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1.
梅雨期暴雨个例模拟及其中小尺度结构特征分析研究   总被引:12,自引:12,他引:11  
利用中尺度数值模式MM5和多普勒雷达观测资料,对2002年7月22~23日发生在长江中游一次梅雨暴雨过程进行模拟和分析。模拟结果与观测资料相比基本吻合。主要研究内容包括暴雨过程α中尺度到γ中尺度的回波结构以及动力特征和云降水粒子的分布。研究结果表明:在长江中游地区存在一条东北西南走向低空切变线,切变线北侧偏东气流中回波较弱,而南侧西南气流中不断出现强对流云团发生发展、合并分裂现象,形成沿着切变线分布的α中尺度对流带。对流带中有多个东北西南向的β中尺度波列,这些波列由从西南向东北方向移动的γ中尺度回波所构成。新回波大多产生在老回波的后部。γ中尺度回波具有相应尺度的气流辐合辐散结构。各种云降水粒子与动力场相互配合,上升运动位置和强弱决定云水的位置和强弱。云发展初期降雨首先产生于低层,以暖雨过程为主,成熟期云中冰相粒子对降水非常重要。强回波区的降水会在近地面产生出流。在西南气流中,远离切变线的回波移速大于靠近切变线的回波,容易产生回波合并;强回波由于降水而产生下沉和辐散气流,易导致回波分裂。  相似文献
2.
MM5模式显式微物理方案的对比分析   总被引:9,自引:9,他引:14  
介绍了MM5中的显式云物理方案,详细分析了Goddard,Reisner和Schultz方案的物理过程特点和存在的不足。这些云物理方案的多个微物理过程的描述不是很合理,对粒子的自动转化过程都采用阚值,且对雪、霰和雨的数浓度只进行诊断计算。Reisner方案的物理过程相对全面,预报量也较多,但仍存在一定的不足。通过对1992年Andrew台风个例的模拟,发现尽管Reisner方案的物理过程比Goddard和Schultz方案全面,但模拟的台风眼最低气压和地面最大风速并没有优势。所以单一物理过程描述的改善不一定立即带来模式预报成效的提高,因为预报能力取决于整个模式系统的科技水平以及各子程序之间的匹配。  相似文献
3.
中尺度模式云降水物理方案介绍   总被引:5,自引:5,他引:12  
介绍大气模式中湿过程的饱和凝结、对流参数化和显式云物理三种方法的适用条件和特点.中尺度大气模式的对流参数化和显式过程一般有多种方案,介绍了多种方案的主要处理方法、基本微物理过程、预报量和主要特点.对流云模式都采用显式过程,但不同模式的湿过程有一定的差别,有各自的微物理特点,对有代表性的云物理方案进行了叙述和分析.  相似文献
4.
人工缓减梅雨锋暴雨的数值试验   总被引:3,自引:3,他引:5  
孙晶  史月琴  楼小凤 《大气科学》2010,34(2):337-350
本文利用耦合了中国气象科学研究院双参数微物理方案的中尺度数值模式MM5,对2002年7月22~23日长江中游一次梅雨锋暴雨过程进行了人工缓减暴雨的冷云催化数值试验。在对降水云系多尺度结构进行正确模拟的基础上,采用增加人工冰晶的催化方法,对人工缓减暴雨的可能方法及原理进行研究。结果表明,不同催化方案得到比较稳定一致的结果,在云体成熟期大剂量持续催化的减雨效果最好,在3600km2内减少雨量8.29×106t,即为自然雨量的14.8%,雨量分布更为均匀,其中50mm以上降水范围由原来的190km2缩减到60km2。分析表明,催化增加的大量冰晶碰并过冷雨,使霰粒子浓度增大而平均尺度减小,导致霰落速减弱而小于上升运动,难于下落融化,造成雨水减小。在周围升速小的弱雨区,滞留的霰粒长大后仍能下落融化,引起地面少量增雨。本文所用催化方法在实际作业中具有技术可行性,并有重大潜在社会和经济效益,值得深入研究和试验。  相似文献
5.
华南冷锋云系的人工引晶催化数值试验   总被引:3,自引:3,他引:7  
史月琴  楼小凤  邓雪娇 《大气科学》2008,32(6):1256-1275
在对华南2004年3月31日~4月1日的冷锋降水天气过程进行正确模拟的基础上,通过向云中引入人工冰晶研究了催化效应,结果表明:催化使地面雨量在催化后30 min开始增加,80 min时达到峰值,120 min时减小到最小值。被催化的云团随着自然雨带逐渐向东南方向移动,并且催化云影响其周围的云团,造成了催化的下风方域外效应,使催化效果可以延长到催化后10个小时,随着自然云的消散而结束。人工冰晶的引入,使得大量过冷雨滴快速转变为霰粒,霰粒通过淞附云水和碰并雨滴过程增长,使降水提前发展,之后霰粒的融化使地面雨量增加。大量冻结潜热的释放,使云中温度增加,上升速度增强,说明"静力催化作用"和"动力催化作用"是相互关联不可割裂的。在云体发展早期冷云降水过程还没有启动之前引入人工冰晶的催化效果优于云体发展接近成熟时的催化效果,而只由催化剂量的不同造成的增雨差异较小。  相似文献
6.
华南冷锋云系的中尺度和微物理特征模拟分析   总被引:3,自引:3,他引:9  
史月琴  楼小凤  邓雪娇 《大气科学》2008,32(5):1019-1036
利用中国气象科学研究院 (CAMS) 中尺度云分辨模式, 结合实测地面雨量、卫星和雷达资料, 对发生在2004年3月31日~4月1日的华南春季冷锋降水过程进行模拟分析.模拟云带的出现时间、位置、形状与走向以及随时间的演变均与卫星观测一致.模拟的雷达回波分布同实测一致, 回波主要出现在地面锋线以及锋后冷空气一侧, 呈西南-东北带状分布, 锋面云系的不同部位回波单体的差异很大.模拟的主要降水时段内的地面雨量分布范围以及大小同实测接近, 中尺度雨带呈西南-东北带状结构, 随着冷锋的移动逐渐向东南方向移动.在中尺度雨带上有4个生命史超过3小时的强降水中心, 强降水中心基本都是向东略偏南的方向移动, 与回波单体的移动方向一致.锋面云系的垂直运动深厚, 且基本与云区对应, 云系产生在低层辐合、正涡度, 高层辐散和高相当位温的区域.地面锋线附近的上升速度大, 云水含量高, 冰相粒子的淞附和雨滴碰并云滴是云中的主要微物理过程, 暖雨过程和冷雨过程都重要; 而在高空锋区宽雨带部分低层为下沉气流, 上升气流只出现在高层, 主要是过冷云水、霰和雪晶组成的混合云, 雪晶是霰增长的主要源项, 降水主要由霰的融化产生, 冷云降水过程比较重要.  相似文献
7.
CAMS复杂云微物理方案与GRAPES模式耦合的数值试验   总被引:2,自引:2,他引:4  
CAMS复杂云微物理方案是混合相双参数方案,包括11个云物理变量和31个云物理过程,能够同时预报水成物的比质量和数浓度.通过在GRAPES非静力中尺度模式中增加预报量并修改相关程序后,实现了二者的耦合,耦合后模式运行稳定.选取2005年8月15-17日我国华北地区一次暴雨过程,利用耦合后的模式进行48h模拟试验,同时还选取了GRAPES模式中其他3个比较复杂的微物理方案进行模拟,着重分析了降水和水成物分布的模拟结果.研究结果表明:CAMS方案能够模拟出与实测相接近的雨带分布特征,并且对降水演变的模拟结果与其他方案比较一致,对暴雨中心位置的模拟有待改进.CAMS方案模拟的水成物垂直分布与其他方案相比具有相似的总体特征,各相态粒子的量级和分布合理,不同方案的结果在量值上有所差别.个例分析结果显示出CAMS方案对降水和水成物的分布能够合理描述.今后应通过更多个例进行更为精细的模拟试验,对新方案进行检验.  相似文献
8.
新型AgI末端燃烧器及其在增雨作业中的应用   总被引:2,自引:2,他引:3  
文章对我国新型AgI末端燃烧器的研制情况、结构和改造及其使用作了介绍,简述了这种新催化工具的特点,结合2002年12月至2004年9月,新型AgI末端燃烧器在河北、河南、青海、山东和北京飞机人工增雨探测作业试验,介绍了新型AgI末端燃烧器在3种增雨探测作业机型中的使用情况,并就其中遇到的问题进行了讨论,对如何结合探测作业飞机上所加载的GPS导航数据记录系统及其它辅助记录数据进行催化作业情况记录进行了说明。  相似文献
9.
祁连山冬季降雪个例模拟分析(Ⅰ):降雪过程和地形影响   总被引:1,自引:1,他引:1  
利用部分改进了的中尺度数值模式MM5V3对2006年2月7~8日祁连山一次降雪过程进行了三重双向影响嵌套模拟研究,模式对雪带分布的模拟与实测基本吻合.重点分析了此次降雪过程中的热力动力特征和云的微物理结构,并通过地形敏感性试验,研究了祁连山地形对降雪的作用.结果表明:降雪过程中有低层西北湿冷气流向祁连山区输送水汽在山前形成大值区,气流除在祁连山周围绕流外同时沿祁连山北坡爬升.降雪前期空气饱和层和上升气流区比较深厚,为祁连山北坡降雪中心的形成提供了有利的动力热力条件,降雪后期有高空干冷下沉气流侵入使降雪减弱.这次过程为冷性稳定层云降雪过程,水成物含水量大值区也主要分布于祁连山北坡和山顶附近,冰晶和雪分布在6 km以下,在冷云顶存在0.06 g·kg-1的过冷云水.祁连山高大地形对大范围降雪落区无明显影响,但对祁连山北坡降雪中心形成有直接影响.降低地形高度后,山顶无法形成上升运动和云粒子,迎风坡云体发展减弱.地形对降雪增幅中心主要位于祁连山北坡,24 h最大增幅达3 mm.  相似文献
10.
祁连山冬季降雪个例模拟分析(Ⅱ):人工催化试验   总被引:1,自引:1,他引:0  
利用部分改进了的中尺度模式MM5V3对2006年2月7~8日甘肃北部地区一次冷云降雪过程进行了人工催化的数值试验,研究加入人工冰晶对祁连山北坡地区冷性层云降雪的影响.进行了不同剂量和不同高度的催化试验,详细分析了催化后的微物理过程和动力热力过程的变化.结果表明:累积降雪中心的上风方含有过冷云水的区域为催化潜力区.催化后累积降雪中心雪量增加,增雪区周围出现分散的减雪区.过冷云水最多并且最缺乏冰晶粒子的层次具有很好的催化条件.加人人工冰晶后消耗了水汽和过冷云水,冰晶和雪的量值均有所增加,雪碰并冰晶过程、冰品转化过程、凝华过程是雪增长的主要过程,相态变化引起的潜热增加导致升温和上升运动加强.这种变化同时使周围的垂直运动和水成物含量发生改变,周围的上升运动减弱,雪的含量减少,产生了减雪区.  相似文献
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