呼伦贝尔市两次降温降雪天气过程的对比分析

通过对2003年11月呼伦贝尔市两次降温降雪天气过程发生时的主要天气形势、影响系统、各物理量场特征、卫星云图的演变等综合分析,发现这两次天气过程都是新地岛附近洋面的冷空气受西北气流引导南下,于贝加尔湖堆积加强,向南爆发形成蒙古气旋造成的。由于蒙古气旋形成、发展、移动方向的不同,所造成的天气状况也有所不同。     

QuikSCAT洋面风资料及其在热带气旋分析中的应用

QuikSCAT洋面风场资料可以提供海面上10米的风场信息，为热带气旋的进一步监测与分析提供帮助。通过对QuikSCAT洋面风轨道资料再处理和精度检验，国家卫星气象中心生成了更高分辨率的格点风场数据。通过洋面风资料对近年编号热带气旋的辅助分析实验，分析总结了洋面风资料在热带气旋定位、定强、发展趋势以及大风分析中的一些应用方法。结果表明：尽管存在一定误差，QuikSCAT洋面风场资料可以有效校正海上热带气旋特别是弱热带气旋的定位和定强偏差，反映热带气旋大风区的分布和低层环境流场，为进一步推断热带气旋的发展和移动趋势提供帮助。     

一次热带系统北上引发华南大暴雨的诊断分析和数值研究

2006年5月21—22日,南海北部洋面上一强的气旋性风速扰动快速北上,在广东西南部发展成一中尺度涡旋后,它与南下的中纬度切变线结合,期间出现了3次强的中尺度对流系统活动,造成了广东沿海大暴雨甚至特大暴雨。利用1°×1°NCEP再分析资料和WRF中尺度模式对该过程进行了数值模拟、位涡反演和敏感性试验,并结合常规观测资料、卫星云图和中尺度模式输出结果等资料对这次暴雨过程进行了初步分析。结果发现:暴雨发生在高温高湿、抬升凝结高度低以及对流不稳定的有利环境中。暴雨高温高湿条件的形成与南海北部热带洋面上气旋性风速扰动向北推进时强偏南气流对水汽的输送密切相关。中尺度涡旋形成之后,在东移南压的北支槽前西南气流的引导下,中尺度涡旋向偏北方向移动,造成广东境内大部分地区出现了暴雨,中尺度涡旋为对流的触发以及暴雨的产生提供了一定的抬升条件。中尺度涡旋活动期间,广东境内云雾山中尺度地形一定程度上增强了暴雨,但它对暴雨的作用随其上空盛行气流的方向变化而变化,云雾山地形相对于暴雨中尺度系统的位置不同其作用也不相同。珠江三角洲喇叭口地形一定程度上决定了强暴雨的落区。南海洋面对华南暴雨区水汽的近距离输送是大暴雨形成的主要原因之一。     

美国研究用气象卫星探测云向量估计热带气旋强度

美国发射的ATS-1和ATS-3同步卫星约每隔25分钟拍一张云图,在这些云图上,热带气旋外围的某几处(一般可有10多处)的高云具有明显的特征,从它们的位置变动可以算出云向量,即高层风的估算值。利用这些云向量,在计算机上用最佳多项式拟合法算出气旋周围地区网格点的风矢、辐散、相对涡度和气旋中心的高层风与气旋中心移动速度的向量     

超级单体风暴中大冰雹增长机制的模拟研究

为调查超级单体中大冰雹的运行增长机制,使用三维冰雹分档对流云模式结合三维粒子运行增长模式,对一例超级单体风暴进行了数值模拟.实测风暴的结构如中气旋、弱回波区、前悬回波等被很好地模拟再现,显示了模式对超级单体具有良好的模拟能力.雹胚在风暴发展阶段由过冷雨滴冻结产生,主要分布在主上升气流区上部,在主上升气流区西北侧中高层也有相当数量的雹胚粒子,冰雹主要分布在主上升气流区东侧.风暴发展阶段产生的雹胚有7％～8％增长到1 cm以上,1％左右增长到2 cm以上,这些大冰雹绝大多数起源于主上升气流区北侧的高层云区,气旋性进入主上升气流区按照简单的上—下形式增长,少数大冰雹起源于主上升气流区西北侧风暴后部中高层,气旋性地沿着主上升气流区的边缘按照下—上—下形式运动增长,表明了超级单体中大冰雹存在两条增长路径.     

关于季风槽成因及其对南北半球大气环流的影响

本文根据1979—1983年6—8月常规观测资料及卫星云图的分析和统计,提出对流层中上层冷空气由中纬度进入热带地区时有利于热带气旋的发生发展;季风槽以及南北半球气流交换可能是一个或几个热带气旋发生发展的结果。     

南半球冬半年澳洲附近洋面上温带气旋的研究

根据1990～1992年南半球冬半年的GMS红外云图、格点资料和常规气象资料，分析了澳洲东、西部洋面上各月温带气旋的源地和移动路径，归纳出温带气旋发生、发展和消亡的四种云型演变概略模型图，并提出估计温带气旋中心气压强度的方法。     

一次黄海之滨中尺度对流复合体多尺度结构特征观测研究

2006年7月3日傍晚到4日凌晨,苏北到黄海的一个中尺度对流复合体(MCC)产生了系列龙卷、直线型对流大风和强降水,利用常规高空地面观测、区域自动气象站、卫星云图以及多普勒天气雷达资料,详细分析此次中尺度对流复合体的结构和产生的天气背景。主要结论如下:(1)该中尺度对流复合体高层为对应分离背景场的强辐散,中层在副热带高压西北侧和500 hPa东移的短波槽前,地面位于锋面气旋暖区内;该中尺度对流复合体发生在中等到强的对流有效位能、强的深层(0—6 km)和低层(0—1 km)风垂直切变环境下;(2)该中尺度对流复合体主要垂直环流特征为:近地层东南气流和其上的中低层西南暖湿气流从对流复合体南部流入到复合体中心,复合体后部对流层中低层和中层为较干冷的西北气流夹卷进入中尺度对流复合体,导致降水蒸发冷却形成强烈下沉气流,产生带有西北风动量的下沉气流,到地面形成β中尺度冷池,冷池与周边暖湿气流的交界处为β中尺度阵风锋,同时中尺度对流复合体位于对流层低层到地面部分形成深厚冷池导致的雷暴高压,阵风锋前部有β中尺度暖低压;中尺度对流复合体中高层由于水汽凝结潜热释放加热形成暖心结构,位于对流层中层的主要特征为β中尺度气旋性涡旋对应的中尺度低压,对流层高层存在β中尺度辐散反气旋环流;(3)多普勒天气雷达探测揭示该中尺度对流复合体成熟阶段主要呈现为线性结构,主要构成是一条尺度在150—200 km的活跃弓形飑线,还有数条较弱的呈气旋性弯曲的对流雨带,雨带旋入共同的涡旋中心,该涡旋中心与地面锋面气旋的中心相对应(重合),同时也是相应中尺度对流复合体的β中尺度气旋的中心,直径为40—60 km;(4)在上述活跃弓形飑线的前侧出现多个中尺度涡旋,4个EF2级龙卷和3个EF1级龙卷都发生在这些中尺度涡旋内,导致龙卷的中尺度涡旋水平尺度为4—5 km,旋转速度接近超级单体的强中气旋旋转速度,垂直伸展比超级单体中气旋浅薄,形成机制也与超级单体中气旋有明显差异;(5)该中尺度对流复合体成熟阶段的云系尺度为1000 km,其中低于220 K (-52℃)冷云盖的尺度在400 km左右,其内部结构的主要构成是一条150—200 km长的活跃弓形飑线,地面β中尺度冷池和阵风锋,沿着弓形飑线前侧出现多个尺度为4—5 km的中尺度涡旋,其中部分中尺度涡旋导致尺度只有几十至几百米的EF1和EF2级龙卷,呈现出明显的多尺度结构特征。      

(六)热带天气的分析和预报

自从60年代气象卫星发射以来,热带气象学有了不少进展。目前,卫星云图已经在热带天气分析和预报中得到广泛的应用。在热带海洋地区,由于常规气象资料很稀少,卫星云图更是一种天气分析和预报的重要工具。 图1是1968年9月5—6日全球热带范围的卫星云图,各种热带云系基本都得到反映(见封三图1A、B)。在太平洋东部和大西洋东部以及非洲西部5—10°N之间各有一条热带辐合带云带。在非洲和大西洋东部的东风气流中,热带辐合带云系北边还有几个一团团对流云区,这是东风波云系(用W表示)。在北太平洋和北大西洋较高纬度处还可看到与大洋中部槽相联系的云系(用D表示)。在北太平洋有三个热带气旋云系,一个在墨西哥西部;第二个位于20°N、137°E,这是6812号台风;还有一个在20°N、120°E     

台风榴莲(2001)在季风槽中生成的机制探讨

利用NCEP 1°×1°分析资料、TMI海温资料、卫星云图资料对季风槽中南海台风榴莲(2001)生成机制进行了分析,揭示了大尺度环境流场、温暖洋面、中尺度对流活动对热带气旋(TC)生成的控制作用.结果表明,水平风速垂直切变的演变在一定程度上指示着TC在暖湿洋面上生成的时间,水平风速垂直切变由强向弱转变,在TC发生前18小时迅速减小到10 m/s,随后在10 m/s以下维持少变,垂直切变的变化主要反映了对流层高层环流形势的演变;在对流层中低层,季风槽的形成和加强对TC的生成有重要作用,由于热带温暖洋面作用,季风槽首先表现出有利于单体对流和带状对流发生发展的条件性对流不稳定特征,随着季风槽的加强,季风槽进一步表现出有利于中尺度扰动发生发展的正压不稳定特征;季风槽槽线南侧的低空急流的经向分布很宽广,由105°E越赤道气流和中南半岛偏西气流(其源头是索马里越赤道低空急流)汇合而成,急流的加强活动具有经向差异,由于边界层高θ_e空气辐合抬升产生两条经向距离约300 km的显著带状对流云系,槽线南侧风速分布的经向差异导致两条带状云系发生追赶,并逐步在季风槽底部槽线附近合并加强为MCC,进而导致中尺度涡旋(MCV)的产生并最终发展成为TC.分析结果还表明,为深对供应丰富对流有效位能的主要是来自台风发生区域本地南海暖洋面的地面热通量,南海暖洋面对TC生成有重要贡献.台风榴莲的生成是一个多尺度相互作用过程,主要包括涡旋对流热塔、与带状对流云系伴随的涡度带的升尺度,涡度带合并成长为MCV,以及大尺度条件对TC在季风槽中生成的时间及地点的控制作用等.     

热带气旋外围环流和广州灾害性高温关系的研究

利用1983-2004年6-9月常规天气资料、广州单站数据和此期间热带气旋年鉴资料、NCEP／NCAR再分析资料，并定义连续3天或以上日最高气温≥35℃为一次灾害性高温天气过程，对广州灾害性高温天气和热带气旋活动的关系进行了分析，结果发现：（1）广州市的灾害性高温天气的出现和热带气旋外围环流紧密相关，且37℃以上的灾害性高温天气主要出现在广州市东南或偏东方向400—1600km范围内的洋面或海面有热带气旋活动时；（2）副热带高压控制下的强烈太阳辐射是广州灾害性高温出现的基础，而热带气旋外围下沉气流导致的强下沉增温是重要因素。     

2008年“7.1”鄂东北特大暴雨过程的中尺度分析

利用常规气象资料、新一代雷达和卫星云图资料等,分析了2008年7月1日鄂东北特大暴雨过程中尺度扰动系统的发生发展、暴雨中尺度对流系统（MCS）结构特征以及地形对中尺度系统的影响。结果表明,鄂东北暴雨与中尺度气旋的发生发展关系密切,红安等地特大暴雨就是中尺度气旋波冷切变上激发的多个β中尺度对流系统相继东移产生的;中尺度气旋形成于黄淮锋面气旋波发展阶段,雷达反射率因子形态、结构特征较好地反映了该中尺度气旋波发展过程;对流易在红安西侧加强,同冷空气沿大别山和桐柏山之间南下与天气尺度西南气流交汇形成局地中尺度辐合线有关;红外云图上特大暴雨MCS形态为指状云团,由不同生命史阶段的子云团构成,是产生持续性强降水的云团的显著特征。     

1951—2017年热带气旋对湖南降水的影响及环流异常特征分析

揭示热带气旋在湖南的降水规律可为热带气旋影响湖南的降水预报提供技术支撑。采用近67 a的热带气旋影响资料,通过统计方法,分析了影响湖南降水的热带气旋特点及环流异常特征。结果表明:7—9月是影响的高峰季节,以在广东、福建沿海登陆的热带气旋对湖南影响次数最多、程度最重,浙江、福建沿海登陆的热带气旋在湖南形成的降水范围最大,热带气旋对湖南影响所产生的降水主要集中在湖南省东南部,热带气旋对湖南产生的强降水范围有增大的趋势,降水强度有增强的趋势。福建和广东沿海登陆对湖南影响的热带气旋的环流特征为南亚高压偏强、偏东、偏北,导致西太平洋副热带高压偏强、偏西、偏北,引导副热带高压南侧的东南气流与南海和菲律宾以东洋面的西南风气流汇合,形成季风槽,中国华南和华东沿海为东南气流,有利于热带气旋在该区域登陆影响中国。只是前者表现为南亚高压位置较后者偏北更明显,西太平洋副热带高压更偏北,季风槽更偏东,导致福建登陆对湖南影响的热带气旋在湖南大部为气旋性环流控制,湖南全省降水偏多;而广东登陆对湖南影响的热带气旋在湖南省东南部为气旋性环流控制,该区域降水偏多。     

利用卫星、雷达资料分析龙卷发生的环境条件

利用FY-2E静止气象卫星云图和新一代天气雷达资料,结合常规天气资料对2010年5月15日发生在黑龙江省西部地区的龙卷天气进行分析.通过卫星云图分析环流特征和中尺度特征,讨论了产生龙卷的雷暴云团的形成环境和触发条件,利用天气雷达资料详细阐述了雷暴云团的发生发展过程和产生龙卷天气处的云图及雷达回波特征.结果表明:这次龙卷天气发生在高空槽和地面冷锋前,由多个小尺度对流发展成为α中尺度对流云团所引发的.大的湿度梯度、干侵入、垂直风切变和上干下湿的环境场为龙卷的发生提供了不稳定能量,地面冷锋提供了触发机制,雷暴云团在发展过程中不断生消与合并,在两个云团的交界处产生龙卷.雷达回波上环境大风、入流、下沉气流、中气旋、钩状回波,有界弱回波区等特征回波明显;风暴成熟时,钩状回波、有界弱回波区达到最大,高、中、低三层大风区清晰,下沉气流和入流开始相交并产生出流边界,龙卷就发生在该回波附近.     

川西高原持续性暴雨特征和水汽输送

利用常规资料、NCEP FNL分析资料和HYSPLIT模式,对2008—2017年川西高原持续性暴雨过程的时空分布、环流分型、水汽源地和输送路径进行分析。结果表明:①2008—2017年川西高原单站持续性暴雨的总频次为337次,在21次区域持续性暴雨中,位于高原与盆地过渡区的泸定、康定、汶川出现持续性暴雨次数最多;②7月发生频率最高,持续时间多为3～4天;③将影响川西高原暴雨的环流分型为两槽一脊型、一脊一槽型、西风槽型和偏西气流型,其中孟加拉湾气旋影响有16例,6—7月个例都有孟加拉湾气旋的存在;④川西高原上空气团主要通过4条路径进入,源自北大西洋、地中海和伊朗中北部的西北路径占比29%,源自里海到咸海之间地区的东北路径占比17%,源自热带印度洋洋面的西南和东南路径各占比43%和11%,偏北路径的空气质点起始高度比偏南路径的高,相应的温度和水汽含量也偏低;⑤将水汽输送分为"S"型、偏西气流型和偏南气流型3个类型。     

登陆台风Winnie(1997)的数值模拟研究Ⅰ:结果检验和云系的模拟

用非静力平衡的中尺度模式MM5 (V2 )对 1997年 11号台风Winnie在登陆后演变为温带气旋的过程进行了48h模拟。结果表明 :MM 5不仅比较好地模拟出台风在陆地上的移动路径及其产生的降水 ,而且成功地模拟出了台风登陆后次中心的产生。利用模拟大气中的水物质 (云水、雨水、冰晶、雪水和霰 )模拟了台风云图 ,很好地展示了在卫星实际观测的红外云图上 ,Winnie台风在登陆后其云系的结构从热带气旋的螺旋结构到温带气旋的锋面云系结构的转变过程。因此对Winnie台风的数值模拟可以作为深入研究台风登陆后从热带气旋演变为温带气旋的变性过程的基础。     

热带气旋运动的动力学研究进展

热带气旋运动是由各种形式的外部强迫、内部过程及其相互作用所决定的。特别是环境气流与气旋环流以及β效应之间的相互作用可以产生次级的非对称气流,使热带气旋偏离大尺度环境气流的引导。这种偏差,被称为广义的β漂移。本文讨论了控制β漂移的物理因子和物理过程,尤其是涡旋结构与环境气流切变对它的影响,以及β漂移在热带气旋路径预报上的应用。另外,还总结了双台风相互作用、热带气旋摆动和与下垫面强迫有关的物理过程的影响。     

热带气旋区气压场与风场综合评述

一、引言热带气旋是发生在热带洋面上的一种低气压。发展猛烈的热带气旋常会带来狂风、暴雨、巨浪和高潮。因此它是一种很重要的灾害性天气系统。如就其可引起的灾害性质来说,当其中心登陆以后,以暴雨危害最大;在登陆之前,则以风害为甚。海上的巨浪和沿海的暴潮莫不以风力为其原动力。因此,对热带气旋风场的研究显得十分重要。从实际观测到的资料,发现热带气旋和温带气旋的风场分布有着明显的差异。图1是热带气旋和温带气旋平均风速分布图。从图上可以看出,热带     

秋季台风“彩虹”引发的清远暴雨过程分析

为研究1522号台风"彩虹"影响过程中清远地区的暴雨产生机制,利用高空常规气象资料、FY2E红外云图、区域加密自动气象站等资料,应用天气动力学诊断分析方法,对台风"彩虹"的移动路径、环流形势、物理量场和卫星云图特征进行分析。结果表明:该次暴雨过程,副高和低空急流的作用十分显著。低空急流生成于热带气旋右侧,不断将低层高能暖湿空气向暴雨区输送,是暴雨区低空不稳定层结的建立者和维持者,再加上多支低层气流辐合,为暴雨的产生提供了充足的水汽条件和不稳定条件。另外,台风牵引西南季风北上,螺旋云系源源不断北上影响同一区域是暴雨产生的重要原因。     

黑龙江省罕见特大暴雪的卫星云图特征

利用FY-2E卫星云图资料结合常规资料分析2013年11月16-20日影响黑龙江省中东部地区的大范围暴雪天气过程,结果表明:暴雪过程是由东北气旋与高空槽加深成涡共同作用产生的。冷空气南下与暖空气在东北地区交汇,高空槽加深成涡,地面低压迅速发展,进入日本海后明显加强,并产生偏东回流,从而在黑龙江中东部地区产生一次持续时间较长、影响范围较大的暴雪天气。水汽图像上看出高空卷云区与正涡度平流相对应,促进地面低压的发展。可见光图像上看出低空水汽输送,前期是由偏南气流输送日本海的水汽,后期是由偏东气流输送日本海的暖湿空气。