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华南暴雨及中尺度对流系统发展对土壤湿度的敏感性

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热带气象学报 2012年第5期28卷 633-645页

作者：蒙伟光张艳霞李江南戴光丰李昊睿黄燕燕中国气象局广州热带海洋气象研究所广东广州510080 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 中山大学环境科学与工程学院广东广州510275

采用WRF及其耦合的Noah LSM陆面过程模式,通过对发生在2009年3月28日(个例1)和2010年5月6日(个例2)两次暴雨过程的24 h模拟,研究了华南暴雨及中尺度对流系统(MCS)发展对初始土壤湿度(SM)的敏感性问题。首先采用源自NCEP-FNL和NASA-GLDA... 详细信息

采用WRF及其耦合的Noah LSM陆面过程模式,通过对发生在2009年3月28日(个例1)和2010年5月6日(个例2)两次暴雨过程的24 h模拟,研究了华南暴雨及中尺度对流系统(MCS)发展对初始土壤湿度(SM)的敏感性问题。首先采用源自NCEP-FNL和NASA-GLDAS的两种不同SM资料驱动模式进行对比试验,在此基础上,以NASA-GLDAS资料模拟结果为控制试验,通过不同程度(20%、60%)增减初始SM开展多个敏感性试验。对比试验分析表明,两种资料应用对24 h累积降水分布的模拟结果影响不大,但某种程度上可影响降水量的大小。预报技巧评分结果表明,采用NASA-GLDAS SM资料进行模拟得到的结果比采用NCEP-FNL SM资料的模拟结果有所改进,尤其是50 mm以上的暴雨预报,TS评分最大可提高5%。敏感性试验分析发现,两次暴雨过程降水与SM之间主要呈正反馈作用,但其表现出的特征不完全相同。暴雨过程中MCS的组织发展形式对SM与降水之间的反馈作用有影响,具有午后局地降水性质、对流组织性发展较弱的个例1,SM增大仅引起微弱的降水增多,SM减少则明显导致降水强度减弱,降水对SM的减少更为敏感;而具有持续降水性质、对流组织性发展较强的个例2,降水对SM的增大更为敏感,SM增大可带来更明显的降水增多。此外还发现,对流系统不同发展阶段的这种反馈作用也存在差异,MCS组织性发展较弱的个例,强的反馈作用主要出现在对流发展初期阶段,而MCS组织性发展较好的个例,强的反馈作用则主要出现在对流系统发展后期。

关键词：土壤湿度(SM) 华南暴雨中尺度对流系统(MCS) 数值模拟

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混合集合预报法在华南暴雨短期预报中的试验

应用气象学报 2015年第6期26卷 669-679页

作者：唐圣钧王东海杜钧周镜石成都信息工程大学大气科学学院成都610225 雅砻江流域水电开发有限公司成都610051 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 美国国家海洋大气局国家环境预报中心马里兰20740

基于ARPS和WRF模式的多初值、多物理方案的集合预报系统,检验由高、低空间分辨率模式集成的结果。针对2013年5月8日华南地区强降水过程,设计ARPS模式集合、WRF模式集合和ARPS-WRF多模式集合3组试验,对比分析混合集合预报法与传统方法的... 详细信息

基于ARPS和WRF模式的多初值、多物理方案的集合预报系统,检验由高、低空间分辨率模式集成的结果。针对2013年5月8日华南地区强降水过程,设计ARPS模式集合、WRF模式集合和ARPS-WRF多模式集合3组试验,对比分析混合集合预报法与传统方法的降水预报效果。结果表明:ARPS模式集合改善了广东省南部局地强降水预报,该方法在中雨、大雨、暴雨量级改进效果显著。WRF模式集合对广东省北部强降水预报优于ARPS模式集合,但空报、漏报率较大,该方法有一定局限性。ARPS-WRF多模式集合在降水落区和量级预报上均优于传统方法。混合集合预报法利用低分辨率(36 km)集合预报和高分辨率(12 km)控制预报实现了高分辨率(12 km)集合预报,改善了降水预报效果,该方法可为业务高分辨率集合预报提供参考。

关键词：混合集合预报法高分辨率华南暴雨

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加密探空资料在华南暴雨数值预报的应用试验

热带气象学报 2011年第2期27卷 179-188页

作者：黄燕燕万齐林陈子通张诚忠丁伟钰中国气象局广州热带海洋气象研究所广东广州510080

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... 详细信息

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。

关键词：逐时同化预报系统CHAF 加密探空资料华南暴雨数值预报 GRAPES模式

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局地低矮地形对华南暴雨影响的数值试验

高原气象 2013年第6期32卷 1638-1650页

作者：李博刘黎平赵思雄黄翠银西安理工大学机械与精密仪器工程学院陕西西安710048 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 中国科学院大气物理研究所北京100029 南宁市气象局广西南宁530022

为了探讨华南地区常见的局地喇叭口、迎风坡地形对暴雨的影响,选取云开山地到珠三角平原之间的地理范围为研究区域,利用中尺度气象模式进行三组地形试验,研究了一次特大暴雨过程中局地地形对强降雨的影响。结果表明,移去云开山地,原山... 详细信息

为了探讨华南地区常见的局地喇叭口、迎风坡地形对暴雨的影响,选取云开山地到珠三角平原之间的地理范围为研究区域,利用中尺度气象模式进行三组地形试验,研究了一次特大暴雨过程中局地地形对强降雨的影响。结果表明,移去云开山地,原山地迎风坡的雨带北抬,对应雨量增加带,24h增值超过100mm;增加云开山地的高度,则会出现反"C"形雨量增加带;对于南北向的喇叭口地形,越往北降雨增幅越明显。地形试验表明,华南地区数百米的山地可影响到对流层中上层环流变化;通过改变局地地形,在特定区域将造成近地层辐合与上升运动的增强,有时甚至形成垂直方向的正向闭合环流圈,从而引起局地中尺度对流的发展,造成暴雨增幅;地形的改变将促使近地层风场发生改变,对中尺度而言,先发生变化的风场会引起涡度等要素随之改变,最终导致暴雨落区的变化。

关键词：华南暴雨中尺度地形数值试验地形作用

一次典型华南暴雨预报目标观测区的确定和敏感性试验

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热带气象学报 2013年第5期29卷 857-864页

作者：路秀娟钟青邵洋张红雨中国气象局应急减灾与公共服务司北京100081 中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴实验室北京100029 山西省气象局山西太原030002

针对一次典型华南暴雨过程,利用适应性观测技术确定对华南暴雨预报起关键作用的敏感区,并设计一组试验方案,以目前国内实际地面观测站点分布为前提,在敏感区内增加不同数量的均匀随机分布的地面观测资料,通过MM5(The Fifth PSU/NCAR Mes... 详细信息

针对一次典型华南暴雨过程,利用适应性观测技术确定对华南暴雨预报起关键作用的敏感区,并设计一组试验方案,以目前国内实际地面观测站点分布为前提,在敏感区内增加不同数量的均匀随机分布的地面观测资料,通过MM5(The Fifth PSU/NCAR Mesoscale Model)三维变分(3DVAR)同化系统对已有的地面观测站点资料和敏感区内所增加的观测进行同化,考察地面观测站点的分布对关注区域内预报效果的影响。试验结果表明,各试验对降水的预报差异不大;而以扰动总能量的大小衡量预报水平,与CTRL试验相比,在敏感区内增加观测对短时临近数值预报效果的改善尤为明显,若敏感区内增加75%的地面观测,可使24 h后的关注区域内的数值预报水平提高12.6%,而随着敏感区内地面观测站点的增加,关注区域内的预报水平并没有得到相应提高,这说明布设过多的地面观测站点不但不能改善预报效果,反而造成资源浪费。因此,这一结果为充分利用有限资源、更好设计地面观测站网、最大限度提高华南暴雨的预报水平有很好的理论指导作用。

关键词：目标观测敏感区华南暴雨

增长模繁殖法在华南暴雨中期集合预报中的应用

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热带气象学报 2009年第2期25卷 246-250页

作者：关吉平张立凤解放军理工大学气象学院江苏南京211101

采用增长模繁殖法和全球谱模式T106L19对2005年6月发生在华南的暴雨过程进行了中期集合预报试验。结果表明:相对于单一的确定性预报,集合预报能给出更多的预报信息;各成员的降水预报、降水概率预报等丰富的预报产品能够给暴雨预报提供... 详细信息

采用增长模繁殖法和全球谱模式T106L19对2005年6月发生在华南的暴雨过程进行了中期集合预报试验。结果表明:相对于单一的确定性预报,集合预报能给出更多的预报信息;各成员的降水预报、降水概率预报等丰富的预报产品能够给暴雨预报提供更有价值的信息,减少漏报率,对低压槽线和副高脊线等关键环流系统的预报,集合预报结果更为接近实况。

关键词：中期集合预报华南暴雨增长模繁殖法

2008年6月一次华南暴雨过程的云分辨模拟分析

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大气科学学报 2013年第4期36卷 447-457页

作者：张楠沈新勇杨宇红王涛气象灾害教育部重点实验室(南京信息工程大学) 江苏南京210044 沈阳中心气象台辽宁沈阳110016 南宁市气象局广西南宁530028 沈阳区域气候中心辽宁沈阳110016

GCE(Goddard Cumulus Ensemble)模式中体现了云与云之间的相互作用,以及云与周围环境、长波辐射及示踪气体等之间的相互作用。模式可通过云中的水凝物等微物理量描述云体的生命史(发展、成熟、消散),并在此基础上通过引入地面降水诊断... 详细信息

GCE(Goddard Cumulus Ensemble)模式中体现了云与云之间的相互作用,以及云与周围环境、长波辐射及示踪气体等之间的相互作用。模式可通过云中的水凝物等微物理量描述云体的生命史(发展、成熟、消散),并在此基础上通过引入地面降水诊断方程对降水的发展过程进行分析,因而降水过程实际上是云的发展过程的体现。本文所使用的二维云分辨模式(2DCRM)就是GCE模式的二维版本。利用该模式对2008年6月10—15日的华南暴雨过程进行模拟,分析了主要降水时段地面降水收支及热量收支在不同降水发展阶段的特征。模拟结果表明,在降水初始阶段,主要由局地大气增湿和水汽辐合率减小来抑制降水发展;在成熟阶段,局地水汽变化、水汽辐合、地面蒸发和局地水凝物变化均有正的贡献,降水强度达到最大;在衰退阶段,降水强度减小的主要原因是水汽辐合显著减小。在降水性层状云区,降水主要来自于水汽辐合,水汽的主要消耗项是局地水汽增加;在对流云区,降水主要来自于水汽辐合与局地大气变干,水汽的主要消耗过程是水凝物生成并向降水性层状云区输送。初始阶段和衰退阶段的局地大气温度变化率相对较小,成熟阶段区域平均大气冷却达到最强,区域平均大气温度变化率主要受区域平均的热辐散率与区域平均的潜热释放影响。

关键词：华南暴雨云分辨模式地面降水收支对流降水层云降水

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中尺度暴雨模式MRM1对华南暴雨预报试验

气象科学 2004年第1期24卷 62-71页

作者：姜勇强张维桓周祖刚郑刚解放军理工大学气象学院南京211101 沈阳军区空军司令部气象处沈阳110015

利用中尺度暴雨模式MRM 1对 2 0 0 1年 6、7月华南的暴雨进行数值预报试验 ,初始场采用T10 6谱模式的预报场作初估场 ,海表温度采用 1982～ 2 0 0 1年的候平均海温 ,试验结果表明 :模式对两个月的 1、10、2 5、5 0、10 0mm降水平均TS值... 详细信息

利用中尺度暴雨模式MRM 1对 2 0 0 1年 6、7月华南的暴雨进行数值预报试验 ,初始场采用T10 6谱模式的预报场作初估场 ,海表温度采用 1982～ 2 0 0 1年的候平均海温 ,试验结果表明 :模式对两个月的 1、10、2 5、5 0、10 0mm降水平均TS值分别达到 0 .6 2 9、0 .35 8、0 .2 38、0 .16 0、0 .0 6 3,两个月中的主要降水过程预报效果较好 ,特别是 7月几次台风暴雨过程。

关键词：中尺度暴雨模式华南暴雨数值试验

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一次华南暴雨过程中水汽输送和热量的研究

南京气象学院学报 2007年第1期30卷 107-113页

作者：廖胜石罗建英寿绍文林开平南宁市气象局广西南宁530022 广西区气象台南京信息工程大学大气科学学院江苏南京210044

利用NCEP/NCAR每日4次全球再分析1°×1°网格资料,计算了2004年7月17—21日华南汛期暴雨过程的水汽通量、视热源(Q1)和视水汽汇(Q2),并探讨了其垂直分布特征。结果表明:华南汛期暴雨过程中存在大量的水汽和凝结潜热。孟加拉湾、南海和... 详细信息

利用NCEP/NCAR每日4次全球再分析1°×1°网格资料,计算了2004年7月17—21日华南汛期暴雨过程的水汽通量、视热源(Q1)和视水汽汇(Q2),并探讨了其垂直分布特征。结果表明:华南汛期暴雨过程中存在大量的水汽和凝结潜热。孟加拉湾、南海和西太平洋都是这次华南暴雨过程重要的水汽供应源。暴雨区南边界为水汽的主要输入区,北边界为主要输出区,而暴雨区南、东边界的水汽输送主要发生在低层,西边界在中、低层的水汽输送大致相当。在这次降水过程中,视热源和视水汽汇的较大值与降水的大值区有很好的对应关系。视热源、视水汽汇和垂直上升运动与降水量的变化总体趋势是一致的。视热源垂直方向上的峰值在400 hPa附近,而视水汽汇呈双峰型特征,峰值分别在700 hPa和450 hPa附近。垂直平流项均是视热源、视水汽汇的主要贡献者。

关键词：华南暴雨水汽输送视热源视水汽汇