中国西南低空急流和西南低层大风对比分析

通过从垂直切变角度对中国低空急流的定义,表明西南低层大风现象有两类:有垂直轴的低空急流和无垂直轴的西南低层大风(简称低层大风),并揭示了二者的气候学和天气学特征差异。分析表明:在江南地区,低空急流主要活动在4~7月850 hPa,有明显的日变化,和华南、江淮地区的暴雨期同步;在东北地区,低空急流在全年都有较多活动,多在925 hPa,日变化不明显,和降水季节没有同步性。低层大风主要活动在700 hPa,日变化不明显,江南地区主要发生在12月至翌年4月,东北地区全年都有少量出现;江南地区低空急流日,从850 hPa至500 hPa随着高度增加,气压梯度明显减小,风速随高度减小,大风只存在于对流层低层。东北地区低空急流日的气压梯度随高度减弱不明显,低空急流轴浅薄,位于925 hPa左右的低层,其上方仍然受高空急流控制。低层大风日,从850 hPa至500 hPa随着高度增加,气压梯度明显增大,风速随高度增强,大风存在于对流层整层。风场和气压场变化趋势都近似满足地转风关系。江南地区低空急流的水平尺度和垂直厚度比较大,东北地区的低空急流尺度与“狭管”地形相当。江南地区的西南低层大风当其活动高度下降到850 hPa以下并和副高西侧西南气流配合时,也有较强的水汽输送作用,伴有明显降水天气。东北地区的低空急流和低层大风,主要是与中高空大风的向下延伸和地形强迫有关,气流一般为西北再转成西南风,水汽输送能力小,不利于产生大的降水天气。总之,低空急流和低层大风有着不同的结构和成因,它们的动力热力学涵义也不同,通过对二者区分,可以更合理地理解中国低空急流与暴雨(雪)天气的关系。     

浙江省春季至夏初飑线分型及对比分析

根据大尺度背景场的差异,将影响浙江省的七次飑线过程分为两种类型:冷涡类西北气流型和槽前西南急流型。通过环境场和雷达结构特征提炼异同点,结果表明:飑线系统发生在高空槽配合地面低压发展的有利环境场,对流层中高层相对干冷的平流叠加在低层暖湿气流之上,在对流发展区建立显著的条件不稳定层结。西北气流型由东亚大槽后干冷平流的强迫作用及925 hPa至地面辐合线触发产生,生命史长、强度强是主要特点;西南急流型飑线多发生在江淮低压冷锋南下型的地面形势场,西北东南移向的飑线主要由锋前低压系统内的冷暖交汇加上锋面抬升触发,而西南东北移向的飑线由西南急流强迫产生,低层西南急流脉动或风速辐合、地面辐合线等为触发抬升条件。T_850-500大于27 ℃,可以较好表征雷暴大风天气的环境场,B_li、B_CAPE等指示意义显著,而K指数和S_i指数对西北气流型飑线无指示意义。强的环境风垂直切变有利于飑线回波的组织化及回波垂直结构的倾斜;径向速度场的大风速区和MARC特征是飑线的共同特征,大风速区能直观地判断大风的位置和强度;阵风锋易出现在自北向南的强对流系统中,和阵风锋相交的回波强度强,持续久,易产生冰雹;冰雹回波在径向速度图上通常存在强的切变辐合或中气旋等共同特征。      

广州白云机场雷雨大风的天气气候特征

利用实况资料统计分析了1998－2007年广州白云机场雷雨大风天气的气候规律,将雷雨大风天气发生前背景场按对流层中水平风的强、弱切变分为4型：强风速和强风向切变型、台风外围中小尺度天气型和副高边缘型。从中总结出产生雷雨大风的前期天气系统特征,指出强切变类主要发生在春夏季,其中强风速切变型主要集中在3－5月,强风向切变型多发生在6－8月。弱切变类常发生在夏秋季,其中副高边缘型主要发生在5－8月,台风外围型发生在7－9月。白云机场雷雨大风出现最多的是在副高边缘,午后热力对流旺盛,风的切变不明显的天气形势下。分别计算每类型合成平均的能量和稳定度指数,发现对流有效位能（CAPE）、对流抑制能量（CIN）、强天气威胁指数（SWEAT）等指标,对雷雨大风有较好的预报意义。     

濮阳市雷雨大风天气的多普勒雷达资料分析

利用常规实况资料和物理量场、雷达产品资料,分析了2007年7月27日和30日濮阳全市出现的雷雨大风强对流天气,结果表明:高低空配合的较强暖湿急流和弱冷空气的相互作用产生的中尺度辐合线是产生这次强对流天气的主要系统;槽前暖区产生的飑线发展东北移是造成这次雷雨大风的直接原因;持续5天的深厚低压槽前较强的西南急流,一方面把大量热量和水汽向北输送,为雷雨和短时大风的产生提供了热力和动力作用,另一方面,高低空深厚一致的西南急流决定了雷雨大风的移动方向.雷达图上,雷雨大风最大风速出现在"人"字型回波顶端及其移动路径上.对多普勒雷达VWP场的分析,可以提前30 min预报雷雨大风天气.     

隆冬强对流天气个例浅析

１９９８年１月中旬,受补充南下的冷空气和活跃的暖湿气流共同影响,长江流域及其以南地区出现了一次强雨雪天气,大部分地方发生了雷雨大风、冰雹和暴雨。１４日白天,江门市雷雨交加,短时强降水使江门市区、新会、鹤山、开平４站出现了暴雨,恩平、台山两站大雨（表１）,江门市区４小时降水量５７．１ｍｍ,１５～１６时一小时最大降水量达２２．４ｍｍ。这次波及江南大范围的强对流天气过程,在天气图上是高空小槽东移中与南支槽同位相叠加,低层切变新生,西南急流短时加强后南退,引导地面冷空气南压所造成的。这种“雷打冬”现象在…     

单站边界层风场结构与强对流天气

边界层中风场的结构与天气有一定的关系,人们很早就注意到[1][2]单点风的垂直廓线呈急流状时(又称鼻状结构),有利于不稳定的形成。近年来随着对强对流天气研究的深入,人们注意到边界层附近小的里查逊数(Ri)有助于强对流天气的发生[3]。而小里查逊数主要是由强风切变引起。本文通过对杭州单站边界层风廓线的研究,来揭示它与杭州地区强天气之间的关系。 一、边界层风场结构的统计特征 对1979—1982年5—8月杭州低层风的垂直廓线逐个进行了分析。把1500m以下廓线中出现急流状结构的,且其最大风速点达到12m.s~(-1)以上时算作一个急流时,共计50个(代表17次过程)。按其风向分别进行统计(见表1)。可以看出,在夏季低层有急流状结构的多为西南风,它与夏季风有密切关系。而偏北风(东北风和西北风)共有14次,占28％,它们多半出现在冷锋或切变线的北侧。这说明夏季弱冷空气南侵时,在边界层中也可形成急流状结构,造成低层很强的垂直切变。急流     

边界层风廓线雷达资料在浙中强对流天气中的应用

利用义乌CFL 03边界层风廓线雷达资料，对浙中地区15次强对流天气过程进行了分析。结果表明：①水平风不仅能提前于天气图数小时获知冷空气入侵，预判强对流的发生，而且通过对低空西南急流尤其是超低空西南急流或偏南急流的研究发现，其对短时暴雨或降雹能提供非常有利的信息，同时任何风向的超低空急流都可以作为判断雷雨大风的依据；②垂直速度和大气折射率结构常数（CN2）的大小能较好地反映降水开始和结束，而降水发生时，功率谱密度表现为正径向速度，谱宽变宽，且各信号形状较为相似；③当径向速度图出现速度模糊现象，尤其是在低层时，地面对应有大风。风廓线雷达资料对强对流天气的发生发展有较可靠的指示意义。结合多普勒雷达资料，可有效加强本地短临预报能力。     

1991-2008年福建省强对流天气特征

利用1991-2008年强对流资料,分析福建省强对流天气时空分布和形成原因以及主导天气型。结果表明：3-6月是福建省强对流天气的高发期,7-8月是次高发期;主要发生在14-20时,且多为孤立日,1-2个站次较为多见。不同季节强对流天气的地理分布有较大差别,春季地域性强,内陆山区明显比沿海多,中北部地区明显比南部多,其他季节分布较为均匀。强对流天气主要发生在强切变类天气形势下,主要出现在春季和秋冬季,其中66.5%的伴有低空西南急流,并以急流适中型和偏北型居多,≥3站次或≥10站次的主导天气形势为低槽型和低涡切变与高空槽配合型;弱切变类强对流天气主要发生在7-9月,主导天气型为副热带高压边缘型和台风外围型。低层无西南急流,发生较大范围强对流天气的可能性小。     

4月9～13日连续暴雨和强对流天气过程成因分析和MRM2等模式预报性能检验

对4月10～13日形势场进行分析,认为西南暖湿气流和北方冷空气在江西交汇,以及在高低空急流和风速风向辐合的有利配合下,低层切变等引发对流、对称不稳定和第二类条件不稳定,在低空出现强涡度、辐合和上升气流则会出现强降水、雷雨大风等强对流天气。对各种模式预报结果进行比较,发现欧洲有风场预报优势,T213有大尺度物理量分析预报优势,MRM2有中尺度对流强降水定点定量预报优势。     

“苏拉”台风引发福建西部大暴雨成因分析

利用常规天气资料、NCEP 1°×1°再分析资料、地面降水资料以及福建新一代天气雷达资料对2012年"苏拉"台风登陆后引发福建西部大暴雨天气成因进行分析,结果表明:"苏拉"登陆后高空涡旋受大陆高压东侧偏北气流引导向偏南方向移动,同时,台风登陆后进入大的环境风垂直切变区并向切变左侧倾斜,使得台风南倾结构进一步加大。台风结构南倾为福建西部大暴雨区提供了良好的动力条件,"苏拉"自身带来的水汽及台风南侧西南气流为暴雨区提供了充足的水汽来源,高空冷空气入侵与低层的高温高湿区形成上冷下暖结构呈现出条件不稳定层结,有利于深厚湿对流产生,结合充分的水汽供应,出现大暴雨天气。大范围暖平流配合风速辐合,中高层冷空气入侵与低层西南暖湿空气结合以及低层的西南急流建立是三个强降水阶段对应的中尺度天气特征。     

晋中市2000年3月27日大风天气过程分析

山西省晋中市2000年3月27日出现了8级以上的大风伴随强沙尘暴天气，我们认为这主要是由于西太平洋副热带高压边缘的西南急流与西西伯利亚平原直到新疆境内的高压脊前的偏北急流的发展，使得蒙古气旋异常东移南下，导致了该次大风天气的发生。     

云南一次持续性风雹过程中低空急流的若干特征

本文分析了１９９７年３月１５～１９日滇南一次持续性风雹天气过程中低空急流的动力、热力特征及其与昆明准静止锋的关系。结果表明,大风冰雹出现在急流轴左侧具有较强正涡度及风场气旋式切变的区域内,当低空急流区伴随强的辐合上升运动且低层有冷气活动时,有利于风雹天气的发生,风雹地区具有较强的斜压不稳定层结。     

2000—05—11河南强对流天气过程分析

对2000－05－11河南省出现的雷雨大风、冰雹天气的影响系统、稳定度参数、高空风切变、3θ曲线、云中负温区、雷达回波特征分析结果表明：下滑槽及西路冷空气为强对流天气提供了动力条件；低层高温、高湿及低层暖平流、高层冷平流，为强对流提供了层结条件；高空风的垂直切变有利于对流天气的加强和维持。强对流天气在速度场上表现为中尺度辐合线、风向风速辐合区、风速辐合区、大风区等中尺度系统。     

2019年4月9日四川东北部一次飑线大风的成因分析

本文利用常规观测资料、多普勒天气雷达资料、自动站观测资料等多种资料，对2019年4月9日发生在四川东北部的一次飑线大风天气进行了分析。结果表明：本次飑线大风天气过程为低层暖平流强迫类型，低层西南急流和暖脊使得热力不稳定增长，配合低槽东移影响，加强了大气层结的不稳定性，在地面辐合线的作用下，最终触发了本次飑线天气过程。飑线后部存在的中尺度雷暴高压和超强冷池，造成了强冷池密度流，利于产生大风；后向入流和低层显著干区加强了降水粒子的蒸发、冷却，形成了强烈的下沉气流；高空动量下传，对地面大风有增幅作用；飑线移动迅速，前向传播明显，有利于大风的产生。     

2017年8月萍乡地区连续性雷暴大风过程分析

利用常规观测资料、探空资料、多普勒天气雷达基本产品及导出产品,分析了2017年8月中旬萍乡地区雷暴大风天气过程,并选取了其中最强的一次过程进行了细致的分析。结果表明,“北低槽、南副高”的环流形势是此次长时间雷暴大风的环流背景,萍乡受“上下一致”的西南急流控制,中低层切变线、西南急流导致了强对流不稳定;低层逆温、“上干冷、下暖湿”以及风垂直切变的垂直结构,为雷暴大风的产生提供了层结条件和能量条件;地面热低压和地面辐合线、干线等是此次雷暴大风的触发机制。飑线过境,气象要素变化剧烈,在“人”字形回波附近,回波断裂处等区域容易产生强雷暴大风天气。强回波高度迅速下降、拖曳作用、动量下传、中层干暖空气的夹卷及蒸发作用、一定强度的中层径向辐合等多种因素导致了此次地面大风。垂直累积液态含水量、最大反射率因子、风暴顶高的持续下降,对地面大风天气的预报具有一定的指示意义。     

2007年6月12～13日柳州市特大暴雨过程分析

运用常规天气图、气象卫星资料、新一代天气雷达资料等资料对2007年6月12～13日柳州市的特大暴雨过程进行分析,发现这次大暴雨过程的最主要的影响系统是低层的低涡切变和低空急流.柳州市、柳江县的短时大暴雨、特大暴雨产生时低层切变在附近维持,而切变南侧低空急流加强并向北推进致使低层辐合大大加强.随着急流轴的东移,切变线东移南压,地面弱冷空气补充南下,强降水过程趋于结束.     

强对流天气形势聚类分析中SOM方法应用

利用2001—2008年5—9月京津冀地区175个气象站危险天气报、灾情报告及NCEP 1°×1°再分析资料,采用自组织特征映射方法（SOM）对该地区5—9月的天气形势进行客观聚类分型,并对各型的环流特征及其主要造成的强对流天气类型进行分析。结果表明：①天气形势主要有4类：以短时强降水为主的暖湿切变型,主要出现在7、8月;以冰雹天气为主伴随短时强降水和雷暴大风的冷涡型,主要出现在6、7月;以雷暴大风为主的西北气流型,主要出现在5月;以雷暴大风和短时强降水为主的西风槽型,主要是出现在6、9月。②暖湿切变型主要特征是低层为暖湿气流和充足的水汽输送、中层为西风气流;冷涡型中高层有较强偏北气流的干冷空气侵入和低层有较好的水汽条件;西北气流型中高层有强烈的干冷空气侵入和强垂直风切变;西风槽型的动力、热力条件都较弱。③西北气流型和冷涡型出现强对流天气的频率最高,达65%以上,暖湿切变型次之,西风槽型最低。     

江苏盐城8.17雷雨大风天气过程雷达回波特征分析

本文分析了2005年8月17日江苏盐城地区的一次雷雨大风天气过程(简作8.17雷雨大风)的雷达回波特征。分析表明:贝湖东侧有较强的冷涡,高空槽前有西南急流存在,低层有冷锋锋区南压,本地受减弱缓慢南撤的副热带高压控制,850 hPa为暖湿气流控制;K指数、SI指数和θse都表明有较强的不稳定天气产生;在雷达回波特征上,具有强冷锋带状回波特征;风场上有明显的辐合;液态含水量值和一小时累积降水量有较好的指示作用。切变线和辐合区的存在是强回波得以维持和发展的主要原因。冷空气的入侵,冷暖空气交汇,是强对流天气爆发的直接原因。及时利用新一代天气雷达信息,进行预警信号的发布工作,取得了非常好的效果,并得到社会公众的认可。     

华北南部一次回流暴雪天气的诊断分析

利用常规观测资料和NCEP再分析资料,对发生在华北南部的一次回流暴雪天气过程进行了动力、热力等诊断分析。结果表明：该回流暴雪天气属于华北回流中的两槽一脊型,导致这次强降雪的影响系统是高空急流、西来槽、低涡切变和低空急流,东北冷空气起到了触发作用。最大降水出现在南北风转换阶段,当东北风完全控制低层,降水结束。高空辐散和低层辐合相叠置及高空正涡度的下传,有强降水的产生,但上升运动中心较低。降雪前的增暖增湿与低层冷空气的楔入使华北南部位于θse能量锋区和水汽辐合区内,有利于强降雪的产生。回流天气的水汽主要来自于南方,低层东北冷空气也有间接输送水汽作用。     

2000-05-11河南强对流天气过程分析

对2000-05-11河南省出现的雷雨大风、冰雹天气的影响系统、稳定度参数、高空风切变、3θ曲线、云中负温区、雷达回波特征分析结果表明下滑槽及西路冷空气为强对流天气提供了动力条件;低层高温、高湿及低层暖平流、高层冷平流,为强对流提供了层结条件;高空风的垂直切变有利于对流天气的加强和维持.强对流天气在速度场上表现为中尺度辐合线、风向风速辐合区、风速辐合区、大风区等中尺度系统.