对流加热在梅雨暴雨系统中的作用

本文利用中尺度10层湿模式,通过有、无对流加热两种方案对比,模拟了对流加热在梅雨暴雨系统中的作用,并讨论了对流加热加强暴雨系统的机制。主要结果有:1.对流加热对梅雨暴雨的形成至关重要。它大大加强了雨区的上升运动、低层正涡度、低层辐合和水汽辐合,使雨区上空的位势稳定度分布和基本气流的垂直结构发生变化。2.对流加热通过四个方面来加强暴雨系统:a.通过对流加热的水平分布不均直接引起热成风调整过程,从而加强雨区上空的抽气式次级环流;b.通过改变雨区附近风场的垂直结构,使雨区上空有可能多处发生重力内波不稳定,从而加强雨区上空的上升运动;c.通过加强“湿暖盖”使雨区上空位势不稳定度的水平分布不均匀性增加,为激发次天气尺度的非热成风创造条件;d.通过加强低层辐合和水汽辐合使Ekman-CISK发展。     

低空急流的发展机理和地转风偏差的垂直切变

本文根据急流的天气学概;念，在数学_上定义了急流中心，从而推导出急流强度变化的控制方程组。方程表明:急流强度的变化与非地转风的垂直切变分布(即非热成风的垂直切变)以及水平风的垂直切变分布不均有关。在特定条件下，急流强度的变化仅与地转偏差的垂直切变不均以及平流有关。最后，利用一个io层有限区细网阶侠式对梅雨期暴雨的低空急流进行数值模拟，模拟诊断亦表明，低空急流强度的变化与地转偷举的垂直切变的分布有密切关系。     

THE ROLE OF CONVECTIVE HEATING IN HEAVY RAIN SYSTEM DURING MEI-RAINS SEASON

With and without convective heating, a 10-level moist fine-mesh model has been em-ployed to investigate the role of convective heating in mei-rains system. The mechanismof the enhancement of heavy rain system by convective heating has been discussed. Theresults show that: (1) Convective heating plays a major part in the formation of heavy rain. With con-vective heating, at lower levels, the positive vorticity, the convergence and moistureconvergence as well as the ascending flows over rainfall region are strongly strengthened.Besides, the static stability and the flow profile over heavy rainfall area are changedsignificantly beeause of convective heating. (2) With convective heating, heavy rain system may be enhanced with the followingfour aspects: (i) Thermal wind adjustment is introduced by the Laplacian convectiveheating, and therefore, the 'pumping' effect over main rainfall area is intensified. (ii)With convective heating, the internal gravity instabilities may be created at several lev-els due to     

暴雨过程中的三支气流——一次暴雨过程的初步分析

本文对1979年4月25—26日在美国中部发生的一次暴雨过程作了初步分析。其中的第一个降水阶段,是卡尔逊教授最先提出的“三支气流”理论的一个典型。本文除验证“三支气流”理论外,还进一步把它充实并与地转适应过程的理论联系起来.主要结果有:1)三支气流理论中所指的中层暖干空气,实际上与700mb的温度脊相对应;2)中层暖干空气的作用,不仅作为抑制低层暖湿空气发生对流的“盖子”,还对天气尺度的低空急流的维持起了重大作用;3)三支气流理论中的三支气流与高、中、低空的三支急流一一对应,尽管中层的急流较弱;对流性暴雨区落在500mb西风带急流入口区的右侧,低空急流出口处及其左侧,沿着“盖子”的边缘发生;4)用湿空气的地转适应理论可以解释暴雨落区与急流的关系。     

AW模式对梅雨暴雨的预报试验

利用引进的中尺度10层湿模式——AW模式,对长江流域梅雨期大暴雨进行了模拟试验,检验了模式的预报能力,比较了不同精度初始场对梅雨预报的影响,探讨了梅雨暴雨形成和发展的某些机理。主要结果如下: 1.AW模式可报出梅雨暴雨过程,对暴雨的落区、强度、天气尺度环境场和中尺度动力、热力条件都具有相当的预报能力; 2.对流层低层的切变线和沿切变线活动的中尺度扰动是梅雨暴雨的主要影响系统。雨带位于900百帕切变线附近,暴雨中心位于900百帕切变线上的中尺度扰动中心附近。900百帕中尺度涡度的加强,与暴雨中心的形成相对应; 3.梅雨暴雨的发展与高空天气尺度和低空中尺度涡度中心的耦合关系密切,当低层中尺度涡度中心移近高层天气尺度负涡度中心之下时,降水增强; 4.在雨区上空的边界层附近,存在一个湿暖盖,产生了对流性降水叠加在稳定降水之上的独特的梅雨暴雨结构; 5.对流加热对雨区的环境流场和温湿场影响很大,对流加热通过Ekman-CISK、热成风调整过程以及激发重力惯性波不稳定等方式来加强暴雨系统。     

中尺度模式数值预报中初值的比较

本文利用Anthes-Warwer中尺度十层湿模式讨论了初始资料垂直分辨率的不同对次天气尺度和中尺度预报的影响对比试验结果表明,两组初值都能定性地把次天气尺度和中尺度过程的主要特点预报出来,都能揭示低层950毫巴正涡度中心与暴雨中心中对应关系以及两区上空、边界层顶附近湿暖盖的存在,但增加特性层温、湿和测风资料后,在降水量和暴雨中心位置的预报上更接近于实况 上述资料的增加使得与降水量和暴雨中心有直接关系的初始低层风场和水汽辐合场有了较大改进.     

热带变分初值的初步试验

初值问题是原始方程模式的一个重要问题.其中,利用变分原理来处理初值的问题,Sasaki,Y.K.和另外一些人做过一些工作.在Sasaki的工作中,对变分初值解的收敛性讨论较多,而对变分方程中,各项系数如何选取才能得到较理想的初值,没有给出标准.同时,在迭代公式中,将地转参数f取为常数也嫌粗糙.为探讨变分初值的实用价值,我们曾在Sasaki工作的基础上,将迭代式中的地转参数f改为变数,用于低纬度(45°N—17°S)的正压原始方程中,