2008年秋季桂西北两次强降雨过程对比分析

利用常规资料、雷达回波等资料,用天气学原理及中尺度分析方法,对2008年秋季发生在桂西北的两次强降水过程的影响系统、物理量场和卫星云图特征进行对比分析,结果表明:(1)高空槽加深东移引导冷空气南下和西太平洋副热带高压的维持是造成这两次强降水的主要环流背景。(2)高空槽东移引导南下的冷空气和副热带高压是这两次强降水的主要影响系统。(3)中低层辐合上升运动加剧了气流的扰动,为两次强降水过程提供了动力条件。(4)副热带高压西侧偏西南气流引导下的热带云团是两次过程的主要水汽来源,FY2C相当黑体亮温的强亮温区与桂西北强降水落区有很好的对应关系。     

“8.25”曲靖突发局地大暴雨的中尺度系统特征分析和数值模拟

“8.25”曲靖突发性局地大暴雨,在近30年来8月强降雨中是罕见的。采用Barnes带通滤波方法分离出中尺度天气系统表明,500hPa上的中尺度低压扰动系统和700hPa上的中尺度低涡是产生这次暴雨天气过程的直接的天气系统。在潜在不稳定条件下,由于中尺度系统的扰动,局地水汽强烈辐合,造成了此次强降水。同时中尺度数值模式MM5结果很好地模拟了这次局地暴雨过程的落区、雨强以及发生和发展。强降水发生时有强的上升运动与深厚饱和气柱互耦结构是富源、马龙大暴雨产生的重要动力机制。师宗站上升运动主要出现在对流层中高层,降雨量与上述两站相比要小得多。深对流气柱内云团发展的微物理结构显示,造成富源大暴雨的强对流云不是只含有云水和雨水的暖云云体,在对流层高层有含有雪和冰的混合相云体。马龙暴雨的强对流云团的微物理结构上在对流层中低层与富源云团性质一样,同属暖云云体,但云水合比和雨水混合比均比富源云团小,在对流层高层马龙云团为仅含有雪的单一云体。师宗云团与上述两站均不同,雨水混合比在3者之中最小,产生强降水的主要是对流层高层含有雪和冰的混合相云体。     

孟加拉湾风暴造成红河州一次强降水的诊断分析

应用MICAPS常规资料结合FY-2卫星云图,通过天气分析与物理量诊断分析方法,对红河州2007年5月16～18日的持续性强降水天气过程进行了分析。这次过程主要影响天气系统为初夏孟加拉湾风暴、700 hPa切变线及地面冷锋,冷空气侵入孟加拉湾风暴外围环流导致强降水发展并持续。冷锋切变南下有利于水汽凝结量的增加及强降水天气发生发展环境的形成。孟加拉湾风暴带来的充沛水汽输送和强烈的上升运动与不稳定大气为持续强降水发生发展提供了有利条件。卫星云图上强对流云团覆盖区与红河州强降水区相对应。     

干旱区一次锋面过境短时暴雨中尺度系统分析

利用加密自动站、卫星云图及雷达图像等资料,对2010年6月7日白天到夜间宁夏中北部地区出现的短时暴雨天气成因及中尺度系统演变进行分析。结果表明,此次短时暴雨是在“东高西低”稳定的环流形势和锋面过境背景下,500 hPa西风槽,700 hPa切变线、低涡、低空急流,850 hPa切变线,地面冷锋等主要影响系统相互配合、共同作用下发生的;大降水落区位于低空急流左侧与切变线尾部的辐合区,这可作为宁夏中尺度暴雨天气系统的一种典型特征;逆风区的出现和S型风场、锋面过境雷达图像特征是此次强降水典型的雷达回波特征,逆风区分布与中尺度系统走向基本一致。     

高原东南侧一次强对流天气过程诊断分析

2008年5月27日~28日贵州省黔西南州出现强对流天气,全州普降暴雨局地大暴雨,局地雷雨中伴有大风、冰雹,造成严重灾灾害。利用各种常规高空、地面常规资料、EC、T213数值产品分析资料以及卫星云图、多普勒雷达资料等,从不同角度分析了这次强对流天气天气过程,分析得出这次过程是在有利的环流背景下产生的:从高原东部有弱冷空气扩散南下,与副高边缘西侧的西南急流在黔西南州上空相遇,导致强烈的抬升运动,是这次强对流天气产生的主要原因。从数值产品分析的各种物理量场分析出:黔西南州处在高能、高湿、深厚的不稳定区,从而产生中尺度对流复合体MCC。卫星云图、雷达回波揭示了这次强对流天气的中尺度特征。     

2012年7月下旬河套地区4次切变暴雨的对比分析

应用日常预报业务中可以方便使用的常规观测资料、数值预报产品、卫星云图、加密自动站观测资料以及雷达资料等,从环流背景、流型配置、物理机制等方面对比分析了河套地区4次暴雨过程,旨在提高对暴雨的短期预报预测能力及短时强降水的临近预警能力。分析发现：（1）副热带高压西侧的偏南气流以及来自孟加拉湾的暖湿偏南气流在35°—40°N与来自高纬度的干冷的偏北气流多次交汇,水汽在该带中明显辐合,为河套地区持续性暴雨发生发展提供源源不断的水汽,提供水汽辐合上升动力条件;（2）暴雨落区与低层的显著流线出口区或急流出口区的位置、切变线的位置密切相关,暴雨一般落在高空急流的右侧、低空急流的左侧;（3）暴雨天气出现前一般会出现500 hPa以下θ随高度的增加而减少的特征;（4）暴雨天气出现前一般都会出现风随高度顺转的特征;（5）暴雨过程中地面辐合线起到动力抬升作用,触发中小尺度系统的生成和发展;（6）抬升凝结高度和自由对流高度都比较低,利于水汽凝结,而平衡高度较高,利于能量的积累,对于对流天气的预报有较好的指示意义。     

“8.12”甘肃大暴雨特征分析

 2010年8月10～13日,甘肃省河东出现了中到大雨,局地暴雨或大暴雨,是舟曲山洪地质灾害气象应急响应开始后迎来的第一场区域性暴雨过程,对前方救灾抢险工作造成严重威胁。利用实况观测资料和NCEP再分析资料对大暴雨过程的天气特征、水汽条件、动力条件、不稳定条件等进行综合分析,并总结了暴雨过程的中尺度云团特征及雷达回波特征。结果表明：此次暴雨过程持续时间较长,但大暴雨出现时段集中,雨强大,危害性强。副高强盛,北部冷空气分裂南下,青藏高原切变线活动频繁,是本次暴雨过程的主要环流特征。500 hPa锋区和700 hPa低涡切变线是造成暴雨天气的直接影响系统。低层正涡度区、水汽辐合、上升运动、正螺旋度中心以及层结不稳定等因素为暴雨产生创造了热力、动力和能量条件。此次暴雨的触发机制是低层中尺度切变线的发展和维持、偏南暖湿气流的增强,以及低层辐合高层辐散的大气上下层抽吸作用。多个中β尺度对流云团沿700 hPa切变南侧发展东移,表明本次大暴雨过程中存在明显中小尺度系统,其中低层气旋式辐合、高层辐散流场的配置是降雨范围及强度增大的重要原因。     

云南文山一次低涡暴雨成因初探

利用FY2G卫星云图、雷达资料、自动雨量站等观测资料和NCEP/NCAR逐6 h 2.5°×2.5°再分析资料对2018年6月22日~25日云南省文山州大暴雨天气过程进行分析。结果表明,此次暴雨过程的主要影响系统是两高之间的辐合区和低涡切变线。由于高原槽不断东移加深,孟湾低压与印度半岛低压系统合并加强,西太平洋副热带高压加强西伸,文山州受强偏南气流影响,产生强烈水汽辐合,造成持续强降水;不断有对流单体发展且合并到大的对流云团中,有较大范围的对流云团持续影响是此次大暴雨的主要云图特征;雷达上持续存在“S”型径向速度图,且存在较强降水回波在文山附近生消发展,造成明显的“列车效应”。     

临沧市“2007.7.20”致洪暴雨成因分析

利用M ICAPS资料,对临沧市2007年7月20日的暴雨天气从环流特征、物理量场、卫星云图进行分析,结果表明：（1）强降水主要是由于青藏高压脊前的偏北气流引导冷空气南下,与印度北部低压东侧和副热带高压西侧的西南暖湿气流配合造成的;（2）临沧上空水汽条件充沛,不但有水汽向暴雨区上空输送,而且有水汽在该区辐合;（3）涡度、散度和垂直速度有利于对流发展,形成比较深厚的对流;（4）临沧上空积累了大量的不稳定能量,为此次暴雨的发生提供了重要的物理机制。     

滇西北高原一次暴雨过程诊断分析

利用常规资料、自动站降水资料和卫星云图资料分析了2014云南省丽江市首场区域性暴雨过程。结果表明此次过程是高空槽东移引导弱冷空气南下,同时受500 h Pa两高辐合区和700 h Pa切变线共同影响所致;孟加拉湾水汽为此次暴雨过程的主要水汽来源,同时强水汽辐合中心的存在和移动过程经过丽江是此次区域性暴雨形成的主要特征;强降水时段低层辐合高层辐散且有强烈的斜压上升运动;中尺度对流云团的合并及加强,TBB值小于220 K是此次强降水的一个特征。     

甘肃一次副高内部极端强降水可预报性思考

传统认为副高内部下沉运动，抑制对流运动的发生，但是甘肃河东隔几年就会出现一次副高内部的强降水过程，而全球业务模式对此类强降水预报能力较弱，导致副高内部的强降水天气预报难度很大。利用多种常规和非常规观测资料，对2016年8月22日甘肃副高内部的一次极端强降水过程进行分析，以期发现一些可用预报指标，结果表明：青藏高压东北部辐散区和近地面层的中尺度辐合线的叠置，有利于形成强烈的上升运动，是强降水发生的天气背景条件。环境场极高的水汽含量，异常厚的暖云层，和小的垂直风切变有利于形成极大的降水效率，是强降水的增强条件。通过对各种中尺度观测资料的分析，发现一些对强降水预报预警有指示作用的因子：（1） 对流云团冷云盖中心区域运动前方逐时云顶亮温（TBB）梯度最大处对应地面降水最强降水。（2） 闪电总次数峰值后1~2 h，且闪电带变的很有组织时，对应地面最强降水时段。（3） 造成强降水的对流单体的雷达回波表现出低质心暖云降水的特征。（4） 在组合反射率（CR）、垂直液态水含量（VIL）最大值出现后30~40 min，最强雨强出现。     

甘肃北部短时强降水中尺度特征及物理量配置

利用甘肃北部27个国家级自动气象站及635个区域气象站降水资料,结合常规高空、地面和欧洲中期天气预报中心（ECMWF）再分析物理量场资料,选取了2016—2019年5—9月104个典型短时强降水个例,对甘肃北部短时强降水天气发生发展的环境条件进行了中尺度综合分析,揭示了区域内短时强降水的一些特征和规律。结果表明：（1） 甘肃北部短时强降水集中出现在6—8月,短时强降水的强度多为10~20 mm。（2） 甘肃北部短时强降水天气的典型特征,分为副高边缘型、低压槽型、西北气流型和河套阻高型4种流型。（3） 通过分析不同天气形势、不同类别、不同物理量参数间的联系与区别,总结出各类短时强降水天气的环流特征和物理量要素指标和阈值。（4） 地面辐合线（冷锋）是甘肃北部触发强对流天气的关键系统,地面辐合线（冷锋）的分析对短时临近预报至关重要。（5） 低空偏南风急流（显著流线）在110°E左右北上及在37°N左右产生辐合是判断甘肃北部能否产生短时强降水的重要依据。并对2020年短时强降水预报效果进行检验,预报准确率达63.6%,说明建立的短时强降水预报指标预报能力较强,为提高短时强降水预报预警能力提供了一种新途径。     

京津冀夏季强降水下冰云宏微观特征

根据Aqua MODIS 2级云产品和Cloudsat的2级产品资料，结合降水数据和MODIS L1B级辐射率数据，对发生在京津冀地区夏季的三次强降水过程中冰云的宏微观物理量的特征进行分析，并探究这些物理量和降水强度的关系。结果表明：在水平分布中，强降水过程中降水强度高值区内云相为冰云，冰云云顶高度在8~17 km，冰云粒子有效半径、冰云光学厚度、冰水路径分别最高可达60 μm、 150、 5 000 g?m^-2；冰云光学厚度、冰水路径、冰云云顶高度随降水强度增大而增大。在垂直分布中，冰云主要分布在3.5 km以上，发生强降水站点的冰云为深对流云，冰云粒子有效半径、冰水含量、冰云粒子数浓度分别最高可达150 μm、 3 000 mg?m^-3 、 500 L^-1；冰云粒子有效半径高值区存在于云层中下部，且随高度上升而减小，冰云粒子数浓度高值区存在于云层中上部，且随高度上升而增加，冰水含量高值区则存在于云层中部；冰云粒子有效半径、冰水含量、冰云粒子数浓度在9 km以上随降水强度增大而增大。     

乌鲁木齐1991-2010年降雨特征分析

 利用1991—2010年5—9月乌鲁木齐市气象站降水量资料,分析了乌鲁木齐近20 a降雨特征。结果表明,逐小时降水量和降水频次呈现较为一致的日变化特征,均以20时以后至翌日11时左右为高值区,在下午16时达最低值;1 h降水频次最多的是量级≤1.0 mm的降水,其次是1.1 mm≤R1≤3.0 mm,但1.1 mm≤R1≤3.0 mm量级的降水贡献率最高,其次是R1≤1.0 mm。不同量级降水过程均有较为明显的年际差异,小雨过程发生的频次最多,其次为中雨、大雨和暴雨过程。前半夜为小雨、中雨和大雨过程最易发生时段,下午为暴雨过程最易发生时段。小雨、中雨、大雨和暴雨过程发生最多的时段分别为7月中旬、5月中旬、5月中下旬、5月上中旬与7月中旬及8月下旬。短时性降水(1~3 h)主要集中在前半夜,持续4~6 h和7~9 h降水多集中在前半夜到后半夜,持续10~12 h及以上的降水多发生在下午至后半夜。20 a来雨日年际变化不明显,后10 a和前10 a相比,暴雨日数有所增加,而其他量级及总雨日均减少。     

2014年夏初南疆一次持续性强降雨过程的水汽和动力条件分析

全球变暖背景下,极端降水事件频次增多强度增大,对年降水量变化影响显著。2014年6月17~24日,塔里木盆地出现了持续性强降水过程.利用观测资料和NCEP/NCAR逐日6 h再分析资料,对强降水过程的水汽和动力条件进行了诊断分析。结果表明,此次强降水过程,垂直上升运动剧烈区域及水汽辐合区域与大降水的落区近乎吻合。中低空偏东急流加强了气旋的发展,增强了上升运动,且急流的大小决定了塔里木盆地大降水的强度,急流西伸的位置决定了降水的区域。中低空偏东急流轴末端的左侧,对应着大降水的发生区域。主要水汽源地为中亚地区、阿拉伯海和孟加拉湾,其中孟加拉湾和阿拉伯海的水汽通过季风环流输送至青藏高原,再通过高空平流和中低空回流的方式输送至塔里木盆地。