低空急流对广西热带气旋特大暴雨的影响及概念模式

利用ncep再分析资料，对1990～2003年期间，广西14次热带气旋特大暴雨过程进行850hPa低空急流的合成分析，结果指出：广西热带气旋特大暴雨的产生伴随着中南半岛西南急流的增强，西南急流是暴雨增幅的主要水汽和能量输送系统。另外，结合大尺度环流系统的分析给出广西热带气旋特大暴雨的概念模式。     

低空急流对广西热带气旋特大暴雨的影响及概念模式

利用ncep再分析资料,对1990～2003年期间,广西14次热带气旋特大暴雨过程进行850hPa低空急流的合成分析,结果指出:广西热带气旋特大暴雨的产生伴随着中南半岛西南急流的增强,西南急流是暴雨增幅的主要水汽和能量输送系统。另外,结合大尺度环流系统的分析给出广西热带气旋特大暴雨的概念模式。     

广西特大暴雨的特征分析

对1971－2001年发生在广西的特大暴雨和特大暴雨天气过程的时空分布特征及其环流形势特点作一较系统的分析，得出广西特大暴雨的月际分布具有明显的“单蜂型”，多发区域在沿海地区，造成广西特大暴雨的影响系统主要是热带气旋或热带低压系统。     

登陆粤西的热带气旋降水特征分析

利用1949～2000年《热带气旋年鉴》资料,对51年来登陆粤西的热带气旋在陆地维持时间、不同强度的降水之间的分布、相同量级强降水的分布等进行统计分析,揭示登陆粤西热带气旋降水分布实况和特征。结果表明,登陆粤西的热带气旋在登陆后的维持时间和其造成陆地强降水范围成正相关的关系;热带气旋造成不同强度(暴雨、大暴雨、特大暴雨)的降水在其路径左右侧分布,雨强越大,出现的几率越少;热带气旋登陆后造成的暴雨量级降水在热带气旋路径右侧比左侧产生的几率更大;而大暴雨、特大暴雨落在路径左侧的可能性比落在右侧的可能性大。     

广西特大暴雨的特征分析

对1971～2001年发生在广西的特大暴雨和特大暴雨天气过程的时空分布特征及其环流形势特点作一较系统的分析,得出广西特大暴雨的月际分布具有明显的"单峰型";多发区域在沿海地区;造成广西特大暴雨的影响系统主要是热带气旋或热带低压系统。     

一次中低纬天气系统结合产生的暴雨过程分析

通过对影响山东的９５０５号热带气旋环流暴雨过程分析，指出了中低纬天气系统相结合对山东降水的作用。涡度分析表明，登陆后减弱的热带气旋环流移动路径，基本上与５００ｈＰａ场上正涡度轴线方向一致；暴雨区与正涡度中心右前方的正涡度区有较好的对应关系。     

1996～2006年韶关热带气旋暴雨统计分析

对1996～2006年11年来登陆华南沿海的热带气旋对韶关市造成的降水进行了统计分析,发现登陆华南沿海的热带气旋中有40%会造成韶关市大到暴雨以上降水,其中珠江口以东至福建登陆的热带气旋对韶关市的影响比珠江口以西登陆的大.韶关市的热带气旋暴雨主要分为3种类型:①热带气旋和西风槽及弱冷空气的共同作用;②热带气旋与西南季风的结合;③热带气旋环流及其倒槽的直接影响.经过统计分析可知,热带气旋与中尺度天气系统相结合是造成韶关市暴雨以上降水的主要原因.     

登陆热带气旋特大暴雨的中尺度系统结构特征

本文对7106,8309,8517,8609四个登陆热带气旋造成广西境内突发性特大暴雨的中尺度能量系统进行分析,揭示出暴雨发生的前一天对流层下半部存在一个Tσ中尺度位势不稳定能量系统。这个系统在垂直结构上700hPa层附近有一明显的低能区叠加在850hPa层以下的高能区上,具有比较强的对流不稳定性、能够产生和贮存丰富的不稳定能量。当和热带气旋环流结合时,便能产生强烈的对流运动,造成强的暴雨.     

山东省远距离热带气旋暴雨研究

应用1971-2003年的山东降水资料、常规天气图资料、台风年签和NCEP资料,对在华南沿海登陆和活动的热带气旋在山东造成远距离暴雨的气候特征进行统计分析,对环流形势场进行合成分析.建立了山东省远距离热带气旋暴雨的天气学模型.分别计算分析了山东有和无远距离热带气旋暴雨合成的水汽和温湿能的收支.结果表明:在华南沿海登陆和活动的热带气旋与西风带环流系统和副热带高压相互作用在山东造成的远距离热带气旋暴雨年均2.5次.暴雨的范围广、强度大.出现暴雨的时间比热带气旋登陆时间滞后.在山东造成远距离暴雨的热带气旋在华南沿海登陆时,中心东部有一股东南风或偏南风低空急流指向内陆.中高纬度中低层西风带环流弱,位置偏北.500 hPa西风带中的偏北气流与副高边缘的偏南气流在山东境内汇合.低层850-700 hPa伴有低值系统影响,山东为气旋性环流控制.热带气旋登陆后其中心附近的中低层偏南风急流向北伸展,绕过副高脊线直达山东.在台风中心附近至山东之间建立起水汽和温湿能的输送通道,把高温高湿的暖湿空气源源不断地向山东输送.在台风登陆后12-48小时内,山东暴雨区上空有大量的水汽和温湿能的净流入.暖湿气流与西风带气流相汇合,产生辐合上升,造成暴雨.     

热带气旋与中山两种极端天气的关系

选取近十年中山出现的暴雨、高温和热带气旋资料分析,发现7～10月中山出现的暴雨主要是由热带气旋造成的,且热带气旋距中山800km范围内才能给中山造成暴雨;中山出现高温的各个月份均有高温与热带气旋有关,热带气旋距中山500～2000km时易给中山造成高温.在珠江口附近或以西登陆的热带气旋靠自身环流的降水云系给中山造成暴雨,是热带气旋给中山造成暴雨的主要形式.     

局地地形、地表特征对上海暴雨过程影响的研究

作者在对2001年8月5~6日上海地区一场特大暴雨的诊断分析与数值模拟研究中确知,停滞在上海的热带低压及在其内发生、发展起来的中尺度对流云团是造成此次暴雨的直接天气系统。暴雨过程中,非常规观测资料及高分辨率暴雨数值模拟结果的分析对于揭示热带低压内暴雨中尺度系统的结构及发展演变的时空连续性具有重要作用。但同时也意识到,对于造成暴雨的各尺度系统的发生、发展,特别是造成局地突发性强降水的暴雨中尺度系统,某些物理过程的影响是不可忽视的。这些物理过程或独立影响着暴雨中尺度系统的发展,或相互作用、相互制约,共同影响着暴雨中尺度系统的发展。为此,作者在此次暴雨过程较成功的数值模拟研究基础上,对上海附近山脉地形及上海地区地表状况等可能影响暴雨中尺度系统发展的物理过程进行了模拟试验研究,结果表明,上海及其周边地区局地山脉地形和上海地区的地表分布特征虽不是造成此次局地突发性强暴雨的直接原因,但明显影响着暴雨系统的移动、停滞、发展和加强。上海以西的莫干山、天目山在热带低压东移过程中对于气流具有一定阻挡作用,有利于暖湿气流的聚集及热带低压移速的减慢。但若山脉过高且热带低压移至非平原地带,则来自西南的暖湿气流会受阻而汇集在莫干山至杭州湾一带,这样在相对强的偏西气流作用下,热带低压的移向就会出现变化。另外,上海局地地表城市化特征的加强使得城市近地层空气的暖干特性效应和城区上风方风速辐合,并由此引起暴雨系统内中尺度动力、热力特征出现变化,这值得在局地暴雨强度预报中加以关注。局地城市地表特征是城市暴雨灾害不容忽视的影响因素。     

气旋类山东暴雨过程天气学特征研究

利用天气观测资料、NECP/NCAR再分析资料对1999-2009年发生的24例气旋导致的山东大范围的暴雨过程进行了研究。参照教科书分类标准将气旋分为黄河气旋型、黄淮气旋型与江淮气旋型,在丰富前人气候统计特征的基础上,提炼出概念模型。针对每类气旋重点分析气旋发展的动力机制、水汽特征,确定暴雨落区与各物理量场的配置关系。结论如下：(1)黄河气旋型暴雨落区在气旋移动方向的左前方,暖锋附近,天气尺度强迫有利于暴雨产生,水汽来源于西南气流输送或气旋本身。(2)黄淮气旋型暴雨落区在气旋移动方向的左前方,属暖区降水,高低空急流的垂直耦合诱发深对流,促使暴雨产生。(3)江淮气旋型暴雨落区在气旋中心北侧,属冷区降水,其环流形势经向度较大,诱使低层低涡切变线北移,为系统性暴雨的产生提供水汽条件和动力条件。(4)三类气旋暴雨过程中,对流层高层多为辐散场或高空急流入口区的右侧,低层多有低涡配合;当有低空偏南风急流出现时,降水量大,反之,则小;暴雨中心均与850hPa水汽通量散度辐合区、高比湿区及高能舌区三者相叠置的位置相吻合。     

0308号强热带风暴天鹅路径和降水分析

详细分析了0308号热带气旋天鹅在南海中部加强为强热带风暴后云系的演变以及对路径和降水产生的影响，结果表明：强对流云团的“吸附”作用是天鹅登陆后路径南折的主要原因；垂直速度场对热带气旋路径短期偏折方向有较好的预报指示意义，热带气旋有向强上升运动区偏折的趋势；中尺度暴雨出现在强对流云团中小涡旋的螺旋云带上或云顶亮温的梯度密集区与地面风向辐合区重叠处。     

1960-2011年辽宁省大暴雨时空分布特征

利用1960-2011年辽宁省61个国家气象站地面20-20时降水及逐小时降水观测资料,统计分析辽宁大暴雨时空分布特征。结果表明：辽宁省年平均大暴雨日数为6.5 d,年平均影响范围为17.5站次,两个大暴雨多发区分别位于辽宁东南部和南至西南沿海地区。辽宁东南部大暴雨多发区由于受台风、江淮气旋、华北气旋和蒙古气旋等多种系统及地形影响,易出现区域性和局地性大暴雨,大暴雨发生次数较多,降水量变化较大;降水量和降雨强度极值均较大,大暴雨中心出现在凤城,降雨强度最大达212 mm/h^-1。南至西南沿海大暴雨多发区易受台风和华北气旋及地形影响,以区域性大暴雨为主,降水量和降雨强度极值也较大,但最大降水量和降雨强度极值均与大暴雨日数的中心不一致。区域性大暴雨的降水量极值对大暴雨降水量极值的贡献最大。大暴雨平均降雨强度的逐时变化呈单峰型分布,08时降雨强度达最强,20时降雨强度最弱。辽宁省大暴雨日集中出现在7月下旬至8月上旬,8月大暴雨日略多于7 月。最早和最晚区域性大暴雨均是受江淮气旋影响,并出现在辽宁省南部地区。大暴雨日数具有明显的周期变化,主要年代际变化周期为10 a。区域性和局地性大暴雨主要周期分别为36 a和10 a。预计未来6 a辽宁省仍处于大暴雨较多的阶段,并可能多以局地性大暴雨的形式出现。     

春季江淮气旋及影响的统计分析

以Lu[1]改进的温带气旋识别方法为基础,结合江苏省73个人工气象观测站的降水资料,统计分析了近35年来春季江淮气旋及其与江苏春季暴雨的关系。结果表明,近35年来,春季江淮气旋发生的次数呈现趋势性递减的变化,其源地主要集中在安徽西南部的大别山东侧和西北部的淮河上游平原。江淮气旋对沿江苏南的春季暴雨有重要影响,而对淮北地区暴雨的影响最弱,给江苏春季带来区域性暴雨的江淮气旋主要是介于中尺度和天气尺度之间的次天气尺度系统。引起淮北和江淮之间两个区域暴雨的江淮气旋源于皖、豫、鲁三省交界处的比例较高。春季江淮气旋造成的暴雨区主要位于气旋中心附近和气旋的南部。其中,淮北地区雨区主要位于气旋中心附近,沿江苏南的雨区在气旋中心和南部均有分布。气旋中心涡度和风速大小、低空西南急流的位置和水汽通量辐合的位置是暴雨落区差异的主要原因。     

Role of convective parameterization in simulations of heavy precipitation systems at grey-zone resolutions — case studies

We have investigated the role of convective parameterization in simulations of heavy precipitation systems at grey-zone (2–10 km) resolutions using an approach similar to that used in “observing system simulation experiment”. Simulations with a 1-km grid serve as benchmark simulations. The impacts of convective parameterization at greyzone resolutions (i.e., 3, 6, and 9 km) are then investigated. This study considers two heavy precipitation systems including one associated with a mesoscale cyclone generated over the Shandong Peninsula on 24–25 July 1991, and the other associated with a cloud cluster occurred on 15–16 July 2009. The present study indicates that convective parameterization does not affect much the simulations of the two heavy precipitation systems with 3-km grid size. However, it significantly affects simulations for grid sizes of 6 and 9 km. Simulations with the Kain-Fritsch scheme produce deficiencies such as relatively small heavy rainfall area, smaller maximum precipitation rate, wider area of weak precipitation, etc. Simulations without convective parameterization have also some negative effects such as the overprediction of area-averaged precipitation rate and others. A modified trigger function in the Kain-Fritsch scheme is found to improve the simulations of the heavy precipitation systems over the Korean Peninsula by reducing excessive trigger of convection, especially for simulations with 6- and 9- km grids.     

基于目标对象检验法的多种模式强降水能力的比较

针对传统TS检验方法的不足,引入了目标对象检验方法,通过对降水落区的面积、位置、形状和强度进行匹配,可获取空间场潜在的预报信息。以欧洲中心细网格、T639、山东WRF集合模式和华东区域中尺度模式(BCSH)为例,采用强降水过程模式预报最优次数及要素箱线图统计方法,得到模式及集合预报产品的性能特征,根据环流形势及影响系统对强降水分型,结果表明:热带气旋与中低纬度系统相互作用的强降水过程模式预报效果最好,最具参考性;低涡和切变线相伴随的强降水过程效果次之,且以BCSH和山东WRF集合最大值预报效果更好,各模式对低槽系统强降水预报能力一般,对温带气旋类型强降水过程模式预报效果差的概率最大。     

一次缓慢东移的黄河气旋暴雨的诊断分析

利用NCEP/NCAR再分析资料和常规气象资料,对2001年6月28-29日发生在河南的一次黄河气旋暴雨过程进行了诊断分析。结果表明：黄河气旋的稳定少动是造成这次暴雨的直接原因,高层辐散与中层正涡度平流对黄河气旋形成和发展起了重要作用。这次过程的水汽主要来自副高东南侧的海上,孟加拉湾的水汽也有一定的贡献。暴雨区的中低层对称不稳定的存在,导致上升运动和水汽输送的加强,造成降水的增幅。     

热带气旋干湿特征的对比分析

热带气旋属于热带天气系统，由于其生成地及生命史的大部分时间基本都在洋面或海面上，所以就其自身来说，有着充分的水汽资源，但在它的移动路径中，随着环境场的不断变化，其影响地区也并不是都有很强的降水产生，针对这一问题，引入了干湿热带气旋概念，并选取了３个较为典型的个例，对它们的天气形势及物理量场作了对比分析，得到了些有有益的结果。     

一次江淮气旋大暴雨的诊断分析和数值模拟

利用ERA Interim Daily的0.5°×0.5°资料对2011年6月9—10日的一次江淮气旋大暴雨天气过程进行天气学分析。结果表明:江淮气旋和低空急流是本次大暴雨过程的主要影响系统;高空200 hPa西风急流右侧的上升支和锋面的抬升作用提供了动力条件;低空西南急流提供了水汽条件,此次过程对流条件较好,具有较大的对流有效位能(Convective Available Potential Energy, CAPE);大气的对流不稳定性远大于斜压性,强降水发生在湿位涡正负值过渡的等值线密集带附近。过程最强降水时段由一次长生命史的中尺度飑线过程导致,利用WRF v3.9可以进行较好地模拟。研究飑线的环境条件和结构特征发现,环境大气具有较大的CAPE值和较小的对流抑制能(Convective Inhibition Energy,CIN),有利于对流的触发;较强的0~3 km垂直风切变,有利于飑线的维持;尽管冷池较浅薄,但冷池出流的抬升作用有利于对流的触发和飑线的维持。