“09.4.15”渤海和山东强风过程的动力学诊断分析

2009年4月15日,渤海和山东大部出现了一次强风天气过程。本次过程具有强度大、持续时间短、强风在渤海及山东附近显著加强等特点。为探讨强风的成因,根据常规观测资料以及NCEP分析资料进行了诊断分析。结果表明,本次强风过程是在低层冷锋、高层低涡横槽影响下产生的。冷空气向南推进过程中,冷平流中心由高层向低层传播,850 hPa以下冷平流不断加强,使冷锋不断增强。冷空气到达渤海湾后,锋前的强暖平流与锋后的强冷平流造成低空锋区进一步增强。冷锋次级环流的下沉运动与地面正变压中心对应,变压梯度风与大尺度气压梯度风共同造成强风过程,而强风中的阵风可能与次级环流的强烈脉动有关。     

环渤海区域强风过程的气候特征模拟分析

采用欧洲中期天气预报中心ERA-interim再分析资料驱动WRF模式,对环渤海区域1981—2012年123次强风过程进行了模拟,并对不同天气系统形势下环渤海区域强风过程的气候特征进行了分析,得到以下结论：1）WRF数值模式可以较好地模拟环渤海区域强风过程的发展演变特征。2）西北路冷锋过程引起的环渤海区域强风强度较其他过程偏强,强风集中在辽东半岛西部、渤海海峡和山东半岛东部。黄河气旋引起的强风过程与冷锋相比,分布特征有着明显的不同,强风主要集中在山东半岛东部及黄海海域,渤海海域的强风相对偏弱。3）强风过程存在明显的季节变化,秋冬季强风持续时间长,风速大,春季次之,夏季最弱。4）强风过程在渤海海域的最大风速呈增加趋势,而在渤海海峡以东海域和山东半岛南部呈减小趋势。     

广东博贺近海海面的一次冷空气过程强风特征分析

利用广东博贺离海岸6 km的一个海上100 m铁塔观测到的梯度资料,采用特征量分析方法,研究强冷空气过程海洋近地层强风的微观特征。结果表明：冷锋过境时,近地层的气象要素有明显的响应：温度骤降、风速加大、气压上升,风向有明显的转变;风向标准差和风速标准差在冷锋前、冷锋过境和冷锋后都有明显不同;冷锋过境大风湍流度为0.08,阵风系数为1.19;此次冷锋过境强风在时间上表现为周期0.5～1 h的低频阵性;在空间上,60 m附近存在近地层的最大风层。     

中国北方特强沙尘暴的天气系统分型研究

使用中国中央气象台出版的历史天气图资料,对1957—1996年和2001—2002年间发生在我国北方的33次特强沙尘暴过程的天气系统进行了分析研究,重点归纳了形成各次沙尘暴过程的天气系统的热力和动力结构、活动特征及高低层系统的相互配置。在此基础上,以触发沙尘暴强风的主要地面天气系统为主要依据,将形成我国北方特强沙尘暴的天气系统,划分成纯冷锋型、蒙古气旋与冷锋混合型、蒙古冷高压型和干飑线与冷锋混合型4种类型。研究了各类型天气系统在沙尘暴强风形成中的作用、各类型强风的特点及沙尘暴天气的时空分布特征,给出了各类型特强沙尘暴的天气学概念模型。     

一种运用预报程序作冷锋强风预报的方法

一、预报冷锋强风的关键因子 根据天气学基本原理和预报员的实践经验,通过相关统计理论分析,选出四个预报山东及其沿海春季冷锋后偏北强风的指标: 1.Δp:地面冷锋后冷高压中心与青岛的气压差(单位毫巴),既反映冷高与青     

一次春季冷空气引发海上大风天气过程的分析

利用美国国家环境预报中心(NCEP/NCAR)的再分析资料、广东省遥测站资料及MICAPS资料,通过合成分析、对比分析等方法,对一次春季冷空气伴随的海上大风天气过程分析,研究了冷空气过程中地面变压和低层温度平流的变化特征以及与地面风场之间的关系.结果发现:本次海上大风天气过程具有春季强风的2个明显特点:1、“风头(起风时)大、风尾(结束时)小”;2、起风突然、阵风大.具有明显的日变化,夜间比白天大.影响系统主要是:200 hPa西风槽、500 hPa南支西风槽、850 hPa切变线、地面冷空气和冷锋系统.温度平流通过变压场作用于地面风场,冷空气伴随的冷平流增强了地面变压场以及变压梯度,进而等压线密集,地面风速加大.     

2006年3月末河南一次沙尘暴过程的天气成因分析

利用常规观测资料、地面自动站加密观测资料以及NCEP1°×1°格点再分析资料,对2006年3月27日发生在河南省的一次沙尘暴过程的天气成因进行了分析。结果表明,这是一次冷锋南下时产生的沙尘暴天气,高空影响系统是携带冷空气东南移并发展的小槽,此短波槽最终替代了原有的东亚大槽。前期降水少导致地表干燥,河南省北部、东部的黄泛平原沙土土层为沙尘暴的发生提供了丰富的沙源。冷锋影响时,强烈的温度平流作用使得风力加大,垂直运动加强。锋生作用使冷锋导致的天气现象更为剧烈。冷锋不仅是静力不稳定能量的触发系统,锋区内还存在对称不稳定,有利于垂直运动进一步加强,将沙尘输送至高空。地面中尺度滤波表明,中尺度低压的形成和发展不仅使得湍流混合加强,同时也加剧了不稳定能量的释放。沙尘在强风、强湍流混合以及强上升气流作用下最终形成沙尘暴。     

黑龙江省一次强对流天气过程分析

运用常规天气观测资料和九三新一代多普勒天气雷达资料对2011年5月28日黑龙江省西部的强对流天气进行综合分析。结果表明:此次天气过程产生于下层暖湿、上层干冷的环境中。急流的干湿输送作用和逆温层的阻隔作用,为本次过程的对流发展提供了能量储存。冷锋和925hPa气压槽的辐合作用是本次过程的触发机制,低抬升凝结高度、强垂直风切变有利于强对流天气的发生、发展。     

蒙古气旋产生强沙尘暴的诊断分析

利用MICAPS资料、FY-2C红外卫星云图和2.5°×2.5°NCEP再分析资料,对2008年5月25日至28日大范围沙尘暴过程进行了天气动力诊断和物理量场分析。结果表明,强沙尘暴主要出现在冷平流前的温度梯度密集区和涡度梯度密集、陡峭区。在这次强沙尘暴过程中,暖平流是蒙古气旋发生、发展的重要热力因子,大气热力不稳定和强风是起沙的动力;500 hPa阶梯槽快速东移是飚线产生的触发系统;对流风暴是引发强沙尘暴主要因素。蒙古气旋的发展加大了冷锋前后的气压和温度梯度,为对流风暴的发生提供了热力不稳定条件。700 hPa冷平流爆发性下沉、南下,为强沙尘暴的产生提供了强大动力。     

2006年6月28日强对流天气过程中风垂直切变分析

利用天气图资料和物理量场,分析了2006年6月28日河南省强对流天气过程中风的垂直切变的形成和作用,结果表明:本次过程受前倾槽系统影响,伴随着对流层上部冷空气暴发,高空强风带向下扩伸,出现了明显的风的垂直切变.高层降温和高层冷平流,使大气层结趋向不稳定,不稳定能量聚集.当高空强风带高度下降,促使风的垂直切变加强,上层空气的动能向下迅速减小,失去的动能转化成使下层空气产生扰动的动能;下层扰动加强,有利于产生或增强上升运动,触发不稳定能量的释放,并引起流场绕水平轴的涡旋运动,从而导致强对流特别是雹暴的形成和发展.     

一次华北飑线的观测分析

利用气象常规观测资料、卫星、自动观测系统、多普勒雷达等多种资料,对2004年7月23日发生的华北飑线进行了观测分析。分析表明:华北飑线发生在副高西北侧的不稳定区域,产生于中尺度对流系统(MCS)当中,地面冷锋和副高南退以及高空前倾槽的形势,使MCS向东南方向移动过程中发展,加强成为飑线;华北地区中、低层水汽通量的辐合,为此区域强对流的发生提供了充足的水汽;850 hPa和700 hPa低空急流的存在,一方面强劲的西南气流输送的暖湿平流加强了华北地区不稳定层结,另一方面急流附近的强风切变为飑线的产生提供了动力条件。     

“苏拉”台风倒槽引发鄂西北特大暴雨的诊断分析

利用常规观测资料、NCEP1°×1°逐6h再分析资料、地面自动站雨量资料,对1209号台风“苏拉”倒槽造成鄂西北特大暴雨天气过程进行诊断分析,结果表明:本次强降水天气过程是在“苏拉”台风倒槽、东南风和东风超低空急流、华北冷锋共同作用下产生的;台风倒槽建立了来自海上的水汽通道,为特大暴雨区提供了源源不断的水汽,降水强度则与水汽通量散度密切对应。      

2014年春季甘肃一次特强沙尘暴过程的中尺度模拟及触发机制分析

利用实况观测资料以及NCEP 6 h再分析资料,基于位涡理论和WRF模式,对2014年4月23～24日甘肃最强的一次沙尘暴过程进行数值模拟及发生机制分析.结果表明:沙尘暴过程出现伴有各气象要素“突变”现象,即风速加大、能见度陡降、PM10浓度陡增、地面气温和气压大幅度下降,模式模拟结果与实况一致,能够准确反映出各要素的强烈变化;此次沙尘暴过程在高空强风带和强锋区及地面冷高压、热低压以及两者过渡地带产生的地面强冷锋共同作用下发生,而河西地形的“狭管效应”对此次沙尘暴起加强作用;高值位涡沿着陡峭的310 K等熵面下滑时垂直涡度不断增大,致使垂直正涡度柱造成强烈上升运动,并与下沉运动相互作用,最终导致此次特强沙尘暴的发生.     

1998年“4.18”强沙尘暴分析及数值模拟

对1998年4月18－19日发生在新疆、甘肃、宁夏、内蒙古等地的一次强沙尘暴天气过程从天气事实、天气学成因等方面进行了分析和诊断，然后利用非静力MM5模式对这次沙尘暴天气进行了数值模拟。结果表明，西西伯利亚强冷空气迅速东移，在新疆西部上空形成强锋区，对应的地面冷锋东移至前期增暖显著的新疆、内蒙古、甘肃、宁夏等地形成了本次大风、强沙尘暴天气。用非静力MM5模式较好地模拟出了此次强沙尘暴天气过程的地面强风系统、高空锋区的发生发展。     

“14.4.23”河西走廊特强沙尘暴演变过程特征分析

利用常规气象观测资料和ECMWF数值预报产品,对2014年4月23日甘肃河西走廊发生的特强沙尘暴过程形成和减弱原因进行天气动力学诊断分析,结果表明:500 hPa乌拉尔山脊前不稳定槽强烈发展,极地强冷空气向南爆发是这次特强沙尘暴产生的大尺度触发系统,地面冷锋所带来的强风是产生特强沙尘暴的主要原因.特强沙尘暴在河西走廊中西部增强的原因:700～850 hPa河西走廊近乎中性的温度层结,加上强冷平流和低空急流,有利于锋生和动量下传;地面冷锋强变压、变温梯度及日变化促使沙尘暴在河西西部爆发性发展.河西走廊中西部低空强上升运动有利于增大近地面沙尘浓度;强烈的温度差动平流和垂直风切变,加大了热力和动力不稳定.特强沙尘暴在河西走廊东部减弱的原因:造成特强沙尘暴的天气系统在河西东部北行减弱及河西走廊狭管效应地形环境消失;午夜日变化造成锋消;前期持续阴雨天气,使疏松裸露的地表土壤和沙漠形成一层板结层,增加起沙难度.     

台海地区一次冬季冷锋降水过程的数值模拟

利用WRF中尺度模式,结合FY-2E卫星云图和常规气象资料,对台海地区一次冬季冷锋降水过程进行了数值模拟研究.结果表明:1)微物理方案对台海地区冬季冷锋降水过程的模拟具有敏感性,Milbrandt双参数微物理方案能较好地再现云系层次结构、冰相降水过程及其云系的对流发展,24 h累积降水量模拟结果优于其他微物理方案.2)锋区的降水粒子(雨水、雪晶和霰)混合比大于锋后,锋区雨带集中在地面锋线的中段,锋后雨带偏向冷区的西南段.3)锋区附近云系受低空急流及台湾岛中部高山地形抬升共同作用,在迎风坡形成强降水中心,对应空中霰含量高值区.4)低空高相当位温、强辐合、正涡度和对流性不稳定与高空强辐散和负涡度的配置是本次冷锋云系维持与发展的重要原因.     

南海南部海区的强风和大风特征分析

强风和大风天气在南海南部海区出现较频繁，据1984年起综合考察及永暑礁站等周边站资料分析，天气过程的持续时间差异；冬、夏季风盛行期间常出现强风和大风天气过程；热带云团对流易产生强风和大风天气；邻近海区热带气旋环流等天气系统对海区内风力增强起重要作用。     

新乡2005年5月16日大到暴雨天气过程分析

利用常规气象资料,对新乡市2005年5月16日发生的大到暴雨天气过程进行天气动力学分析,结果表明:这次大到暴雨过程是在有利的大尺度环流背景下,由西南低涡、低空急流和地面.冷锋共同作用造成的.强降水落区位于地面冷锋前部、低空急流前端.     

2015年8月3日山东西北部暴雨过程的中尺度特征分析

2015年8月3日山东西北部出现一次对流性暴雨过程,中尺度特征明显。利用常规和非常规观测资料对该过程的中尺度环境场、对流系统的触发演变及大暴雨的落区进行分析。结果表明：这是一次典型的低槽冷锋暴雨过程。在高层辐散、中层北涡南槽、低层切变线和低空急流的天气背景下,较大的大气可降水量、大的低层比湿、中低层深厚的湿层和暖云层及大的对流有效位能为暴雨的发生提供了有利的环境条件。暴雨由暖区对流和冷锋对流共同造成,暖区对流在地面露点温度大值区内和低层湿舌的南边缘由地面辐合线触发生成,其在聊城形成列车效应,产生大暴雨。地面冷锋侵入低压后暖区对流带与冷锋对流带合并为一条强对流带,且逐渐转向偏东方向移动,列车效应减弱。强对流带后部形成弓形回波,产生地面大风。本次强降水符合热带强降水型特点。强对流带在卫星云图上表现为一个扁平状的中尺度对流系统,小时雨强50 mm以上的区域对应卫星云图上TBB小于-70 ℃的区域。     

华南锋前增压问题的讨论

一、问题的提出1.从一次预报失败谈起。1979年4月中旬初,北方有一股相当强的冷空气南下,4月11日08时冷高压强度达到1053毫巴,这在4月中旬是少见的,所以有不少台站发播了降温消息。但是,当冷锋南移到长江流域时,付高突然北抬西伸,江南地区出现了大片的正24小时变压,冷空气主力转向偏东,对华南影响不大,造成了这次预报的失败。2.类似的问题在海面强风预报中也经常碰到。当冷锋移到江南,锋前出现明显增压时,虽然达到强风预报指标,但出现的实况往往是偏小的。同样的问题还出现在锋面移速的预报中,锋前增压出现时,冷锋移动速度减慢,导致短期天气预报的失败,而有时又出现锋面移速的加快,冷锋南移锋消,冷空气扩散南下。所以,探讨锋前增压的问题,没法搞清它的原因,对做好天气预报是有益的。