2005年6月21—23日呼和浩特持续酷热高温天气成因分析

对2005年6月21—23日呼和浩特地区出现持续高温天气过程的环流背景、影响天气系统及成因进行了分析。结果表明：这次高温天气主要是亚洲中高纬呈两槽一脊型，我国北方持续受暖高压脊控制，大陆(河套）高压强盛所造成的。另外极锋急流出口区和副热带急流入口区的高空辐合机制使位于南北两条急流之间的河套高压为下沉运动控制，它所伴随的晴空区辐射增温、下沉绝热增温、暖气团自西向东的平流增温是导致高温天气的主要物理机制。     

一次高温天气过程分析

利用高空和地面观测资料分析了2011年6月7-8日焦作地区高温期间的环流形势特征,并对涡度场和垂直速度场进行了诊断分析.结果表明:高空稳定的西北气流造成的下沉运动是形成此次高温的主要原因,大气的干燥程度也是影响温度升高的原因;高空图上河套地区强盛暖脊,地面上暖低压形势,高空较强的暖平流是本次高温天气出现的有利条件;高空到近地面层深厚的负涡度系统对应的反气旋所伴随的整层持续下沉气流产生的绝热增温和晴空区辐射增温是这次高温天气形成的重要因素.此外气流沿太行山山坡下滑所产生的下沉增温效应对高温的产生起到了增幅作用.     

郑州极端高温天气成因分析

采用NCEP／NCAR1°×1°格点资料对2005年6月22—23日郑州出现的40℃以上的极端高温天气成因进行了分析。指出，河套高压是初夏导致郑州乃至黄淮地区西部出现极端高温的重要天气系统。河套高压的形成与高低层暖平流存在着联系。同时高温的产生也与副热带急流有关，河套高压东南侧的强下沉气流是热力和动力共同作用结果，即当河套高压东南部处于高层副热带急流入口区左侧时，动力辐合机制使得此区域的下沉气流极为强盛，由此所产生的晴空辐射增温和下沉绝热增温使得极端高温天气的出现成为可能。另外，地形所产生的焚风效应对高温的形成具有增幅作用。     

2005年初夏呼和浩特异常高温天气特征分析

2005年夏季呼和浩特出现了历史上罕见的异常高温天气,是自1959年有观测记录以来最严重的高温天气,影响范围、高温强度及危害程度均破历史记录,持续时间居历史第二位。文章就2005年6月21—23日呼和浩特连续3天≥35℃的高温天气特点及成因进行了分析,指出造成这次高温天气的影响系统主要有地面热低压和西风带上大陆高空暖高压。并分析了暖高压的物理特征,做为暖性高压,所对应的负涡度系统形成深厚下沉运动,它所伴随的晴空区辐射增温和绝热增温有利于高温天气的形成。     

2006年春季宝鸡高温天气分析

2006年4月29日—5月1日宝鸡市出现了连续3 d最高气温大于35oC的高温天气过程。对大尺度环流背景、地面天气形势以及涡度场和垂直速度场进行分析,结果表明:新疆到我国东部沿海的强盛暖脊,地面上西高东低形势产生的偏西流场是这次高温天气出现的有利条件;中、低层深厚的负涡度系统对应的反气旋所伴随的晴空区辐射增温及整层持续的下沉气流产生的绝热增温是这次高温天气形成的重要因素;参考数值预报产品对这次高温天气过程可作出较为准确的预报。     

环境风场与对流风暴相互关系的动力分析

在前期提出大气多尺度分析理论基础上,利用动力学方法研究了大气环境风场与中尺度对流天气系统之间的关系,从微团的分离和运动的角度分析了高空急流、低空急流、水平涡度和垂直涡度在中尺度天气系统的形成和发展中的作用。结果发现,环境风场对微团的动力分离作用主要发生在高、低空急流附近,因为在高、低空急流的下方风动能随高度增加明显,在急流的左侧(背风而立)正涡度与地转涡度迭加使绝对涡度变大,因此,这两个区域是环境场对微团分离力最大的区域,也是对流最容易发展的地区。微团在上升过程中的运动轨迹与其环境密度比率有关,当微团的密度小于(大于)环境密度时,微团运动的旋转方向与水平涡度的方向一致(相反);平衡高度(微团密度与环境密度相等)越高,形成的系统越强,水平、垂直旋转的程度越强,范围越大。因为初始密度和平衡高度的不同,多单体风暴和超级单体中微团的运动形态存在明显区别。根据大气微团的运动方程推出了水平风随高度变化的公式,结果表明,微团水平运动垂直变化的大小与微团环境相对密度比、水平风速、垂直涡度成正比;与垂直运动速度大小成反比;风矢量由低到高的转向与绝对涡度垂直分量的旋转方向相反,即正(负)涡度与亚微团的顺(逆)转相对应。由公式解释了超级单体低空垂直切变明显大于高空的原因。进一步分析认为,风垂直切变对风暴的作用只表现在风速大小随高度的变化和水平涡度的作用上,而风向随高度的变化是大气对流的结果而不是对流的原因,对流越强,风向垂直切变越强。     

河西走廊西部一次极端大风天气过程3次风速波动的动力条件分析

利用自动气象站、高空探测和NCAR/NCEP再分析资料,对2017年5月1-3日河西走廊西部极端大风天气的影响系统、3次风速波动和动力条件等方面进行了分析。结果表明:在阻塞高压发展加强和冷涡的异常南压作用下,冷平流和动量下传是河西走廊西部持续大风形成的关键因素;第一次大风波动主要与地面变压风有关,动量下传在第二、三次大风波动中起重要作用;在高空急流入口区中心及左侧伴生的下沉运动能有效将高空动量下传到500 h Pa,低层不稳定层结发展的动量交换作用和热力、动力条件下所产生的垂直运动使中低空动量下传至近地面;前倾槽所形成的涡度平流上负下正结构极有利于动量下传,垂直方向上涡度平流梯度越大、梯度大值中心越低,越容易引发河西走廊西部近地面极端大风。     

200毫巴惯性-正压不稳定和江淮梅雨期暴雨

我国东部地区逐日各层等压面的涡度场分析表明,初夏200毫巴等压面上最显著的特征是经常存在着极强的负相对涡度区,在某些情况下甚至出现成片的绝对涡度负值区(图1)。在江淮梅雨期暴雨试验期间,这种负绝对涡度区频繁地出现(约占2/3图次),并在负绝对涡度中心的南侧,常有暴雨区相配合。 过去,对于高空西风急流南侧的惯性不稳定或正压不稳定区与天气区的关系讨论较少,但从试验期间的资料来看,它是中低纬热量和水份交换的一个重要纽带,也是大中小系统相互作用的一个典型环境。弄清它的成因和机制,将有助于作好强降水预报。     

陕西夏季区域性大降水天气的综合分析

选用陕西1991—2001年共11 a的夏季大降水样本,利用实时高空观测资料,对大降水的时空特征、产生大降水的环流背景、影响系统进行了系统的分析。通过对大降水的动力条件分析,概括出陕西大降水基本物理量特征,即具有不同特征的大降水天气,涡度、散度在垂直方向上3种不同分布特征,对应在天气图上,高低空的天气系统有着不同的配置形式;对高空急流的天气学、动力学特征及其与大降水的关系进行较系统的分析,归纳出了高空急流的位置与陕西省大降水落区的3种配置形式,总结出大降水产生时的高低空急流配置情况,特别指出了当高空急流出口区与入口区形成的次级热力环流与低空急流的次级环流形成不同方式的耦合时,对大降水天气的影响作用不同。     

华北暴雪过程中的急流特征分析

利用常规观测资料和NCEP 1°×1°再分析资料,对2009年11月10 11日华北中南部大范围暴雪过程进行了分析。结果表明:(1)这次大暴雪发生在500 hPa高空槽、700 hPa低涡切变线及河套锢囚锋共同配合的天气系统下。(2)暴雪区位于200 hPa极锋急流入口区的右后方和副热带急流出口区的左前方、700 hPa西南急流的左前方、925 hPa和850 hPa偏东急流的右前方。(3)不同高度的急流共同作用形成这次大范围的暴雪天气过程。低空急流是在高空急流的耦合下形成和发展的。容易耦合的区域是在高空急流入口区右侧或在高空急流出口区左侧,正涡度平流随高度增大的区域。(4)西南急流为暴雪区提供充足的水汽并在暴雪区形成高湿区,从而建立和维持了暴雪区上空的对流不稳定层结。(5)西南急流与偏北急流在暴雪区上空形成辐合,在暴雪区上空产生抬升作用。(6)高、低空急流耦合所形成的次级环流,增加了上升运动并触发不稳定能量的释放,增加了暴雪强度和持续时间。(7)925 hPa东风急流在暴雪区的边界层形成了干冷空气垫,有利于偏南暖湿气流的爬升,加强了动力抬升作用。     

锡林郭勒盟一次槽涡型大雪天气过程分析

利用高空、地面形势场和物理量场等气象资料,对2011年2月26日锡林郭勒盟地区出现的大雪天气过程诊断分析。结果表明:这次大雪是在稳定的行星尺度天气系统作用下,受低空切变线配合河套气旋影响,满足了高低空急流耦合提供的动力抬升、低空急流建立的水汽输送及辐合、低层暖湿气流产生的能量不稳定等条件下产生的,属弱冷空气类槽涡型;西南涡(槽)和华北脊对大雪的产生和落区起到重要的决定作用,低层强盛的暖湿气团为不稳定能量的产生提供了条件;通过分析、总结,结合实际预报经验,提出了预报要点和指标。     

2011年宁夏川区一次高温天气分析

文章利用Micaps资料及数值预报产品,对2011年6月15日宁夏川区高温天气进行了分析,结果表明:此次高温天气主要影响系统是河西一带产生暖性高压东移形成河套高压。从低层到高层盛行暖平流是高温出现的直接因素,气流的上升下沉加快了暖流扩散。     

大连地区暖锋暴雨个例成因与雷达回波特征

利用常规观测资料、自动站资料和多普勒雷达资料等,对2009年7月14日大连暴雨局部大暴雨过程进行详细分析。结果表明：这是一次暖锋大暴雨过程,高空河套槽北抬和北支槽尾段相叠加,中低层在渤海北部到大连地区形成涡旋环流,700 hPa气旋式较大曲率处在地面暖锋上空,大连地区位于地面气旋顶部即暖锋顶部,造成强降水的产生。强湿区,配合暖锋前低层辐合中心、高层辐散中心,为暖锋大暴雨天气提供水汽和动力条件。从雷达回波分析可以看出,暖锋前部45dBz的β中尺度反射率及速度场上“单牛眼”特征,是造成此次暴雨过程及短时暴雨的直接原因。VWP资料分析表明,低层东南急流与高层西南急流形成切变层的高度以及两支急流的强度变化,与暖锋对应并决定降水的强弱。     

2011年2月25—26日河套地区暴雪天气过程诊断分析

利用各种气象资料,对2011年2月25—26日发生在河套地区的暴雪天气过程进行诊断分析,结果表明：⑴500hPa中亚和东亚分别有冷槽活动,中亚槽前有分裂冷槽东移推动两槽间暖脊发展东移至河套以东,河套西部处在西南气流控制下。⑵当500hPa分裂东移的冷槽与700hPa高原槽和地面河套倒槽垂直叠置,高层有冷空气下沉锲入到地面倒槽后暖湿气层底部形成动力抬升时,触发暴雪产生。⑶700hPa负散度、正涡度,深厚的负垂直速度,高、低空急流垂直耦合形成的抽吸作用,高、低层冷暖平流造成的热力不稳定,较长时间水汽和热量输送、积聚,使高能、高湿舌伸入河套形成的位势不稳定,河套外围三面环山形成的地形阻挡抬升作用叠置在河套上空,为触发暴雪形成提供了强劲的抬升动力。     

2008年1月末九江雨凇转大雪天气过程成因分析

对2008年1月25—29日九江市一次雨凇转大到暴雪天气过程的大气垂直结构进行了分析。结果表明,在雨凇和降雪区域中层有暖层,低层有冷层,且存在对称不稳定层结。垂直风切变明显,有利于对称不稳定能量积累和上升气流的形成。高、低空急流辐散、辐合相互垂直,引发的较强上升运动是雨雪天气得以维持的重要条件。东西风向切变使冷、暖气流在雨雪区域上空交汇,形成水平气旋性辐合,产生垂直运动,且与垂直风切变相互作用,促动上、下层动量传递,使高、低空急流维持。雨凇转大到暴雪时,暖层气温降低,垂直风切变向上增强,对称不稳定能量增大,风向切变辐合加大,上升气流和水汽输送加大。     

KINEMATIC ANALYSIS OF TYPHOON POLLY(No.9216)*

We partition the observed wind field into rotational and divergent wind fields to analyze the stream field of Typhoon Polly(No.9216),which landed on 31 August 1992 and caused severe weather and large damage in the eastern China.The results indicate that the preservation of typhoon intensity after landing and the heavy rainfall took place onthe northern periphery of typho on are due to the strong divergent winds on the regions of low level jet(LLJ) and high level jet(HLJ) around the typhoon.The direction of divergent winds in the LLJ is perpendicular to the observed wind.But,the direction of divergent winds around the HLJ axis is parallel to the observed winds.The stream function and the rotational wind corresponding to the horizontal vorticity display the vertical circulation associated with the heavy rain,which is stronger than the vertical circulation around the typhoon center.The three-dimensional trajectories exhibit the warm and moist air parcels of LLJ traveling northward into the heavy rainfall region and ascending,then turning eastward in the HLJ.     

鄂尔多斯地区一次暴雨过程卫星云图特征

利用气象卫星云图、MICAPS资料、地面观测资料以及天气学原理等方法,对发生在鄂尔多斯地区一次暴雨天气过程进行分析。结果表明：这次强降水主要是活跃暖锋云系及镶嵌在其底部中γ尺度暴雨云团共同作用的结果;欧亚上空500 hPa为阶梯槽东移与副热带高压西缘北上暖湿气流在河套地区辐合,700 hPa上有切变线,华东地区江淮气旋北部东南风急流向西北方向输送;有3路水汽输送带从西、西南、东南方向向河套地区源源不断输送水汽和能量并汇聚;处于上冷下暖对流不稳定层结;强降水发生在物理量场平流项和散度项配置较好的区域及暖锋云系前方冷锋云带发生断裂的区域。     

广东省开汛期一次连续强对流过程动力热力条件分析

2014年3月底广东省开汛期间,出现了大范围的多灾种连续强对流天气。利用区域加密地面自动站资料、风廓线雷达资料、常规观测和NCEP再分析资料,分析了此次连续强对流发生期间大尺度环流背景条件和动力热力条件,重点讨论了大气层结不稳定维持的原因。动力分析发现,强对流天气出现在低空急流的中尺度大风速中心前方强烈的辐合区和上升气流中,垂直风切变在强对流天气发生前迅速增大,具有一定的预报指示意义。中尺度低压和地面辐合线在对流落区预报中具有较好的指示性;热力分析和热流量方程诊断表明,低空西南急流由北部湾附近暖区沿温度梯度方向不断向广东输送强暖平流,使得不稳定能量得到补充,是导致广东大气层结不稳定维持的根本原因;对于广东开汛期间的强对流天气,业务预报中需要特别关注低空急流的演变及其与温度场的配置。     

北京连续降雪过程分析

该文对2002年12月份北京出现的1841年以来历史上最长的连续6天的降雪天气进行了合成分析和诊断分析。北半球合成环流形势显示，连续降雪发生在东亚稳定的纬向环流形势下，其上游地区强大经向环流和阻塞高压使中纬度东亚和西太平洋纬向环流得以维持。东亚合成环流的垂直结构表明，连续降雪期间华北地区始终处于锋区中，并存在低空辐合、高空辐散的散度场垂直分布结构。卫星水汽云图显示出有水汽通道向河套倒槽云系输送水汽。华北地区的诊断分析表明，地面和边界层中山东地区分裂高压南侧向北回流的偏南气流是造成降雪的主要水汽通道。变形场的流场结构使水汽在北京附近辐合。垂直剖面展现了华北回流降雪天气近地面层的浅薄的冷空气垫，和暖湿空气回流在冷空气垫上的爬升，并在其上形成一个浅薄的饱和层。     

江苏沿江地区一次强冰雹天气的中尺度特征分析

利用常规气象资料、卫星、多普勒天气雷达、风廓线雷达等资料,对发生在江苏沿江地区一次强冰雹天气形势背景、环境热动力条件、强冰雹发生前地区环境场变化、超级单体雷达回波中尺度特征等进行了详细分析。结果表明:(1)在东北冷涡槽后干冷气流影响下,中高层干冷、低层暖湿的不稳定层结,高低空急流以及地面辐合系统的配置为此次强对流天气的产生提供了有利热动力条件;高CAPE值、逆温层、低层适当水汽条件及较强的深层垂直风切变有利于强冰雹天气的发生。(2)利用多普勒天气雷达、风廓线仪数据反演垂直分布的物理量场(平均散度、平均垂直速度、相对风暴螺旋度、垂直风切变)能够反映本站上空环境场的快速变化情况:强对流系统移入本站前雷达站上空逐渐调整为低层辐合、中高层辐散的风场配置结构,螺旋度和垂直风切变数值逐渐增加,表明环境场有利于强对流系统的维持发展。(3)强降雹超级单体除具有三体散射现象、入流缺口等雷达回波中尺度特征外,持久深厚的中气旋存在造成了显著的有界弱回波区和高悬垂强回波区。应用双多普勒雷达风场反演技术揭示了超级单体内部环流结构:低层气旋性旋转,中层旋转加强,高层风场辐散。超级单体内部涡旋特征的出现和维持有利于支撑空中大冰雹的增长。