1.课题来源与背景：本项目来自于黑龙江省气象局2017年黑龙江省龙云气象科技有限责任公司气象院士工作站开放研究基金项目。 2.研究目的与意义：伊春林都机场地处山谷交汇漫滩处，周围群山环绕，其特殊的地理位置，往往观测时机场上空晴空万里，而积雨云就在附近。由于雷达回波和多普勒速度不能探测到积雨云周边晴空大气的结构，飞机在CB周边的晴空区飞行产生的颠簸现象机组人员无法预知，这就对飞行安全造成了极大的安全隐患。 3.主要论点与论据：通过对伊春地区一次对流系统进行WRF-ARW模式的模拟，选用3种边界层方案和2种微物理方案进行了6次对流云的模拟，模拟的边界层的气象参数表明WRF-ARW仍具有良好的结果。WRF模拟的对流云-环境相互作用中，本地方案比非本地方案更能代表对流系统环境交互。在气象观测条件不足的情况下WRF模拟是具有优势的。通过模拟温度场和水汽场的垂直剖面图得到：①对流云下部形成的下沉冷高压与周围环境温度有很大的偏差，这种偏差会形成温度梯度，使得对流系统内部的空气向外部移动。对流云的外流和周围的辐合气流相互作用，使得对流系统周围的空气抬升，到达抬升凝结高度，水蒸气达到饱和凝结成水滴，从而释放凝结潜热，使得抬升中湍流加强，这个抬升区域不适合飞机飞行。②在对流系统从初始到成熟的过程中，要尽量避免飞机飞入距离对流云周围50km的对流层，因为在这个区域内大气不稳定，在对流的作用下凝结潜热释放量大，使得周围整个对流层对流湍流强，特别是在距离对流云50-100km，高度在2-5km的晴空大气也是飞机需要避免飞行的区域，而在对流云减弱后，距离对流云周围50-100km的中层对流层中颠簸会逐渐减弱，逐渐适合飞机飞行。③研究中发现，强湍流的区域与高相对湿度的区域是高度耦合，常规观测中垂直速度相对难以获得，而相对湿度容易得到，所以可以利用对流云周围晴空大气的高相对湿度值来判断强湍流区域。以后可以通过探空资料进一步来验证高相对湿度和湍流之间的关系，为伊春本地飞机飞过对流云周围晴空大气来做进一步探讨。 4.创见与创新：项目主要解决了对于积雨云周边晴空大气没有雷达回波和多普勒风速的情况下，并且在缺乏空间分布观测资料的条件下，可以将模式模拟的雷达回波和地面雷达观测结果进行对比，选择合适的模拟结果来分析模式模拟的垂直剖面，从而达到分析强对流云周边晴空低空大气场和湍流产生的原因。由于垂直速度难以测得，而相对湿度容易得到，所以可以利用对流云周围晴空大气的高相对湿度值来判断强湍流区域。 5.社会经济效益：项目完成后在林都机场业务中进行试用，为航空人员在实际工作中提供一个新思路和参考依据。 6.存在的问题：①WRF模拟仍然很难描述对流系统的发展和传播。由于GFS初始场资料的尺度～50km，且初始场和模式边界参数的时间间隔为6h（时间间隔过大），而模拟最内层的空间格点分辨率为2km（很难得到小尺度水汽在模拟对流云形成和发展中所起的作用），且伊春周边地形复杂，对比伊春站雷达站的观测结果，虽然模拟结果相对延迟，但其中一个模拟结果（本地方案（MYJ）比非本地方案更能代表对流系统环境交互）和伊春观测雷达的弓形回波相同，可以来分析这种对流云周边环境的特征。②本项目WRF模拟是作为一个初步探索，如果选取多个个例进行模拟，可以得到统计意义上的晴空大气周围对飞机飞行影响较大的区域。再者，如果有加密观测数据作为初始场，且数据的时间间隔更短的条件下，或者在提升边界层和微物理方案下，可能会得到更精确和更好的模拟。

黑龙江省伊春市气象局

该项目为储备库项目资源，暂无效益分析内容。