湿位涡和Q矢量与西北东部暴雨关系的分析

应用湿位涡理论和Ｑ 矢量分析方法,研究了位于发生在副高边缘青藏高原东侧复杂地形条件下一次暴雨过程。通过对湿位涡、Ｑ 矢量散度、涡度和锋生函数等物理量分布特征的诊断,发现造成西北东部暴雨的内在机制, 是一次大环流形势调整后的西太平洋副热带高压西伸北抬,与新疆东移冷空气在其边缘交绥抬升时切变辐合带强烈发展,从而激发前期堆积的不稳定能量释放,并提出了在数值预报产品释用业务中应用湿位涡及Ｑ 矢量场作暴雨落区预报的着眼点。     

江淮梅雨锋暴雨过程Q矢量分析及落区预报

应用Ｑ矢量分析方法对２０次伴有暴雨的江淮梅雨锋过程进行分析，揭露了梅雨锋暴雨期对流层低层Ｑ矢量散度场的分布特征以及中、低空主要天气系统和暴雨带之间的时空配置关系，指出了Ｑ矢量散度场对江淮梅雨暴雨的落区有较好的预报意义。     

一次高原北侧槽个例的Q矢量的分析

本通过对１９８２年７月２４－２９日一次高原北侧槽活动过程的Ｑ矢量分析，发现低压槽在高原上南伸时，一般槽前５００ｈＰａ上有Ｑ矢量辐合带，Δ·Ｑ５００＜０；对应２００ｈＰａ上有Ｑ矢量辐射中心或辐区，Δ·Ｑ２００＞０；同时槽线南端伴有强冷锋锋生中心。说明上升运动的维持、加强和冷锋锋生作用是低压槽在高原上南伸的重要机制。     

准地转Q矢量分析方法在宁夏夏季降水天气预报中的应用

本文概要地介绍了准地转Ｑ矢量、Ｑ矢量散度及Ｑ矢量锋生函数的物理意义，并用Ｑ矢量分析方法诊断了宁夏夏季的降水过程。结果表明，这种方法能揭示降水天气的变化，可为业务预报提供一些预报信息。     

云南主汛期大雨过程的诊断与预报

分析和探讨了１９９６年云南主汛期（６－８月）逐日Ｑ矢量湿锋生函数、Ｑ矢量散度、涡散场能量转函数、水汽通量散度等４个物理量参数与云南大雨过程的关系,并在此基础上建立了未来２４小时大雨预报方程。     

准地转矢量分析方法在宁夏夏季降水天气预报中的应用

本文概要地介绍了准地转Ｑ矢量、Ｑ矢量散度及Ｑ矢量锋生函数的物理意义。并用Ｑ矢量分析方法诊断了宁夏夏季的降水过程，结果表明，这种方法能揭示降水天气的变化，可为业务预报提供一些预报信息。     

四川两次副高边缘型暴雨的预报偏差分析及模式检验对比

该文利用常规观测资料（实况探空资料、自动站雨量数据）以及ECMWF、SWC-WARMS（西南区域模式）、GRAPES-MESO、GRAPES-GFS对比分析了2019年在副高边缘环流形势下的2次四川盆地区域性暴雨天气过程。结果表明：①初始场相似的2次过程,导致强降水落区不同的主要原因在于副高的动态变化不同,其次西风带槽脊的细微差异以及低层水汽条件的差异也与降水落区息息相关。②ECMWF在这2次过程中对副高位置动态变化的预报,西进较东退更为准确,且数值模式对此类大范围强降水的预报,ECMWF较其它模式更具有优势,但局限性在于范围偏小、量级偏弱,可结合SWC-WARMS进行订正,而GRAPES-GFS、GRAPES-MESO在模式稳定性和预报准确率方面都不及上述两者。     

应用Q矢量分析方法结合数值预报产品诊断区域暴雨

简要介绍了准地转Ｑ矢量分析方法。直接利用Ｔ６３、Ｌ１６模式数值预报有限区域格点资料，计算了Ｑ矢量、Ｑ矢量散度及Ｑ矢量湿锋生函数等物理量场。诊断分析了１９９７年５月６日—７日山东区域暴雨过程，对数值预报产品动力学释用作了探索性试验，效果理想。得出了预报区域暴雨有参考价值的结论     

广西“98.6”暴雨过程的Q矢量分析及落区预报

应用Ｑ矢量理论对１９９８年广西６月１６￣２６日连续性暴雨过程进行诊断分析,共分析了１１个时次的８５０ｈＰａＱ矢量散度、锋生函数等诊断场,揭示了广西“９８．６”连续性暴雨期间Ｑ矢量散度场和锋生函数场的分布特征,以及与中低空主要天气系统和暴雨带之间的时空配置关系,指出Ｑ矢量散度场对广西“９８．６”暴雨落区有较好的对应关系。     

“93.5”黑风暴发展期中尺度期热量和水汽收支诊断

１９９３年５月４－６月（“９３．５”）在我国西北地区发生了一次极具破坏力的“黑风暴”。为了诊断这次黑风暴发展期的热量和水汽收支，使用了具有高分辨ＰＢＬ，参数化及４０ｋｍ经网格的ＭＭ４对该例控制模拟的输出资料和热量与水汽睡支方程，对视热源（Ｑ１）和视水汽汇（Ｑ２）的诊断结果指出，Ｑ１的垂直积分在黑风暴的前部和后部分别呈现一条显著的加热带和冷却带，在黑风暴区，Ｑ１和Ｑ２的区域平均垂直廓线揭示，黑风暴Ｑ     

动力和能量参数在强对流天气预报中的应用研究

较强的热力不稳定和适宜的动力环境是强对流发展的基础 ,造成灾害的强对流一般是一种深厚对流 ,深对流指数和对流有效位能可反映对流上升运动的潜势和强度 ,对流有效位能还隐含地反映了对流层大气总体垂直热力结构。下沉对流有效位能和大风指数反映了对流下沉运动和下击暴流潜势 ,对流下沉和中层干空气的入侵高度、干燥程度及对流层中下层的稳定度和湿度有关。强风暴特别是超级单体一般都具有很高的螺旋性 ,高螺旋度有利于风暴生命的维持 ,而风暴相对螺旋度则对风暴发生及风暴类型有一定的预示。粗里查逊数反映了对流能量和环境场动力之间的平衡关系 ,能量螺旋度指数反映了动力和能量对强对流天气发展的共同效应 ,它们都综合了动力和热力两方面的因子 ,对强风暴及其类型的预报有指示意义。风暴强度指数和瑞士雷暴指数成功地把动力和对流能量参数结合起来 ,在实际研究和业务工作中这种方法值得借鉴。随着高分辨率中尺度和风暴模式的发展 ,模式输出的对流动力和能量参数将有广泛的应用前景。     

中尺度地形对强对流天气的影响的数值诊断

许多重大天气灾害发生在特定地形条件下,例如山区的喇叭口地形容易有暴雨发生。山脉的阻碍以及造成的空气被迫抬升、绕流、穿谷流,地形的不同加热和摩擦效应产生的中尺度环流对局地强对流天气有明显作用。 大别山区和皖南山系对江淮地区的暴雨和强对流天气的影响也早已为该地区预报员们所重视,通过雷达、天气图和云图资料分析认识到山区热力对流、长江穿谷流和大别山背风坡低压是江淮地区剧烈天气发生的重要因素。 为了比较深入地了解中尺度地形对强对流天气的影响,除了从实测资料进行细致分析外,有必要从     

广州地区强对流天气的统计特征和分类特征

本文应用广州中心气象台1984—1986年"强对流天气监测与临近预报试验"资料,分析讨论连续数日发生强对流天气的条件概率及其发生范围,指出广州地区的强对流天气灾害主要是2—3天的系统性天气过程引起的。同时在前一天有无强对流天气的发生,对当天发生强对流天气与否的概率有显著不同。文章还以对流层水平风的垂直切变为标准将强对流天气分为二类四型,并逐型分析其发生的天气背景、稳定度指标、强对流天气发生频率的月际变化和日变化,指出各型强对流天气的卫星云图特征,为强对流天气的临近预报提供思路和方法。      

河西走廊夏季强沙尘暴数值模拟试验

影响我国的沙尘暴灾害性天气多发生在春季,很少在夏季发生。文章利用我国科学家自主研发的GRAPES-DAM沙尘气溶胶模式对2005年7月一次罕见的影响河西走廊地区的群发性强沙尘暴进行了数值模拟,对夏季小概率强沙尘暴灾害天气的可预报性进行了个例研究。试验结果表明:模式对此次过程的地面大风、沙尘暴的范围、移动等均能做出较好的模拟;对于夏季群发性强沙尘暴过程,基于数值预报方法的沙尘气溶胶模式在天气模式预报准确的条件下,可以对这种小概率事件做出有应用意义的预报结果。     

甘肃夏季特强沙尘暴分析

夏季沙尘暴的气候特征表明,夏季是甘肃省沙尘暴的次多发季节,主要集中在民勤、鼎新、金塔。通过对一次罕见的甘肃省夏季强沙尘暴天气分析发现:高空小槽、切变线、热低压是引发夏季沙尘暴的主要天气系统,而春季沙尘暴一般是大尺度天气系统造成的;夏季沙尘暴发生前期高空急流反映并不明显,急流风速的突然加大和沙尘暴几乎同时发生,这是夏季沙尘暴预报的难点之一;沙尘暴发生前8~12 h的螺旋度场对沙尘暴预报有较好的指示意义,正值越大,沙尘暴越强,但当沙尘暴与强降水同时发生时,沙尘暴区螺旋度值明显小于强降水中心螺旋度值。     

强风暴的中尺度结构特征及强风暴与暴雨的大尺度结构差异

用滤波方法得到产生强风暴的中尺度天气系统。分析表明:强风暴一般发生在中尺度辐合线、辐合中心及中尺度气旋与反气旋之间,有较强的辐合上升运动,同时还讨论了强风暴与暴雨的大尺度结构差异。      

一次强对流系列风暴个例的多普勒天气雷达资料分析

讨论了新一代（多普勒）天气雷达对2002年5月14日19:00至21:00影响湖南常德地区的3个对流风暴的探测情况，其中两个为超级单体，一个为飑线。观测到了与超级单体相联系的中气旋和龙卷式涡旋特征（TVS）。上述强对流系统产生了地面大风、大冰雹和龙卷等强烈天气，与雷达的探测相吻合。特别值得一提的是在中国首次探测到了三体散射（TBSS）和龙卷式涡旋特征（TVS）这两个分别指示大冰雹和龙卷的雷达回波特征，并得到了地面报告的印证。     

弱天气系统强迫下北京地区对流下山演变的热动力机制

利用三维数值云模式和雷达资料四维变分(4DVar)同化技术,通过对京津冀地区4部新一代多普勒天气雷达观测资料进行快速更新同化和云尺度模拟,初步分析了弱天气系统强迫下两次发生在北京地区对流风暴的低层动力和热力影响机制。这两次风暴过程处于弱天气系统强迫和弱层结背景下,局地冷池和环境风场的相互配合是造成山上对流风暴是否能够顺利传播下山的关键机制。起初,两个个例平原局地热、动力不均衡形成平原冷池,而冷池的“障碍物”作用进而阻碍环境风场的传播配置。在此机制下,导致在冷池东南边缘形成较强的辐合上升、垂直风切变和螺旋度。在6月26日个例中,由于冷池强度较强且位置偏南,因此阻断了东南暖湿气流向山区的输送,形成由平原至山区的辐散区使得山区的对流风暴不断减弱。但是,随着已经消散的对流风暴下沉气流,覆盖至冷池边缘东南气流上空形成了较强的风切变和垂直螺旋度,进而促使在冷池边缘形成新的对流风暴。而且,在新对流风暴生成后,由于平原地区整体切变强度较弱,因此形成了冷池扩张强度大于对流风暴传播速度的态势。这种配置会切断暖湿入流,从而导致对流风暴快速消亡。对于8月1日个例,冷池位置偏北,因而不受冷池阻挡作用的偏南风在山脚形成较强的辐合上升,同时与下山的偏西风形成明显辐合上升区,有利于山区对流风暴的不断增强;进而,受此影响,山上风暴降水产生若干冷池,新生冷池和原有冷池的相互挤压,在迫使中、北部风暴增强的同时,最终也导致这些风暴互相靠近,最终合并组织成带状对流系统。同时,北部冷池边缘形成的辐合带也为对流风暴向山下传播提供有利条件,而回波产生的冷池进一步增强,并明显扩展。低层风场指示冷池出流(阵风锋)更加强烈且存在明显的“前冲”特征,显现出部分飑线系统的热动力特征。但是由于此时平原地区处于弱切变环境中,风切变强度不能与冷池出流强度相平衡,同样冷池扩展将领先于对流风暴移动,切断东南暖湿入流,导致原有风暴快速减弱。在文章的最后,基于观测和模拟结果,对比分析这两个个例,初步得出了与对流风暴传播下山发展演变密切相关的低层热、动力配置概念模型。     

广东台风特大暴雨预报

使用台风年鉴，天气图，天星云图等气象资料，对１９６０－１９９１年影响广东的３９例特大暴雨台风进行了对比分析，台风特大暴雨主要是由其云系中的中尺度强降水系统造成，归纳出形成发展的概仿模式和相应环境流场特征，建立预报思路与方法。１９９４年作１５次预报试验，其准确率达７３％。     

Numerical simulation of a low-precipitation supercell thunderstorm

Summary Numerical simulations of thunderstorms using initial conditions from an Oklahoma storm event on 26 April 1984 have been carried out using the Klemp-Wilhelmson cloud model. Two thermodynamic and two horizontal wind profiles are mixed to create four initial storm environments. The two initial thermodynamic profiles are designated as moderately and highly unstable. Both hodographs have considerable vertical wind shear, with the extremely unstable profile having substantially stronger storm-relative curvature shear in the lowest few kilometers, as measured by the helicity of the environment. Storms are initialized with two different temperature-perturbation warm bubbles. A variety of storms, qualitatively covering the range observed on this day, are simulated. With a strongly sheared, moderate instability environment, the two different temperature-perturbation simulations differ qualitatively, unlike the other pairs of simulations.Of particular interest is the simulation carried out with the weaker temperature-perturbation. It displays many of the characteristics of observed low-precipitation (LP) supercell storms. Without artificially suppressing rainfall, this storm produces very little precipitation over the first 6000 s of its lifetime. During this time, there is no strong downdraft at the lowest model level and vorticity at that level is much less than the values aloft. We hypothesize that LP storms can be generated by smaller initial impulses than classic supercells in environments typically associated with a supercell storm, as speculated by Bluestein and Parks (1983), since they are more susceptible to turbulent entrainment in highly sheared environments.With 15 Figures