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超强台风Maria (201808)的快速增强过程分析

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气候变化研究快报 2024年第5期13卷 1360-1372页

作者：张鹤鸣任星露钱正迪雅安市气象局四川雅安

文章利用中国气象局中央气象台(NMC)、日本气象厅(JMA)最佳路径资料和综合强度资料、GMS卫星数据、NCEP分析数据,选择7月1日~7月5日Maria台风在快速增强发生前和发生期间的环境场数据,考察环境因子在Maria台风快速增强中的作用,分析大... 详细信息

文章利用中国气象局中央气象台(NMC)、日本气象厅(JMA)最佳路径资料和综合强度资料、GMS卫星数据、NCEP分析数据,选择7月1日~7月5日Maria台风在快速增强发生前和发生期间的环境场数据,考察环境因子在Maria台风快速增强中的作用,分析大尺度环流形势和对流发生的中尺度环境特征,讨论了Rossby波下游效应对Maria台风的影响。根据极端天气法的定义,选择7月4日12时~7月5日12时为快速增长,在RI发生时低层的副高明显增强,高层的南亚高压随时间的发展扩展范围向东延伸,南亚高压快速增加。增强了周围的气压梯度,促进了台风的进一步发展。低层辐合、高层辐散的配置,增强了气流的垂直上升运动,在暖性洋面(>29℃)、充沛的水汽条件和较小的垂直风切变环境条件下,促进了台风中心降水和凝结潜热能量的释放,维持并增强了台风的暖心结构,使得台风的强度有明显提升,促进了Maria台风RI的发生。在垂直风切变下风区域的气流在低层辐合和气旋性旋转的作用下,其对流的发展较快较强,尤其是垂直风切变下风区和左侧,对流运动旺盛。Prapiroon台风位于Maria台风的西北侧、移动路线的上游区,能量传递增加先于台风RI的发生,说明Rossby波的下游效应是影响台风的快速增强的发生的因素。This study utilizes best track data and comprehensive intensity data from the National Meteorological Center of China (NMC), as well as data from the Japan Meteorological Agency (JMA), GMS satellite data, and NCEP analysis data. It focuses on the environmental field data from July 1 to July 5 during the rapid intensification of Typhoon Maria, examining the role of environmental factors in this process. The study analyzes the large-scale circulation patterns and the mesoscale environmental characteristics associated with convection, and discusses the influence of downstream effects from Rossby waves on Typhoon Maria. According to the definition of extreme weather law, the period from July 4 at 12:00 to July 5 at 12:00 is selected for analyzing rapid intensification (RI). During this RI phase, the low-level subtropical high significantly strengthened, while the upper-level South Asian high gradually expanded eastward over time, leading to a rapid intensification of the South Asian high. This enhanced the surrounding pressure gradient, promoting the further development of the typhoon. The configuration of low-level convergence and upper-level divergence intensified the vertical ascending motion of the airflow. In conditions characterized by warm ocean surfaces (>29°C), abundant moisture, and low vertical wind shear, convection in the typhoon’s center was enhanced, releasing latent heat energy and maintaining and strengthening the typhoon’

关键词：台风快速增强垂直风切变下游效应

弱天气尺度强迫下江淮流域一次飑线的数值模拟及资料同化

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弱天气尺度强迫下江淮流域一次飑线的数值模拟及资料同化

作者：任星露兰州大学

学位级别：硕士

飑线常伴有雷暴大风、短时强降水、冰雹等,易造成人员伤亡和财产损失,因此,飑线一直是中尺度对流系统研究的重点。本文针对2016年7月26日发生在江苏北部的弱天气尺度强迫下一次飑线过程,开展不同云微物理和边界层参数化方案以及雷达资... 详细信息

飑线常伴有雷暴大风、短时强降水、冰雹等,易造成人员伤亡和财产损失,因此,飑线一直是中尺度对流系统研究的重点。本文针对2016年7月26日发生在江苏北部的弱天气尺度强迫下一次飑线过程,开展不同云微物理和边界层参数化方案以及雷达资料同化对飑线模拟影响的研究。首先,分别选用WRF(Weather Research and Forecasting)模式中具有一定代表性的5种云微物理参数化方案和5种边界层参数化方案进行数值模拟,然后利用模拟结果诊断分析不同参数化方案模拟差异的原因。然后,利用WRF-3DVar同化系统进行敏感性试验,得出最优水平尺度参数、方差调节参数和同化时间间隔,以此分析同化雷达观测对此次飑线模拟的影响,并通过分析雷达组合反射率、动力场、水汽场和温度场探究改进的原因。云微物理参数化方案试验表明:不同云微物理参数化方案对此次飑线过程的模拟差别很大,只有NSSL 1-momlfo方案能够较好的再现回波的位置、强度及层云区,其余四种方案模拟的回波均与实况存在不同程度的差异。NSSL方案模拟的上升气流更强劲,冷池范围更集中;水成物集中在一个狭窄的水平区域,中低层以雨水为主,中高层以雪粒子和霰粒子为主,与此相应,NSSL方案释放的相变潜热最多,又进一步加强了上升运动。边界层参数化方案试验表明:GBM方案、UW方案及YSU方案都能较好地再现回波强度及层云区特征,其中GBM方案模拟的虚假回波最少且回波位置及垂直结构最接近实况,其余四种方案模拟的雷达回波与实况存在不同程度的差异。GBM方案为飑线提供了充足的水汽和不稳定能量,强劲上升气流及低层不稳定层结相配合向上输送大量的水汽和能量,同时低层辐合和高层辐散维持上升气流的发展。同化试验表明:此次飑线对水平尺度参数(len scaling)较敏感,当水平尺度参数为0.3,方差调节参数(var scaling)为0.6时预报效果最好。在1 h循环同化时间窗里,30 min同化一次的模式预报结果要优于20 min、10 min的。同化直接改进分析场中不同高度上风场,间接影响低层正涡度、辐合及高层辐散,进而促进气旋式环流和上升气流发展,同时还改进飑线发生区域不同高度上的水成物混合比,加大了飑线前沿的温度梯度。进一步对预报场的分析发现,同化改进了中低层风场、水汽场及温度场的预报,进而间接改进中低层气旋式环流和垂直上升运动及冷池的预报,最终改进飑线的预报。总之,云微物理参数化方案、边界层参数化方案以及雷达资料同化均能影响此次飑线模拟,其中云微物理参数化方案对模拟效果的影响最显著,其次是雷达资料同化的影响,最后为边界层参数化方案的影响。

关键词：飑线云微物理参数化边界层参数化资料同化弱天气尺度强迫

不同云微物理方案对弱天气尺度强迫下一次强对流的模拟

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高原气象 2020年第4期39卷 750-761页

作者：任星露张述文汪兰石瑞兰州大学大气科学学院甘肃兰州730000

针对2016年7月26日发生在江苏北部的一次弱天气尺度强迫下强对流过程,选用WRF(Weather Research and Forecasting)模式中具有一定代表性的5种云微物理参数化方案进行模拟。结果表明,只有NSSL 1-momlfo方案能够较好地再现回波的位置、强... 详细信息

针对2016年7月26日发生在江苏北部的一次弱天气尺度强迫下强对流过程,选用WRF(Weather Research and Forecasting)模式中具有一定代表性的5种云微物理参数化方案进行模拟。结果表明,只有NSSL 1-momlfo方案能够较好地再现回波的位置、强度及层云区,其余四种方案模拟的回波与实况存在不同程度的差异。原因是不同方案模拟的热动力结构、水成物及相变潜热的空间分布存在差异,其中NSSL方案模拟的上升气流更强劲,冷池范围也更集中;水成物集中在一个狭窄的水平区域,雨水在中低层较多,雪粒子和霰粒子在中高层较多;与此相应,NSSL方案相变潜热释放最多,进一步加强了上升运动。

关键词：云微物理参数化强对流弱天气尺度强迫高分辨率模拟

不同边界层参数化方案对一次局地热对流降水的高分辨率模拟的影响

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兰州大学学报（自然科学版） 2019年第5期55卷 681-692页

作者：杨茜茜张述文任星露兰州大学大气科学学院兰州730000

以南京一次局地热对流降水为例,采用中尺度模式(WRF)中的11种边界层参数化方案进行高分辨率模拟.结果表明,YSU、MYJ、UW、Shin-Hong和GBM方案能较好地模拟出对流单体,而QNSE、MYNN2、MYNN3、ACM2、BouLac和MRF方案模拟效果较差.其中UW... 详细信息

以南京一次局地热对流降水为例,采用中尺度模式(WRF)中的11种边界层参数化方案进行高分辨率模拟.结果表明,YSU、MYJ、UW、Shin-Hong和GBM方案能较好地模拟出对流单体,而QNSE、MYNN2、MYNN3、ACM2、BouLac和MRF方案模拟效果较差.其中UW方案模拟结果最好,主要是由于其模拟的湍流强度相对较强,且边界层空气较冷、湿,有利于积聚能量.在对流触发时刻,抬升凝结高度降低,加之此时有强劲的上升气流,凝结了较多的水汽,充足的水汽和充分的上升运动使其成功模拟出此次南京城区的强对流过程.

关键词：边界层参数化热对流高分辨率模拟

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一次模态变异中尺度对流系统的模拟与分析

热带气象学报 2022年第5期38卷 671-679页

作者：汪兰张述文柴旺任星露兰州大学大气科学学院甘肃兰州730000 雅安市气象局四川雅安625000

利用NCEP FNL分析资料及南京多普勒雷达观测,借助WRF模式,对2017年8月19日发生在长江中下游地区的一次中尺度对流系统(MCS)进行模拟和诊断分析。此次MCS组织模态PS(Parallel Stratiform)型和TS(Trailing Stratiform)型共存,开始为带状结... 详细信息

利用NCEP FNL分析资料及南京多普勒雷达观测,借助WRF模式,对2017年8月19日发生在长江中下游地区的一次中尺度对流系统(MCS)进行模拟和诊断分析。此次MCS组织模态PS(Parallel Stratiform)型和TS(Trailing Stratiform)型共存,开始为带状结构,最后演变为强弓状飑线。气旋切变和低空急流是此次过程的重要影响系统,而午后强烈发展的地面锋触发了此次强对流。在垂直风切变和冷池共同作用下,西侧初始对流发展为PS型模态,东侧发展为TS型模态。由于PS型模态的中低层垂直风切变发生转向,导致其消散。TS型模态附近冷池和垂直风切变相配合,且在后向入流(Rear Inflow Jets,RIJ)作用下发展成为强弓状飑线;RIJ受中低层涡旋对影响而发展增强,其中气旋式涡旋主要由涡度方程中拉伸项决定,而反气旋式涡旋则主要由倾侧项决定。

关键词：中尺度对流系统 PS型 TS型弓状飑线后向入流

青藏高原天气气候前沿预报理论培训的探索与实践

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农业灾害研究 2023年第4期13卷 70-72页

作者：常俊任星露袁月中国气象局气象干部培训学院四川分院四川成都610072 四川省雅安市气象局四川雅安625000

为满足新时代气象防灾减灾第一道防线和国民经济全方位保障的需求,提高一线业务人员的业务水平,促进业务与科研深度融合,实现科研创新成果的转化应用,探索开展青藏高原天气气候前沿预报理论培训班型的开发。根据气象部门的组织需求和一... 详细信息

为满足新时代气象防灾减灾第一道防线和国民经济全方位保障的需求,提高一线业务人员的业务水平,促进业务与科研深度融合,实现科研创新成果的转化应用,探索开展青藏高原天气气候前沿预报理论培训班型的开发。根据气象部门的组织需求和一线业务人员的业务需求,以及社会公众对气象服务的需求,提出了一种具有创新思维的培训方式,将研究性学习与探讨性培训相结合,旨在提升业务人员业务水平,开拓业务人员科研思维,并探讨了培训的必要性、培训目标、课程设置和培训内容等方面。

关键词：青藏高原预报理论培训科研成果转化

基于历史资料的数值预报产品订正系统设计与开发策略

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中阿科技论坛（中英文） 2022年第5期 154-157页

作者：常俊任星露柴波中国气象局气象干部培训学院四川分院四川成都610072 四川省雅安市气象局四川雅安625099

数值预报作为现代业务天气预报最主要的手段,其预报产品已经成为世界各大预报中心最重要的参考资料,而数值预报的精准度是直接影响天气预报准确率的关键因子。本文通过综述一种基于历史资料的欧洲中期天气预报中心数值预报产品订正系统... 详细信息

数值预报作为现代业务天气预报最主要的手段,其预报产品已经成为世界各大预报中心最重要的参考资料,而数值预报的精准度是直接影响天气预报准确率的关键因子。本文通过综述一种基于历史资料的欧洲中期天气预报中心数值预报产品订正系统的设计和开发,阐述了该系统的开发背景、总体流程、核心算法和功能模块,认为该设计与开发理念可为天气业务预报准确性提高提供有效解决方案。

关键词：天气预报误差历史资料数值预报产品订正系统

鄂尔多斯盆地东缘中—新生代构造—热演化研究

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鄂尔多斯盆地东缘中—新生代构造—热演化研究

作者：任星民南京大学

学位级别：硕士

鄂尔多斯盆地东缘是我国重要的煤层气产地,对该区域的盆山构造以及隆升剥露历史的基础地质研究对于煤层气的勘探开发具有重要而深远的意义。本论文主要通过野外地质调查、室内地震解释以及磷灰石裂变径迹热年代学揭示研究区域中-新生代... 详细信息

鄂尔多斯盆地东缘是我国重要的煤层气产地,对该区域的盆山构造以及隆升剥露历史的基础地质研究对于煤层气的勘探开发具有重要而深远的意义。本论文主要通过野外地质调查、室内地震解释以及磷灰石裂变径迹热年代学揭示研究区域中-新生代构造-热演化历史。通过对鄂尔多斯盆地东缘地区野外褶皱、断层构造特征研究以及对延长南工区地震剖面进行初步解释,结果显示:鄂尔多斯盆地东缘构造较为简单,主要与印支运动、燕山运动和喜山运动密切相关。出露地层产状平缓向西倾斜,其角度为2°～3°之间。露头断层以正断层为主,其断距一般为1～2m之间,断层破碎带不发育。褶皱类型为宽缓褶皱,其走向一般为NE、NNE。延长南地震资料显示地层平缓西倾,可见中部破碎带、西部断鼻带和东部缓坡带。通过对吕梁山山体样品与盆地内样品进行磷灰石裂变径迹热年代学测试,研究鄂尔多斯盆地东缘吕梁山山体及盆地的构造-热演化过程,对于探讨和认识华北克拉通演化和破坏等科学问题有重要意义。测试表明,山体磷灰石年龄分布于138Ma～48Ma,其横切剖面图中裂变径迹年龄与山谷走势基本一致,通过对样品年龄-高程拟合得到山体隆升速率为7.35m/Ma,拟合度达到0.7。同时围限径迹长度与样品海拔高度呈负相关关系。盆地碎屑磷灰石样品经年龄为50Ma～39Ma。样品年龄-高程拟合得到盆地隆升速率为12.2m/Ma,拟合度达到0.99。对盆山样品进行热史模拟发现,从早侏罗世—早白垩世到始新世,山体样品缓慢抬升冷却,之后加速抬升脱离部分退火带,盆地样品在晚白垩世进入部分退火带后,于始新世开始加速抬升冷却,中新世脱离部分退火带。通过对吕梁山山前新近系地层古地磁、以及沉积相分析,发现在上新世盆山耦合进一步发育,吕梁山伸展成山,其东部汾渭地堑下陷接受沉积。

关键词：裂变径迹构造-热年代学盆山耦合中-新生代鄂尔多斯盆地东缘

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山东青岛早白垩世新地层单位--灵山岛组

地层学杂志 2013年第2期37卷 216-222页

作者：张海春吕洪波李建国王俊张素菁董晓朋张星黄振才舒云超任星民现代古生物学和地层学国家重点实验室江苏南京210008 中国科学院南京地质古生物研究所江苏南京210008 中国石油大学地球科学系山东青岛266580 香港大学地球科学系

近年的野外调查和室内研究发现,山东省青岛市灵山岛原被认为是河湖相的莱阳群法家茔组,实际上为一套早白垩世海相浊积岩,目前仅见于灵山岛。由于该套地层与临近地区的同期任何地层单位都无法进行对比,为此建议建立一新的岩石地层单位—... 详细信息

近年的野外调查和室内研究发现,山东省青岛市灵山岛原被认为是河湖相的莱阳群法家茔组,实际上为一套早白垩世海相浊积岩,目前仅见于灵山岛。由于该套地层与临近地区的同期任何地层单位都无法进行对比,为此建议建立一新的岩石地层单位——灵山岛组。灵山岛组外观上为典型的复理石,主要表现为灰黄色薄层砂岩、粉砂岩与黑色的泥岩构成良好的韵律层;其下部被海水淹没,未见底,其上被一层流纹岩不整合覆盖,出露部分厚度超过100m。灵山岛组所含化石稀少,仅见少量孢粉且保存不好,以Classopollis和原始两气囊类为主;此外还含有与海水活动有关的沟鞭藻碎片和膜状藻类片段。综合碎屑锆石年龄和孢粉组合,灵山岛组的年龄大约可以限定为早白垩世早中期,不排除其下部含有晚侏罗世沉积的可能。灵山岛组之上的流纹岩大致相当于鲁东下白垩统青山群下部。

关键词：岩石地层单位海相地层灵山岛组早白垩世灵山岛青岛山东