一次猛烈低压大风的诊断分析

对舟山海域一次猛烈的低压大风过程进行了诊断分析。结果表明:地面气旋的强烈发展是由于其与高空疏散槽前的正涡度平流中心、辐散中心和暖平流中心在垂直方向紧密耦合的结果,高空急流的活动和加强进一步促进了地面气旋的发展,地面气旋发生发展在青藏高原上空西北急流出口区的左侧和日本海上空西南急流入口区的右侧。地面气旋的发展和冷空气共同作用造成的强气压梯度是引起海上强风的主要原因;高空西南急流轴附近激发出的次级环流下沉支中往南的非地转风,加大了地面风速;对流层中下层垂直环流由上升运动转为一致的下沉运动,引起动量下传进一步加大了地面风速。     

一次黄海入海气旋爆发性发展的诊断分析

对2013年11月一次黄海入海气旋的爆发性发展过程进行了诊断分析,结果显示:此次气旋入海发展过程中始终位于500 h Pa高空槽前,槽前正涡度平流和强烈暖平流是气旋爆发性发展的主要原因。对流层高层有明显正位涡下传至低层,引起地面气旋性涡度发展,对气旋爆发性发展有重要作用;气旋发展过程中始终位于高空急流出口区左侧,高空辐散、低空辐合以及强上升运动提供了气旋发展的动力条件;除了低空急流输送,海洋和大气之间耦合作用为气旋爆发性发展提供了必要的热量输送。     

近10年黄、渤海海域入海气旋的统计特征和加强原因分析

利用2008?2018年逐小时自动站资料、常规地面高空观测资料、NCEP-FNL资料,统计黄、渤海7级及以上气旋大风过程,围绕气旋加深率和气压梯度讨论气象因子与气旋强度和发展关系,根据Petterssen地面气旋发展公式讨论温度平流、涡度平流和非绝热加热在气旋中的作用。结果表明:(1) 70.5%气旋入海后加强,14.7%成为爆发性气旋,17.6%气旋入海过程强度不变,11.7%气旋入海后减弱。影响黄、渤海的温带气旋过程主要发生在秋季,春冬季次之,夏季一次也没有出现过。入海发展的气旋多位于200 hPa高空急流出口左侧或者分流辐散区,入海减弱的气旋多位于高空急流出口右侧。(2)影响黄、渤海域的气旋有3类:自西北向东南移动的蒙古气旋(17.6%);自西向东移动的黄河气旋(49%);自西南向东北移动的江(黄)淮气旋(33.4%)。江(黄)淮气旋在秋季容易发展为爆发性气旋。黄河气旋和蒙古气旋入海后最大风区域通常出现在气旋的西北象限(或偏西象限),江(黄)淮气旋最大风区域出现在气旋的东南象限。(3)温度平流是气旋入海发展最重要的物理量因子,温度平流对气旋入海发展比对气旋强度更敏感。5次爆发性气旋过程中温度平流和涡度平流均高于其他气旋过程。非绝热加热与气旋强度的相关性较强,与气旋发展相关性弱。(4)江(黄)淮气旋过程中温度平流和非绝热加热较强,黄河气旋过程中涡度平流较强,涡度平流和非绝热加热对蒙古气旋的作用较弱。     

不同深厚气旋入海发展中环境因子作用对比研究（英文）

利用FNL再分析资料,统计2008—2012年入海发展江淮气旋并根据气旋不同深厚程度及季节特征分为:暖季深厚型、暖季浅薄型、冬季浅薄型和春初底层型。各类气旋的统计及合成分析表明四类气旋入海基本特征为:入海路径可分为东路和东北路;冬季与初春气旋入海发展增强幅度大于暖季;不同深厚气旋入海后均有下垫面摩擦力减小近海面风力增强,大风区扩大且由气旋偏东位置向东南偏移;暖季气旋入海降水强度增幅明显,并与气旋深厚程度成正比,冬季及春初气旋入海后降水增幅小,春初气旋后部有零散强降水。对入海发展机制的合成诊断显示,气旋中凝结潜热释放对暖季气旋起重要作用,并与气旋深厚程度成正比,对冬季气旋也有正贡献,但对春初底层型气旋无明显作用。春初底层型对海面动力热力影响更敏感,入海后正涡度区的垂直伸展较其它型更显著。而有利于气旋加深的上空辐散中心位置高度与气旋的深厚程度成正比。气旋入海发展中环境因子分析显示,下垫面非绝热加热对冬季和初春气旋作用显著,对暖季气旋影响不明显。高空急流动量下传与下垫面摩擦减弱促使各类气旋增强。湿位涡对暖季气旋有重要正贡献,对深厚气旋作用更强。冬季和初春风场的惯性稳定度和切变稳定度的共同作用有利于气旋增强。1 000 h Pa上湿斜压项MPV2显示的气旋区域温湿锋区位置及强度与入海气旋雨区及雨强对应较好,具有显著指示性。     

超强台风“梅花”急剧变化的环境特征和能量变化分析

利用中国气象局的热带气旋最佳路径资料和NCEP/NCAR再分析资料,对1109号超强台风"梅花"在急剧增强、超强和减弱阶段的大尺度环境、高低层涡散分布和能量场演变配比特征进行分析。结果表明:超强台风"梅花"强度变化与南亚高压、副热带高压的强度变化有明显关系;急剧增强前24 h,伴随有风垂直切变明显减弱,急剧减弱前24 h风垂直切变存在突然增强。中心附近对流层高层辐散的增强、正涡度的增大和正涡度柱向对流层中上层伸展导致超强台风"梅花"急剧增强,对流层低层辐散和高层辐合的增大与强度的减弱密切相关。急剧增强过程中涡旋风动能的增加远大于辐散风动能,涡旋风动能增量主要集中在大气层低层,总位能增量在大气低层和高层配比相当。     

一次西北太平洋多热带气旋天气过程成因分析

通过卫星云图、海洋热状态和环境流场条件,分析了2015年7月上旬连续产生于西北太平洋的3个热带气旋成因,得到以下几点结论:从云图特征分析得知,这3个热带气旋都孕育发展于一条纬状分布的热带辐合带中;在2015年7月持续增强的厄尔尼诺事件导致了160°E以东的中东太平洋低纬度地区大范围增温,对于这3个热带气旋的发生发展有利,并且导致了季风槽的东扩;季风槽中的对流不稳定、水汽条件、高低层相对涡度垂直切变以及环境风垂直切变是影响这3个热带气旋发生发展的有利因素。     

西北太平洋一个超强爆发性气旋的分析

利用NCEP(National Centers for Environmental Prediction)提供的CFSv2(Climate Forecast System Version 2)资料和日本高知大学提供的MTSAT-1R(Multi-functional Transport Satellites-1R)卫星红外波段反照率资料,对2013年1月发生在西北太平洋上的一个超强爆发性气旋进行了研究,利用天气分析和诊断分析等方法,详细分析了该爆发性气旋的结构特征。发现该气旋在爆发性发展的后期位于高空急流的北侧,高空的强辐散有利于气旋的发展。气旋上空500hPa的低压槽在14日12UTC显著加深,槽前的正涡度平流有利于海平面气压降低。与气旋伴随的冷锋存在鼻状结构,在800hPa以下,假相当位温随高度降低,低层大气呈对流性不稳定状态。利用涡度方程对气旋进行诊断分析,发现平流项和拉伸项为气旋涡度变化的主要贡献项。设计了围绕气旋中心15(°)×15(°)的区域,发现不同时刻的沿区域四边积分的环流、区域内面积平均的非绝热加热、水汽通量散度和垂直速度4个物理量存在正反馈过程,即气旋爆发性发展的前期存在类似CISK的正反馈机制。     

西南季风和热带气旋耦合的暴雨过程诊断分析

本文用NCEP/NCAR再分析资料、常规观测资料、FY-2C卫星云图、风廓线资料及自动站资料分析了热带气旋"碧利斯"的路径、陆上维持、暴雨成因.结果表明:"碧利斯"登陆后折向西行与冷空气到达黄淮一带有关,以后折向西偏南行,是受大陆高压南侧东北气流引导;"碧利斯"在陆上维持长、登陆后具有明显的不对称结构,与它处在鞍形场的有利流场、副热带高压从其东面加强西伸、正值西南季风爆发有关;暴雨的发生,与其"处在有利的气候背景,低压环流以罕见的路径从较北的纬度跨越广西"有关:更重要的是西南季风激发西南急流,西南急流输送水汽和释放潜热,利于热带气旋环流的维持,也为暴雨提供充足的水汽条件;急流轴左侧为正切变涡度区,既有利于热带低压环流的维持,又有利于强对流的发生;急流加强风的垂直切变,促使对流风暴不断生成.强降水的发生与西南急流的加强和向下扩展相关,急流指数变化对暴雨短时临近预报有较好预示性.     

高空西风急流对两次北方暴雪的影响机制分析

利用NECP 6h再分析资料,对2009年初秋山西暴雪和2010年隆冬北京暴雪进行了诊断分析。研究发现:两次暴雪都与高空西风急流的影响密切相关。高空西风急流出口区左侧的上升运动是山西出现暴雪的重要因素,而高空西风急流出口区左侧的上升气流通过影响地面气旋发展,气旋中心以东外围气流沿锋面上升运动加强,导致北京暴雪发生。垂直方向上,与山西暴雪相关的上升运动主要出现在大气中、高层,呈深厚系统特征,而与北京暴雪相关上升运动区主要在大气低层。高空西风急流引起的两次上升运动与水汽输送条件的配合可作为北方暴雪预报中有价值的参考因素。     

台风"摩羯"(1814)残涡经渤海突然增强成因分析

利用气象常规资料、自动站资料、FY-4 可见光云图和 NCEP/NCAR 1毅伊1毅再分析资料，对 2018 年 14 号台风“摩羯”残涡经渤海增强前后热力、动力和水汽特征进行分析，结论如下：台风登陆北上后变性为温带气旋，其热力结构呈非对称分布，垂直风切变具有温带气旋特征，台风残涡入海后高空辐散、整层涡度、水汽通量和水汽通量速度等物理因子均明显增强。利用 Petterssen 气旋发展公式探讨入海增强原因，台风残涡入海前，温度平流对台风发展起主要作用，涡度平流对台风发展起抑制作用，台风残涡入海后，温度平流和涡度平流皆有利于台风残涡增强。非绝热加热作用在整个研究时段有利于台风发展，降水释放潜热加热对台风入海增强有正反馈作用，这种作用表现为一种突发性增大的特征。海洋平坦下垫面和适宜的海温是台风残涡入海增强的原因之一。     

2016年10月11-19日东南太平洋一次温带气旋过程分析

利用美国国家环境预报中心发布的FNL资料、红外卫星云图资料和船测资料,对2016年10月17-19日某船舶在东南太平洋遭遇的一次温带气旋过程进行研究,以此为大洋航线上温带气旋预报保障能力提高积累经验。结果表明:(1)温带气旋A由绕极槽北伸切断发展而来,自西向东移动过程中在南太平洋大洋中部与另一气旋B合并加强对船舶航行造成影响;(2)气旋A初生阶段,大气低层旋转程度较强;成熟发展阶段在近地面、大气上层旋转程度较强;当气旋B初生发展时,气旋A中心附近自500 hPa以下为绝对涡度小值区,其上为绝对涡度大值区,绝对涡度垂直轴线向近B一侧倾斜;(3)槽后及气旋中心附近正涡度平流与槽前随高度增强的暖平流共同促使气旋发展。     

大连地区一次极端天气的数值研究

利用常规资料、自动站资料以及中尺度数值模式(MM5V3.7),对2007年3月3日~5日大连地区出现的暴雨、雨凇、雪、大风、寒潮等多种灾害性极端天气进行了分析。结果表明:这次极端天气是由北上江淮气旋与北方冷空气共同作用造成的。利用MM5模式对造成这次极端天气的天气系统的发展和演变进行了诊断,表明:高、低空急流及其相应的次级环流在这次强天气过程中起了重要作用,低空急流的次级环流的上升支和高空急流入口区右侧的强辐散相重合,形成高空强负涡度、强辐散,低空强正涡度、强辐合和上升运动。与高空偏西急流相配合的强冷空气与低空东南急流引导的海上暖湿空气在辽东半岛交汇,激发不稳定能量的释放,从而进一步加强了上升运动。这种深厚的强上升气流是这次强天气发生的重要原因。     

西风急流对一次华南早春极端暴雨影响的分析

利用MICAPS站点降水数据和NCEP再分析资料对2014年3月30-31日发生在广东的一次极端降水过程进行了分析。结果表明,副热带北大西洋东部上空200hPa扰动在南支西风急流中的传播对本次极端降水的触发具有重要影响。降水发生前,副热带北大西洋东部高空不稳定槽发展,扰动信号进入南支西风急流并沿其向下游传播。阿拉伯海上空暖平流使印度上空的脊得到加强,脊前冷平流导致脊前位于华南上空的槽加深,从而导致降水区上空急流最大风速中心断裂,形成有利于极端降水发生的高层大气环流形势——急流入口区的右侧,涡度平流随高度增加和强的辐散中心引发强烈的上升运动,配合低层气旋式切变与充分的水汽供应,导致了此次极端降水的发生。     

一个南海热带气旋发展的环流特征分析

本文用ECMWF2.5×2.5网格点资料通过一个例子,对有利于南海热带气旋发展的环流场作了详细的分析,发现几点事实:(1)扰动在风的垂直切变较大的环境中仍可发展。(2)扰动位于中、低空西南急流左侧,高空南支东风急流右侧时,有利发展。(3)中,低空西南急流形成了扰动环流的强风潮,强风潮从扰动南侧入角,并包围扰动的东半圆。(4)扰动中、低层的入流和高层的外流呈现严重的不对称性。(5)当扰动发展到一定强度时,对南海热带季风环流圈的加强起到正反馈作用。     

南海海区热带气旋移速突变的分析

应用天气学与动力学相结合的方法,分析发现:鞍型场、西风槽和双热带气旋形势是热带气旋移速突变的环流背景。在上述环流背景的条件下,涡度、涡度平流、流函数、850—200hPa垂直切变以及不对称配置的演变与热带气旋移速突变有超前相关;概括出的一些判据可供业务实践参考。     

盛夏南海台风的结构分析

本文通过对南海台风的结构分析,得到如下几点结果: 1.在低压、台风时期,对流层中上层均具有明显的暖心结构,温度距平值发展期达最大,暖心核高度,后者高于前者。湿度中心位于700hPa。 2.台风范围内对流层的高层和低层分别存在东北风和西南风大值区,东风和南风气流对台风的发生发展起重要作用。 3.南海台风各物理量的水平分布不对称,散度具有10~(-5)S~(-1)的相同量级。涡度随气旋的发展而增强,扰动阶段比强盛阶段中心附近的涡度值约小一个量级。 4.垂直运动随着台风的加深,量级逐渐增大,极值高度升高,在强盛期达到最大值,而且它位于300hPa,垂直运动极值及其所在高度的这种变化在很大程度上反映了积云对流活动的强弱。 5.通过与西太平洋台风的比较,认为对流层高、低层的涡度差和散度差与南海台风发生发展的关系密切。     

1713号台风“天鸽”近海突变特征及原因分析

使用NCAR/NCEP再分析资料和国家气象中心提供的逐时热带气旋资料,分析了台风"天鸽"的路径和强度特征,并在此基础上分析其近海突变原因,结果表明:(1)22日15时—23日13时为"天鸽"突变的关键时间段,突变第一段为22日15时—23日00时,第二段则为23日09—13时;(2)高海温对"天鸽"的加热作用导致了"天鸽"的近海突变;(3)"天鸽"的两次突变增强后,都伴随有更充沛的水汽输送,这有利于"天鸽"的潜热释放作用增强,进而引起"天鸽"强度突然增大。"天鸽"两次强度突变前,伴随着风垂直切变迅速减小,而突变后,高层出流的突然增大带来风垂直切变的增大;(4)涡度场演变特征与"天鸽"强度突变有着较好的对应关系,其中辐散项引起的低层辐合增强,有利于高层辐散气流的发展,而高层辐散的增强同时又有利于中低层辐合的进一步发展。这种正反馈机制促进了低层正涡度和高层负涡度的积累,引起了台风"天鸽"的强度突变。     

一次黄海爆发性气旋的观测分析和数值模拟研究

本文利用再分析资料和WRFV3.9模式（Weather Research and Forecasting Model）对2020年7月22－24日发生在黄海海域的一次爆发性气旋进行了研究,并对其演变过程和发展机制进行了详细分析。该气旋22日12UTC在山东南部生成,入海后开始爆发性发展,最大加深率达到1.2 Bergeron,23日在黄海中部气压降至最低990 hPa左右,24日在韩国登陆。高空强辐散、低层的暖舌结构、水汽输送和下垫面热通量的变化增强了大气斜压性,使其迅速发展。使用WRF模式对气旋进行模拟,涡度的诊断分析表明,大气低层强斜压性主要通过涡度方程的散度项对气旋的发展起作用,对流项在涡度发展旺盛的时刻也有一定影响。海温的敏感性试验表明,海温变化对气旋移动路径和中心气压影响明显。     

山东两次台风远距离暴雨对比分析

基于气象要素高空探测、地面观测以及NCEP再分析资料,针对2003年8月下旬(0312)和2004年8月下旬(0418)山东省两场发生在不同环流形势下的远距离暴雨过程进行了对比分析。结果显示,台风在两次暴雨过程中均起了重要作用,但机理不同。除台风东侧低空急流为大暴雨的发生提供充沛的水汽,有利于构建不稳定的大气层结以及加强暴雨区的辐合上升运动等共同点之外,还存在着显著的不同:(1)0312台风远距离暴雨是台风与切变线相互作用的产物,0418台风远距离暴雨则是由台风与冷锋相互作用造成的;(2)在这两次暴雨过程中,直接影响系统和台风所起的作用不同:0312台风远距离暴雨过程中,切变线为暴雨的发生发展提供了原始的正涡度场,而台风东侧的低空急流加强北推进一步加强了切变线附近正涡度和辐合强度,加强了上升运动;0418台风远距离暴雨过程中,台风倒槽顶端生成并分裂发展的气旋式涡旋为暴雨系统的原始涡源,台风东侧低空急流北上在一定程度上加强了暴雨区的辐合和上升运动;(3)两次台风远距离暴雨中,与台风相连的偏南风急流对暴雨区的水汽净流入贡献最大,但最大水汽输送层不同,0312台风远距离暴雨的最大水汽输送层在925hPa附近,而0418台风远距离暴雨的最大水汽输送出现在800hPa上下。     

山东春季一次江淮气旋暴雨过程的诊断分析

利用常规观测资料、山东自动站资料以及NCEP/NCAR1°×1°逐6h再分析资料,对2013年5月26日山东气旋暴雨过程进行诊断分析。结果表明:此次暴雨是由高空低涡切变线和地面气旋共同影响产生。暴雨发生在深厚的暖湿气流中,高低空系统随高度略向北倾斜,冷空气比较弱,暴雨落区主要位于地面气旋中心北部的东南气流里。在这次暴雨过程中,850h Pa西南急流与东南急流对能量锋区的形成与维持起到关键的作用,暴雨的落区主要位于能量锋区内并偏于θse高值区一侧。此次气旋暴雨也是发生在深厚的强上升运动区内,在这次过程中暴雨落区及其移动与强的上升运动中心的相关性比较好。暴雨的辐合中心主要集中在950h Pa附近,比一般暴雨的辐合层(一般在900h Pa附近)高度更低,说明边界层辐合对于气旋暴雨的重要性。暴雨过程中,700h Pa山东MPV1为正值,MPV2为负值;700h Pa等压面上MPV1正值中心与该层上的低涡系统对应比较好。