桂西2008年前汛期一次典型大范围暴雨天气过程分析

采用常规气象资料和NCEP再分析资料,对桂西2008年5月29~30日一次大范围暴雨天气过程进行分析。结果发现,活跃的西南季风给桂西上空输送水汽和不稳定能量,是此次暴雨发生的突出特点;南支槽的东移、850hpa切变线南压、地面冷空气南下是暴雨产生的直接影响系统;水汽通量散度表示的水汽辐合区与暴雨中心较为对应,散度场、垂直速度场的相互配置,使暴雨系统加强,K指数、SI指数对暴雨发生有一定指示意义。     

河西走廊东部一次第Ⅱ型冷锋结构的对流性暴雨过程诊断分析

利用地面、探空常规观测资料,结合NCEP/NCAR全球资料同化系统再分析资料(1°×1°)、FY-2D卫星云图、区域站等资料,对2012年7月20~21日河西走廊东部一次对流性暴雨过程进行天气动力学诊断和中尺度分析。结果表明:暴雨过程发生在"北槽南涡"的环流形势下,柴达木低涡东移,为暴雨产生提供了有利的中尺度环流背景。这次暴雨过程具有第二型冷锋的特性,锋面附近的强烈抬升加低空切变线的辐合叠加,为暴雨发生提供了强劲的上升气流和不稳定层结。高低空急流耦合为暴雨的发生发展创造了良好的环境条件。暴雨出现时武威市低空存在明显湿舌和水汽通量散度辐合中心。风暴相对螺旋度中心位置和强度与暴雨落区、强度和起止时间有较好的对应关系。稳定度参数在暴雨发生前后有明显变化,∑Tσ、K指数极大值均超过了本地暴雨预报阈值,表明这次暴雨过程存在较好的能湿条件;CAPE值、SI指数均超过了本地短时强降水预报阈值,表明暴雨出现在强不稳定层结中,有利于强对流天气的发生。V-3θ图表明,中低层有顺滚流,有利用启动对流抬升机制。     

“05.6”华南致洪暴雨过程中各尺度天气系统的作用

利用MICAPS、NCEP的grib 1x1°、MM5V37模式运行输出等资料,通过天气形势和物理量诊断分析的方法,对造成"05.6"华南致洪暴雨各尺度天气系统进行综合分析。结果表明:该次暴雨过程是在副热带高压、南亚高压、高空槽等大尺度天气系统有利配置的环流形势下,低涡、切变线、静止锋、西南暖低压等天气尺度及中小尺度系统得到发展,各尺度天气系统相互作用下产生的。暴雨落区位于高空槽前、南亚高压脊线反气旋曲率最大处、中低层低涡切变的东南侧和地面静止锋附近。高低空急流相互耦合在这次暴雨的发生过程中起到了关键的作用,高低空急流轴之间的区域是高空辐散区与低空辐合区相配合区域,是强暴雨落区。     

2008年6月广西锋前暖区暴雨过程分析

利用常规观测资料、卫星TBB和NCEP再分析资料,对2008年6月8-13日持续性暖区暴雨的环流特征、影响系统及物理量变化进行了诊断分析,结果表明:本次暴雨过程是在高层200hPa出现环流型调整、500hPa贝加尔湖至新疆地区为弱阻高形势和地面锋面低槽的环境下产生的,主要影响系统有低层切变线和低涡;低空急流迅速建立、北抬,使低层风速辐合加强是产生锋前暖区暴雨的有利因素;广西的中尺度环境存在南北明显差异,可能是形成双雨带的主要原因;在切变线和低涡切变锋区上垂直运动结构有明显差异,低涡切变上低层辐合高层强辐散,上升运动更强烈;暴雨前相对湿度明显增大,湿层深厚,中高层相对湿度在降水减弱时率先出现下降趋势;水汽通量中心的出现与暴雨发生时段和暴雨落区较为对应;夏季风向北推进,华南地区发生经向风扰动,出现了季风涌,使南海的水汽和能量源源不断地传送到华南地区,为这次持续性暴雨提供有利条件。     

西南地区“02·5”暴雨过程的诊断分析

利用T213数值预报产品及有关常规天气资料,对2002年5月12～14日发生在中国西南地区的大范围暴雨天气过程进行了诊断分析。分析表明:此过程主要的影响系统是高空冷槽、地面冷锋以及高低空急流。暴雨落区位于具有强盛的垂直上升运动的高能、高湿舌的不稳定区内。     

位涡分析在新疆暴雨研究中的初步应用

新疆是全国有名的干旱、半干旱地区,年平均降水量约147mm,不到全国平均值的1/4,但暴雨造成的洪水却是新疆的主要灾害之一。随着新疆气候由“暖干”向“暖湿”型的转变,暴雨出现的频率可能会增加,暴雨带来的洪涝也有可能比以往更加严重,因此有必要加强对新疆暴雨天气的分析研究。本文根据位涡理论,选取2004年7月18日～20日的一次由中亚低涡造成的盛夏暴雨过程做个例分析,对位涡与新疆地区降水和暴雨的关系进行了初步研究。结果表明：对流层高层十位涡能较好地反映冷暖空气的活动及天气系统的演变特征,位涡场比温度场、高度场能更清楚地示踪冷空气,这为研究冷空气的活动,特别是冷空气在触发暴雨中的作用提供了新的思路;对流层低层湿位涡与降水的强弱有良好的对应关系,当包线陡立时,易导致倾斜涡度发展,出现降水：当湿位涡MPV〈0时,在θe线陡峭密集区内易出现暴雨。     

南疆“3.12”强沙尘暴天气数值模拟与诊断分析

春季是南疆塔里木盆地沙尘暴天气的高发季节。利用GRAPES中尺度数值模式,以GFS资料作为初值场和侧边界值,对新疆2011年3月12日南疆出现的强沙尘暴天气进行数值模拟,并利用模式输出结果对这次过程作诊断分析。结果表明,GRAPES中尺度模式对高空槽、西风带、地面温度等强沙尘暴主要影响系统发生、发展及强度模拟效果较好,能模拟出产生这次强沙尘暴的强风天气形势和上升运动;西西伯利亚地面冷高压爆发性南下并强烈发展是造成强沙尘暴天气的重要地面天气系统;位涡的水平分布特征对沙尘暴的出现时间和落区有一定的指示意义;沙尘暴区上空螺旋度垂直分布为高层负值、低层正值;螺旋度正值的演变与沙尘暴的出现有一定的对应关系;上升运动转为下沉运动是沙尘暴的最强时段。     

中天山北坡春季寒潮型暴雪致灾成因分析

采用NCEP逐日4次1°×1°再分析资料和Micaps常规观测等资料,对2011年4月发生在中天山北坡乌鲁木齐地区寒潮型暴雪过程的致灾天气学成因进行综合分析,着重讨论了强降雪发生所具备的水汽条件、高低空急流等动力耦合机制及温度平流条件。结果表明:在稳定的环流背景下,春季500 h Pa西西伯利亚低槽位置南伸至35°N,使得冷暖空气活跃交绥造成中低层大气斜压性增强,加之天山准静止锋的长时间停滞维持,致使中天山北坡受强锋区的控制而形成持续性雨雪天气。深厚的湿层和持续的水汽辐合为暴雪的产生提供了丰沛的水汽条件;高低空急流配置及正涡度大值区由低层向对流层中层发展,有利于高层气流抽吸辐散、中低层暖湿气流辐合和上升运动的增强,为强降雪天气提供了动力条件;强降雪落区与湿位涡有较好的对应关系。冷暖平流稳定对峙加之低层冷平流侵入之强是造成暴雪持续、增幅和剧烈降温的重要原因之一。     

2012年7月下旬河套地区4次切变暴雨的对比分析

应用日常预报业务中可以方便使用的常规观测资料、数值预报产品、卫星云图、加密自动站观测资料以及雷达资料等,从环流背景、流型配置、物理机制等方面对比分析了河套地区4次暴雨过程,旨在提高对暴雨的短期预报预测能力及短时强降水的临近预警能力。分析发现：（1）副热带高压西侧的偏南气流以及来自孟加拉湾的暖湿偏南气流在35°—40°N与来自高纬度的干冷的偏北气流多次交汇,水汽在该带中明显辐合,为河套地区持续性暴雨发生发展提供源源不断的水汽,提供水汽辐合上升动力条件;（2）暴雨落区与低层的显著流线出口区或急流出口区的位置、切变线的位置密切相关,暴雨一般落在高空急流的右侧、低空急流的左侧;（3）暴雨天气出现前一般会出现500 hPa以下θ随高度的增加而减少的特征;（4）暴雨天气出现前一般都会出现风随高度顺转的特征;（5）暴雨过程中地面辐合线起到动力抬升作用,触发中小尺度系统的生成和发展;（6）抬升凝结高度和自由对流高度都比较低,利于水汽凝结,而平衡高度较高,利于能量的积累,对于对流天气的预报有较好的指示意义。     

2007年7月22至8月3日曲靖连续性强降水过程分析

利用micaps常规资料对曲靖市2007年7月22日至8月3日的连续性强降水过程进行分析,结果表明此次连续性强降水过程与中高纬冷空气不断南下有关,同时两高副合使川滇切变辐合作用加强。分析OLR平均场可以看出此次强降水过程有两条水汽输送带,同时OLR低值带与强降水落区对应关系一致。过程期间,垂直螺旋度的变化对暴雨的强度变化有很好的指示性,暴雨区位于垂直螺旋度正值中心,同时位势不稳定能量的释放是暴雨产生发展的可能机制之一。     

干旱区一次锋面过境短时暴雨中尺度系统分析

利用加密自动站、卫星云图及雷达图像等资料,对2010年6月7日白天到夜间宁夏中北部地区出现的短时暴雨天气成因及中尺度系统演变进行分析。结果表明,此次短时暴雨是在“东高西低”稳定的环流形势和锋面过境背景下,500 hPa西风槽,700 hPa切变线、低涡、低空急流,850 hPa切变线,地面冷锋等主要影响系统相互配合、共同作用下发生的;大降水落区位于低空急流左侧与切变线尾部的辐合区,这可作为宁夏中尺度暴雨天气系统的一种典型特征;逆风区的出现和S型风场、锋面过境雷达图像特征是此次强降水典型的雷达回波特征,逆风区分布与中尺度系统走向基本一致。     

一次东北冷涡暴雨的水汽输送特征和位涡分析

通过对2010年7月27~29日吉林省一次较大范围的冷涡暴雨、大暴雨过程进行诊断分析,建立了此类暴雨的天气概念模型：200 hPa呈现“两脊一槽”型,高空急流呈辐散状位于吉林省上空,急流中心最大风速≥60 m/s;500 hPa东北冷涡强烈发展,鄂海阻高稳定维持是此次强降水发生的重要天气系统,中心最大风速≥20 m/s的偏西风急流带横穿吉林省中部;850 hPa风速≥12 m/s的3条急流带在吉林省中东部地区交汇,形成低层辐合、高层辐散的气旋性涡度柱,较强的垂直上升气柱一直向上伸展到500 hPa附近,极有利于对流的发展和强降水的维持。通过计算整层水汽通量与吉林省逐6 h平均降水量的相关矢量场,结果表明：偏西、偏南及偏北3条水汽通道在吉林省中南部汇集是此次强降水发生的重要条件,暴雨落区与整层水汽通量汇合区密切相关,水汽输送以经向(南北方)水汽流入为主。暴雨期间具有较好的动力、热力及能量条件,特别是湿对流有效位能明显偏强,强降水出现在对流有效位能 (CAPE)值由极大值开始下降的过程中。干侵入是激发冷涡发生、发展的动力条件之一,≥1 PVU(位涡单位)的高位涡舌在下降的过程中,同时南移,与中部地区强降水落区自北向南移动相吻合。     

2004年8月23日曲靖市突发性强降水成因浅析

2004年8月23日在曲靖市境内出现了局地大暴雨的罕见强降水天气过程,出现了30年以来最大日雨量。利用micaps常规资料和GOES-9卫星云图对这次暴雨过程进行分析,结果表明,高空副热带高压变化和低空切变线共同影响是造成这次强降水的主要原因。来自副热带高压外围的西南气流为暴雨输送了丰富的水汽,切变线南移为暴雨提供了有利的动力条件。暴雨区与垂直速度及涡度所表现的上升区对应,并伴有高能高湿条件。同时,卫星云图上有中尺度云团,由于切变线南压作用,使得暖湿不稳定气流辐合上升加强,促进了中尺度云团的旺盛发展,使得强降水短时内迅速发生。研究这次局地强降水天气的机制,找到一些突发性强降水的预报着眼点具有明显的分析诊断意义。     

天山北麓两次暴雪天气对比分析

利用常规气象观测资料、NCEP/NCAR 1°×1°（美国气象环境预报中心—NCEP和美国国家大气研究中心—NCAR）再分析资料、全球同化系统(GDAS)数据、引入基于拉格朗日方法的气流轨迹模式（HYSPLIT_v4.9）、FY-2E卫星资料、多普勒雷达产品，对2014年2月和2016年3月天山北麓的两次暴雪天气过程进行了诊断分析。结果表明：两次暴雪过程的降雪落区均是出现在500 hPa槽前、低层切变或辐合区、高层辐散区、温度平流梯度在垂直方向大值区、相当黑体亮度温度(TBB)中心边缘的梯度较大处重叠区域。通过诊断发现，2016年暴雪天气的暴雪区上空有类似于暴雨过程的湿对称不稳定存在，使得大气潜在不稳定能量较大，为暴雪提供了不稳定机制。而在2014年暴雪天气中没有发现湿对称不稳定，说明条件对称不稳定并不是造成暴雪的唯一原因，还可能受别的不稳定机制或动力因子、热力因子影响，但其对单位时间内降雪强度有明显的增幅作用。分析雷达回波特征的演变发现，雷达回波中心的强度、持续时间、范围与强降雪中心的变化一致。     

富宁两次大暴雨的对比研究

对比云南富宁2001年“8·25”与2004年“5·15”两次大暴雨过程前后的雨量分布、灾情、大气环流背景,以及反映大气水汽、热力、动力条件的部分物理量场,分析它们在两次过程中的异同点,讨论各类条件对暴雨落区的指示性情况,并对“5·15”过程的雷达回波资料作简单的定量分析。     

北冰洋浮冰区的气象要素特征

利用中国首次北极科学考察队观测的气象资料 ,初步分析研究了 1 999年 8月 1 9～ 2 4日北冰洋浮冰 ( 75°N,1 60°W)上的温、压、湿、风、云量、辐射、海表温度、冰面及冰中温度等气象要素变化特征 ,并结合 50 0 h Pa高度场分析了该期间的天气过程。结果表明 :在考察期间海面与冰面温度日变化差异明显。除晴天夜间出现逆温外 ,气温随高度增大而减小 ,冰面为热源 ,不断有向上的热量输送。海温则稳定少变。冰中热交换主要发生在冰下 0～ 40 cm深度。由于有海上湿平流等影响 ,存在“逆湿”现象。晴天反射率具有明显日变化 ,早晚大 ,中午小。海冰表面平均反射率约为 0 .76。辐射与云量特别是低云量的关系密切     

台风"派比安"降雨的特征分析

通过分析中高纬度的大气环流,发现台风"派比安" 的路径变化与西风带低槽和副热带高压的强弱及它们的相互配置有着密切关系;对"派比安"所影响地区带来强降水过程进行物理量的诊断分析.结果表明,强大深厚的台风低压系统是降雨的前提条件,中低层辐合、高层辐散的散度场有利于台风势力的维持,对强降水持续起到重要作用;正涡度区域与降水范围一致,其中心对暴雨中心落区具有指示意义;高水汽通量区与强降水落区密切相关.     

台风“灿都”影响下的桂西暴雨成因分析

利用常规观测数据、自动站雨量和卫星云图等资料,运用天气学分析方法,对1003号台风"灿都"影响下的桂西暴雨进行了分析。结果表明:"灿都"加强为台风以后,华北大槽东移北收、副高脊线由东北-西南转为东-西向、东南气流加强,有利于引导台风以偏西北路径深入广西内陆。来自孟加拉湾的西南气流和南海东南风气流在海南岛与桂东南一带加强为一支强盛的低空急流,急流源源不断地输送水汽和不稳定能量到低压环流中,有利于强降水的出现。暴雨落区上空在正涡度平流的作用下,低层产生强辐合、高层产生强辐散,从而造成了强烈的垂直上升运动。"灿都"云系的不对称性结构,是导致暴雨主要集中在低压中心南侧的原因之一。     

天山暴雨数值模拟的试验研究

利用新疆天山地区加密自动气象站资料、常规探空资料和NOAA卫星AMSU辐射亮温资料,应用中尺度模式(WRF-ARW)和(3DVAR)同化系统,对2007年7月16-17日发生在新疆东天山的暴雨天气过程进行了数值模拟试验。结果表明:①通过WRF模式对天山地区“2004-07-18”和“2010-06-22”两次暴雨过程的数值模拟试验, WRF模式在天山地区以Lin微物理过程方案,Grell积云对流参数化方案,MYJ边界层参数化方案,耦合Noah陆面模式的方案组合更优。②同化天山地区加密自动气象站资料、常规探空资料和AMSU-A/B辐射亮温资料,使初始场更接近于当时的实际大气状况,且同化后的模拟预报效果,无论是对降水落区还是对降水强度均较控制试验有明显的改善。③适当提高模式水平分辨率,有助于改进暴雨落区的预报强度。     

非地转湿Q矢量在川北大暴雨过程分析中的应用

利用常规高空和地面实测资料,对2005-07-18-19出现在四川盆地北部的区域性大暴雨天气过程的环流特征进行了分析;运用非地转湿Q矢量理论进行了动力诊断分析.结果表明,在副高阻挡的形势下,高低空切变线、地面冷锋和偏南低空急流的共同作用造成了此次暴雨天气过程;暴雨区位于湿Q矢量次级环流上升区附近,在其东西方向和南北方向上存在明显的次级环流圈;700 hPa湿Q矢量散度负值中心附近及其西部和北部之间的辐合区是强降水出现的区域,随着暴雨系统的发展,其散度辐合区与雨区对应得越好.