孙建华,傅慎明,张元春,田付友,张小玲,王珏
中国科学院大气物理研究所,国家气象中心,中国气象局武汉暴雨研究所
成果1: 长江中游复杂地形对降水分布和对流系统触发的影响和机制
复杂地形对对流系统的触发和降水的分布的影响机制不清楚,是地形复杂区的对流天气预报准确率不高的原因之一。本项目利用高分辨率的自动站小时降水揭示了暖季长江中游总降水的大值区多分布在山脉附近的山区和山麓站,短时强降水则集中在山脉附近的山麓或平原站。山区、山麓和平原的降水日变化均表现为强度有明显差异的双峰特征(弱清晨峰值和强午后峰值),且从5~8月具有从清晨降水逐渐向午后降水转变的特征,表明在不同的大尺度环流背景下地形的影响存在差异。基于地闪和FY4卫星资料发展了对流系统识别和追踪算法,发现非移出型对流系统多在山区触发,多由局地热力作用所引起;移出型对流系统多在平原触发,和大尺度强迫有关。对流系统的初次闪电多出现在对流云区,而末次闪电出现在层云和对流云区域的概率相近。研究的算法和结果可应用于地形复杂区降水和强对流天气的临近和短期精细预报,为提高预报准确率提供了支撑。
成果2: 雷暴大风发生的干、湿环境下关键因子及客观预报方法
雷暴大风业务预报准确率较低的原因是对其发生条件不清楚。本项目的研究结果清晰地揭示了我国中东部地区雷暴大风发生的环境特征,揭示了有利于雷暴大风的干、湿环境两种模态,且得到了干、湿环境产生雷暴大风的对流系统发生前的三维环境特征和差异。利用该成果发展了融合物理认识与模糊逻辑的雷暴大风客观预报,在国家气象中心已经通过了测试,实现了雷暴大风智能网格短期预报的升级,预报产品在96小时内的TS评分在原有方法的基础上提高了10%以上,该方法获得了国家气象中心气象科技工作奖二等奖。
代表性成果列表(第一资助):
Fu, Y., Sun, J., Fu, S., Zhang, Y., & Ma, Z., 2023: Initiations of mesoscale convective systems in the middle reaches of the Yangtze River Basin based on FY-4A satellite data: Statistical characteristics and environmental conditions. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 128, e2023JD038630. https://doi. org/10.1029/2023JD038630 (对应成果一)
Wei, Q., Sun, J., Zhang, Y., Liu, D., Sun, Z., Liu, M., & Ma, Z., 2023: Statistical characteristics of thunderstorm activity in the middle reaches of the Yangtze River Basin based on a five-year cloud-to-ground lighting data set. Geophysical Research Letters, 50, e2023GL106498. https://doi.org/10.1029/2023GL106498 (对应成果一)
Wei, Q., J. H. Sun, S. M. Fu, Y. C. Zhang, and X. F. Wang, 2024: Spatio-temporal characteristics of rainfall over different terrain features in the middle reaches of the Yangtze River basin during the warm seasons of 2016-20. Adv. Atmos. Sci., https://doi.org/10.1007/s00376-023-3034-5 (对应成果一)
Tian, F., Zhang, X., Sun, J. et al., 2023: Climatology and pre-convection environmental conditions of dry and wet thunderstorm high winds over eastern China. Theor Appl Climatol. https://doi.org/10.1007/s00704-023-04704-w (对应成果二)
田付友、张小玲、华珊、孙建华等。2022年度国家气象中心气象科技工作奖二等奖。气中发〔2023〕44号。 (对应成果二)