迭代集合平方根滤波在风暴尺度资料同化中的应用   总被引：2，自引：1，他引：1  

王世璋  闵锦忠  陈杰  杨春 《大气科学》2013,37(3):563-578

本文根据最新的非同步(Asynchronous)算法设计了一个迭代EnSRF(iterative Ensemble Square Root Filter,简称iEnSRF)方案。在这个迭代方案中,同化时刻的背景场和一个较早时刻的背景场将被同时更新,得到两个时刻的分析场,然后预报模式从较早时刻的分析场再次进行集合预报到同化时刻,最后重复前面两个步骤,实现对同化时刻背景场的迭代分析。在一个理想风暴个例上,本文通过模拟雷达资料同化对这一方案进行了检验,对比了传统EnSRF方案和iEnSRF方案的同化效果。此外,本文还讨论了只在同化时刻一个时间层上进行迭代的情况。同化单部模拟雷达资料的试验表明iEnSRF方案能够在初始估计缺少风暴信息的情况下较好地还原风暴中垂直运动和潜热释放之间的正反馈关系,显著提高初始分析的质量并加快随后同化的收敛速度。而传统EnSRF在这一初始估计较差的情况下不能在初始分析中有效估计这一相关关系并导致其收敛速度较慢且收敛误差较大。当只涉及一个时间层时,迭代算法并不能取得比传统EnSRF更好的效果。这一结果表明重复使用观测的算法只有在涉及两个时间层时才能改进最终的分析结果。在同化两部模拟雷达资料的试验中,iEnSRF的初始分析仍然优于传统EnSRF的初始分析,并在对流层高层取得显著改进。单双雷达资料同化的试验结果对比表明,单纯增加观测数量并不能显著改进传统EnSRF对非观测变量(比如温度)的分析,而iEnSRF则能够更加充分地利用更多的观测进一步提升初始分析的效果。  相似文献   

博斯腾湖水位变化特征及其可能影响机制分析     

邱辉  赵巧华  朱伟军  陶蓉茵  钱昊钟 《气象科学》2013,33(3):289-295

应用开都河下游大山口水文站径流和博斯腾湖1956-2009年的逐月水位数据和流域内各气象站的气象数据,通过模糊聚类等统计方法,分析了博斯腾湖水位变化趋势及其可能影响因子.结果表明:博斯腾湖的水位年际变化受开都河流域径流的影响很大,当开都河流域径流量大时博湖水位较高,且开都河径流与其上、下游气温和降水关系密切.博斯腾湖水位逐年的月变化基本上可以分为5类,其中最主要的为第一类型和第二类型:第一类为递减型,特征为季节变化不明显,水位在春季较高,以后逐渐降低;第二类为递增型,特点是季节变化较第一大类明显,水位在夏末秋初的时候较高,整体呈现上升趋势.递增、递减型出现的主要原因是受上下游降水和大山口径流的影响,当上下游降水和径流偏多时水位月际变化出现递增型,反之易出现递减型.  相似文献   

中国龙卷时空分布及其环境物理量特征   总被引：6，自引：2，他引：6  

冯佳玮  闵锦忠  庄潇然 《热带气象学报》2017,33(4):530-539

利用2004—2012年《中国气象灾害年鉴》和CFSR再分析资料,研究中国龙卷的时空分布以及三个龙卷频发区的环流背景场和环境物理量特征,并比较他们之间的区域差异。结果表明:中国龙卷多发生于春夏季,午后傍晚较多,江苏和广东等平原地区出现龙卷概率最高。龙卷临近时,“江苏及其邻近地区”位于500 hPa槽前,850 hPa上有西南急流,造成了较强的低层垂直风切变;“广东及其邻近地区”在龙卷发生前地面对流有效位能均值达997.3 J/kg,0~1 km螺旋度均值达91 m2/s2,层结不稳定,动力抬升强;“东北地区”受深厚东北冷涡控制,整层水汽含量低,中低层比湿均值小于10 g/kg。通过比较环境物理量平均场的分布特征发现:螺旋度、垂直风切变、能量螺旋度指数和强龙卷参数对分析龙卷发生有很好的指示意义。“东北地区”对流有效位能和比湿均值远低于“江苏及其邻近地区”和“广东及其邻近地区”,但高低空的温度直减率大、中低层的垂直风切变强,该地区也会产生龙卷。   相似文献   

一次江淮气旋的模拟和海洋敏感试验   总被引：3，自引：2，他引：1  

徐迎春  魏建苏  朱伟军 《气象科学》2011,31(6):726-731

运用中尺度WRFV3.0模式,对2009年4月19日00时-22日00时期间的一次江淮气旋进行了数值模拟(控制试验CTR)研究,得出在CTR中江淮气旋的路径和发展趋势总体上比较理想,为此进一步设计海洋属性敏感试验,探讨海洋属性对江淮气旋的路径和强度的影响.结果表明:当海洋属性修改成陆地属性后,江淮气旋路径向东南偏移,入海后,偏离程度增大;气旋强度在大别山附近稍有增强,入海后强度减弱.气旋中心南侧的偏南气流、气旋前部的水汽辐合区和强对流有效位能,以及气旋中心附近的强潜热能,均有利于江淮气旋发展.  相似文献   

ＷＲＦ-ＥｎＳＲＦ同化系统的效果检验及其应用   总被引：10，自引：2，他引：8  

闵锦忠  陈杰  王世璋  鲍艳松 《气象科学》2011,31(2):135-144

利用自主构建的针对风暴尺度资料同化的WRF-EnSRF同化系统同化多普勒天气雷达资料,检验其在2003年一次梅雨锋暴雨以及2009年一次强对流天气过程的同化性能.结果显示,在两个例中该同化系统均表现出有效的同化能力,经过60 min同化的分析场和以该分析场集合做初值的30 min的集合预报结果都比较接近实际观测.在同化过程中,径向速度和反射率因子的观测增量均方差分别达到3～4 m/s和9-11 dBz.本文考察了初始扰动时全场扰动与对流区域局部扰动,以及扰动环境风场与否对同化效果的影响.试验结果表明,对流区局部扰动相对于全场扰动并没有提高同化效果;对于尺度较大的梅雨锋暴雨来说,扰动环境风场时同化效果较好.为了考察分析场在降水预报中的表现,在暴雨个例中,以分析场为初值做6 h降水预报,经过同化的集合预报和确定性预报结果都比没有经过同化的控制试验预报结果准确.  相似文献   

一种控制变量循环扰动和多参数化方案的混合同化方法   总被引：3，自引：3，他引：0       下载免费PDF全文

陈耀登  王元兵  闵锦忠  黄向宇  刘志权  潘玉洁 《大气科学学报》2014,37(6):732-739

敏感性试验表明集合变换卡尔曼滤波(Ensemble Transform Kalman Filter,ETKF)方法在混合(Hybrid)同化过程中易受观测资料数量变化的影响而产生较大程度的协方差震荡,从而可能导致系统不稳定。为设计一种简便、稳定的Hybrid同化系统,构建了一种基于物理控制变量扰动及多物理参数化方案的Hybrid同化及预报系统。本系统随着循环的进行,不断对Hybrid同化分析场进行控制变量扰动得到集合成员初始场,并且对各集合成员采用不同物理参数化方案以更合理地表征背景场的误差特征。连续10 d的循环同化及预报试验表明,本文同化方案效果明显优于三维变分方案,动力场的整体同化和预报效果与ETKF方案基本相当。本方案相比于ETKF方法不受观测波动影响,在没有经任何参数调试情况下,取得了良好同化和预报效果,为Hybrid同化的便捷运行提供了一种稳定可靠的手段。  相似文献   

海南岛地形对南海西行台风降水影响的数值试验   总被引：1，自引：0，他引：1  

杨仁勇  闵锦忠  冯文 《热带气象学报》2013,29(3):474-480

使用WRF模式对2005年9月25—27日0518号强台风“达维”(Damrey)登陆海南岛过程进行数值模拟和地形敏感性试验。模拟结果表明,在海南岛中部登陆西行的台风降水分布是南多北少,南部地区降水分布是中部山区多两边少;12 km水平格距模拟的48 h降水量和每3 h降水量与实况基本相符;台风登陆时间与地点误差较小。地形敏感性试验表明,48 h降水量在有地形时海南岛上均有50 mm以上的增幅,由于五指山地形作用致使中南部地区均有100 mm以上的增幅,两个主峰区域有200～300 mm的增幅,特别是强降水中心与两座主山峰紧密相连,地形的存在对台风在海南岛上的降水增加幅度非常明显;但在海南岛东部沿海地区有50 mm的减幅作用。从低层的中小尺度流场、高度场和垂直速度的对比分析可看出:控制试验与零地形试验结果存在明显差别,五指山脉地形可增强低层扰动,有利产生中尺度对流(MCS)小涡,从而增加台风降水。   相似文献   

东亚夏季风强弱年季节内振荡的传播特征   总被引：4，自引：2，他引：2  

蒋镇  朱伟军 《气象科学》2010,30(4):460-467

利用1979—2007年的逐日OLR资料和1960—2007年NCEP/NCAR逐日再分析风场资料,采用合成分析和波谱分析方法研究了强弱夏季风年北半球夏季季节内振荡(BSISO)的基本特征。结果表明:BSISO的能谱主要分布在1波和2波范围内,在热带地区,主要是以1波东传为主,在较高纬度,可以看到明显的西传分量;而在经向上主要是以30～60 d周期的北传为主。在强(弱)夏季风年时,纬向方向上,热带地区ISO东传加强(减弱),而20°N以北的较高纬度,ISO西传是减弱(加强)的;经向方向上,最显著的差异是西太平洋地区北传ISO是加强(减弱)的。造成强弱夏季风年ISO传播差异的原因是由于强弱夏季风年中西太平洋地区纬向风场和对流场存在明显差异,在这种大范围大气环流异常的情况下,ISO的经向和纬向传播产生了明显的差异。  相似文献   

台风“凤凰”和“诺瑞丝”路径与降水分布对比分析   总被引：3，自引：1，他引：2  

余贞寿  闵锦忠  楼丽银  冀春晓  陈宣淼 《气象科技》2010,38(1):32-36

台风"凤凰"(0808)和"诺瑞丝"(8012)路径相似,但降水分布不同,"凤凰"暴雨分布在路径左右两侧,而"诺瑞丝"暴雨分布在路径左侧。文章从湿位涡和垂直风切变角度对这两个路径相似台风暴雨进行了诊断分析。结果表明:无论是"凤凰",还是"诺瑞丝"台风暴雨与湿位涡和垂直风切变都有较一致对应关系,强降水位于垂直风切变矢量左侧,垂直风切变矢量与移动路径呈不同夹角时,强降水分布在移动路径不同方位。湿位涡正压项(MPV1)负值区和斜压项(MPV2)正值区相叠加对应强降水落区,而且叠加区内MPV2越大,降水强度也越强。因此,在实际台风预报中,可以结合湿位涡和垂直风切变综合分析来提高预测强降水落区准确性。  相似文献   

秦皇岛市两次极端最低气温天气过程的对比分析   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

燕成玉  闵锦忠  崔粉娥  张宝贵 《气象与环境学报》2010,26(3):39-43

利用MICAPS资料和NCEP(1°×1°)再分析资料,对秦皇岛市2001年1月15日和2010年1月6日两次最低气温极值天气过程,从环流形势、物理量场的垂直结构、温度方程的平流项、垂直项与非绝热项等进行了综合对比分析。结果表明:两次过程环流形势基本相似,均自西北路径直接影响华北,冷平流由水平方向移动并在垂直方向下传;通过对局地温度变化中各项因子的定量估算,发现当空气干燥且从低到高空均为下沉气流时,下沉增温的影响不容忽视;2010年1月6日出现的最低气温极值主要是非绝热因子影响。2010年1月3—4日秦皇岛降暴雪,积雪深度在10 cm以上,2010年1月6日非绝热项为-0.907℃.h-1,2001年1月15日非绝热项为-0.301℃.h-1,下垫面性质的改变对局地气温的影响可为最低气温预报提供参考。  相似文献