中文版 | English

研究内容

项目将围绕“突发性强对流天气发生和演变的机理及其预报技术”这一核心 主题集中研究解决以下三个关键科学问题:(1)在东亚季风高湿度、弱斜压性背 景条件下,γ 中尺度强对流的云微物理过程,及其内部动力、热力结构特征;(2)在我国特殊的复杂非均匀下垫面强迫条件下,γ 中尺度强对流的触发过程和机制, 及其组织化升尺度增长的机理;(3)强对流天气非常规资料最优同化和无缝隙临 近短时预报理论和方法。 具体开展六个课题的研究,详细的研究目标有:

(1)突发性强对流天气的野外科学试验

重点研究在业务观测网络基础上开展针对平原和城市群两类下垫面的突发性强对流天气野外科学试验方案;γ 中尺度强对流的触发环境(大气条件和边界层内风场、温度场、水汽场的细致结构及其变化)和系统精细结构(动力、热力和云物理结构)的加密观测方法;观测资料的质量控制方法;强对流天气观测网络的优化设计,以及各种特殊资料对预报精度改进的定量贡献。

(2)突发性强对流天气的多源资料融合和同化理论研究

重点研究综合同化业务布网雷达、双偏振多普勒雷达等非常规资料的变分和集合卡尔曼滤波相结合的混合同化理论和方法;同化系统中初始扰动、模式误差和背景场误差协方差自适应局地化的理论和方法;同化特殊资料的观测算子;利用集合同化系统为对流可分辨集合预报提供优化初始扰动的方法;高时空分辨率的突发性强对流天气个例的四维再分析数据集的建立。

(3)突发性强对流天气系统的结构和演变机理研究

利用加密强化观测资料,特别是多部多普勒雷达阵网资料,反演强对流系统内风场和热力场;结合反演和再分析资料,研究各类强对流天气系统的三维动力和热力结构特征和演变规律;研究γ 中尺度强对流发展演变及其组织化升尺度增长形成β 中尺度对流系统的过程和机理;研究强对流系统结构演变和突发气象灾害的关系。

(4)突发性强对流天气系统的触发机制和可预报性研究

重点研究江淮流域强对流触发的典型环境参数和天气系统配置;不同天气系统配置背景下,复杂非均匀下垫面触发对流的作用;边界层热力和动力过程及其在强对流触发中的作用;中尺度温湿平流和低空急流等过程在对流触发中的作用;典型强对流天气系统的内在和实用可预报性。

(5)对流云的微物理过程及其反馈机理研究

重点研究偏振雷达、云雷达、雨滴谱仪等非常规观测的云微物理参数定量反演方法;在东亚季风高湿度、弱斜压性背景条件下突发性强对流天气的多相态水物质结构和滴谱分布及其时空变化规律;适用我国强对流天气的多参数云微物理参数化方案的建立;云微物理过程对γ 中尺度强对流的反馈机理。

(6)无缝隙强对流天气临近短时预报关键技术研究

基于中尺度数值模式GRAPES_Meso,集成其它课题的机理、参数化方案和同化技术等研究成果,研究和建立对流可分辨的GRAPES_CR 数值预报系统,并研究数值预报系统中包括陡峭地形的处理,微物理和行星边界层参数化方案等关键技术;发展数值预报与强对流临近预报系统SWAN 的融合技术,建立无缝隙强对流天气临近短时预报系统;基于GRAPES_CR、WRF、ARPS 建立多模式对流可分辨超级集合预报系统并研究其优化设计;研究强对流天气预报的特殊检验评估方法。