济南市区短时强降水特征分析与天气分型

利用2007—2015年济南市区及历城区自动气象观测站的逐小时降水量资料,以及常规高空、地面观测资料,统计了198次短时强降水过程的范围和强度特征,年际、月际变化特征,按照短时强降水发生时的天气形势和影响系统,分为切变线型、低槽冷锋型、西风槽型、冷涡型、台风外围型及无系统型6类,并分析了不同类型和不同范围短时强降水的关键环境参量。研究表明:短时强降水的强度与范围有较好的相关性,7月中旬—8月中旬出现强降水的次数最多;切变线型短时强降水发生范围与强度分布最广,7、8月的低槽冷锋型过程极易造成大范围高强度降水;地面露点(Td)、850 h Pa假相当位温(θse)、对流有效位能(CAPE)以及暖云层厚度能较好地区分不同范围的短时强降水过程。在天气分型的基础上,结合不同降水范围和不同降水类型环境参量箱线图与阈值表,可为济南市区短时强降水的预报提供有价值的参考。     

佛山短时强降水时空特征及主要影响系统

利用佛山市152个自动气象观测站2012—2020年降水资料,根据强降水范围和性质,研究佛山市短时强降水的时空分布特征,并分析主要影响系统。结果表明：（1）短时强降水发生频次整体呈上升趋势,不同范围、不同性质的短时强降水时空差异性较大。局地性、区域性、突发型短时强降水主要发生在4—9月,全市性、增长型短时强降水主要发生在3—10月,持续型短时强降水5—6月发生频次最高。（2）从日变化来看,局地性、区域性呈单峰特征,全市性呈多峰特征,突发型、增长型呈双峰特征,持续型较平稳,06—09时略高,局地性、全市性和增长型短时强降水中分位值日变化较小,区域性、增长型和持续型短时强降水中分位值的日变化较大。（3）极大值出现的时间段也不相同,最大值的短时强降水是一次增长型的区域性过程。（4）空间分布上,局地性短时强降水在佛山西南部和北部发生的频次较高,全市性短时强降水发生频次的分布与之相反,而区域性短时强降水在西南部发生频次较低,增长型短时强降水发生频次高于突发型短时强降水,持续型短时强降水发生频次最低。（5）影响系统占比最大的分别是局地性、突发型短时强降水为副热带高压边缘,区域性、持续型、增长型短时强降水为热带系统,全市性短时强降水为西风槽,而西南低涡在各类中占比均最小。     

“麦德姆”台风过程中冷空气活动分析及风廓线雷达资料的应用

利用NCEP/NCAR 1°×1°的6 h再分析资料、常规气象观测资料和潍坊风廓线雷达资料综合分析了台风"麦德姆"影响山东时的环流背景、冷空气活动和风廓线特征,结果表明:此次台风暴雨过程中,西风槽冷空气渗透到台风倒槽云系,通过在低层形成冷垫强迫暖空气抬升,形成斜压锋区后触发不稳定能量及潜热能释放,对暴雨的产生加强起了巨大作用;风廓线雷达的垂直风场分布对此次降水的强弱特别是短时强降水的预报有明显的指示作用,低层风速迅速加大的时段与潍坊短时强降水出现的时段是一致的。     

一次局地短时强降水的成因和预报误差分析

利用常规气象观测资料、NCEP/NCAR再分析资料和多普勒天气雷达资料,对2016年8月6——8日潍坊一次强对流天气的成因和预报误差进行了分析,结果表明:1) 500 hPa冷涡底部低槽、850 hPa低涡切变线和地面倒槽是主要影响天气系统,数值预报对此次天气过程的影响系统预报偏差大,而预报员对数值预报依赖程度高是此次预报失误的主要原因; 2) 850 hPa以下强的水汽辐合是强降水发生的重要条件,低层辐合和高层辐散配置导致的强垂直上升运动是暴雨产生的动力机制,位势不稳定因中高层的冷空气入侵下沉得以加强; 3)列车效应和强回波维持少动是造成短时强降水的重要回波特征,逆风区的发展和移动对于判断强降水的落区有指示作用,多普勒雷达反演风场中的中尺度辐合线是导致局地强降水发生的直接原因; 4)风廓线雷达水平风场可以连续地反映降水过程中风场垂直结构及其变化,降水发生前探测高度明显升高,中高层冷空气侵入时间与强降水的时段相对应。     

济南市重大短时强降水过程特征分析

利用常规天气资料、多普勒雷达资料和区域自动气象站资料,对发生在济南的33次重大短时强降水过程进行总结分析。结果表明,重大短时强降水过程年均发生3. 3次,主要发生在7月上旬——8月中旬,17——23时和02——08时最易发生,南部山区较北部平原地区更易发生,且雨强更大。低槽冷锋型出现最多,水汽和动力条件充足,层结曲线中上层具有喇叭口型结构,对流有效位能呈瘦高状,平均值为1 370 J·kg~(-1),对流由冷锋触发(有时存在暖区对流),强降水范围最广;副热带高压边缘型水汽充沛,对流有效位能呈粗胖状,平均值为2 400 J·kg~(-1),对流由底层的动力系统触发,局地性和突发性强,强降水分布不均匀;低涡切变线型具有夜雨性,水汽较充沛,动力条件一般,对流有效位能平均值为607 J·kg~(-1)。低槽冷锋型和低涡切变线型平均雨强较大,副热带高压边缘型持续时间较长,低槽冷锋型能够产生平均雨强异常大或持续时间较长的过程,因此易出现极端降水事件。带状回波出现最多,主要由低槽冷锋型产生,块状回波主要由副热带高压边缘型产生,分布零散,絮状回波主要由低涡切变线型产生,强度较弱。强回波主要集中在中低层,回波整体质心偏低,呈现热带降水型特征。10次形成列车效应的过程中有7次由带状回波或短带回波的后向传播形成,另外3次由尺度较大的絮状回波形成,其持续时间和平均降水量是其余过程的两倍。     

环渤海区域强风的特征及变化分析

利用2000—2012年环渤海区域57个台站大风资料,首先在确定区域强风天气标准的基础上,利用天气学分型方法分析了环渤海区域强风的特征等。结果表明:环渤海区域强风主要集中在冬半年,其中3—4月为多发月份。强风一般持续半天到两天。强风最大风速多为北风,主要集中在渤海西部天津到河北南部和渤海海峡到成山头一线两个区域。影响环渤海区域强风的天气类型主要有低槽冷锋、温带气旋、东高西低和台风4类,其中以低槽冷锋最为常见,温带气旋类次之。北路低槽冷锋和黄河气旋在强风过程发生初期往往高(低)压天气系统强度较弱,但造成的强风天气不可忽视。最后对低槽冷锋类区域强风的天气图预报指标进行了分析。     

9403号强热带风暴致灾暴雨分析

本文使用天气图、卫星云图等资料，对９４０３号强热带风暴的致灾暴雨进行分析。指出，西南气流、副高和西风槽是该风暴登陆加强、变性减弱及其致灾暴雨的主要影响系统，其中的中尺度强降水云带是致灾暴雨的关键，文中给出了三种尺度强降水云带强盛期天气系统配置模式     

冷涡背景下两次强对流天气对比分析

2010年5月29—30日和2012年6月12日山东半岛均出现由高空冷涡造成的强对流天气,但其强度和范围却差异较大。综合分析天气形势、探空资料、卫星云图、多普勒雷达和风廓线仪等资料,结果表明:两者均受冷涡低槽影响,前者为地面气旋,后者为冷锋过境;水汽图上水汽区的干湿边界、暗区等与强对流的发生发展有着密切关系;红外云图TBB≤-48℃的范围基本与出现对流的区域吻合,TBB≤-52℃的区域与强降水区域比较吻合,但当湿层比较浅薄时,也可能只出现雷暴天气,而非强降水。     

青岛地区及其近海盛夏低槽型大—暴雨甚短时MOS预报方法

本文首先根据700hPa高空实况分析图划分天气类型,并确定低槽天气型的区域标准。然后,从日本气象厅发布的数值预告传真图资料中,通过相关普查,筛选出物理意义清楚、效果较好的四个预报因子。检验后,建立了青岛地区及其近海盛夏低槽型大—暴雨的甚短时(0,1)权重回归MOS预报方程。经严格的统计假设检验,认为该方程非常可靠。投入业务试用两年后证明,效果良好,优于经验预报方法,是一种较佳的甚短时大—暴雨预报方法。     

台风“利奇马”引发山东极端暴雨的多尺度特征分析

利用常规气象资料、NCEP FNL 1°×1°再分析、风廓线雷达、云顶亮温(black body temperature, TBB)及逐时自动气象站降雨量资料,对2019 年8 月10—13 日由台风“利奇马”引起山东极端暴雨的多尺度特征进行分析。结果表明：(1)此次台风特大暴雨主要为中低纬系统相互作用及台风倒槽本体直接影响产生,其与冷空气密切相关。冷暖空气交汇有利于山东大部地区稳定性降水长时间持续发生。冷空气从低层侵入暖湿气流底部,形成冷垫,使得暖湿气流在冷垫上滑行,加大降水强度。(2)低空急流指数的变化提前1 h 预示了降水的出现及未来小时雨量的增减,其峰值出现预示着未来3 h 的强降雨时段,即对强降雨时段的出现和雨强大小有一定的预示性,低空急流向低空的快速扩展对应着短时强降水的开始。可以用于强降水的短时临近预报。(3)Q 矢量散度负值的强弱对于未来6 h 的雨强大小有较好的指示意义。(4)淄博西河镇出现全省最大降雨量与其朝向东北的喇叭口地形和对流层低层东北风倒灌有关。(5)TBB 场能较直观地反映强降水过程中降水的分布和强度。风廓线雷达超低空风场的变化对雨强大小和出现最大雨强的时段有着明显的指示意义。     

北部湾海雾过程的天气系统分型研究

采用2011—2016年NCEP/NCAR再分析格点资料和北部湾沿海6个气象站的常规气象观测资料,利用天气学方法对北部湾沿海出现大雾时的大尺度天气背景、地面形势进行了分类总结,探寻北部湾发生海雾时各类型天气系统的共同特点。结果表明:北部湾海雾的天气环流类型可分为西南倒槽型、入海高压后部型、均压场型、静止锋型、冷锋前部型和高压底部型,其中西南倒槽型、入海高压后部型、均压场型、静止锋型是4种主要的环流型,造成的北部湾海雾日数相对较多,而冷锋前部型和高压底部型造成的海雾日数较少;西南倒槽型、静止锋型的海雾过程持续时间较长、能见度较低,高压底部型的海雾消散较快;地面风速小、500 hPa高空存在偏西或西南急流、大气层结稳定是海雾出现时各类天气型的共同特点。     

“9.21”山东半岛南部沿海强降水的中尺度分析

利用常规天气图、区域自动气象站、多普勒天气雷达等资料对2012年9月21日发生在山东半岛南部沿海持续的强降水天气进行综合分析。结果发现:强降水发生在500h Pa槽附近;中小尺度的对流云团产生在沿海向岸风左侧的气旋性辐合区,地面中尺度辐合线是强降水形成的动力机制;强降水回波不断生成是造成强降水的关键;特殊的沿海地形对这次强降水起到了重要作用。     

临清市近40年降雪天气特征分析

通过对1970—2010年临清市降雪及积雪观测资料的统计分析表明：聊城年降雪日数和积雪日数总体呈现波动下降的趋势,但降雪的极端天气出现的概率逐步增大;临清市降雪和积雪主要出现在10月到次年4月之间,12月—次年2月是降雪和积雪多发季节,12月—次年2月降雪日和积雪日分别占全年的75%,82%,其中1月降雪日和积雪日最多...     

渤海中西部近海与沿岸海雾的特征分析

利用2004—2012年渤海湾埕北油田A平台的气象水文观测资料以及塘沽、秦皇岛、兴城和龙口4个环渤海沿岸观测站的常规观测资料进行统计分析,得出渤海中西部海雾的气候特征及影响因子,归纳了天气系统模型,并给出了相关气象要素的定量化指标。结果表明:渤海海雾年际变化明显,其中2005年出现频次最少,2007年最多,不同海区海雾月际变化特征有所差异,但都存在冬季高发期,且海雾高发期受到温度空间分布的影响,08时海雾出现频次最多,其日变化特征受太阳辐射和海陆差异影响;依据高低空环流形势和地面主要影响系统,将渤海海雾发生时的天气形势分为均压场型,倒槽冷锋型,低压场型和高压场型4种并分别给出概念模型,各海区均压场型出现概率最高,渤海湾和莱州湾海区倒槽冷锋型次之,辽东湾海区低压场型占比第二;渤海海雾在海气温差正负时皆可出现且差值多在2℃以内,总体盛行风向特征不显著,这些特征与黄海海雾预报差异较大;此外,沿岸相对湿度达到90%以上,近海相对湿度达到80%以上,风速在0—3级之间,低层大气存在逆温层时,有利于渤海海雾的生成和发展。     

0601号强台风“珍珠”路径变化因子及降水特征

利用天气学诊断分析方法,结合气象卫星云图、多普勒雷达回波、总能量场和中尺度自动气象站记录资料等,分析0601号强台风“珍珠”路径变化的原因以及逐时降水动态变化特点,并探讨了台风影响过程中强降水的主要成因．指出副高、西风槽、高能区对台风运动的影响;台风中心降水和外围降水强弱有反相关的关系,降水较集中在台风路径的左侧;台风“珍珠”登陆前持续加强和对流强烈发展所形成的深厚系统是出现强降水的重要基础,在卫星云图上密实的螺旋结构和中尺度对流云团的生成是台风云带中出现强降水的显著特征,而特定区域地形的多方面影响是降水幅度增加的原因．     

山东省持续性短时强降水过程物理量特征分析

基于常规气象观测资料和探空资料,对2007—2019年山东省123个国家级地面气象观测站观测到的持续性短时强降水发生特征、环流形势和环境参数进行分析。结论如下：(1)其间共有81个站点在78个降水日内发生144站次持续性短时强降水,鲁东南地区发生次数和发生站点比例均明显高于其他区域;降水集中在6月下旬至8月下旬,又以8月上旬至中旬最多。(2)天气过程主要发生在低层绝对湿度和相对湿度高、抬升凝结高度低、暖云层厚的条件性不稳定环境下。(3)准正压类和低层暖平流强迫类探空温湿廓线近似平行,对流有效位能中等、垂直风切变偏弱,低层暖湿平流是大气层结不稳定建立或维持的主导者;斜压锋生类和高空冷平流强迫类探空温湿廓线呈“V”形,低层偏湿、中层偏干,对流有效位能较弱、垂直风切变中等,冷暖平流对于大气层结不稳定的作用均较显著。     

华北冷涡背景下青岛三次混合型对流天气环境场条件对比分析

利用探空观测资料,对比分析华北冷涡背景下青岛三次混合型对流天气过程环境场条件,揭示出现短时强降水、雷暴大风和冰雹天气时的水汽、稳定度和垂直风切变差异特征。分析结果表明:500 hPa上冷涡中心位于42°N的华北冷涡、850 hPa低涡系统和偏南风急流以及地面气旋是这三次混合型对流天气的影响系统;在这三次混合型对流过程中有无雷暴大风天气的环境参数区别比较显著:有雷暴大风表现出了相对较干的中低层和中层存在浅薄湿层的水汽层结,无雷暴大风的则是上干下湿和中层大气干燥的层结特征;稳定度差异决定了对流强度的差异:同时出现短时强降水、雷暴大风和冰雹的对流天气的层结不稳定度最强,表现为较大的850和500 hPa温差(大于30℃)以及较强的0~3 km垂直风切变(大于12 m·s^-1);出现短时强降水和大风的大气层结稳定度最弱,相应的环境参数值也最小;在强不稳定层结和低层水汽充足的条件下,大于12 m·s^-1的0~3 km垂直风切变对青岛地区雷暴大风和冰雹的预报预警有较好的指示意义。     

浙江沿海大风的天气气候概况

用嵊泗站和大陈站资料对浙江省沿海大风的天气气候概况进行分析,结果表明浙北沿海平均每3d有1d出现大风,多于浙中南沿海(平均每7d有2d出现大风).浙北沿海以SSW大风最多,N大风次之;其中NNW—NE大风占46%,SSE—SW大风占43%;浙中南沿海以NNE大风最多,NE大风次之;其中N—ENE大风占77%,S—WSW占18%.浙北沿海大风以4月份最多,9月份最少;浙中南沿海大风以1月份最多,5月份最少;浙北沿海大风日数的月变化比浙中南小.浙江沿海大风的季风特征明显.浙江沿海冬半年大风多为冷空气大风,春季及初夏大风多为低压、倒槽引起,夏季大风主要是受热带气旋影响产生.     

台风倒槽引发暴雨的风廓线特征分析

2013年9月23—24日台风"天兔"倒槽和高空西风槽共同影响造成山东半岛南部的暴雨天气,文章利用青岛风廓线雷达资料分析台风倒槽引发暴雨的演变特征,结果表明:大气中层冷平流叠加在暖湿平流之上,且台风倒槽提供的充沛水汽和高能量利于暴雨产生。整层垂直速度超过3m/s、信号噪声比达到30dB和C_n~2值大于5e~(-16)m~(-2/3)的开始和结束反映了降水的开始和结束,其强度和持续时间与降水强度有密切关系。台风倒槽影响时东风分量增大降雨也加强;强降雨时段集中在低层最大风速极值附近,且与低层SRH峰值的出现时间密切相关。     

鲁西南至鲁中一次暴雨过程成因分析

利用实况观测资料、中尺度自动站资料、中国气象局物理量分析资料和泰山多普勒雷达资料对2013年7月18日发生在鲁西南至鲁中的暴雨过程进行了诊断分析。结果表明:强降水由500hPa西风槽、700hPa切变线、850hPa低涡、地面辐合线、以及副热带高压西北边缘的暖湿气流共同影响造成。低层前期明显的持续升温为暴雨的产生创造了良好的热力条件,副高外围的水汽输送为此次暴雨提供了充足的水汽,同时暴雨区不稳定能量的维持和层结对流不稳定的结构,有利于暴雨的产生。地面中尺度辐合线的生成和发展,是这次暴雨产生的启动机制,暴雨的分布与地面辐合线的走向基本一致。强降水期间,沿低层切变线北侧东北气流南下的冷空气与暖空气交汇,使对流加强、降水强度加大。另外,泰安地处鲁中山区向西南开口的山谷的南部,偏南气流的迎风坡,有地形产生的偏南风的辐合和抬升,地形造成的辐合上升运动对泰安地区第一个强降水时段降水具有明显的增幅作用。两个强降水时段雷达回波为混合型降水回波,反射率因子强度一般在30~35dBz,最强达40dBz,其中第一个强降水时段回波对流发展的高度更高。特殊的地势地貌也是此次暴雨产生的重要原因。