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华北地区两次低涡暴雨过程降水特征和成因对比分析 被引量:6
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作者 张夕迪 胡艺 +4 位作者 张芳 靳双龙 符娇兰 郝莹 张仙 《大气科学》 CSCD 北大核心 2023年第5期1593-1610,共18页
本文利用多种观测资料和ERA-5再分析资料对2021年7月11~13日(过程1)和2016年7月19~21日(过程2)华北地区两次低涡暴雨过程的降水特征和成因进行了对比分析。结果表明:这两次暴雨过程均发生在南亚高压东伸加强、副热带高压西伸北抬、中纬... 本文利用多种观测资料和ERA-5再分析资料对2021年7月11~13日(过程1)和2016年7月19~21日(过程2)华北地区两次低涡暴雨过程的降水特征和成因进行了对比分析。结果表明:这两次暴雨过程均发生在南亚高压东伸加强、副热带高压西伸北抬、中纬度西风带低涡系统东移北上发展、下游高压坝稳定维持的环流背景下,但过程1的累计雨量、降雨强度、影响范围、持续时间和极端性均不及过程2。两次过程的低空急流差异明显,过程1以低涡南侧的西南急流为主,过程2不仅西南急流更强,低涡北侧的偏东风急流同样显著,低层偏东风在太行山东麓地形的作用下产生了更明显的强降水。两次过程的低涡强度、结构及路径存在明显差别,过程1的低涡发展较为浅薄,仅在对流层中低层存在明显的正涡度,且在过程后期移动速度较快,一路沿太行山北上并最终在河北北部消散;而过程2的低涡更为深厚,后期在河北西南部稳定少动直至消散。两次过程的阶段性发展特征也存在一定差异,在第一阶段,过程1的低层辐合主要出现在低涡中心附近的山西南部至河南北部,而过程2的辐合主要出现在低涡北侧偏东风急流与地形交界处的河北西部地区;在第二阶段中,两次过程均出现了类似于台风螺旋雨带结构的低涡螺旋型对流雨带,但过程1主要出现在低涡东侧,而过程2主要发生在低涡北侧,这可能是由于水平涡度旋度、差动垂直涡度平流、暖平流以及非绝热加热的分布差异导致的;在第三阶段,过程1的低涡已移至华北北部,低涡中心附近的强辐合配合不稳定层结和地形抬升产生了较强降雨;而过程2的低涡仍然位于河北西部,低涡东北侧的暖切变辐合不及过程1,但对流不稳定层结更深厚,从而产生了更强的垂直上升运动及更强的降雨。上述结论有助于理解两次暴雨过程的时空分布和强度差异及可能成因。 展开更多
关键词 华北低涡暴雨 低涡结构 地形降水 螺旋型对流雨带 对流不稳定
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民航华北空管两代快速更新循环同化数值预报系统的检验评估 被引量:3
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作者 许晨璐 袁慧玲 +1 位作者 吴玲芳 柳贵钧 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2022年第4期523-532,共10页
民航华北空管气象中心自主研发了第一代快速更新循环同化数值预报系统(NMC-RAP)和更新的第二代快速循环同化数值预报系统(NMC-HRRR)。针对2020年和2021年6~8月华北区域3次大范围雷雨天气过程的雷达反射率的预报结果,从雷达回波的空间分... 民航华北空管气象中心自主研发了第一代快速更新循环同化数值预报系统(NMC-RAP)和更新的第二代快速循环同化数值预报系统(NMC-HRRR)。针对2020年和2021年6~8月华北区域3次大范围雷雨天气过程的雷达反射率的预报结果,从雷达回波的空间分布、航空雷暴临近预报系统(Aviation Thunderstorm Nowcasting System,ATNS)评分、主要机场对流预警的预报效果等角度,对两代快速更新循环同化数值预报系统的预报性能进行了对比分析。结果表明:1)两代系统均能较好体现雷达回波的空间分布特征,回波强度也与区域雷达拼图实况资料比较接近。对于强回波中心落区这样的关键预报,NMC-HRRR总能体现出更大的优势,与实况更吻合。2)两代系统的弱回波预报的ATNS评分均优于强回波。其中,NMC-HRRR 0~9 h内预报的强、弱回波评分整体较高,特别是0~360 min和第540分钟的强回波预报,显著优于NMC-RAP。3)NMC-HRRR在预报对飞行有影响的回波开始出现的时间方面优势明显。对5个主要机场强对流预警的整体评估,定量证明了NMC-HRRR相较NMC-RAP,在强、弱回波的定时、定点预报准确率及其时空分布的改进都是有显著效果的。 展开更多
关键词 民航气象 快速更新循环同化数值预报系统 雷达反射率 航空雷暴临近预报系统(ATNS)评分
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温熵图在气象中的原理与应用
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作者 黄亿 傅灵艳 《安徽农业科学》 CAS 2015年第36期275-277,285,共4页
利用温熵图作为热力学图表的特征,简述其在气象中的原理,以温度和湿度基本要素场描述大气的层结结构,并通过图解获取抬升凝结高度、大气稳定度等气象物理量应用于天气预报。结果表明,温熵图在针对强对流天气、冰雪及低能见度天气的预报... 利用温熵图作为热力学图表的特征,简述其在气象中的原理,以温度和湿度基本要素场描述大气的层结结构,并通过图解获取抬升凝结高度、大气稳定度等气象物理量应用于天气预报。结果表明,温熵图在针对强对流天气、冰雪及低能见度天气的预报中有着较好的指示意义,在与数值模式高分辨率输出的结合中发挥更大的作用。 展开更多
关键词 温熵图 原理 大气层结 大气稳定度 气象应用
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基于相干多普勒测风激光雷达的不同成因类型的低空风切变观测 被引量:20
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作者 刘晓英 吴松华 +4 位作者 张洪玮 何志强 张建军 王筱晔 陈晓敏 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期491-504,共14页
为实现不同成因类型的低空风切变观测,利用两台相干多普勒测风激光雷达在北京首都国际机场展开试验观测。针对干性雷暴和地形引起的两类风切变,分别采用多普勒波束摆动(Doppler Beam Swing,简称DBS)和下滑道两种扫描模式进行风切变的探... 为实现不同成因类型的低空风切变观测,利用两台相干多普勒测风激光雷达在北京首都国际机场展开试验观测。针对干性雷暴和地形引起的两类风切变,分别采用多普勒波束摆动(Doppler Beam Swing,简称DBS)和下滑道两种扫描模式进行风切变的探测与识别。结果表明,DBS模式风切变识别方法可有效识别干性雷暴引起的水平低空风切变,下滑道模式可有效识别地形诱导的下滑道顺风和逆风风切变。干性雷暴造成的风速骤增、风向突变和上升下降气流的强烈对流是引发低空风切变的主要原因。地形诱导风切变主要由高速气流和复杂下垫面相互作用产生,具有偶发性和瞬变性的特点。 展开更多
关键词 激光雷达 航空安全 低空风切变识别 干性雷暴 地形
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首都机场雷暴大风的初步研究 被引量:10
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作者 何志强 卢新平 王丙兰 《气象》 CSCD 北大核心 2014年第11期1408-1413,共6页
雷暴大风是航空飞行的主要威胁之一。气象预报员预报雷暴引发的突如其来的短时强阵风难度较大。文章把McCann提出的WINDEX经验方程应用在首都机场地区,利用2006—2010年54511台站的探空资料计算经验指数WINDEX,并与首都机场地区雷暴引... 雷暴大风是航空飞行的主要威胁之一。气象预报员预报雷暴引发的突如其来的短时强阵风难度较大。文章把McCann提出的WINDEX经验方程应用在首都机场地区,利用2006—2010年54511台站的探空资料计算经验指数WINDEX,并与首都机场地区雷暴引发的强阵风进行了对比分析。建立了雷暴强阵风的预报工作程序。 展开更多
关键词 雷暴大风 WINDEX 强阵风
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基于Holt-ARIMA-Lagrange Multiplier的CWC信息熵时序研究 被引量:1
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作者 张仙 吴琼 +2 位作者 陈以祺 黎亚少 王巍巍 《南京信息工程大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2023年第3期367-378,共12页
降水云系的发展过程及其特征分析,是云降水物理学中的一个重要问题.本文选取一次云发展过程中的700 hPa云水含量(Cloud Water Content, CWC)和大气垂直方向上气流速度(Omega, OMG)的1 h值,以信息熵来度量CWC空间分布的混沌程度,辅以OMG... 降水云系的发展过程及其特征分析,是云降水物理学中的一个重要问题.本文选取一次云发展过程中的700 hPa云水含量(Cloud Water Content, CWC)和大气垂直方向上气流速度(Omega, OMG)的1 h值,以信息熵来度量CWC空间分布的混沌程度,辅以OMG的时间变化来判断云的发展,并提出了一种基于多尺度分解、Holt模型、自回归滑动平均模型(Autoregressive Integrated Moving Average Model, ARIMA)和Lagrange Multiplier的组合预测方法.结果表明:1)CWC熵具有非线性和非平稳性;2)在云的不同发展阶段,北方CWC熵序列的均值都小于南方,方差普遍大于南方;3)OMG区域均值与CWC熵的小波低频重构的极值点在时间上有很好的对应关系,相近的极值点在南方中占50%,在北方中占83.3%,表明CWC熵可以在一定程度上反映云系的发展;4)CWC熵序列往往具有多种时间尺度特征,故进行多尺度分解之后再组合建模的Holt-ARIMA-Lagrange Multiplier模型比单一预测方法、单层分解的预测模型更优,准确率提高3%以上. 展开更多
关键词 云水含量 信息熵 小波分解 经验模态分解(EMD) 自回归滑动平均模型(ARIMA) Holt两参数指数平滑法
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雷达资料同化对一次飑线过程的模拟影响
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作者 邹玮 沈晗 袁慧玲 《大气科学》 CSCD 北大核心 2022年第6期1281-1299,共19页
雷达资料同化能够改善强对流天气的预报,但是不同的模式方案配置会得到不同的结果。本文针对中国南部2018年3月4日一次飑线过程,以全球预报模式GFS分析场和预报场为背景场,采用中尺度区域气象预报模式ARPS 3DVAR系统同化多普勒雷达径向... 雷达资料同化能够改善强对流天气的预报,但是不同的模式方案配置会得到不同的结果。本文针对中国南部2018年3月4日一次飑线过程,以全球预报模式GFS分析场和预报场为背景场,采用中尺度区域气象预报模式ARPS 3DVAR系统同化多普勒雷达径向速度,用云分析处理反射率数据,考虑同化间隔、频次、云分析中不同参数调整,采用1 h同化窗口,设计不同同化方案,最后用WRF模式进行预报,研究雷达资料同化对飑线系统触发及发展机制的影响。结果表明,同化间隔过短时,由于模式热动力变量没有平衡产生虚假回波,同化间隔过长时,系统触发和发展的特征普遍偏弱;采用12 min间隔同化得到了最好的初始场,并且同化频次越高得到的降水预报结果越好。此外,ARPS云分析能大大改善初始场,减少模式自调整时间,其中湿度调整、温度调整、雨水调整及水汽调整对系统动力过程和水凝物初始场分布都有较大的影响,而垂直速度相关参数调整影响较小。 展开更多
关键词 飑线 雷达观测 数据同化 云分析 水凝物
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北京首都国际机场冻雨过程的模拟及其产生的可能机制 被引量:1
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作者 柳贵钧 王飞 +2 位作者 沈晗 冯向阳 张伟 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2018年第2期235-240,共6页
为了探讨北京首都国际机场冻雨过程产生的可能机制,利用NCEP再分析资料、风云2号E星(FY-2E)的云顶亮温(Black Body Temperature,TBB)逐小时资料及风云3号A星(FY-3A)反演的云顶高度日平均资料做为检验依据,使用美国非静力中尺度模式(Weat... 为了探讨北京首都国际机场冻雨过程产生的可能机制,利用NCEP再分析资料、风云2号E星(FY-2E)的云顶亮温(Black Body Temperature,TBB)逐小时资料及风云3号A星(FY-3A)反演的云顶高度日平均资料做为检验依据,使用美国非静力中尺度模式(Weather Research and Forecasting,WRF)对2013年1月31日发生在首都机场附近地区的一次冻雨过程进行模拟,得出以下结论:1)模拟结果中的云顶温度与FY-2E的TBB逐小时资料对应较好:此次冻雨过程,整个降水云系云顶温度在0^-6°C之间,模拟结果水成物的垂直分布也得到了较好的印证;通过FY-3A反演的云顶高度日平均资料的检验,证明此次冻雨过程的云高基本维持在3 km左右,而且云微物理固态项的含量少。2)云顶温度、云顶高度实况与模式模拟表明此次过程是一次典型的暖雨机制冻雨,这说明产生北方冻雨的可能机制并不单一,冰相机制与暖雨机制可以同时存在。 展开更多
关键词 冻雨 暖雨机制 WRF模式 FY-2E数据
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