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1.
国家气象中心针对强天气预报的特点开发了强天气模式诊断变量和概率预报产品,包括T639全球模式强天气诊断变量产品、基于GRAPES_RUC的中尺度精细化强天气诊断变量产品、基于WRF中尺度模式的区域中尺度集合概率预报产品,于2009年从无到有建立了一套完整的强天气数值预报产品库,提供确定性预报产品和不确定信息的概率产品,为强天气预报业务的开展打下了良好的基础。应用上述产品对"6.3"河南飑线天气的模式预报能力的分析表明,高分辨率模式对强对流天气的预报能力有了较大的提高,但对于强天气预报,15km分辨率仍然不足够高,且产品显示的时空分辨率都应在现有基础上提高,才能更好地展示数值预报产品对强对流过程发生发展和演变过程。 相似文献
2.
本文使用MM5中尺度数值模式，采用不同分辨率(90、45、30和15Km)相同的Reisner混合相微物理显示方案，及Betts—Miller和Grell的对流参数化方案，对2003年7月8日吉林省境内中尺度对流雨带天气过程进行了数值模拟试验。结果表明：不同尺度的天气系统，需要不同分辨率、不同参数化方案的中尺度模式进行模拟，提高模式的分辨率可以增强对含有对流的中小尺度天气系统的模拟和预报能力；模式的水平分辨率和对流参数化方案对模拟强降水中心有重要影响；当MM5模式分辨率提高时，模拟的细化给降水分布、降水强度带来一些改进，但主要雨区内也出现了一些虚假预报中心水平扩散；低层正涡度区，高层负涡度区的配合，对低层辐合上升运动有利、能促进对流发展；从散度场的分布特征看。低层850hPa的水平辐合区域强弱与降水的大小有密切关系，强水平辐合区与强降水区有很好的对应关系。因此，在MM5模式业务化时应该根据天气特点来选择模式分辨率和对流参数化方案，以使模拟结果更接近实况。 相似文献
3.
针对短波辐射对东北冷涡强对流的可能影响,应用MM5模式对2002年7月12日东北冷涡诱发的强风暴个例进行了数值模拟试验.发现在东北冷涡天气尺度环流背景下,大气接收的短波辐射通过激发中尺度环流影响强对流的发生时间,而不是通过影响不稳定能量的积累触发强对流;地面短波辐射对对流层低层大气的加热作用是触发本次东北冷涡强对流的重要条件.地面短波辐射加热在对流层低层产生中尺度辐合扰动及对流不稳定层结共同促使了对流的爆发和维持. 相似文献
4.
利用常规观测资料\, 卫星观测的高时空分辨率TBB资料以及客观分析资料, 对2002年6月22~23日(“02.6”)一次非典型的梅雨锋暴雨过程进行了天气分析。在此基础上, 利用中尺度数值模式MM5对此次梅雨锋暴雨过程进行了数值模拟, 并分析了暴雨中尺度系统的结构特征。结果表明： （1）天气分析显示, “02.6”梅雨锋暴雨过程与α中尺度低涡的东移发展和对流层低层的两支低空急流的增强发展有关。对流层低层700 hPa为一个缓慢东移与南压的东北西南向冷式切变线, 暖式切变线不太明显, 这与通常的江淮切变线梅雨锋暴雨不同。对流层500 hPa的副热带高压非常强, 高层200 hPa对流层高层的反气旋环流非常强并与高空急流相伴, 南亚高压中心位于我国江南地区。（2）TBB资料分析表明, 此次暴雨过程产生与多个β中尺度系统合并发展成α中尺度系统以及此后从α中尺度系统中不断分裂出β中尺度系统发展演变密切相关; 强中尺度对流系统主要在中尺度低涡冷、 暖切变线的的南侧发生和发展, 并不是在中尺度低涡的冷暖切变线上发展。（3）垂直结构分析显示： 在中尺度系统开始发展阶段, 中尺度系统具有强的垂直于剖面的风分量切变、 低空急流核以及高空强辐散低空强辐合, 这有利于中尺度系统的发展; 当中尺度低涡发展到相对成熟的阶段, 其后部不断分裂出中小尺度系统, 对流层低层的θe具有明显暖心结构, 由于气块绝热上升冷却效应比对流潜热释放作用强, 导致在800~600 hPa层上 θe比环境的低, 加之在强上升运动的顶部两侧的下沉补偿气流也比较弱, 这不利于中尺度低涡的维持。 相似文献
5.
中尺度数值天气预报模式——MM5V3 总被引：2，自引：0，他引：2
ＭＭ5是由美国国家大气科学研究中心 (ＮＣＡＲ)和宾夕法尼亚州州立大学共同研制开发的流体非静力中尺度数值天气预报模式 ,其完全可压缩 ,支持多网格嵌套 ,且其物理过程全面 ,有多种物理过程可供选择 ,具有四维资料同化功能 ,对从天气尺度、中尺度到积云尺度的天气系统均能进行模拟。ＭＭ5Ｖ3是ＭＭ5的第三版本 ,其性能更为稳定。ＭＭ5的分辨率是可调的 ,其最小分辨率可达到 1ｋｍ(这一分辨率对计算机的内存和运算速度要求很高 ) ,其模式输出涵盖了几乎所有常规气象场及诊断场。由于ＭＭ5Ｖ3地形资料和地表特征资料的分辨率很高 (0 .9ｋｍ)… 相似文献
6.
采用较高水平分辨率的非静力中尺度模式,利用收集到的较完全的资料作为初值,对1998年"二度梅"期间武汉-黄石突发性暴雨进行了模拟.模拟结果分别复制出在7月20日18时至21日06时及21日18时至22日06时(世界时)期间,武汉和黄石附近中尺度系统发生、发展和消亡的过程.其生命史约为12小时,水平尺度为100～200 km,为典型的β中尺度系统.对β中尺度系统的流场和物理量的剖面分析表明,在武汉和黄石强降水期间,两地对流层中低层的水平辐合、上升运动、正涡度值均有明显的加强和减弱的过程,而经向方向的强度比纬向方向这些物理量要强,水平尺度比纬向方向小.分析还表明,对流层中低层的风场扰动对β中尺度系统(如武汉暴雨过程)的发生可能有触发作用.这些中尺度系统的强度,尤其是垂直运动与已有的我国梅雨锋个例和日本梅雨锋个例中较大的中尺度系统相比较要强得多.通过收支分析,讨论了β中尺度天气系统在发生、发展和消亡各阶段的水汽和正涡度来源;通过物理过程试验,分析了潜热释放和行星边界层参数化过程在β中尺度系统发生、发展中的作用.此外,在地形试验中,探讨了长江中游,尤其是湖北省局地中尺度地形对武汉和黄石突发性强降水过程的影响.最后给出了造成武汉-黄石大暴雨的β中尺度系统初步的物理模型. 相似文献
7.
两种积云对流参数化方案对1998年区域气候季节变化模拟的影响研究 总被引：9，自引：2，他引：7
利用区域气候模式RegCM3,选择Kuo-Anthes积云对流参数化方案和基于FC80假设的Grell积云对流参数化方案,对1998年东亚气候分别进行年尺度模拟,模拟结果对比分析表明:在春、夏季转换时期, 两者模拟的降水形势差别较大, 对江淮、中南和华南地区的夏季降水量模拟差别最为明显。对流层上层模式变量和模式大气质量对积云对流参数化方案的选择不敏感, 而对流层中、下层模式变量对积云对流参数化方案比较敏感。不同积云对流参数化方案对8天时间尺度的天气系统模拟差别比较大。在积云对流比较活跃的夏季,不同参数化方案会导致模式大气出现不同的系统性偏差。由于模式在陡峭地形处动力过程计算方案存在缺陷,在高原与盆地的交界处,模式误差会产生明显的突变。 相似文献
8.
9.
尺度适应(scale-aware)的物理过程是现代数值预报发展的一种趋势,本文针对GRAPES_Meso(Global/Regional Assimilation and Prediction Enhanced System)模式没有考虑物理过程尺度适应的现状,首先在KFeta(Kain-Fritsch Eta)积云对流参数化方案中引进了尺度适应过程,对该方案的对流时间尺度、格点垂直速度以及夹卷率进行了基于尺度适应参数化的改进。为研究尺度适应KFeta方案与原KFeta方案对不同分辨率模式模拟结果的影响,选取了一次华南飑线过程进行数值模拟和影响分析。结果表明:在3 km、5 km、10 km、20 km水平分辨率的GRAPES_Meso模式中,尺度适应KFeta方案相比原方案,对降水强度及落区分布的模拟有一定的正效果,随着模式水平分辨率提高,次网格降水减少、格点降水增多、对流层中低层夹卷略有增强,对原来存在的对流层高层及低层偏冷的偏差有一定的改进,对流活跃区域的上升气流强度、云中水凝物含量更符合真实的天气系统演变。综合来看,改进后的方案更适用于高分辨率数值预报模式,该研究结果可以为尺度适应对流参数化方案的应用及数值模式强降水预报性能的优化提供有益的参考。 相似文献
10.
对2005年6月19日-23日,广西出现了大范围持续性的暴雨天气过程的影响系统进行分析,然后采用中尺度MM 5V 3.6模式对20日与21日持续性大暴雨进行模拟,利用高时空分辨率的数值模拟结果进行诊断。 相似文献
11.
Numerical simulation of a heavy rainfall event in China during July 1998 总被引：16，自引：0，他引：16
Summary A detailed analysis associated with this case has been carried out (Zhao et al., 2001). In order to conduct further research
on the meso-β scale system, which is the directly influencing system, the heavy rainfall that occurred in Wuhan (Station no.:
57494) and Huangshi (Station no.: 58407), Hubei Province during July 1998 are simulated using higher resolution and more complete
initial data, after the large scale fields and rainfall areas have been simulated successfully. The simulation results indicate
that there are meso-β scale weather systems which developed and dissipated near Wuhan and Huangshi during 1800 UTC 20 July
to 0600 UTC 21 July and 1800 UTC 21 July to 0600 UTC 22 July in 1998, respectively. The life cycle of the meso-scale system
is about 12 hours and its horizontal scale is from 100 to 200 km. These are characteristic of a typical meso-β scale system.
By analyzing the vertical section of wind field and other physical variables during the mentioned-above two periods, it is
found that horizontal convergence, ascending motion and positive vorticity of the middle and lower troposphere are strengthened
during the heavy rainfall periods near the above mentioned two places. In addition, the wind disturbance in middle and lower
troposphere may be a possible triggering mechanism for the occurrence of the meso-β weather system. A budget analysis of the
meso-scale system indicates that the sources of moisture and positive vorticity are different during the different stages
of the meso-scale systems. Finally, a three dimensional conceptual model of the meso-β scale systems causing the sudden heavy
rainfall in Wuhan and Huangshi is suggested.
Received November 4, 2001 Revised December 28, 2001 相似文献
12.
一次江淮暴雨过程中干空气侵入的诊断分析 总被引：19，自引：4，他引：19
利用中尺度数值模式MM5(V3)，对2003年7月4日20时至5日20时发生在江淮地区的一次梅雨锋暴雨过程进行模拟，并采用模式输出的具有较高分辨率和动力协调性的网格资料，就干空气侵入及其对暴雨过程的作用进行了诊断研冤。结果表明，此次暴雨过程中有明显的干空气侵入，且干空气侵入对暴雨过程产生重要作用：干空气侵入将对流层高层高位涡带入低层，促进了对流层低层气旋及对流运动的发展，继而引起降水的增强。 相似文献
13.
江淮梅雨锋强暴雨低涡系统发生发展的数值研究 总被引：16，自引：2，他引：14
利用美国新一代中尺度WRF(Weather Research and Forecast)模式,采用高分辨率的细网格距和适当的物理方案,对2003年7月4—5日的江淮梅雨锋强暴雨中尺度系统进行了数值模拟研究。模拟结果很好地描述了本次暴雨及其中尺度系统发生、发展的时空演变过程,并较理想地预报出了该次降水的落区、强度及降水中心的位置。着重分析了低空急流、倾斜不稳定发展及中尺度低涡系统和对流层高层小扰动,并进一步指出了其形成、发展的物理机制。从数值模拟分析结果看,倾斜垂直涡度的发展是造成低空涡旋生成和发展的动力机制。充足的湿有效能量和凝结潜热的释放为本次大降水过程提供了物质条件。 相似文献
14.
GRAPES-MESO模式不同空间分辨率对中国夏季降水预报的影响分析 总被引：3，自引：0，他引：3
国家气象中心业务运行的中尺度数值预报系统GRAPES-MESO（Global/Regional Assimilation and Prediction System mesoscale model）在升级到4.0版本后采用了与以往版本不同的三维空间分辨率设置,本文通过计算精度分析、个例分析及统计分析的方法详细阐述了两者水平分辨率和不等距垂直分层的差异,并由此深入分析了不同模式三维空间分辨率对中国夏季汛期降水预报的影响。主要结论表明,GRAPES-MESO预报系统4.0版本在水平分辨率提高到10 km并同时使用更为合理的加密垂直分层设置后,不仅提高了计算精度和计算稳定性,同时仍能满足业务预报的时效要求。对个例降水特征的分析结果表明,提高模式空间分辨率可以在一定程度上改善对降水中心的预报,但对降水落区的预报改进较为有限。对2012年7月整月批量试验的统计检验结果表明,月平均技巧评分总体变化不大,但对逐日大到暴雨评分提高较大,通过各气象要素统计检验分析可以认为,模式空间分辨率提高的主要作用是通过降低了中低层高度场、温度场和水平风场的误差,改进了对流层中层环流背景场以及对流层低层降水直接触发系统的强度预报,从而能够提高大到暴雨的降水评分。 相似文献
15.
Numerical simulation of a South China Sea typhoon Leo (1999) 总被引：6，自引：0，他引：6
K.-H. Lau Z.-F. Zhang H.-Y. Lam S.-J. Chen 《Meteorology and Atmospheric Physics》2003,83(3-4):147-161
Summary ?A South China Sea typhoon, Leo (1999), was simulated using the Penn State/NCAR mesoscale model MM5 with the Betts-Miller
convective parameterization scheme (BMEX). The simulation had two nested domains with resolutions at 54 and 18 km, and the
forecast duration was 36 hours. The model was quite successful in predicting the track, the rapid deepening, the central pressure,
and the maximum wind speed of typhoon Leo as verified with reports from the Hong Kong Observatory (HKO). The structure of
the eye, the eye wall, and the spiral convective cloud band simulated in the model are found to be comparable to corresponding
features identified in satellite images for the storm, and also with those reported by other authors.
A trajectory analysis was performed. Three kinds of trajectory were found: (1) spirally rising trajectories near the eye wall;
(2) spirally rising/descending trajectories in the convective/cloud free belt; (3) straight and fast rising trajectories in
a heavy convection zone along one of the cloud bands on the periphery of the tropical cyclone.
Both the HKO and the U.S. Joint Typhoon Warning Center (JTWC) reported the rapid deepening of Leo started around 00 UTC 29
April. In the model, the eye was first formed in the lower troposphere, and it extended to the upper troposphere within a
few hours. We speculate that the spin-up of cyclonic rotation in the low-level eye enhanced the positive vorticity along the
low-level eye wall. The positive vorticity was then transported to the upper troposphere by convection, leading to an extension
and growth of the eye into the upper troposphere.
To examine the impact of convective parameterization scheme (CPS) on the simulation, the Grell scheme (GLEX) was also tested.
The GLEX predicted a weaker typhoon with a wilder eye that extended not as high up in the upper troposphere as BMEX. The different
structures of the eye between the BMEX and GLEX suggest that the mesoscale features of the eye are dependent on the convection.
In other words, the vertical and horizontal distribution of convective heating is essential to the development and structure
of the eye.
Received December 18, 2001; accepted May 7, 2002
Published online: March 20, 2003 相似文献
16.
探空观测是气象资料同化中最基本的常规观测资料,对同化分析和预报的有效改善具有重要作用。由于现有探空观测站的空间分辨率较低,分布不均匀,且每日仅有两次观测,数量偏少,限制了其分析场对中小尺度大气状态的准确再现能力。自我国L波段雷达-数字探空仪更新换代以来,探空观测具备了获取每日4次、垂直分辨为秒级和分钟级的大气廓线资料。本文利用WRF中尺度数值模式,通过06时（世界时,下同）加密探空资料和12时常规探空资料的有效同化,研究分析了时间加密探空观测资料对同化分析和预报质量的敏感性影响。结果表明：同化06时的时间加密探空资料的午后暴雨预报质量优于12时常规探空观测。具体而言,同化06时的时间加密探空资料预报的大雨和暴雨的预报技巧高于12时常规探空资料;位势高度、温度和风场等预报场的均方根误差在高层的改进效果更加明显;06时的时间加密探空资料的同化对高层的高空急流和低层的水汽通量散度的预报质量贡献更大。批量试验进一步证实了有效同化时间加密探空资料对分析和数值预报效果改进的积极意义。 相似文献
17.
The Florida peninsula in the USA has a frequent occurrence of sea breeze(SB)thunderstorms.In this study,the numerical simulation of a Florida SB and its associated convective initiation(CI)is simulated using the mesoscale community Weather Research and Forecasting(WRF)model in one-way nested domains at different horizontal resolutions.Results are compared with observations to examine the accuracy of model-simulated SB convection and factors that influence SB CI within the simulation.It is found that the WRF model can realistically reproduce the observed SB CI.Differences are found in the timing,location,and intensity of the convective cells at different domains with various spatial resolutions.With increasing spatial resolution,the simulation improvements are manifested mainly in the timing of CI and the orientation of the convection after the sea breeze front(SBF)merger into the squall line over the peninsula.Diagnoses indicate that accurate representation of geophysical variables(e.g.,coastline and bay shape,small lakes measuring 10-30 km2),better resolved by the high resolution,play a significant role in improving the simulations.The geophysical variables,together with the high resolution,impact the location and timing of SB CI due to changes in low-level atmospheric convergence and surface sensible heating.More importantly,they enable Florida lakes(30 km2 and larger)to produce noticeable lake breezes(LBs)that collide with the SBFs to produce CI.Furthermore,they also help the model reproduce a stronger convective squall line caused by merging SBs,leading to more accurate locations of postfrontal convective systems. 相似文献
18.
低纬高原地区一次强降水过程的中尺度雨团数值模拟研究 总被引：2，自引：2，他引：0
对2001年5月31日~6月1日发生于低纬高原地区的一次强降水过程进行了数值模拟,在确定大尺度环流形势场、降水过程及雨团模拟正确的基础上,对引发强降水的主要雨团A,利用模式输出的高分辨模拟结果进行了深入的再诊断分析研究。结果表明:虽然雨团A所在区域未发现有明显的气旋系统（或扰动）,但在其发展强盛期,仍具有明显的中尺度动力和热力结构特征;中低层正涡度中心先于降水系统的发展,而垂直上升运动是低层气流辐合抬升的结果;雨团A的形成与近地层气流辐合线密切相关,并与云南特殊的地形地貌密切关联;南风分量对强雨团A的产生和发展具有重要的作用;同时,受其大尺度环流场的影响,雨团A的发展演变与印缅槽的形成和发展密切相关。对中尺度雨团A的水汽来源分析表明:在中尺度系统发展成熟前有较强的向雨团A区域的水汽输送,并且水汽主要来源其西南侧,即孟加拉湾。 相似文献
19.
1993年5月4～6日在我国西北部地区发生了一次“黑风暴”。用改进的MM1和高分辨PBL参数化及40 km细网格控制试验能基本上模拟出“93.5”黑风暴的结构和演变。模拟结果表明，黑风暴发展时段，在PBL内与一个中尺度气旋性强涡旋相伴，在对流层内与一个垂直涡柱相伴。这个伸展至对流层顶的涡柱下（上）半部是与低（高）空强烈辐合（辐散）入（外）流相伴的气旋（反气旋）性涡柱。该黑风暴结构不同于一般锋面结构，其主要判别是:界面坡度陡，θe水平梯度大，斜压性强，PBL内暖心明显。该暖心结构与下垫面剧烈热力强迫有关。不 相似文献
20.
不同分辨率对淮河流域连续暴雨过程影响的中尺度模拟试验 总被引：4，自引：1，他引：3
利用NCAR和NOAA发展的新一代中尺度模式WRF(Weather Research and Forecast),对2003年7月上旬发生在我国淮河流域三个连续暴雨过程(7月1—11日)进行了数值模拟试验,研究的重点是了解不同水平分辨率(45、30、20和10 km)对WRF模拟结果的影响。模拟结果与观测的比较表明,WRF模式能够合理地模拟不同时段的降水带以及平均环流形势的分布特征,对于区域平均等压面上的物理量也有较好的模拟性能。不同分辨率的模拟结果比较表明:不同分辨率对降水的模拟效果影响较大,提高模式水平分辨率有助于预报效果的改善,但高分辨率模拟的降水强度偏强,空报偏多;不同分辨率对环流形势的模拟效果影响不大,各个分辨率的低层风场误差都存在一个5～6天的波动,并向模式的中高层传播,传播速度约为3天。 相似文献