梅雨期暴雨系统的流依赖中尺度可预报性 被引量：18

1

作者 刘建勇 谈哲敏 顾思南 《大气科学》 CSCD 北大核心 2011年第5期912-926,共15页

中尺度天气系统的初值敏感性,导致了中尺度系统预报极限的存在。中尺度系统的初始误差的快速增长及其中尺度可预报性依赖于系统流的特征。梅雨暴雨形成是多尺度天气系统共同作用的结果,决定了梅雨期暴雨的形成机制的多样性,也决定了其... 中尺度天气系统的初值敏感性,导致了中尺度系统预报极限的存在。中尺度系统的初始误差的快速增长及其中尺度可预报性依赖于系统流的特征。梅雨暴雨形成是多尺度天气系统共同作用的结果,决定了梅雨期暴雨的形成机制的多样性,也决定了其初值敏感性的差异性。本文重点对比分析了五种不同类型的梅雨暴雨的误差增长特征及其机制。冷空气抬升、低层涡旋、边界层冷池、重力波等在梅雨期暴雨系统的误差增长发挥着重要作用,它们通过不同方式促使初始误差由小尺度向大尺度传递。利用初始随机扰动和系统扰动方法构造的初始误差试验表明,系统扰动试验中误差的初始调整较小,能够快速到达误差最优增长尺度。冷槽推进型的误差扰动尺度大,冷空气抬升控制不稳定区域的误差尺度,可预报性强;西南涡移出型和北槽南涡型的低层涡旋平流作用抵消涡旋内的正负偏差,加快了误差能量向大尺度传递,提高了暖季降水的预报技巧;自组织型中重力波、冷池强迫抬升等拟连机制使得误差能量快速频散,出现误差在多个尺度上共同增长,且误差饱和尺度小于上述三种类型,可预报性略差;受局地地形和热力条件影响,非组织局地型的中小尺度误差能量很难饱和,可预报性最差。梅雨期暴雨的误差结构主要决定于暴雨形成中起主要作用的系统。冷空气抬升使得冷槽推进型暴雨中误差沿锋面垂直倾斜;冷空气侵入致使冷槽推进型和北槽南涡型的中层温度误差出现显著性增长;在西南涡移出型、北槽南涡型、自组织型、非组织局地类型中,冷池的形成导致出现了低层的高动量偏差;在所有的暴雨类型中,在对流发展后期,误差向高层传递并增大,导致在高层出现大误差带。 展开更多

关键词 误差增长 中尺度可预报性 暴雨 梅雨类型

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条件不稳定大气中二维小尺度双脊地形上空对流及降水特征 被引量：5

2

作者 李唐棣 谈哲敏 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期536-548,共13页

在条件不稳定大气条件下,二维小尺度双脊钟形地形上空对流触发、传播和降水分布特征主要决定于地形上游基流强度、双脊地形配置形式、地形高度及其山谷宽度。双脊地形在沿基流方向上有两种配置:高脊地形位于上游和低脊地形位于上游。对... 在条件不稳定大气条件下,二维小尺度双脊钟形地形上空对流触发、传播和降水分布特征主要决定于地形上游基流强度、双脊地形配置形式、地形高度及其山谷宽度。双脊地形在沿基流方向上有两种配置:高脊地形位于上游和低脊地形位于上游。对于高脊地形位于上游的双脊地形,上游高地形将起主导作用,山地上空对流及降水特征与单脊地形类似。对于低脊地形位于上游的双脊地形,上游低地形可明显地改变下游高地形的前方来流,同时,下游高地形也能够对上游低地形背风侧流动产生影响,从而导致出现地形上空复杂的对流传播、降水分布特征。对于低脊地形位于上游的双脊地形,其山谷宽度主要决定了双脊地形与单脊地形之间在对流、降水分布等的差异;当山谷宽度较小时,双脊地形可以近似为一个包络地形,此时地形上空的对流、降水特征与单脊地形类似;当山谷宽度较大时,双脊上空流动相互影响较小,此时双脊地形可以分成两个单脊地形;当山谷宽度在一定范围内,其上空的对流及其降水分布与单脊地形有明显差异。对于低脊地形位于上游、中等山谷宽度的双脊地形上空降水主要呈现4种类型:(1)山谷与低脊迎风坡降水;(2)高脊迎风坡降水;(3)低脊山峰与高脊迎风坡降水;(4)低脊背风侧、双脊山峰准静止降水。 展开更多

关键词 复杂地形 对流系统 降水 密度流

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梅雨期3类不同形成机制的暴雨 被引量：27

3

作者 刘建勇 谈哲敏 张熠 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期452-466,共15页

通过对1998—2007年观测资料的分析,根据影响梅雨期暴雨发生、发展机制的不同,将梅雨期暴雨分为外强迫型、自组织型和非组织化局地型3种类型。外强迫型主要包括冷槽推进型、西南涡移出型和北槽南涡型,该类型暴雨主要是由大尺度环流的动... 通过对1998—2007年观测资料的分析,根据影响梅雨期暴雨发生、发展机制的不同,将梅雨期暴雨分为外强迫型、自组织型和非组织化局地型3种类型。外强迫型主要包括冷槽推进型、西南涡移出型和北槽南涡型,该类型暴雨主要是由大尺度环流的动力强迫抬升和冷空气侵入形成的不稳定层结共同作用而产生;在3类外强迫型中,高低空急流相互作用和冷槽的影响形式有很大不同。在自组织型中,暴雨对流系统具有较长生命周期,并以合并增长、上下游发展和新生中尺度涡旋等形式而传播、发展,是在切变线、水汽辐合带和低空急流等弱环境强迫下形成的一类暴雨。在非组织化局地型中,主要有山区午后强对流和副热带高压边缘对流不稳定两种形式,局地对流不稳定是暴雨产生的主要原因。不同的形成机制,导致出现了不同类型的梅雨期暴雨,相应地这些不同类型的梅雨期暴雨具有不同的预报难度。 展开更多

关键词 梅雨期 暴雨 外强迫 自组织 非组织化

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两次早春暴雪过程的对比分析 被引量：38

4

作者 周雪松 杨成芳 孙兴池 《高原气象》 CSCD 北大核心 2013年第2期446-455,共10页

利用常规资料、区域气象自动站、卫星云图、多普勒天气雷达和闪电定位资料等,对2010年和2011年山东早春出现的两次暴雪天气过程进行了对比分析,重点研究了暴雪的对流性和成因。结果表明,低涡(切变线)、低空急流、地面气旋(倒槽)等是暴... 利用常规资料、区域气象自动站、卫星云图、多普勒天气雷达和闪电定位资料等,对2010年和2011年山东早春出现的两次暴雪天气过程进行了对比分析,重点研究了暴雪的对流性和成因。结果表明,低涡(切变线)、低空急流、地面气旋(倒槽)等是暴雪的主要影响系统;高空和地面天气系统在时间和空间配置上的差异是造成暴雪对流性不同的关键因素。红外云图能很好地反映暴雪天气过程对流性的强弱;多普勒天气雷达可清楚地识别出两次过程的中尺度结构。南北对称的垂直速度对是早春暴雪的重要特征;对流层低层逆温层和暴雪前期爆发性增暖是造成"雷打雪"的重要因素;物理量诊断的对流不稳定存在与否是区别"雷打雪"和常规暴雪的重要标志;垂直风切变在"雷打雪"暴雪过程中发挥重要作用。 展开更多

关键词 早春暴雪 中尺度结构 对流不稳定

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地形对1998年7月鄂东特大暴雨鞍型场的影响 被引量：33

5

作者 姜勇强 王元 《高原气象》 CSCD 北大核心 2010年第2期297-308,共12页

利用中尺度η坐标模式对1998年7月21～22日鄂东特大暴雨过程进行了数值模拟,通过地形敏感性试验,分析了地形对鞍型场和低空急流的影响,概括了鄂东地区β中尺度低涡及特大暴雨形成的概念模型。结果表明,在全地形的情况下,降水和实况接近,... 利用中尺度η坐标模式对1998年7月21～22日鄂东特大暴雨过程进行了数值模拟,通过地形敏感性试验,分析了地形对鞍型场和低空急流的影响,概括了鄂东地区β中尺度低涡及特大暴雨形成的概念模型。结果表明,在全地形的情况下,降水和实况接近,700 hPa鞍型场稳定维持,鞍型场位置和实况接近,鄂东地区的β中尺度低涡形成于鞍型场中性点附近;而无地形试验模拟降水量偏小、降水开始时间偏迟,河套地区高压和西南涡偏北,造成700 hPa鞍型场偏北,鄂东地区无法形成β中尺度低涡。青藏高原地形对其北部及南部气流的阻滞、绕流作用以及侧边界的摩擦作用对河套地区高压和西南涡的形成和维持有重要作用。积分时间越长,地形的作用越明显。在全地形试验中,汉口南侧中尺度低空西南风急流的加强是β中尺度低涡形成的重要因素,当加强的西南中尺度急流传播到(或形成于)鞍型场中性点附近时,其左侧容易形成β中尺度低涡,并在合适的热力条件下得到发展。 展开更多

关键词 不同尺度地形 鞍型场 特大暴雨 Β中尺度低涡

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二维多单体雷暴系统中对流单体生成和发展的新机制 被引量：12

6

作者 鲍旭炜 谈哲敏 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期296-308,共13页

在多单体雷暴系统的发展和演变过程中,系统内新对流单体的生成和发展是系统维持最为重要的因素。文中利用中尺度数值模式,研究了环境风场存在低层反向切变(U_z<0)情况下,一种新对流单体的生成和发展机制——处于"亚最优切变态&q... 在多单体雷暴系统的发展和演变过程中,系统内新对流单体的生成和发展是系统维持最为重要的因素。文中利用中尺度数值模式,研究了环境风场存在低层反向切变(U_z<0)情况下,一种新对流单体的生成和发展机制——处于"亚最优切变态"的多单体雷暴系统的维持和发展机制。与以往处于"最优切变态"条件下新对流单体的生成和发展机制不同,由于环境风场存在低层反向切变,此时密度流产生的水平涡度要大于环境风切变产生的水平涡度,密度流向外扩展较快,使两者处于"亚最优切变态",此时多单体雷暴系统中的新对流单体不再是从密度流前沿的阵风锋前上升气流分离出,而是由发展旺盛的主体对流体在其前部中低层激发的垂直上升运动引起。新生成的对流单体因其前部低层湿空气的流入得到快速发展,而其西侧原有的主体对流体因湿空气的流入被切断而开始减弱、消亡并最终被新对流单体所替代。这种新机制的出现与低层环境风反向切变的强度及地表风速有关。在一定的低层反向风切变条件下,这种新机制可与"最优切变态"机制交替作用:当密度流较强时,多单体雷暴系统中新对流单体的生成主要是以"亚最优切变态"机制为主,且新生成的对流单体强度也较弱;当密度流较弱时,多单体雷暴系统中新对流单体的生成主要以"最优切变态"机制为主,此时阵风锋前上升气流得到快速发展,当发展到一定程度时,新对流单体从阵风锋前上升气流中分离出。 展开更多

关键词 多单体雷暴系统 飑线 低层切变 冷池 对流单体

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近海台风中心自适应定位方法研究 被引量：7

7

作者 黄旋旋 朱科锋 赵坤 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期855-864,共10页

本研究提出了近海台风自适应定位方法(typhoon eye adaptive identifying and tracking,TEAIT).该方法主要基于多普勒反射率数据对近海台风的台风眼进行客观的识别和追踪.文中对4个典型台风个例使用TEAIT方法进行了定位测试,并将其与基... 本研究提出了近海台风自适应定位方法(typhoon eye adaptive identifying and tracking,TEAIT).该方法主要基于多普勒反射率数据对近海台风的台风眼进行客观的识别和追踪.文中对4个典型台风个例使用TEAIT方法进行了定位测试,并将其与基于径向风的GBVTD-simplex和基于弱回波的TCET方法作比较.相比GBVTDsimplex方法,因为雷达回波的观测半径要大于径向风,TEAIT方法可以更早的追踪台风.对相同时段定位比较表明,两者中心定位差绝大部分都分布在5km内.进一步分析表明,差异大主要是在台风路径显著转向或者台风眼剧烈收缩时,此时台风环流中心和回波中心不重合导致.相比同样基于回波的TCET方法,TEAIT方法即便在台风结构不对称、眼不闭合、低层填塞等情况下都能成功定位,而TECT法在这些情形下容易定位失败.TEAIT方法比TECT方法表现出更好地识别和连续追踪能力. 展开更多

关键词 近海台风 多普勒雷达 自适应定位

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迎风坡降水对中国东南地区降水贡献的估测 被引量：3

8

作者 徐昕 王其伟 王元 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期625-630,共6页

本文利用2001-2007年中国东南地区84个观测台站的逐日降水资料,0.5°×0.5°的中国地形资料,以及日本气象厅20 km分辨率的再分析风场、温度场和湿度场资料,研究了迎风坡降水对中国东南地区观测降水的可能贡献.研究发现,中... 本文利用2001-2007年中国东南地区84个观测台站的逐日降水资料,0.5°×0.5°的中国地形资料,以及日本气象厅20 km分辨率的再分析风场、温度场和湿度场资料,研究了迎风坡降水对中国东南地区观测降水的可能贡献.研究发现,中国东南地区北部迎风坡降水对观测降水的贡献最大,而中部地区迎风坡降水对观测降水的贡献最小.迎风坡降水占观测降水的比例与地形梯度的经向分布基本一致,表明地形因素对东南地区的降水有着重要的影响. 展开更多

关键词 迎风坡降水 观测降水 中国东南地区

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预报误差演变近似模型的偏差

9

作者 刘凑华 谈哲敏 张熠 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期607-615,共9页

本文从理论和数值试验上讨论了两种常用的预报误差增长近似模型的偏差问题:累加近似模型和线性近似模型.理论结果表明初始误差、模式误差的累加近似的偏差在短期内随时间是线性增长,但其增长速度后者约为前者的一半.误差增长的线性近似... 本文从理论和数值试验上讨论了两种常用的预报误差增长近似模型的偏差问题:累加近似模型和线性近似模型.理论结果表明初始误差、模式误差的累加近似的偏差在短期内随时间是线性增长,但其增长速度后者约为前者的一半.误差增长的线性近似的偏差与误差线性分量的模成正比.利用Lorenz-96系统数值模拟结果进一步验证了理论分析的结果,并进一步指出误差累加近似和线性近似的偏差对背景状态不敏感,模式误差源的性质对累加近似的平均偏差的影响较小.研究结果可为确定预报误差演变近似模型的适用范围、误差增长的阶段划分等研究提供理论依据. 展开更多

关键词 初始误差 模式误差 预报误差 误差增长 近似模型 偏差

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台风“鲇鱼”(2010)过程影响系统分析 被引量：3

10

作者 禹梁玉 方娟 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期285-299,共15页

本文利用日本气象厅的台风最佳路径数据和美国国家环境预报中心1°×1°逐6h再分析资料,对2010年第13号台风"鲇鱼"的发生发展过程进行详细的分析,发现该过程中主要的影响天气系统有副热带高压和中纬度西风槽等.... 本文利用日本气象厅的台风最佳路径数据和美国国家环境预报中心1°×1°逐6h再分析资料,对2010年第13号台风"鲇鱼"的发生发展过程进行详细的分析,发现该过程中主要的影响天气系统有副热带高压和中纬度西风槽等.然后利用分部位涡反演的方法,进一步研究各系统对"鲇鱼"路径与强度变化的影响.得到结果如下:(1)路径方面:台风"鲇鱼"发展过程中,前期主要受副高环流影响向西北方向运动;中期主要是受到位于华南的高压单体的东北风引导气流影响向南转折;后期由于西风槽增强南压,台风与西风槽底接近,"鲇鱼"受到西风槽系统产生的西南风引导气流的作用,向东北偏折.(2)强度方面:在台风强度达到最大时,西风槽、副高、台风等系统位涡扰动对应的水平风垂直切变为最小,不会抑制台风加强;后期西风槽和副高扰动产生的风垂直切变逐渐减小,但随着"鲇鱼"逐渐接近陆地,环境风切增大,台风强度逐渐减弱.这些结果表明,在副高强度大并且与台风距离近时,"鲇鱼"运动主要受副高环流的引导.而随着"鲇鱼"不断西移北抬,副高远离台风其影响几乎消失,中纬度西风槽成为影响台风运动的主要系统. 展开更多

关键词 台风 位涡反演 西风槽 副高 引导气流 水平风垂直切变

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台风Sinlaku(2008)生成过程环境场分析 被引量：2

11

作者 杨蜀都 方娟 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期657-669,共13页

本文利用美国国家环境预报中心1°×1°逐6h分析资料和半球观测系统研究与可预报性试验-亚太地区计划获得的云图资料,从背景条件、环流演变和背景场纬向风等方面入手,对西北太平洋地区的超强台风Sinlaku(2008)的生成过程进... 本文利用美国国家环境预报中心1°×1°逐6h分析资料和半球观测系统研究与可预报性试验-亚太地区计划获得的云图资料,从背景条件、环流演变和背景场纬向风等方面入手,对西北太平洋地区的超强台风Sinlaku(2008)的生成过程进行了详细分析,探讨了近年来人们提出的热带气旋形成的新机制———波动临界层理论在这次台风生成过程中的作用.研究结果表明Sinlaku形成前位于有利的背景场中,是一个大东风波系统里的一系列扰动经过发展演变、并最终由其中两个弱波动合并生成的.在Sinlaku形成前的两日,由于东风波扰动与季风槽的相互作用,东风波扰动附近出现了波动临界层,在这一有利于台风生成的最佳区域里("sweet spot"),Sinlaku前期扰动逐渐加强发展为热带气旋.与之相对应的是,在Sinlaku前期扰动西侧的东风波扰动虽然大部分时间都位于临界层附近,但最终并没有发展为热带气旋.这一结果表明热带东风波扰动附近临界层的出现有利于热带气旋的形成,但并不一定会导致热带气旋的形成,台风Sinlaku的形成除了与波动临界层密切相关外,其前期扰动位于大尺度背景场纬向风辐合区有利于扰动尺度收缩、波动能量积累,这也是促进台风形成的一个重要因子. 展开更多

关键词 台风 东风波 波动临界层 季风槽

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4—9月东北大陆型冷涡消亡方式及其统计特征 被引量：2

12

作者 范子琪 朱科锋 薛明 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期727-740,共14页

利用ERA-Interim再分析数据,主观识别了2009—2018年4—9月东北冷涡,并根据冷涡所在位置将其客观聚类为5类,其中3类大陆型冷涡主要影响中国东北地区,称为西北类、东北类和东南类冷涡。东北冷涡的消亡方式主要有2种,一是系统高层受非绝... 利用ERA-Interim再分析数据,主观识别了2009—2018年4—9月东北冷涡,并根据冷涡所在位置将其客观聚类为5类,其中3类大陆型冷涡主要影响中国东北地区,称为西北类、东北类和东南类冷涡。东北冷涡的消亡方式主要有2种,一是系统高层受非绝热加热侵蚀,二是被平流层高位涡源再吸收。对比分析非绝热消亡和再吸收消亡方式3类大陆型冷涡统计特征的差异及原因。结果表明:(1)西北类和东南类冷涡以非绝热消亡为主而东北类冷涡以再吸收消亡为主;(2)再吸收消亡冷涡强度一般强于非绝热消亡冷涡,这主要是由于前者的北侧平流层高位涡源持续向冷涡系统补充高值位涡,而后者强度不断被降水潜热释放削弱;(3)非绝热消亡冷涡持续时间比再吸收消亡冷涡长,且前者消亡阶段时间占生命期的比例更大;(4)降水和高空槽与冷涡的位置关系是影响冷涡消亡的主要因素。在冷涡气旋环流内部接近冷涡中心的较强降水能直接侵蚀高层冷涡内核区,导致其非绝热消亡;冷涡位于高空槽前或槽底有利于冷涡向北平流以被高位涡源再吸收而消亡。 展开更多

关键词 东北冷涡 统计特征 再吸收消亡 非绝热消亡 位涡

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影响台风“鲇鱼”(2010)强度的环境系统的诊断分析

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作者 禹梁玉 方娟 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期113-128,共16页

本文采用日本气象厅的最佳路径数据和美国国家环境预报中心1°×1°逐6h再分析资料,利用分部位涡反演的方法,分析了不同天气系统对台风"鲇鱼"(2010)强度变化的影响.研究结果表明,在"鲇鱼"的生成和发展... 本文采用日本气象厅的最佳路径数据和美国国家环境预报中心1°×1°逐6h再分析资料,利用分部位涡反演的方法,分析了不同天气系统对台风"鲇鱼"(2010)强度变化的影响.研究结果表明,在"鲇鱼"的生成和发展阶段,西北太平洋副热带高压扰动促进水汽向台风中心输送,为台风增强提供充足的水汽条件;台风自身扰动的增强,其自身的抽吸作用使得高层流场具有较强的辐散特征,同时配合低层强的辐合,有利于"鲇鱼"强度的维持和增强;与此同时,台风自身扰动和西风槽系统扰动共同引导弱冷空气向"鲇鱼"中层入侵,有利于"鲇鱼"内部对流的发展,激发其强度进一步加强.在"鲇鱼"减弱阶段,由于台风自身环流导致水汽流出增多,加上西风槽扰动向台风中心带入的大量干空气,造成"鲇鱼"内部水汽供应不足;"鲇鱼"中心高层流出气流受西风槽扰动以及位于"鲇鱼"南侧的反气旋阻挡,气流辐散减弱,也不利于台风强度的维持. 展开更多

关键词 台风 位涡反演 副高 西风槽

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