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广西汛期大范围持续性强降水特征与天气学分型研究 被引量：8
1
作者 李华实 王东海 +3 位作者 陆虹 陈思蓉 曾智琳 张春燕 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期242-255,共14页
利用1979—2019年国家级气象观测站日降水资料、ERA5再分析资料以及CMA热带气旋最佳路径集,对51例发生在广西的汛期大范围持续性强降水过程进行了统计分析与天气学分型研究,重点探索了不同类型过程的关键环流特征与锋生结构差异。主要... 利用1979—2019年国家级气象观测站日降水资料、ERA5再分析资料以及CMA热带气旋最佳路径集,对51例发生在广西的汛期大范围持续性强降水过程进行了统计分析与天气学分型研究,重点探索了不同类型过程的关键环流特征与锋生结构差异。主要研究结论如下:大范围持续性强降水过程有华北槽、南支槽、低涡切变、副高边缘、热带气旋以及季风低压等六种主要类型,均以稳定天气环流背景为共同特征。华北槽型发生频率最高,南支槽型平均持续时间最长且平均影响范围最广。华北槽、南支槽和低涡切变型过程的降水强度相当,主要落区在桂东北,由该区特殊地形及其与冷暖空气交绥共同作用而引起锋生,较强锋生起始高度较高且不深厚,但在中低层都存在一定干冷空气的侵入,尤以华北槽型最明显,有利于增强大气不稳定度以及锋生发展;另外,南支槽型在沿海伴有暖区雨带。副高边缘、热带气旋和季风低压型降水强度较大,主要落区位于桂南,大多则由地形抬升暖空气、狭管效应以及地形摩擦辐合作用而引起锋生,触发和维持高效的暖云降水,后两者强锋生起始高度较低且深厚,暖云降水效率更高,而南支槽型沿海锋生区和副高边缘型强锋生相较浅薄。 展开更多
关键词 持续性强降水 天气学分型 降水差异 锋生结构特征 地形
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动力降尺度和多物理参数化方案组合对华南前汛期降水集合预报的影响研究 被引量：3
2
作者 张凯锋 王东海 +2 位作者 张宇 吴珍珍 李国平 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2020年第5期668-682,共15页
针对华南前汛期降水过程,基于全球集合预报系统(GEFS)资料,利用WRF中尺度模式以及GEFS动力降尺度获取的区域集合预报初值场,通过多物理过程参数化方案组合和模式积分方法实现华南前汛期降水的区域集合预报。对2019年5月15日—6月15日共3... 针对华南前汛期降水过程,基于全球集合预报系统(GEFS)资料,利用WRF中尺度模式以及GEFS动力降尺度获取的区域集合预报初值场,通过多物理过程参数化方案组合和模式积分方法实现华南前汛期降水的区域集合预报。对2019年5月15日—6月15日共32天的华南前汛期降水过程进行了单一物理过程区域集合预报(REFS_SINGLE)和多物理过程区域集合预报(REFS_MULTI)的数值模拟批量敏感性试验,通过GEFS、REFS_SINGLE和REFS_MULTI的对比分析,探讨多物理过程参数化方案组合对华南前汛期降水的影响,同时利用一次华南前汛期暴雨过程进一步探讨集合预报试验的预报效果。结果表明:(1)REFS集合平均的预报效果明显好于控制性预报。(2)REFS降水集合离散度与预报误差的对应关系好于GEFS。(3)积分48小时后,REFS_MULTI和REFS_SINGLE的扰动能量分别是GEFS的4.7倍和6.3倍。(4)降水级别越大,REFS的TS评分效果就越好于GEFS;REFS_MULTI略微好于REFS_SINGLE。(5)基于32天的批量试验,REFS的AUC值有28天大于GEFS,REFS_MULTI有22天大于REFS_SINGLE,表明REFS的预报技巧好于GEFS,且REFS_MULTI的预报技巧好于REFS_SINGLE。 展开更多
关键词 华南前汛期 集合预报 动力降尺度 集合预报检验
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华南暴雨区域集合预报中不同同化方案的影响试验研究
3
作者 张凯锋 王东海 +2 位作者 张宇 张敏 张少婷 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2022年第1期145-160,共16页
基于全球集合预报系统(GEFS)资料,利用WRF中尺度模式及GEFS动力降尺度获取区域集合预报初值场,通过对同化后的分析场进行模式积分实现华南前汛期区域集合预报。对2019年6月10日的一次华南前汛期暴雨过程进行不同同化方案的试验:混合同化... 基于全球集合预报系统(GEFS)资料,利用WRF中尺度模式及GEFS动力降尺度获取区域集合预报初值场,通过对同化后的分析场进行模式积分实现华南前汛期区域集合预报。对2019年6月10日的一次华南前汛期暴雨过程进行不同同化方案的试验:混合同化(Hybrid)、三维变分(3Dvar)、集合卡尔曼滤波(EnKF)和对比试验(Ctrl)四组试验的对比分析,探讨具有不同背景误差协方差矩阵的同化方案对区域集合预报集合扰动和集合离散随时间演变特征的影响,评估不同试验的降水模拟效果。(1)Hybrid对模式初始场有较好的改善作用,而3DVar和EnKF对初始场的改善作用不明显。(2)对风场、温度场和湿度场,在前期预报中Hybrid的预报误差小于3DVar和EnKF,在中后期的预报中,3DVar和EnKF的预报误差得到改善,且好于Hybrid。同样,集合扰动能量,Hybrid和Ctrl在前期预报发展好于3DVar和EnKF,而在中后期的预报3DVar和EnKF好于Hybrid和Ctrl。(3)从24h累积降水评分中,整体上同化试验好于Ctrl,3DVar和EnKF好于Hybrid,且3DVar对大中雨级别的降水评分较好,而EnKF对暴雨以上级别的降水评分较好。(4)对于集合统计检验分析,同化试验的AUC值都大于Ctrl的AUC值,24h累积降水量阈值在10~100mm的AUC值,3DVar最好;而125mm阈值的AUC值,EnKF最好。 展开更多
关键词 资料同化方法 华南前汛期 区域集合预报 循环同化
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基于变分客观分析方法的青藏高原试验区夏季对流降水过程热动力特征分析 被引量：6
4
作者 庞紫豪 王东海 +1 位作者 姜晓玲 张明华 《大气科学》 CSCD 北大核心 2019年第3期511-524,共14页
本文利用基于变分客观分析方法的物理协调大气分析模型,构建了青藏高原试验区大气热力-动力相互协调的数据集,并通过该数据集对青藏高原试验区夏季深厚及浅薄对流降水过程的热动力特征进行分析,结果表明:变分客观分析后的垂直速度场能... 本文利用基于变分客观分析方法的物理协调大气分析模型,构建了青藏高原试验区大气热力-动力相互协调的数据集,并通过该数据集对青藏高原试验区夏季深厚及浅薄对流降水过程的热动力特征进行分析,结果表明:变分客观分析后的垂直速度场能更好地与实际观测的对流降水过程相吻合;深厚对流降水期高云含量多,整层大气为较强的上升运动,上升运动可达100 h Pa左右,浅薄期高云含量少,上升运动仅能延伸到300 hPa左右;两种对流降水过程中视热源Q1在低层为冷却作用,高层为加热作用,在深厚期中高层Q1存在两个加热中心,中层受较强的水汽凝结释放潜热加热所影响,高层主要受过冷云水凝结成冰晶形成高云时释放的热量所影响;在浅薄期中高层Q1只存在一个加热中心,大气的加热主要来源于水汽的凝结潜热释放;深厚对流降水期视水汽汇Q2的加热作用可以延伸到200 hPa,而浅薄期仅到340 hPa左右。 展开更多
关键词 青藏高原 变分客观分析 夏季对流降水 热力特征
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近70年不同路径的南海热带气旋的统计特征 被引量：7
5
作者 江文 王东海 +2 位作者 张春燕 曾智琳 李国平 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期433-443,共11页
为进一步认识南海热带气旋(SCSTC)的基本特征规律,利用中国气象局上海台风研究所(CMA-ATI)整编的“热带气旋最佳路径数据集”等资料,对1949—2019年不同移动路径的SCSTC的频数、源地、强度变化等特征进行统计分析。(1)近70年的SCSTC的... 为进一步认识南海热带气旋(SCSTC)的基本特征规律,利用中国气象局上海台风研究所(CMA-ATI)整编的“热带气旋最佳路径数据集”等资料,对1949—2019年不同移动路径的SCSTC的频数、源地、强度变化等特征进行统计分析。(1)近70年的SCSTC的频数呈现递减的趋势,其中东北走向的SCSTC频数相对较少,其峰值集中在5月、6月,西/西北走向的SCSTC频数相对较多,约占总数的76%,其峰值集中在8月、9月,且西/西北走向的SCSTC频数变化趋势与西太平洋副热带高压(“副高”)脊线位置的移动趋势相匹配,即当副高脊线逐渐向北(南)移动时,SCSTC频数随月份逐渐增多(减少)。(2)东北走向的SCSTC平均强度比西/西北走向的SCSTC强,生命史也更长,并且在5种SCSTC强度等级中,东北走向的台风和强台风的强度二次加强的现象相比西/西北走向的更显著。(3)两种路径走向的SCSTC的源地位置随着季节的变化都有一个先北抬后南撤的过程,与副高脊线的移动规律一致,东北走向SCSTC源地位置整体比西/西北走向的SCSTC更偏北2~3个纬距。 展开更多
关键词 SCSTC 移动路径 频数 强度 源地
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GSI同化系统的背景误差协方差特征及对预报的影响 被引量：3
6
作者 姚乐宝 王东海 +2 位作者 张宇 沈丹 李国平 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2020年第3期416-432,共17页
在同化系统中使用更合理的背景误差协方差对于得到更良好的同化效果至关重要。首先采用NMC方法针对中国区域构建更适合WRF-ARW区域预报系统的B矩阵,并对比分析了其与GSI同化系统预设的NCEP预报系统的B矩阵在分析变量间的平衡关系、分析... 在同化系统中使用更合理的背景误差协方差对于得到更良好的同化效果至关重要。首先采用NMC方法针对中国区域构建更适合WRF-ARW区域预报系统的B矩阵,并对比分析了其与GSI同化系统预设的NCEP预报系统的B矩阵在分析变量间的平衡关系、分析控制变量的标准差、水平和垂直特征尺度等方面的特征差异。参照这些特征差异设计单点观测试验、背景误差协方差调优参数敏感性试验,确定针对中国区域构建B矩阵的最佳调优参数。并讨论其对一次季风低压强降水天气过程的循环同化和预报效果的影响。结果表明,采用最佳调优参数使用针对中国区域构建B矩阵的试验(Sen6)对V风分量场和相对湿度场的预报性能改进显著,同时也引出了GSI同化系统背景误差协方差参数调优(尤其是水平特征尺度参数调整)的两难问题。在此基础上,采用Hybrid同化方法使用针对中国区域构建B矩阵的循环同化试验(Hyb3)可以进一步改善预报效果,并在一定程度上修正个例模拟雨带的位置。 展开更多
关键词 资料同化 GSI同化系统 背景误差协方差
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深圳中重度霾污染输送特征的数值模拟分析 被引量：1
7
作者 田春艳 周慧娴 +4 位作者 沈傲 申冲 王明洁 陈训来 樊琦 《中山大学学报（自然科学版）（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期38-47,共10页
对2008—2018年深圳出现的中重度霾污染事件进行天气分析的基础上,利用WRF-Chem模式采用敏感性试验的方法定量研究深圳及其周边城市(广州、东莞、惠州)人为排放源对深圳地区霾污染过程的贡献,揭示该地区霾污染过程的主要输送特征。影响... 对2008—2018年深圳出现的中重度霾污染事件进行天气分析的基础上,利用WRF-Chem模式采用敏感性试验的方法定量研究深圳及其周边城市(广州、东莞、惠州)人为排放源对深圳地区霾污染过程的贡献,揭示该地区霾污染过程的主要输送特征。影响深圳中重度霾污染过程的主要天气型为台风外围环流型及大陆高压(脊)型两类,其中大陆高压(脊)型又可根据风场进一步细分为3种类型:偏东北风型、风向多变型和偏南风型。典型污染个例的敏感性试验结果表明:台风外围环流型霾污染过程深圳本地贡献率为40.38%,其周边城市的总贡献率为22.6%;大陆高压(脊)型3种类型污染过程,深圳本地贡献率分别为21.12%、53.92%、55.41%,其周边城市的总贡献率分别为6.88%、10.97%、3.44%。风速和风向对输送特征的影响最为显著:当风速为3~4 m/s时,深圳本地贡献率可达50%;风速约6 m/s时,本地贡献率降为20%~40%,其周边城市输送的贡献率明显增大。不同城市对深圳霾污染的贡献受风向的影响有所差异,台风外围环流型个例主导风场多为西北风,此时东莞和惠州对深圳的贡献值分别为15.03%、1.77%;而其他风向时,东莞和惠州对深圳的贡献情况较为一致,其中,东北风时约3%,风向多变型时约5%,偏南风时1%~2%。广州对深圳的贡献率仅在台风外围环流型的西北风向时较为显著,可达5.8%。 展开更多
关键词 中重度霾污染 输送特征 台风外围环流型 大陆高压(脊)型 深圳
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一次局地辐射雾过程及其水汽来源的数值模拟
8
作者 崔寅平 晋银保 +6 位作者 张娟 沈傲 吴蒙 谭浩波 刘一鸣 卢骁 樊琦 《中山大学学报（自然科学版）（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期171-180,共10页
基于WRF中尺度数值预报模式和HYSPLIT后向轨迹模式对2017年11月10~11日发生在广东省佛山市的一次局地雾天气过程及其水汽来源进行高分辨率的数值模拟研究。WRF模拟结果表明:本次雾是一次典型的辐射雾过程;晴朗夜晚地面长波辐射冷却降温... 基于WRF中尺度数值预报模式和HYSPLIT后向轨迹模式对2017年11月10~11日发生在广东省佛山市的一次局地雾天气过程及其水汽来源进行高分辨率的数值模拟研究。WRF模拟结果表明:本次雾是一次典型的辐射雾过程;晴朗夜晚地面长波辐射冷却降温使得区域范围内水汽聚集并凝结产生相变,同时夜间存在逆温层以及局地低于1 m/s的静小风促进了此次雾过程的发展;垂直方向上温度和水汽含量的变化较为一致,揭示了近地面雾层的垂直发展情况。进一步利用WRF高分辨率模拟结果驱动HYSPLIT后向轨迹模式对此次雾天气过程的水汽来源进行分析发现:除本地水汽凝结相变外,佛山市辖区内珠江流域水汽的输送对本次雾天气有促进作用。 展开更多
关键词 WRF模式 长波辐射冷却 水汽条件 HYSPLIT
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