留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

LAPS在冰雹云模拟中的应用

向玉春 杨军 唐仁茂 付丹红 李德俊 彭菊香

向玉春, 杨军, 唐仁茂, 等. LAPS在冰雹云模拟中的应用. 应用气象学报, 2012, 23(3): 331-339..
引用本文: 向玉春, 杨军, 唐仁茂, 等. LAPS在冰雹云模拟中的应用. 应用气象学报, 2012, 23(3): 331-339.
Xiang Yuchun, Yang Jun, Tang Renmao, et al. The application of LAPS to hail cloud simulation. J Appl Meteor Sci, 2012, 23(3): 331-339.
Citation: Xiang Yuchun, Yang Jun, Tang Renmao, et al. The application of LAPS to hail cloud simulation. J Appl Meteor Sci, 2012, 23(3): 331-339.

LAPS在冰雹云模拟中的应用

资助项目: 

华中区域气象中心科技发展基金重点项目 QY-201008

详细信息
    通信作者:

    向玉春, E-mail: xiang_yuchun@hotmail.com

The Application of LAPS to Hail Cloud Simulation

  • 摘要: LAPS是中国气象局武汉暴雨研究所引进的中尺度分析系统,能融合区域内多种非常规观测资料,提供高分辨率中尺度分析场。该文对探空资料和LAPS分析场两种初始场的大气层结和环境风场信息进行了比较,并应用探空资料和不同时次的降雹点的LAPS分析场作为三维对流云模式的初始场对2008年7月27日、28日湖北西部山区冰雹天气过程进行数值模拟,并将模拟结果与观测实况进行了对比分析,最后对27日降雹过程应用临近降雹时次的LAPS分析场作为云模式初始场模拟的回波、风场和垂直速度等特征进行了分析,以探讨LAPS用于云数值模式的适用性、优越性以及冰雹云发生发展特点。结果表明: LAPS输出场用于云模式初始场进行冰雹云数值模拟具有时空上的优势,能更好地模拟出午后局地降雹,可以弥补探空资料作为云模式初始场的不足,应用临近时次的LAPS分析场作为云模式初始场的数值模拟能体现出冰雹云发展过程中多次增强等细节,有利于人工防雹作业预警和催化方案的确定。
  • 图  1  2008年7月27日16:33恩施站雷达组合反射率因子

    Fig. 1  Combination of radar reflectivity at 1633 BT 27 July 2008 at Enshi Radar Station

    图  2  2008年7月27日恩施雷达反射率因子垂直剖面

    Fig. 2  Vertical section of Enshi radar reflectivity on 27 July 2008

    图  3  LAPS输出的2008年7月27日、28日降雹前后的地面温度

    Fig. 3  Surface temperature before and after the occurrence of hail on 27 July and 28 July in 2008 by LAPS data

    图  4  LAPS输出的2008年7月27日16:00(a) 与17:00(b)700 hPa相对湿度产品

    白色圆圈指示降雹区域

    Fig. 4  The relative humidity products by LAPS data at 700 hPa at 1600 BT and 1700 BT on 27 July 2008

    (white circles indicate hail area)

    图  5  2008年7月27日08:00探空资料 (a) 和16:00 LAPS资料 (b) 的温度、露点温度和风廓线

    Fig. 5  The temperature, dew point temperature and wind profile of sounding at 0800 BT (a) and LAPS data at 1600 BT (b) on 27 July 2008

    图  6  模拟不同时刻的回波反射率因子垂直剖面

    Fig. 6  The vertical section of simulated echo reflectivity at different times

    图  7  模拟的最大上升气流和下沉气流速度

    Fig. 7  The maximum of simulated updraft and downdraft

    表  1  2008年7月27日不同高度层探空和LAPS资料的温度与温度露点差

    Table  1  Temperature and the difference between dew point and temperature at different heights with soundings and LAPS data on 27 July 2008

    高度/hPa 08:00探空资料 08:00 LAPS资料 16:00 LAPS资料
    温度/℃ 温度露点差/℃ 温度/℃ 温度露点差/℃ 温度/℃ 温度露点差/℃
    950 24 0 24.8 4.8 27.6 3.6
    850 21 2 19.8 3.2 20.3 2.4
    700 10 1 9.7 0.3 10.5 2.0
    500 -5 5 -4.7 2.1 -4.1 5.1
    400 -17 2 -14.8 2.4 -14.1 5.7
    300 -29 5 -29.0 0.0 -28.3 2.4
    250 -37 11 -38.0 0.1 -37.0 0.0
    200 -48 11 -47.5 16.6 -48.7 0.0
    150 -60 11 -60.1 14.3 -61.2 10.9
    100 -73 11 -70.8 18.6 -70.1 16.5
    下载: 导出CSV

    表  2  应用2008年7月探空和LAPS资料为初始场的数值模拟结果与观测对比

    Table  2  The comparison of simulation results initiated by sounding data and LAPS data to observations in July 2008

    要素 27日 28日
    探空
    08:00
    LAPS 观测 探空
    08:00
    LAPS 观测
    08:00 16:00 08:00 16:00
    冰雹生命史/min 42 42 42 48 42 46 21
    雷达回波顶高/km 17 16 17 14 4 16 16 16
    最大雷达反射率因子/dBZ >70 70 >70 70 30 >70 >70 70
    最大上升气流/(m·s-1) 29 33 65 12 44 75
    最大下沉气流/(m·s-1) 11 15 22 4 5 30
    最大风速/(m·s-1) 22 21 47 3.9 40 62
    地面降雹
    最大累积地面降雹量/mm 5.5 5 22 >20 0 5 50 >20
    下载: 导出CSV
  • [1] 许焕斌, 段英, 刘海月, 等.雹云物理与防雹的原理和设计.北京:气象出版社, 2006.
    [2] 许焕斌, 段英.强对流云 (冰雹云) 中的水凝物的积累和云水的消耗.气象学报, 2002, 60(5): 575-583. doi:  10.11676/qxxb2002.068
    [3] 孔凡铀. 冰雹云三维数值模拟研究. 北京: 中国科学院大气物理研究所, 1991: 9-10.
    [4] 周玲, 陈宝君, 李子华, 等.冰雹云中累积区与冰雹的形成的数值模拟研究.大气科学, 2001, 25(4): 536-550. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQXK200104009.htm
    [5] 洪延超, 肖辉, 李宏宇, 等.冰雹云中微物理过程研究.大气科学, 2002, 26(3): 421-432. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQXK200203012.htm
    [6] 李淑日, 胡志晋, 王广河.CAMS三维对流云催化模式的改进及个例模拟.应用气象学报, 2003, 14(增刊):78-91. http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?dbcode=CJFQ&dbname=CJFD2003&filename=YYQX2003S1009&v=MTEzMTExVDNxVHJXTTFGckNVUkwyZll1Wm1GeXJrVTc3UFBEVGFkckc0SHRLdnJvOUZiWVI4ZVgxTHV4WVM3RGg=
    [7] 李江波, 王福霞, 买文明, 等.应用三维冰雹云模式制作河北省11地市冰雹预报.气象, 2005, 31(9): 48-51. doi:  10.7519/j.issn.1000-0526.2005.09.010
    [8] 马林, 赵仕雄, 张国庆.高原东部地区一次雹云成雹过程的数值模拟.高原气象, 1994, 13(2):188-193. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GYQX402.009.htm
    [9] 孔凡铀.低层环境风场对积云模拟的作用.应用气象学报, 1992, 3(1):20-31. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=19920109&flag=1
    [10] Steven C A. The LAPS wind analysis. Wea Forecasting, 1995, 10: 342-352. doi:  10.1175/1520-0434(1995)010<0342:TLWA>2.0.CO;2
    [11] Steven C A, John A M, Daniel L B, et al. The local analysis and prediction system (LAPS): Analyses of clouds, precipitation, and temperature. Wea Forecasting, 1996, 11:273-287. doi:  10.1175/1520-0434(1996)011<0273:TLAAPS>2.0.CO;2
    [12] Daniel B. The effect of using digital satellite imagery in the LAPS moisture analysis. Wea Forecasting, 1999, 14:782-788. doi:  10.1175/1520-0434(1999)014<0782:TEOUDS>2.0.CO;2
    [13] 李红莉, 张兵, 陈波.局地分析和预报系统 (LAPS) 及其应用.气象科技, 2008, 36(1): 20-24. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXKJ200801005.htm
    [14] 李红莉, 崔春光, 王志斌, 等.中尺度分析系统LAPS应用雷达资料的个例研究.高原气象, 2009, 28(6): 1443-1452. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GYQX200906025.htm
    [15] 刘瑞霞, 陈洪滨, 师春香, 等.多源观测数据在LAPS三维云量场分析中的应用.应用气象学报, 2011, 22(1): 123-128. doi:  10.11898/1001-7313.20110113
    [16] 崔春光, 李红莉, 彭菊香, 等.LAPS资料在一次鄂东初夏暴雨分析中的应用.暴雨灾害, 2008, 27(4): 307-312. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HBQX200804004.htm
    [17] 向玉春, 杨军, 李红莉, 等.LAPS资料在人工影响天气中的应用初探.暴雨灾害, 2009, 28(3): 271-276. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HBQX200903014.htm
    [18] 郭学良, 黄美元, 洪延超, 等.三维冰雹分档强对流云数值模式研究Ⅰ模式建立及冰雹的循环增长机制.大气科学, 2001, 25(5): 707-725. http://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-BLGC200312001188.htm
    [19] 郭学良, 黄美元, 洪延超, 等.三维冰雹分档强对流云数值模式研究Ⅱ.冰雹粒子的分布特征.大气科学, 2001, 25(6): 856-864. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQXK200106015.htm
    [20] 孙凌峰, 郭学良, 孙立潭, 等.武汉"6·22"空难下击暴流的三维数值模拟研究.大气科学, 2003, 27(6): 1078-1092. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQXK200306010.htm
    [21] 付丹红, 郭学良, 肖稳安.北京一次大风和强降水天气过程形成机理的数值模拟.南京气象学院学报, 2003, 26(2): 190-200. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-NJQX200302005.htm
    [22] 朱君鉴, 刁秀广, 黄秀韶.一次冰雹风暴的CINRAD/SA产品分析.应用气象学报, 2004, 15(5): 579-589. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20040571&flag=1
    [23] 王令, 郑国光, 康玉霞, 等.多普勒天气雷达径向速度图上的雹云特征.应用气象学报, 2006, 17(3): 281-287. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20060349&flag=1
  • 加载中
图(7) / 表(2)
计量
  • 摘要浏览量:  4435
  • HTML全文浏览量:  1135
  • PDF下载量:  1249
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-08-26
  • 修回日期:  2016-02-04
  • 刊出日期:  2012-06-30

目录

    /

    返回文章
    返回