检索结果-内蒙古大学图书馆

“莫兰蒂”台风(2016)登陆前后精细结构及其引发福建特大暴雨的模拟研究

暴雨灾害 2018年第2期37卷 135-148页

作者：赵玉春王叶红陈健康黄惠镕海峡气象开放实验室厦门361012 厦门市气象局厦门361012 厦门市气象台厦门361012

利用福建省地面加密自动站观测资料、NCAR/NCEP再分析资料(0.5°×0.5°)与WRF中尺度数值模式的模拟结果,对2016年第14号台风"莫兰蒂"引发的福建特大暴雨过程的地面降水特征以及台风登陆前后其流场、温湿场、能... 详细信息

利用福建省地面加密自动站观测资料、NCAR/NCEP再分析资料(0.5°×0.5°)与WRF中尺度数值模式的模拟结果,对2016年第14号台风"莫兰蒂"引发的福建特大暴雨过程的地面降水特征以及台风登陆前后其流场、温湿场、能量场与动力、热力等三维精细结构特征进行了分析,并初步探讨了台风登陆后螺旋雨带强降水主要位于台风东北侧的原因。结果发现:(1)台风登陆前,台风底层到中高层为暖心、湿心和正涡度柱结构,中高层假相当位温(θse)为漏斗状结构,台风边界层存在明显的入流,台风螺旋雨带的非对称性相对较弱,仅在有多重气流结构的台风西南侧其螺旋雨带强度相对较弱且范围相对较小。(2)台风登陆后,台风的暖心、湿心结构特征很快消失,正涡度柱水平范围收缩,台风中高层θse漏斗状结构触地,台风西南侧转为较深厚的出流,西北侧低层入流减弱,而台风东侧和东北侧维持深厚入流,台风螺旋雨带主要位于台风东北侧。(3)台风登陆后螺旋雨带强降水主要位于台风的东北侧,这与台风环流内0—3波形成的"偏心"结构有关。(4)厦门至泉州一带大暴雨由台风内核雨带造成,福州至宁德一带大暴雨由台风螺旋雨带造成;台风内核雨带与螺旋雨带强降水形成的环境条件和物理机制存在一定差异。

关键词：登陆台风特大暴雨精细结构数值模拟

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边界层参数化方案对“莫兰蒂”台风(1614)登陆阶段影响的数值模拟研究

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大气科学 2020年第5期44卷 935-959页

作者：王叶红赵玉春厦门市气象局海峡气象开放实验室厦门361012 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG) 北京100029 福建省灾害天气重点实验室福州350001

利用中尺度数值模式WRF v3.8中的YSU、MYJ、QNSE、ACM2、UW、GBM、Boulac七种不同边界层参数化方案,采用高分辨率(1.33 km)数值试验的方法研究了不同边界层方案对模拟台风"莫兰蒂"(1614)登陆减弱阶段的移动路径、强度、结构... 详细信息

利用中尺度数值模式WRF v3.8中的YSU、MYJ、QNSE、ACM2、UW、GBM、Boulac七种不同边界层参数化方案,采用高分辨率(1.33 km)数值试验的方法研究了不同边界层方案对模拟台风"莫兰蒂"(1614)登陆减弱阶段的移动路径、强度、结构、降水量、近地层有关物理量场分布等方面的影响,结果表明:(1)"莫兰蒂"台风登陆减弱阶段,不同边界层方案对台风路径、强度、降水量模拟影响显著,24 h内模拟台风路径、最低气压、最大风速及24 h累积降水量极值的最大差异分别达80 km、11 hPa、27 ms-1及241 mm;(2)Boulac方案模拟台风路径与实况最为接近,GBM、YSU和MYJ方案分别次之,ACM2和UW方案再次之,而QNSE方案最差;UW和QNSE方案模拟的最低气压以及MYJ和QNSE方案模拟的最大风速与观测最为接近;不同边界层方案均模拟出台风登陆阶段最低气压逐渐升高以及其升高速率在台风登陆后大于登陆前的特征,这与实况一致,但台风登陆前各方案模拟最低气压升高速度均大于实况,而台风登陆后却又不及实况;(3)Boulac方案模拟的24 h降水分布、强降水落区、结构、强度和各量级降水TS评分均最优,MYJ方案次之;而QNSE、UW和ACM2方案雨带向西北方向推进过快,各量级降水TS评分均较差;(4)综合台风路径、强度和降水模拟,Boulac和MYJ方案相对最优,其中Boulac方案在台风路径和降水模拟上更优,而MYJ方案在台风强度模拟上更优;YSU和GBM方案次之,而QNSE、UW和ACM2方案相对较差;(5)不同边界层方案计算的近地层潜热通量、感热通量显著不同,进而影响台风路径、强度、降水量模拟存在显著差异。比较而言,QNSE方案潜热通量相对异常偏高,MYJ和Boulac方案量值适中,其余方案相对偏低;QNSE方案感热通量相对略偏高,MYJ方案适中,其他方案则相对显著偏低;(6)不同边界层方案模拟降水区边界层热、动力结构显著不同,其中Boulac方案具有较明显优势,尤其是对日间边界层结构的模拟。

关键词：台风边界层参数化方案数值模拟热通量

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双雷达反演闽南地区一次暴雨过程三维风场结构特征研究

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气象与环境科学 2017年第4期40卷 76-82页

作者：张伟罗昌荣郑辉海峡开放实验室厦门361012 厦门市气象台厦门361012 厦门市气象局厦门361012

前汛期暴雨是华南地区最常见且预测难度较大的灾害性天气之一,而造成暴雨最直接的系统是中尺度对流系统。利用区域自动站资料,NCEP再分析资料,厦门、泉州新一代天气雷达(CINRAD/SA)基数据,采用地球坐标系下的双雷达三维风场反演技术,分... 详细信息

前汛期暴雨是华南地区最常见且预测难度较大的灾害性天气之一,而造成暴雨最直接的系统是中尺度对流系统。利用区域自动站资料,NCEP再分析资料,厦门、泉州新一代天气雷达(CINRAD/SA)基数据,采用地球坐标系下的双雷达三维风场反演技术,分析了2015年5月20日闽南地区一次暴雨过程中尺度对流系统的三维风场结构特征。结果表明:此次暴雨过程是由低层的冷暖空气在闽南沿海地区交汇形成的切变线引起的,风场反演方法能够清晰地再现低层切变线的移动过程、处于不同生命阶段对流单体的三维风场结构。强回波区跟随切变线向南移动并分布于其两侧。当切变线过境、风向较为一致时,不利于强回波的进一步发展,降水开始减弱。如果对流单体中存在一致的上升气流,低层有明显的辐合,表明此单体仍处于发展状态,回波将会继续增强;若已经出现了一致的下沉运动且没有明显的入流,则回波处于消散阶段。相比于传统方法,"基于动态地球坐标系的双雷达反演风场方法"实现了对雷达径向数据的定量化应用,能够更直观地揭示中尺度对流系统的三维风场结构,并通过对垂直速度的计算及显示,可以快速判断回波未来的演变趋势,对快速预测回波的强度变化有非常好的参考意义。

关键词：暴雨双雷达反演三维风场结构

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GRAPES-REPS对我国南方2017年初夏持续性降水预报的检验评估

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干旱气象 2023年第2期41卷 328-340页

作者：王叶红赵玉春福建省厦门市气象局福建省厦门市海峡气象开放重点实验室福建厦门361012

我国自主研发的GRAPES-REPS(Global/Regional Assimilation and Prediction System-Regional Ensemble Prediction System)于2014年投入业务运行,为加深对该系统降水集合预报能力的认识,便于更好应用降水概率预报,本文以2017年5月中旬至6月下旬我国南方地区3次持续性降水过程为例,采用统计检验和个例分析相结合,评估该系统在72 h内不同预报时效的各量级24 h降水预报性能。结果表明:(1)GRAPES-REPS集合平均预报对小雨、中雨有较明显优势,但随着降水量级增大优势逐渐下降,对暴雨预报已不具有优势。其中,小雨预报范围接近观测,中雨(暴雨)有空报(漏报)倾向,大雨在较长预报时效上有空报倾向。(2)采用MRF边界层参数化方案和KF-eta积云对流参数化方案组合方案的控制预报成员和2个扰动预报成员为集合最优成员,其TS评分普遍高于采用其他组合方案的集合成员。(3)整体上集合成员降水预报离散度不足,尤其0~24 h预报时效,Talagrand分布呈U型,对小(大)量级降水预报概率偏大(小);随着预报时效增加,集合成员预报离散度显著增大,Talagrand分布逐渐接近理想概率分布。(4)集合预报在不同时效对各量级降水概率预报均具有参考价值,大雨、暴雨的概率预报效果优于小雨、中雨。(5)集合预报整体上能够较好把握典型暴雨日降水空间分布形态,对中央气象台漏报的广东中南部暖区暴雨有一定的概率预报能力。

关键词： GRAPES-REPS 集合预报与检验初夏降水我国南方

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基于多源观测资料的海峡西岸城市春季颗粒物污染研究

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环境科学学报 2018年第5期38卷 1739-1750页

作者：蒋永成郑辉蒋宗孝陈赛陈德花赵天良王宏黄艳艳胡清华赵丽娟张玲厦门市气象局海峡气象开放实验室厦门361012 南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室气候与环境变化国际合作联合实验室气象灾害预报预警与评估协同创新中心中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044 福建省漳州市气象局漳州363000 福建省气象科学研究所福州350001 福建省环境监测中心站福州350003 厦门市环境监测中心站厦门361004

以海西区沿海城市为研究对象,重点分析了厦门地区2017年春季大气颗粒物污染过程中边界层要素演变及颗粒物水平和垂直分布特征,并利用地面观测数据、气溶胶激光雷达、卫星遥感分析等多源观测资料,探讨了3月1—2日颗粒物污染过程.研究表明... 详细信息

以海西区沿海城市为研究对象,重点分析了厦门地区2017年春季大气颗粒物污染过程中边界层要素演变及颗粒物水平和垂直分布特征,并利用地面观测数据、气溶胶激光雷达、卫星遥感分析等多源观测资料,探讨了3月1—2日颗粒物污染过程.研究表明,海西区颗粒物污染过程中,暖区条件下静稳小风和高温高湿条件有利于局地细颗粒物的吸湿增长,细颗粒物占比较高,而在受冷锋南下影响下东北大风和高湿条件下,粗颗粒占比较高;海西区沿海各城市的细颗粒污染趋势基本一致,而粗颗粒污染峰值在沿海城市由北向南依次出现,表现出显著的向南传输的特征;海西区细颗粒污染主要集中在近地面层,受人为源排放累积影响,粗颗粒则是由外源输入,并沉降至近地面附近;冷空气南下过程中,在由锋前暖区的静稳条件向冷锋过境转变时,气溶胶污染由局地累积向区域传输转变,颗粒物尺度也从细颗粒物转变为粗颗粒物.海西区空气总体较为清洁,在污染相对较小条件下,颗粒物污染是通过多来源、多尺度的污染物造成的,是受细颗粒局地源产生和输送及外源粗颗粒物的输入和沉降共同影响的.

关键词：颗粒物污染海峡西岸地区气溶胶激光雷达气象条件区域传输

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副热带高压背景下极端短时强降水的双偏振相控阵雷达观测分析

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气象学报 2022年第5期80卷 748-764页

作者：潘佳文彭婕魏鸣郑秀云吴伟杰高珊吴举秀蔡菁厦门市海峡气象开放重点实验室厦门市气象局厦门361012 福建省灾害天气重点实验室福州350001 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 福建省气象台福州350001 山东省气象防灾减灾重点实验室山东省气象局大气探测技术保障中心济南250031 龙岩市气象局龙岩364000

为了研究副热带高压(副高)背景下极端短时强降水系统的动力和云物理结构特征,利用厦门X波段双偏振相控阵雷达观测数据,采用多普勒雷达风场反演技术并结合高精度的地形数据,对2021年8月11日发生在厦门地区的一次极端短时强降水事件进行... 详细信息

为了研究副热带高压(副高)背景下极端短时强降水系统的动力和云物理结构特征,利用厦门X波段双偏振相控阵雷达观测数据,采用多普勒雷达风场反演技术并结合高精度的地形数据,对2021年8月11日发生在厦门地区的一次极端短时强降水事件进行了分析。研究表明:(1)这次过程发生在副高控制之下,具有弱天气尺度强迫特征。地面辐合线促进了线状对流系统的形成,其后向传播过程导致了局地极端强降水的发生。(2)对流系统的中层存在大粒子累积区,大粒子的下泻导致雨强增大。倾斜上升(下沉)气流的配置使得大粒子的下泻不会影响上升气流,有利于对流系统的发展与维持。下沉气流与偏南气流相遇触发了上游对流系统的发展,形成后向传播。(3)在弱天气尺度系统背景下,局地地形对于降水系统的影响得以凸显。地形造成的低层辐合使得差分反射率因子(Z_(DR))、差分传播相移率(K_(DP))等双偏振参数在迎风坡处明显增大,且大值区在此处维持。更大、更浓密的降水粒子形成了极高的降雨效率。(4)暖雨过程和冰相过程在这次极端降水事件中并存,前者对雨水的形成起主导作用,冰相粒子的融化加速了这一进程。(5)强降水时雨滴的破碎和碰并趋于平衡,雨强的增大取决于雨滴浓度的升高。因此,K_(DP)可作为判断雨强是否增大的指标。(6)Z_(DR)柱与K_(DP)柱的演变对于地面雨强的变化具有预示性,特别是在持续降水过程中,Z_(DR)(K_(DP))柱的再度发展预示着降水系统的再次增强。

关键词：双偏振相控阵雷达极端短时强降水弱天气尺度背景地形降水

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闽南地区大冰雹超级单体演变的双偏振特征分析

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气象 2020年第12期46卷 1608-1620页

作者：潘佳文魏鸣郭丽君阮悦罗昌荣巫凌寒厦门市气象局海峡气象开放实验室厦门361012 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 中国气象科学研究院云雾物理环境重点实验室北京100081 福建省气象台福州350001

通过研究大冰雹超级单体风暴的偏振特征、动力及云物理结构的演变,可了解大冰雹形成的物理过程,并获得与大冰雹形成、生长相关的相关征兆偏振特征,进而提升对大冰雹超级单体的预警能力。利用厦门S波段双偏振雷达资料,结合双雷达风场反... 详细信息

通过研究大冰雹超级单体风暴的偏振特征、动力及云物理结构的演变,可了解大冰雹形成的物理过程,并获得与大冰雹形成、生长相关的相关征兆偏振特征,进而提升对大冰雹超级单体的预警能力。利用厦门S波段双偏振雷达资料,结合双雷达风场反演和粒子相态识别算法对2019年4月22日发生在闽南地区一次导致大冰雹的超级单体进行了分析。研究表明:差分反射率因子(Z dr)大值区位于三体散射(TBSS)的起始位置及反射率因子(Z h)强中心的远端。同时,TBSS中的相关系数(CC)较低,TBSS的偏振特征有助于识别高空中的大冰雹。大冰雹区表现出高Z h和低Z dr的偏振特点,随着大冰雹降落融化,其表面存在外包水膜现象使得大冰雹周围的Z dr增大,CC减小。在超级单体低层的Z h强中心内存在一个差分相位常数(K dp)增大的区域,被称为K dp足。K dp对大冰雹较不敏感,是冰雹融化的较好指标。因此,K dp足可用于指示由冰雹融化导致的下沉气流区。在水平风场上存在明显的双涡旋结构。双涡旋结构有助于超级单体的发展及大冰雹的循环增长。在中气旋的东北侧,存在一个中等强度Z h、低Z dr、高CC的区域,被称为霰带。粒子相态识别算法显示霰带中主要的水凝物为霰。由于靠近中气旋,部分霰作为雹胚被卷入上升气流中。基于上述分析给出大冰雹超级单体的偏振特征和三维风场结构示意图。

关键词：双偏振雷达大冰雹超级单体双多普勒雷达风场反演粒子相态分类

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福建省PM_(2.5)-O_(3)双高特征与天气形势影响分析

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生态环境学报 2023年第8期32卷 1440-1448页

作者：郑秋萍李菲赵芮蒋冬升王宏厦门市海峡气象开放重点实验室福建厦门361012 厦门市气象台福建厦门361012 福建省灾害天气重点实验室福建福州350007 福建省气象科学研究所福建福州350007 福建省环境监测中心站福建福州350003

为理清福建省天气形势对PM_(2.5)与O_(3)演变的影响,识别二者的不同趋势与特点,揭示双高过程的气象场特征,利用2015-2021年PM_(2.5)与O_(3)连续观测资料,采用统计合成、天气学诊断等方法,探究PM_(2.5)与O_(3)变化趋势、污染状况及其与... 详细信息

为理清福建省天气形势对PM_(2.5)与O_(3)演变的影响,识别二者的不同趋势与特点,揭示双高过程的气象场特征,利用2015-2021年PM_(2.5)与O_(3)连续观测资料,采用统计合成、天气学诊断等方法,探究PM_(2.5)与O_(3)变化趋势、污染状况及其与主导天气形势的关系,阐明气象因素对PM_(2.5)与O_(3)(简称“PM_(2.5)-O_(3)”)双高过程的协同作用。结果表明:2015-2021年福建省PM_(2.5)质量浓度年均值呈明显下降趋势,超标天数从5.6 d(2015年)下降到0.3 d(2021年)。O_(3)日最大8 h平均(简写为O_(3)-8h)质量浓度的年均值呈先上升后略下降的趋势,2018年O_(3)超标天数为2016年的8倍以上。天气形势对PM_(2.5)与O_(3)的影响存在一致性特征,也存在差异性,2015-2021年PM_(2.5)质量浓度在不利天气形势下从34.9μg∙m^(-3)降至24.8μg∙m^(-3),在有利的天气形势下从25.2μg∙m^(-3)降至17.5μg∙m^(-3),且不利天气形势下与有利天气形势下的质量浓度差在缩小。O_(3)-8h质量浓度在有利的天气形势下呈现上升趋势,在中性-拉尼娜气候背景加不利天气形势下却呈略降趋势,可见近年来针对O_(3)的管控措施是有一定效果的。福建省PM_(2.5)-O_(3)双高现象白天发生频率远高于夜间,协同控制最需要关注的是光化学型PM_(2.5)-O_(3)双高现象(08:00-20:00的PM_(2.5)-O_(3)双高现象),主要天气形势有两种,即2-5月锋前暖区下的静稳天气以及7-9月台风外围影响下的静稳天气;沿海代表性城市莆田市非光化学型PM_(2.5)-O_(3)双高现象(21:00至翌日07:00的PM_(2.5)-O_(3)双高现象)占比14.1%,说明加强上游区域的联防联控也是PM_(2.5)-O_(3)协同控制的关键因素之一。研究显示,近年来PM_(2.5)和O_(3)-8h浓度演变与天气形势变化有密切关系。期望研究成果能为低污染排放区域PM_(2.5)与O_(3)协同控制、污染防控效果评估奠定基础。

关键词： PM_(2.5)-O_(3) 演变特征双高现象天气形势协同控制福建省

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基于应急综合管理的气象灾害敏感单位等级划分

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灾害学 2018年第1期33卷 27-31页

作者：杨超潘敖大李娟王彦明海峡气象开放实验室福建厦门361012 厦门市气象灾害防御技术中心福建厦门361012 厦门市气象局福建厦门361012 江苏省气象服务中心江苏南京210008

针对当前国内不同单位在气象灾害应急综合管理中基本措施较为笼统,不同单位在具体实施时无据可依的现状,选取灾害天气频数、经济损失、人员伤亡和社会影响四个因子构建气象灾害敏感度指标体系,采用分级赋值的方法对各指标实际值进行了... 详细信息

针对当前国内不同单位在气象灾害应急综合管理中基本措施较为笼统,不同单位在具体实施时无据可依的现状,选取灾害天气频数、经济损失、人员伤亡和社会影响四个因子构建气象灾害敏感度指标体系,采用分级赋值的方法对各指标实际值进行了半量化处理,使不同灾种的风险值统一在同一标准,并建立了气象灾害敏感单位的评估模型,最终将不同单位的气象灾害敏感度划分为高、较高、一般和轻微四个类别,旨在为规范气象灾害应急管理提供参考。

关键词：应急综合管理气象灾害敏感度等级划分单位

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海峡西岸强对流形成机理与监测预报技术及应用

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科技成果管理与研究 2023年第5期18卷 78-80页

作者：赵玉春王叶红郑辉黄亦鹏池艳珍潘佳文苏志重厦门市气象台/厦门市海峡气象开放重点实验室福建厦门361012

中小尺度强对流系统(含台风环流内强对流)引发的短时强降水、雷雨大风和冰等强对流天气是影响我国公共安全的最主要气象灾害。海峡西岸地处我国东南海岸,是我国受强对流天气影响最为显著的地区之一,做好中小尺度强对流系统(含台风环流... 详细信息

中小尺度强对流系统(含台风环流内强对流)引发的短时强降水、雷雨大风和冰等强对流天气是影响我国公共安全的最主要气象灾害。海峡西岸地处我国东南海岸,是我国受强对流天气影响最为显著的地区之一,做好中小尺度强对流系统(含台风环流内强对流)造成的短时强降水、雷雨大风和冰监测预警预报,对于海峡西岸气象防灾减灾工作至关重要,同时也是国家气象防灾减灾的重大需求。由于中小尺度强对流系统尺度小、突发性强、形成机制复杂,强对流天气的监测预警预报一直是国际公认的天气预报业务重点和难点,而海峡西岸由于所处地理位置则更具挑战性。

关键词：强对流天气气象防灾减灾中小尺度天气预报业务监测预报雷雨大风主要气象灾害强对流系统

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