01。基于降水量累积概率分布，20种天气模态被划分成4类，并与降水易发程度和逐日降水量完全对应。在此基础上，对吉林省24个站点逐日降水量进行蒙特卡罗模拟，并进行预测性能分析。平均绝对误差（Mean Absolute Error，MAE）和均方根误差（Root Mean Square Error，RMSE）的中位数分别为3.12 mm和6.13 mm，S_Brier和S_sig分别为0.06和0.51，站点的逐日降水量预测性能整体较好。MAE和RMSE分布呈现东南大西北小，去除降水自然变异差异的影响，所有站点的误差都较小；S_Brier和S_sig没有明显的空间分布特征。

摘要:利用观测资料、ECMWF Era-interim资料、江苏风塔资料、降水融合资料等，对江苏沿海区域夏季海风锋进行统计与诊断分析，并对海风锋激发强对流过程进行数值模拟。结果显示，海风锋主要显现在较稳定的高压系统边缘地带，可分为两类：Ⅰ类为海上西伸副高控制下的海风锋；Ⅱ类为大陆高压入海环流下的海风锋，Ⅱ类海风锋环流具有更多局地系统，常有强对流天气伴随。海风锋垂直剖面要素结构显示，来自海上的低层偏东风u分量构成海风锋前缘，影响锋面垂直抬升运动位置及强度。锋面附近二级环流，影响海风锋系统的环境不稳定性。海风锋在近海岸地区相遇内陆对流系统时，沿岸风塔资料在风的时序上出现突然的风向转变和迅速的风速增大。同时区域对流有效位能CAPE（convective available potential energy）的高值区显著增强。配合水汽通量辐合中心，构成有利于强对流系统激发及加强的环境条件。数值模拟显示，CAPE的水平分布指示了内陆强对流系统与海风锋的相对移动，CAPE的垂直分布显示海风锋激发强对流时能量增强与释放，强中心在2 h内迅速减弱。

摘要:在增长模繁殖法（Breeding of the Growing Mode，BGM）的动态繁殖过程中，尺度化因子的选择极为关键。利用WRF（Weather Research and Forecasting）模式，在分析飑线系统数值模拟误差增长机制的基础上，根据飑线发展过程中湿对流区域误差更容易快速增长的特点，提出了一种根据湿对流区域时空分布调整的BGM初始扰动改进方案。该方案通过在动态繁殖过程中对小扰动的水平结构进行调整，加强湿对流区域扰动，捕获到增长最快方向上的小扰动并将其作为初始扰动。试验结果表明：根据降水量调整的改进方案相比其他方案扰动能量较大，各集合成员之间差异也较大，集合平均预报误差较小；对强降水范围的模拟相对理想，暴雨的降水评分较高；对风廓线及水汽场的预报更接近于实况，较好地改善了集合预报效果。

摘要:利用地基GPS技术反演得到的大气可降水量资料、FY-2C卫星水汽图以及NCEP 1°×1°再分析资料，分析了2008年9月23-26日成都地区一次持续性暴雨的水汽特征。结果表明，降雨期间的水汽主要由来自孟加拉湾的暖湿气流和来自"黑格比"台风的高低空急流组成；暴雨发生前对流层中低层水汽充足，大气层结极不稳定，水平风的垂直切变较明显；高时间分辨率的地基GPS资料不仅可获得水汽实时变化的信息，而且对于暴雨发生时间和暴雨强度都有一定的指示性；结合中尺度数值模拟的结果，发现此次暴雨过程中可降水量的变化能反映区域水汽辐合辐散的变化，降水与否或降水大小不仅取决于大气中水汽含量的多少，更受到大气动力和热力条件的影响，水汽辐合的强弱具有关键作用。

摘要:根据1971-2010年环太湖地区苏州、常州、长兴等9个气象台站日平均气温和日降水量资料，采用EOF正交经验分析法、线性倾向率法、小波分析法和Mann-Kendall检验法研究了环太湖地区近40 a来的气候变化特征。结果表明：1）1971-2010年间，环太湖地区整体上呈增暖趋势，环太湖地区的季节性增暖存在空间差异，西北部的气温在春、夏季明显升高，而东南部则在秋、冬季明显增暖，1990年前后该地区的增暖率存在完全相反的空间分布。2）该40 a中，降水表现为北部增加，南部减少。整个环太湖地区的降水在冬季普遍呈现增加趋势，春、夏季降水的空间分布差异性大于秋、冬季。3）Morlet小波分析结果表明，环太湖地区年平均温度存在16~17 a和6 a、26 a左右的变化周期；年降水量存在15~16 a和24 a的强显著性变化周期，各地区在年均温、年降水量周期振荡的强度上存在一定的差异。4）Mann-Kendall突变检验显示，1971-2010年环太湖地区各站点均表现为气温由低向高的突变，突变发生在1992-1993年。