一次冬季江淮气旋逗点云区的雷达回波和气流结构分析

2016年2月12—13日,受冷空气和江淮气旋暖锋锋生影响,山东出现一次极端暴雨雪天气过程,全省有42个站的降水突破同期历史记录。采用多种观测以及WRF模式模拟的热力学变量,基于拉格朗日方法的气流轨迹模式(HYSPLIT v4.9),分析了气旋逗点云区云系的演变特征、降水不同阶段气旋逗点云区气流结构和轨迹特征。结果表明:(1)江淮气旋逗点云区由4条带状回波合并发展形成,气旋形成后降水回波呈气旋式旋转、拉长,形成多条中尺度强降水带。(2)降雨阶段气旋逗点头从下到上主要由来自东海、黄海、日本海或内陆的边界层气团,来自中国南海和中南半岛的暖湿气团以及来自西亚和东欧的干冷气团组成。气旋逗点头内有3个降水区:北部和南部暖湿气团浅薄、层结稳定,为层状云降水区;中部暖湿气团深厚,中高层有条件性不稳定发展,为深厚的对流云降水区。气旋逗点头中南部的干冷空气来自高层的西亚气团,而剖面北部有来自中层(即青藏高原东部气团)的干冷空气,气团明显变性,对降水贡献大。(3)降雪阶段气旋逗点头从下到上主要由西伯利亚气团、东海气团、南海气团和孟加拉湾气团叠置而成。气旋逗点头西部层状降水区分两部分:北部为降雪区,南部为降雨区。降雪与降雨阶段的明显差别是冷湿的东海气团下面是否有西伯利亚冷气团。降雪区西伯利亚气团上空东海气团深厚,南海气团浅薄;降雨区南海气团深厚,东海气团浅薄。      

高原云系在地形背景下的一次演变分析

通过对2008-05-25—28贵州省强降水过程的分析,得出由青藏高原东移的逗点云系在贵州省夏季强降水过程中的一类演变特征。高原云与平原地区云的演变存在一定差异,在强降水过程中,大尺度涡旋云系出现过高原时南段减弱甚至消失,但在移出高原后,又重新发展成完整结构;逗点云系到达之前,四川盆地与贵州境内存在先出现对流云发展的情形,能量的释放使得有些时候强对流降水多于逗点云降水因此引起迟报或漏报。由青藏高原东移的逗点云系的特征具有普遍性。把握地形作用下的云系特点,可以为贵州省预报员赢得更多时间把握好天气系统的发展,从而提高重要天气的预报质量。     

春季两次东移型西南涡云系的发展演变特征

采用FY-2E和Cloud Sat卫星资料、雷达资料、NCEP再分析资料和常规观测资料,分析2013年春季2次西南涡云型、云系结构和雷达回波演变、环境场特征。结果表明:(1)2次西南涡形成都伴随有高原槽东移和高原东侧偏南低空急流增强,偏南低空急流增强对低涡形成和东移起重要作用;(2)西南涡云系结构与低涡环流密切相关,西南涡形成和东移初期,低涡环流结构呈椭圆形,西南涡云系表现为叶状云系或逗点云系,随着低涡后部冷空气入侵加剧,低涡云系形成典型的"S"型后边界。低涡云系的结构形式和边界形状,对低涡形成和东移、急流发展有指示作用;(3)低涡降水分布与低涡云系结构有一定关系,低涡水平云系分布为叶状云系时,降水中心位于其东南部,低涡云系水平分布为逗点云系时,降水中心位于其逗点云内;(4)受低涡云系结构影响,低涡云系降水可分为2个阶段,第1阶段为低涡暖区降水,回波带呈反气旋弯曲,向东移动并向东北方向旋转;第2阶段中层干冷空气下沉加剧,干冷和暖湿气团交汇形成西南—东北向带状回波,雷达回波上"人"字形回波形成。     

高原边坡复杂地形下短时强降水的云型特征分类

利用逐时雨量资料、常规高低空观测资料及FY-2卫星云图,对2010—2015年5—9月甘肃省高原边坡复杂地形下76次短时强降水过程个例的天气形势配置及卫星云图演变特征进行统计分析。结果表明,与甘肃省短时强降水过程相关的特征云型共有6类:副热带高压边沿型、逗点云型、冷锋前部型、冷锋尾部与南亚高压东侧叠置型、冷涡后部型、弱冷锋前部椭圆形MαCS型。其中,副热带高压边沿型、冷锋前部型、弱冷锋前部椭圆形MαCS型与低层暖平流强迫有关。逗点云型、冷锋尾部与南亚高压东侧叠置型主要受高低空冷暖平流强烈交汇影响。冷涡后部型是高空冷平流强迫下形成。冷锋尾部与南亚高压东侧叠置型具有较好的预报指示意义。     

一次弓状回波、强对流风暴及合并过程研究Ⅱ：双多普勒雷达反演三维风场分析

利用济南和滨州两部新一代多普勒雷达反演的三维风场,分析了发展成熟和减弱阶段的弓状回波、强对流风暴的三维风场结构,以及两者合并过程的风场变化特征。结果表明：（1）弓状回波的头部和尾部分别对应气旋性和反气旋性环流,气旋性环流较强。在逗点云系阶段,回波强度、主上升气流,以及气旋和反气旋性环流开始减弱。（2）强对流风暴靠近处于...     

一次弓状回波、强对流风暴及合并过程研究Ⅰ：以单多普勒雷达资料为主的综合分析

利用济南CINRAD/SA雷达探测资料,结合卫星、自动站和其他常规天气资料,分析了一次弓状回波和强对流风暴的发生、发展,弓状回波和强对流风暴合并形成新弓状回波后又演变成逗点回波的过程。结果表明：（1）强对流过程发生在东北低涡横槽转竖过程,大气环境具有较大的对流有效位能和中等强度的低层垂直风切变。FY-2C卫星的红外云图...     

云系结构特征与降雨强度关系分析

利用FY-2E资料,通过对云系分类,用云带长度指数和强度指数分析云系与降雨强度关系,初步得到降雨强度预报指标:(1)逗点云系更容易产生强降雨(机率56%),强降雨机率与云系强度指数强成正比;(2)斜云带比横云带更容易发生强降雨(比例5:2);(3)带状云系产生强降雨必要条件:云带长度指数≥1600和强度指数≥200;(4)带状云系产生弱降雨阈值:云带长度指数1400和强度指数190。     

极地气流内部生成的气旋

关于温带气旋的生成问题,一般都采用挪威学派的气旋模式,即认为气旋是由热带和极地气团之间极锋上的波状扰动发展而成的。但是近年来通过许多实例分析表明;气旋也能够在极锋后极地气流后部或极地气团内部形成。这种气旋,相对的比较小,在卫星云图上都伴随一个逗点云系,类似于一般锋面气旋,并有强锋区(强斜压区)与之相配合,但在地面除了活跃的个例能够分析出锋面外,往往地面的温度不连续表现不     

2004年4月23日江西强对流天气过程分析

从天气形势、卫星云图、雷达资料及部分物理量、对流参数等方面,对江西2004年4月23日的强对流天气过程进行了分析.分析结果表明,高空南支槽、地面辐合线、850 hPa西南急流和切变线,是这次强对流天气过程的主要影响系统;强风垂直切变和不稳定是这次强对流发生的重要条件;对流云团发生在逗点云系的凹边界;强对流落区与500hPa干舌、中尺度辐合线、当天14时≥40℃的地面总温度有较好的空间对应关系.     

冷涡背景下华北平原一次弓形回波致灾大风过程分析

为了提高对弓形回波致灾大风环境演变和致灾机理的认识,综合利用多源观测和ERA5再分析资料,研究了2020年6月25日华北平原夜间弓形回波的风暴环境演变特征及地面致灾大风的成因机制。结果表明：此次过程发生在高空冷涡背景下,华北平原处于中层干冷气流与低层西南暖湿气流叠加区域,因此有利于强对流天气的发生;对流风暴演变可归结为“超级单体-弓形回波-逗点回波”三个阶段,风暴环境逐渐从中等强度的对流有效位能和深层风垂直切变向弱的对流有效位能和强的风垂直切变演变;超级单体阶段,探空曲线呈“X”型分布,负浮力效应为地面大风的产生做主要贡献,动量下传和冷池密度流的作用为辅;弓形回波阶段,由于低层暖平流和地面辐射降温的共同作用,近地面出现较强逆温,850—500 hPa垂直温度直减率增大,负浮力、动量下传和冷池密度流作用均较前一阶段明显加强,导致地面13级致灾大风的形成;逗点回波阶段,850—700 hPa的干层减弱,负浮力作用与超级单体阶段相当,动量下传和冷池密度流作用与弓形回波阶段相当,造成地面大风的形成。最后给出本次弓形回波环境演变和致灾机理的物理模型。     

海南一次飑线过程的多普勒雷达回波分析

利用常规观测、NCEP 1°×1°逐6h、自动站观测以及新一代天气雷达回波等资料对2006年11月22日影响海南的飑线过程进行了分析,分析指出:该飑线是高空槽前上干下湿、低空急流、边界层干线以及低层冷空气侵入引起的不稳定中尺度对流天气系统;通过对飑线中小尺度系统的分析,发现逗点回波、强的后侧入流急流、中气旋以及弱回波区是造成此次飑线过程产生灾害性大风的成因。     

Analysis of the weather process of blizzard caused by Northeast Cold Vortex in HeUongjiang province

利用NECP再分析资料、卫星云图资料、新一代天气雷达资料及实况观测资料对2010年4月12-13日一次东北低涡产生的黑龙江省暴雪天气过程进行分析,详细讨论了此次暴雪的发生机制及天气特点。此次降雪过程由地面气旋北上引发,高空低涡前部东风暖平流和槽后冷平流相遇形成暖锋锋生,低涡东北部产生暴雪。低空急流对水汽的输送作用和低层较强的辐合上升运动为此次降雪过程提供增强机制。云系的发展、移动与降雪有较好的对应关系,较大降雪出现在逗点云系顶部。     

东北低涡造成黑龙江暴雪天气过程分析

利用NECP再分析资料、卫星云图资料、新一代天气雷达资料及实况观测资料对2010年4月12-13日一次东北低涡产生的黑龙江省暴雪天气过程进行分析,详细讨论了此次暴雪的发生机制及天气特点。此次降雪过程由地面气旋北上引发,高空低涡前部东风暖平流和槽后冷平流相遇形成暖锋锋生,低涡东北部产生暴雪。低空急流对水汽的输送作用和低层较强的辐合上升运动为此次降雪过程提供增强机制。云系的发展、移动与降雪有较好的对应关系,较大降雪出现在逗点云系顶部。     

2017年6月齐齐哈尔市一次下击暴流天气分析

本文利用CINRADCBROWSER雷达数据,对2017年6月30日齐齐哈尔市龙江县景星镇附近产生的下击暴流事件进行分析。本次下击暴流事件主要是由北部的对流单体不断发展融合产生,对齐齐哈尔地区共造成三次下击暴流,其中前两次下击暴流可观察到明显的弓状回波,第三次可观察到逗点回波;三次下击暴流均可观察到反射率因子核心的强度和高度有明显的下降过程,下击暴流的强度与反射率因子核心下降的高度和速度有关;径向速度图上三次下击暴流均有明显的辐合和辐散下沉过程,有明显正负速度对。     

从卫星云图上看到的春季高原上两类云系

根据1971—1976年卫星云图,我们发现春季西藏高原上涡旋云系、横向云带出现的机会很多,这些云系一般有一定的流场相配合。本文对这两类云系的特征进行初步概括。由于篇幅所限,每一类类型只给1—2张云图,其他图略。 春季高原上的涡旋云系 春季西藏高原上的低涡云系出现机会较多。有人曾经将高原上的低涡云系在卫星云图上的表现分为五种:即涡旋状云系、近于圆状的云区、半环状云区、长条形云系、逗点云     

一次江淮气旋极端雨雪过程的云系特征和成因分析

2016年2月12日夜间至13日白天,受冷空气和江淮气旋影响,山东出现了一次极端雨雪天气过程,全省48个国家级气象站日降水突破同期历史记录。采用多种观测和NCEP/NCAR的1°×1°再分析资料分析了降水云系的演变特征、风场的中尺度特征和降水成因。结果表明:(1)雨雪过程不断有β中尺度云团从苏皖移入山东,降水主要由4个β中尺度云团造成;江淮气旋逗点头云系由4条带状回波发展形成,暖锋云系以层状云为主,其间有零散的对流云,逗点云尾部的冷锋云系形成初期多为对流性,入海后对流性减弱;气旋形成后雷达回波发生气旋式旋转、拉长,形成多条中尺度强雨带。(2)水汽条件极为有利,来自西南和东南两个方向的低空急流持续输送充沛的水汽,降雨阶段还有来自东南方向超低空急流的水汽输送,降雪阶段边界层水汽输送微弱。(3)降雨阶段,低层为浅薄的东北风冷垫;降雪阶段,东北风冷垫较降雨阶段深厚得多。东北风冷垫上东南风层变薄直至减弱消失是雨雪相态转换的标志,强雨雪都发生在偏南低空急流最强盛时段。(4)低层低涡前部东北风和东南风的切变辐合、暖平流、暖锋锋生以及条件性不稳定能量释放强迫上升运动造成强雨雪。风廓线雷达和激光雨滴谱仪的观测是降水相态短时临近预报的有益判别资料。     

祁连山南麓一次冰雹天气成因分析

利用常规观测资料、中尺度加密气象站资料以及卫星和雷达产品等资料,对2015年7月13日出现在祁连山南麓的一次冰雹天气进行综合分析。结果表明:蒙古冷涡旋转过程中底部下滑的冷槽向东南方向移动引导高空冷空气和正涡度平流,配合地面辐合线共同影响,给祁连山区南麓地区带来此次冰雹天气;南北较大的湿度梯度与中低层冷空气的渗透,使得大气层结不稳定度加大,促使垂直上升运动加强,为强对流天气的发展提供了有利条件。卫星云图上出现的逗点状雹暴云团,是造成冰雹天气的主要中尺度系统。雷达回波强度图上回波具有典型冰雹结构特征;VIL值出现骤降和陡增的变化趋势,与降雹时间有一一对应关系。     

几类区域性暴雨雷达回波模型

以2007-2008年湖北省暴雨过程为研究对象,按区域性暴雨过程的定义,通过分析地面雨量资料筛选出32次区域性暴雨过程.在对比分析多普勒天气雷达反射率因子回波形态、结构、暴雨落区以及主要影响天气系统的基础上,概括了湖北省区域性暴雨雷达回波模型.结果表明:典型区域性暴雨雷达回波形态有逗点状暴雨回波、涡旋状暴雨回波、涡带结合型暴雨回波和带状暴雨回波等4类,它们分别与锋面上中尺度气旋波扰动、川东低涡系统的发展、低涡发展与梅雨锋结合和气旋波上准静止锋面切变线的形成等紧密相关.     

新疆巴州“6.4”罕见大暴雨中尺度特征分析

利用FY卫星、新一代天气雷达、区域自动站及GFS/NCAR 0.5°×0.5°再分析资料,对2012年6月4日发生在新疆巴音郭楞蒙古自治州境内的一次罕见大暴雨进行中尺度特征分析。分析结果表明:(1)高空冷槽是主要影响系统,地面中尺度辐合中心和中尺度切变线等中尺度天气系统与大暴雨的形成和分布关系密切。(2)显著的不稳定能量是产生暴雨的重要因素,特殊的地形对水汽辐合抬升起到了关键作用。(3)暴雨发生在MCS中云顶亮温小于-55℃且长时间维持的冷云盖边缘。人字形回波头部、逗点云尖点处长时间维持50 d Bz以上的多单体风暴是形成大暴雨的主要原因。     

降水系统的概念模式

雷达和卫星图象的解释是临近预报的主要内容之一。在做提前几小时的降水详细预报时,需要借助于天气尺度、中尺度现象和它们的机制对图象进行仔细的解释。本文综述了一些概念模式,这些模式描绘了热带和中纬地区的中纬度气旋、中尺度对流系统的各种表现。特别讨论了下述现象: (ⅰ)暖输送带,包括在上滑和下滑冷锋形势中具有后倾上升和前倾上升的输送带;(ⅱ)暖锋前的冷输送带;(ⅲ)出现在冷锋前低空急流边界层的与线对流相联系的窄雨带;(ⅳ)与对流层中层对流有关的中尺度宽雨带;(ⅴ)热带和中纬度飑线;(ⅵ)热带和中纬度非飑线中尺度对流系统;(ⅶ)与冷旋涡相联的次天气尺度逗点云;(ⅷ)极槽输送带和即刻锢囚(instant occlusion)。