台风外围偏北气流下两次强对流天气的对比分析

利用常规资料、NCEP 1°×1°再分析资料、卫星、雷达及自动站等资料,分析了广东省2014年7月8日和8月1日2次大范围强对流天气过程,结果表明:2次强对流天气均发生在台风外围第3象限偏西北气流控制下,但触发机制不尽相同。7月8日强对流过程与中低层中尺度辐合线北抬有关,是在中低层转西南风时触发;8月1日强对流过程与下沉气流加强有关,偏北气流在近地面与西南气流交汇形成中尺度辐合线,该辐合线自北向南影响广东省中部触发大范围强对流天气;热力和不稳定指数对强对流天气的发生具有指示意义。     

冷锋前浙江大范围冰雹天气的发生条件

本文选取了7个实例,分析冷锋前浙江大范围冰雹天气的发生条件。大范围冰雹天气发生前,必须具有较大的位势不稳定能和较强的边界层辐合。强的风速垂直切变并不是必要条件。冰雹天气发生前6—12小时,对流层中、下部不一定有大尺度辐合上升。冰雹发生之前,边界层内暖湿空气十分强盛,而中层的冷干空气活动一般并不明显。因此不稳定能的形成主要是由于边界层内暖湿平流的结果。冰雹天气过程的水汽通量散度,与一般暴雨过程不同,前者的水汽辐合几乎全部集中在边界层内。冷锋位置、边界层辐合线、潜在不稳定度和对流不稳定度这四个因子相结合,可能是预报冷锋前有无大范围冰雹天气发生的有效信息。     

行星边界层能量锋区扰动与桂东南春季强对流天气

通过对1975—1987年严重灾害的强对流天气的分析,发现3—4月500hpa南支波动活跃、桂 东南冷暖空气活动频繁,易出现能量锋区扰动,在此背景条件下,易产生严重强对流天气;低层辐合扰动, 低空急流、500hpa南支槽前sw气流与边界层能量锋区及上层不稳定高能舌叠交,是桂东南春季严重强对流 产生的主要原因。1975～1987年出现严重灾害的强对流天气共20次,其中春季(3～4月)14次,占 14/20=70%。分析发现,桂东南春季严重灾害强对流天气与行星边界层能量锋区扰动有密切关系。     

浙北地区一次强对流天气过程分析

利用MICAPS系统T213资料和实况资料，结合雷达回波和卫星云图，对2002年7月16日发生在浙北地区的强对流天气过程的大尺度环流背景和物理量场进行分析发现：前期大陆副高南侧的来自西太平洋的偏东气流为强雷暴区提供了充沛的水汽和能量；江南地区在高空暖中心控制下，出现了大范围高温天气，形成高温、高湿的大气层；北方冷锋和阶梯槽携带冷空气南下冲击副高西北侧(浙北地区)的不稳定层结，使对流强烈发展起来，触发了不稳定能量的释放，为强雷暴的发生提供了动力抬升条件。     

边界层辐合线对强对流系统形成和发展的作用

应用天津CINRAD/SA雷达探测到的边界层辐合线信息,对2008—2009年6—9月发生在天津地区的边界层辐合线进行了统计分析,与2002—2007年海风锋触发形成的局地强对流天气分析相结合,研究结果表明:天津地区边界层辐合线的雷达低仰角基本反射率因子产品的回波特征一般表现为弱的窄带回波,回波强度仅为15~25 dBZ,宽度一般为3~10 km。在合适的层结状态和水汽条件下,这些边界层辐合线的演变和碰撞与强对流天气的发生、发展密切相关。单一边界层辐合线一般不能形成大范围的雷暴天气;两条以上边界层辐合线之间碰撞,一般在碰撞交叉处能够形成强对流天气。若已存在强对流天气,则强对流天气将加强。     

一次冰雹强对流天气过程的潜势条件和中尺度特征分析

基于常规观测资料、NCEP(2.5°×2.5°)再分析资料、FY-2G卫星云图资料和多普勒雷达等资料对2018年6月10日发生在甘肃省平凉市的冰雹等强对流天气过程进行分析,得出以下结论：(1)此次强对流天气过程属于典型的西北气流型,高空强冷平流、强对流发生区明显的切变线和地面辐合线以及高层气流引导地面辐合线附近生成的中尺度对流系统MCS,是造成此次强天气的主要影响系统。(2)中尺度辐合线和干线为此次强对流天气提供较好的触发机制；强对流发生区螺旋度的异常增大为雹暴系统的发展增强提供了强有力的环境场条件；强垂直风切变可促使不稳定能量释放形成冰雹等天气,和湿斜压作用共同形成MCS发生发展的有利条件；冰雹发生区0℃层、-20℃层高度及二者之间的厚度均有利于大冰雹的形成。(3)卫星云图中MCS发展明显,容易给局地强对流输送能量,利于强对流的维持发展,且强对流区主要位于云顶亮温TBB低值区的后部和南部,多普勒雷达资料显示,引发强对流天气的回波单体附近,悬垂回波、弱回波区、钩状回波等特征明显,对应径向速度图有明显的中气旋、中层径向辐合及风暴顶辐散等特征配合,对此次冰雹等强对流天气有很好的指示作用。     

广西"02.4.5"强对流天气过程分析

通过对“0 2 .4 .5”强对流天气过程的背景环流、物理量场特征及卫星图像等分析发现 ,在位势高不稳定大气中 ,高空槽过境扰动使不稳定能量发生暴发性释放是这次强对流天气的成因 ;分析还发现卫星图像产品对强对流天气有较好的预示作用     

分析不稳定能量水平分布的一种方法

前言 近几年来,湿静力能量分析方法在我国天气预报工作中得到广泛应用,并在暴雨、强对流等天气预报中取得了一定成效。由于不稳定能量释放是强对流天气发展所需能量的主要来源,所以,为预报这类天气,除了当前一些能量分析项目外,有时还需要定量计算不稳定能量。通常计算不稳定能量是在热力学图解上进行的,这种计算方法不仅计算烦琐、误差大,而且还受到一定区域内探空报时效等条件的限制,目前用这种方法在某一个区域分析不稳定能量的水平分布是     

渭河流域2008年1月连阴雪天气过程成因分析

针对2008年6月29日下午到夜间,发生在山西省忻州市神池、五寨、原平等县（市）一带的严重局部冰雹天气过程,利用天气环流形势,各种物理量特征,分析其成因。指出：a）500hPa蒙古东部的冷涡东移,冷空气叠加在850hPa暖脊上,产生上冷下暖的位势不稳定能量。b）前期先导槽的滑过,使低层增湿,潜在不稳定度增大。c）降雹区域沙氏指数、K指数等都符合山西降雹标准。d）850hPa-500hPa有较强垂直风切变,使动力不稳定能量加强,为冰雹天气发生发展提供了必要条件。e）特别是山区由于海拔高,山脉阻挡,气流辐合上升,容易产生局地强对流,诱发雹云生成,出现冰雹天气。     

一次局地大暴雨的单站能量分析

通过对2004年6月18日,济南局地大暴雨过程的单站能量廓线,以及850hPa湿静力能量场的分析,结果表明:6.18大暴雨是在有利的环境场下,由强对流运动所引发的.而强对流运动的发生、发展,主要是因为单站前期积累下来的大量位势不稳定能量的集中释放所促成的.其中,潜在不稳定能量的积累和释放在这次强对流运动中有着突出贡献.暴雨落区上空对应着明显的能量锋区,随着能量锋区的消失,暴雨天气过程结束.说明高空能量锋区是本次过程产生局地大暴雨的一个重要条件.     

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。     

一次东北冷涡MCS边界层特征数值模拟分析

边界层是中尺度对流系统(MCS)动力和水汽的主要来源.针对东北冷涡中MCS的边界层特征及边界层对MCS的触发和维持机理,应用MM5模式耦合Noar陆面模式对2004年7月5日发生在辽宁中西部的强对流过程进行了数值模拟.重点分析了MCS不同发展阶段边界层三维气流结构、边界层冷丘、边界层层结结构及其在MCS触发和维持中的影响.结果表明,本次MCS在边界层有3股明显的气流汇合于雷暴区,1股是来源于东北部长白山稳定气团的东北气流,1股是西北部的西北下沉气流,1股是西南气流,浅薄的东北部底层冷空气有利于西南气流的上升,形成对流.MCS初期边界层低层的辐合强于边界层高层辐合,边界层气流旋转作用较弱,边界层辐合线是对流触发的重要因素之一.MCS边界层卜层的中尺度辐合涡旋主要由环境场辐合,边界层摩擦抽吸形成,是对流重要的能量、水汽输送系统,它伴随着强对流的发展而出现,同时对对流的维持、发展有重要的反馈作用,是边界层与自由大气进行交换的重要系统,是对流系统维持的人流的主要入口.MCS边界层冷丘内部为潜在稳定层结,特别在近地面层形成了非常稳定的层结,其温湿层结及气流结构改变了边界层人流.     

微机在强对流诊断上的应用

一般认为强对流天气的发生必须具备两个基本条件,其一是大气层结是潜在不稳定的,有相当大的不稳定能量;其二是有触发机制存在,能使潜在不稳定能量转化为对流动能。因此,确定大气层结是否潜在不稳定,并进一步计算出潜在不稳定能量的大小,将有助于强对流天气的预报。可以有多种方法计算大气层结潜在不稳定能量,例如T-lnP图解法与比能廓线法等,但具体操作是人工绘制的。近年来,随着微机在气象领域的广泛应用,在天气诊断方面利用微机代替手工     

能量参数在南通地区强对流天气中的应用

对南通地区1991--2003年强对流天气气候特征进行了统计分析;将强对流天气的大范围环流形势作了分型和总结;利用常规观测资料和1°×1°的NCEP再分析资料,通过MMSV3．7高分辨率数值模拟结果,对典型个例进行了分析研究。结果表明：有利的天气系统影响,大气不稳定能量的累积和释放是强对流天气形成的关键条件之一。利用数值模拟结果计算的有效位能、强天气威胁指数等对强对流天气都具有很好的指示意义。     

甘肃一次强对流天气的数值模拟和分析

分析了2005年5月28日甘肃中部强对流天气过程的环流形势,同时利用中尺度数值模式MM5对该强对流天气进行了数值模拟及成因分析。结果表明:这是一次较典型的蒙古低涡型强对流风暴;28日上午在甘肃中南部有不稳定能量区,午后由于局地热对流、地形等抬升作用,不稳定能量发展旺盛,地面冷锋经过甘肃中部时,由于其强烈的抬升作用,低层流场急剧辐合并有强烈的旋转上升运动,触发了不稳定能量的释放,为暴雨、冰雹等强对流天气提供了动力条件。风暴相对螺旋度和能量螺旋度指数高值区对暴雨、冰雹等强对流天气有很好的指示预警作用,强对流天气往往出现在风暴相对螺旋度极大值中心的右侧,出现时间较能量螺旋度最大值出现时间滞后1~2 h。     

基于数值模拟对一次广西前汛期回流暴雨形成机制的分析

使用WRF对发生在2010年4月28—29日一次广西前汛期回流暴雨过程进行了数值模拟,并通过诊断分析,研究了回流暴雨的形成机制。结果表明：冷空气受南岭、武夷山脉阻挡未能直接影响华南西部,其东移入海后,华南西部处入海高压后部,等压线呈“东南—西北”向,低层风向顺转为东南风,由于经南海回流的东南气流相对于孟加拉湾西南气流和越赤道气流是干冷的,不同性质气流汇合形成锋面、辐合线,提供了抬升条件,这是回流形势的形成过程;从θe和湿位涡诊断发现,边界层条件性对称不稳定和中低层对流性不稳定是此次暴雨中尺度对流系统发生发展的不稳定机制;边界层辐合和能量锋锋生是暴雨的主要触发条件;在暴雨增幅前不稳定能量有一个积累过程,边界层能量锋锋生和辐合抬升促使不稳定能量释放,使暴雨增幅;湿位涡负异常对暴雨预报具有指示意义,水平螺旋度正值增大与暴雨增幅有较好的对应关系;此次回流暴雨发生在边界层锋的两侧,边界层存在锋区表明此次回流暴雨在基本性质上仍属锋面降水。     

2005年汉中市秋季连阴雨的若干特征

利用常规观测资料,对2005年8月15日～16日山西省忻州市局部及中南部分地区强暴雨云团发生发展条件进行了诊断分析。结果表明,稳定少动的副高北侧大尺度冷湿云带前沿易产生中低涡,中低层Q向量辐合使局地次级环流加强,有利于不稳定能量聚积,形成中尺度能量系统,为对流云团发生发展奠定了基础;ST与K指数强度变化伴随强对流云团发生发展过程,并具有明显的中尺度特征及先兆作用;中低层冷湿气流的入侵是触发不稳定能量释放的重要条件。     

一次东北冷涡背景下的飑线天气过程诊断分析

利用常规气象观测资料、NCEP/NCAR 1°×1°逐6 h再分析资料及FY-2E水汽图等资料,对2016年6月13 14日发生在山东的一次飑线天气过程进行综合分析。结果表明:此次大范围强对流过程是在东北冷涡背景下接连两次飑线影响而产生的,地面中尺度辐合线是触发不稳定能量释放的重要机制;强对流区上空的高CAPE值、中层干冷和低层暖湿的温湿垂直分布及中等以上强度的深层垂直风切变,都是这次强对流发生和维持的有利环境条件;强对流过程的干侵入主要来自于高空冷涡后部的偏北气流,引导冷空气向南入侵,随着干侵入的增强,其前侧的对流也随之增强;水汽图上"暗缝"的移动方向与500 h Pa气流的方向关系密切。     

海晏“7.6”短时强对流天气特征分析

利用常规探空资料、区域自动站资料、FY2E卫星云图以及青海西宁多普勒雷达资料,对2010年7月6日发生在青海省海晏县境内的一次大范围强对流天气进行了分析。结果表明:哈密附近沿西北气流快速东移南下的短波槽是这次强对流天气的主要影响系统,在北上的东南暖湿气流与西亚槽底分裂冷空气在青海东北部地区交汇、低层辐合高层辐散的强上升运动、午后太阳辐射对地表不均匀加热与上干冷下暖湿的对流不稳定层结的共同作用造成了此次强对流天气,并促使500hPa切变线附近不稳定能量的释放,从而产生中尺度对流复合系统(MCS),在卫星红外和水汽云图上有明显的中β尺度孤立MCS特征,在雷达回波图上表现为有中气旋相伴随的强降水超级单体特征。     

不稳定能量参数在一次强对流天气数值模拟中的应用

采用常规观测资料和1°×1°NCEP／NCAP再分析资料,运用MM5V3．7高分辨率中尺度数值模式,对2004年7月12日17时30分前后发生在江苏南通的一次强中尺度对流系统（龙卷）进行模拟分析。结果表明：南通上空处在上干冷、下暖湿的大气不稳定层结中。干冷空气侵入与边界层暖湿气流强烈辐合,大量能量释放造成了本次龙卷的发生。运用数值模拟结果,计算了最佳对流有效位能IBCAPE、对流抑制能量ICIN、归一化对流有效位能INCAPE、能量—螺旋度指数,刚和强对流天气威胁指数／SWEAT等不稳定能量参数。通过分析上述参数的空间分布和在南通上空的时间分布,发现它们对强对流天气的发生有一定反映。