东北冷涡研究概述

简述了东北冷涡的形势特征、气候特征、天气特征与强对流特征;回顾、综述了东北冷涡形成、发展、维持、消退期的研究成果,特别是东北冷涡强对流特征的研究进展;讨论了东北冷涡强降水、强天气等预报业务的难点及其研究方面存在的问题。认为：需要依靠现代雷达、卫星等观测设备和数值模拟手段,加强东北冷涡暴雨及强天气机制研究,提高东北冷涡天气的预报水平。     

一次东北冷涡暴雨过程数值模拟分析

针对1次由东北冷涡产生的辽西暴雨天气过程 ,利用T213再分析资料 ,应用MM 5模式对东北冷涡暴雨过程进行了数值模拟试验。结果表明 :东北冷涡具有明显的移动特点 ;MM5模式对东北冷涡产生的暴雨强对流天气具有一定的模拟效果。     

山东强对流天气的一些天气学特征

一、前言 强对流天气是山东5、6月份的主要灾害性天气,本文普查了1971—84年62个大范围强对流个例,选取了其中危害严重的冷涡型强对流天气进行初步分析,从中选取了6次较典型的过程进行了诊断分析,试图用诊断分析的结果,结合常规分析进一步揭示出山东冷涡型强对流的若干天气学特征,为灾害性天气预报提供依据和线索。     

一次东北冷涡暴雨过程数值模拟分析

针对1次由东北冷涡产生的辽西暴雨天气过程，利用T213再分析资料，应用MM5模式对东北冷涡暴雨过程进行了数值模拟试验。结果表明：东北冷涡具有明显的移动特点；MM5模式对东北冷涡产生的暴雨强对流天气具有一定的模拟效果。     

牡丹江一次强冷涡天气分析

东北高空冷涡是产生强降水和强对流的重要天气系统之一,也是初夏影响牡丹江市降水的主要天气系统之一。其诱发的对流天气是预报业务的重点和难点,有尺度小、突发性强等特点,因此现有的数值预报效果比较差,尤其对其落区、强度很难把握。冷涡出现在东北地区极易引发暴雨、大风、冰雹等强对流天气,会造成严重的损失,本文分析了东北高空冷涡天气演变过程,并对基本物理量进行了诊断分析。     

短波辐射对东北冷涡强对流影响的模拟分析

针对短波辐射对东北冷涡强对流的可能影响,应用MM5模式对2002年7月12日东北冷涡诱发的强风暴个例进行了数值模拟试验.发现在东北冷涡天气尺度环流背景下,大气接收的短波辐射通过激发中尺度环流影响强对流的发生时间,而不是通过影响不稳定能量的积累触发强对流;地面短波辐射对对流层低层大气的加热作用是触发本次东北冷涡强对流的重要条件.地面短波辐射加热在对流层低层产生中尺度辐合扰动及对流不稳定层结共同促使了对流的爆发和维持.     

华北南部东北冷涡型暴雨天气分析

对晋城市高平2002年8月5日暴雨天气分析后得出：华北南部东北冷涡型暴雨是在鄂霍次克海阻高、西太平洋副高相互配置叠加后，导致东北冷涡加强南伸，在华北南部形成切变线型辐合而产生的一种强对流性天气。     

冷涡背景下不同类型强对流天气的成因对比分析

利用常规气象观测资料、自动站资料、卫星、雷达和NCEP再分析资料,针对2015年8月22日冷涡背景下华北东北部和黄淮地区同时出现的不同类型强对流天气,对比分析引发不同天气的两种中尺度对流系统的演变过程及冷涡背景下不同强对流天气的成因。具体结论如下:(1)同一冷涡背景下,华北东北部位于冷涡中心外围西南象限和地面冷高压前沿,触发的分散性多单体风暴位于冷涡外围的涡旋云系中,引发以短时强降水为主的强对流天气;黄淮地区位于冷涡后部和地面冷锋前,槽后晴空区的多个对流单体,合并后形成人字形飑线系统引发短时强降水、冰雹和雷暴大风天气;(2)环境热力和水汽的差异为形成不同的强对流天气提供了前提条件:华北东北部受高层暖脊影响,地面高压后部的偏东气流带来水汽输送,整层暖湿的条件利于产生强降水;黄淮地区高层有补充干冷空气,利于热力不稳定条件发展,但黄淮地区低层水汽不足,风雹天气在较干环境场中不易被触发;(3)引发不同强对流天气的对流触发机制不同,两处的初始对流均受同一地面辐合线影响,但华北东北部在地形抬升与辐合线共同作用下不断新生单体;黄淮地区的初始局地热对流形成后,其前沿的辐散出流与环境风形成新的辐合,使原辐合线断裂和转向;(4)出现不同强对流天气时垂直风切变不同,黄淮风雹区的中层垂直风切变更显著,有利于形成持续性的强风暴;强对流天气发生时,华北东北部中低层风场的演变与天气尺度系统的变化有关,黄淮地区中低层风的垂直分布与中尺度对流系统的发生发展有关。     

东北冷涡对江淮飑线生成的影响研究

利用常规气象资料、自动站资料、卫星和雷达资料以及NCEP再分析资料,对近10年东北冷涡天气背景下强对流天气过程的物理机制和中尺度特征进行了分析,并重点分析了在东北冷涡背景下,2009年6月3、5和14日在黄淮和江淮地区分别产生飑线并造成大范围雷雨大风、冰雹等强对流天气。结果表明,在东北冷涡发展阶段,即温压结构不对称、大气斜压性强时,冷涡的西、西南、南至东南部容易发生雷雨大风、冰雹等强对流天气。在东北冷涡形势下,飑线生成时具备以下特征:(1)存在明显的中尺度气旋式环流,850 hPa、925 hPa和地面有辐合线或干线存在;(2)静力不稳定,中低层温度直减率大;(3)风垂直切变强,风随高度强烈顺转,400~500 hPa有西风急流存在,且与强对流天气的发生区域紧密相关;(4)伴随着飑线发展,在飑线后侧有显著升压,雷暴高压的强弱不仅指示了飑线发展的不同阶段,同时可作为地面大风预报的参考依据;(5)飑线的移动与对流回波的传播、出流边界和引导气流密切相关。     

一次秋季连续强对流天气过程分析

利用常规天气资料对 1 998年 8月 2 9日 -9月 1日潍坊地区出现的连续强对流天气进行了分析。结果表明 ,在稳定的东北冷涡控制下 ,不断南下的弱冷空气与半岛中尺度辐合线的共同影响 ,是造成这次连续性强对流天气过程的重要原因。     

豫北一次局地雹暴天气的预警特征和触发机制

利用常规气象观测、多普勒雷达、卫星资料和区域自动站观测资料及NCEP再分析资料,对2011年6月11日豫北局地强对流天气的预报预警特征和触发机制进行分析。结果表明：局地强对流天气是在东北冷涡背景下产生的,高低层中尺度影响系统(槽、切变线、大风速轴)交汇处右侧是强对流发生潜势区。局地强对流天气发生前,CAPE较大,0-6 km垂直风切变达到中等偏强,有利于超级单体的形成和发展。高空冷平流南侵、低层暖平流北上,有利于大气对流不稳定度进一步加大。中-β尺度强对流云团在东北冷涡槽底后部形成,其发展演变对局地强对流天气预报预警有参考意义。强对流回波经历了细胞状、带状发展期和块状减弱期。回波带南侧形成的超级单体造成了局地强风雹天气,冰雹发生时伴有“三体散射”现象。冷空气和地面辐合线是强对流天气的主要触发机制;地面辐合线对强对流天气还有提示作用。     

山西省强对流天气的气候统计特征及潜势预报

从现代短期、短时临近天气预报出发,计算部分因子在有强对流天气和无强对流天气时的季节平均值,进行对流参数与强对流天气的相关性分析,获得了对流参数与强对流天气的相关系数;应用系统树聚类法将雷暴分为：东北低涡、蒙古冷涡、短波槽、副高边缘4种类型;将冰雹分为：西北气流、冷低槽、冷涡3种类型;将暴雨分为：冷锋、深槽、低涡东移、小高切变、副高东撤等5种类型。在每一种强对流天气型下,选择不同的对流参数进行了试验,获得了不同天气型下基于对流参数的强对流潜势预报指标及其临界值。     

东北冷涡的最新研究进展

本文系统性回顾2010年以来关于东北冷涡的气候特征、暴雨特征、强对流特征、冷涡的结构和发生发展机制、冷涡与平流层相互作用等方面的最新研究成果。这些研究的范围不仅包括直接受冷涡控制的东北地区,还包括冷涡外围地区,如华北、华中、华东、华南、西北和西南地区,这有利于加深对东北冷涡天气系统的全面认识,从而提高冷涡天气的预报水平。并且展望了东北冷涡未来研究的重点方向,即采用新理论方法和较高分辨率资料,不局限于研究其内部结构、发生发展机制,以及冷涡产生的中尺度对流系统结构、运动特征、发展和触发机制,还应探讨冷涡与其他天气系统相互作用的物理机制,特别是冷涡外围地区。另外,冷涡与平流层的相互作用也值得进一步关注。     

降雹与不降雹冷涡过程的对比分析

该文通过对１９９６年６月１３日山东大范围冷涡降雹过程与同年６月２０日不降雹冷涡的对比分析指出：降雹与不降雹冷涡，除了冷涡北侧的高空形势有明显差异外，主要表现在低层的风场、温度场和层结稳定度有显著区别。当高空冷涡进入华北上空时，若北侧有高压脊向东北方向伸展，沿脊前有东北气流侵入冷涡后部。同时，低层在４０°Ｎ附近有明显的东西向锋区配合锋生变形场逼近鲁西北一带的潜在不稳定区，该冷涡会造成山东大范围降雹。而当高空冷涡发展为较对称的深厚气旋时，处于冷涡南侧的山东地区则不会出现强对流天气。     

两次东北冷涡天气异同的成因分析

2006年7月5日和2006年6月16日是两次冷涡位置相似,造成的天气不尽相同的东北冷涡天气过程.利用常规气象资料、卫星云图、自动站资料、NCEP再分析资料(水平分辨率1°×1°,一天4次),对两次天气过程的大尺度环流场、云图演变、能量场、动力场进行了对比分析.结果表明:同在东北冷涡天气背景下,由于中低层温度场配置不同、上下游系统强弱不同,导致天气不同;东北冷涡云带尾部的云团以"前消后长"的传播形式向前传播;强对流天气与θse高能区的密集带、SI指数场的负值区、地面中尺度辐合线的偏南气流、水汽能量的大值区及CAPE的高值区有较好的对应关系.     

东北冷涡诱发的一次连续强风暴环境条件分析

从深对流发展必须满足的对流层低层有足够强的湿层、层结不稳定和足够强的触发机制出发,对2002年7月11～15日由东北冷涡诱发的一次连续强风暴生成的环境条件进行了诊断分析。结果表明:低层暖湿条件是冷涡强对流预报的关键,强大的冷涡由于冷性层结深厚难以诱发强的对流性天气,而其分裂的次涡度中心或弱的冷性低涡配合低层暖湿气流常常产生突发性强对流性天气;强的风垂直切变引发的斜压不稳定和垂直运动是强对流触发和维持的重要条件,风暴发生前边界层到500 hPa风向随高度顺转超过90°,随着对流性天气的发展,850 hPa以上风垂直切变逐渐减小,而850 hPa以下可能受低层冷丘产生中高压的影响,切变有增大的趋势;冷涡诱发的强对流性天气常常位于高空急流出口区左侧,但在实际预报业务中需要配合散度场来进行综合判断。     

一次东北冷涡产生的突发性暴雨分析

用常规天气图、云图及单站探空资料，对１９９６年７月６日夜间到７日凌晨生成于渤海的由东北冷涡引发的强对流单体的环境条件进行了诊断分析。结果表明：这个强对流单体产生于东北冷涡南部，地面弱冷锋附近，产生前，环境大气已处于对流不稳定状态，东北冷涡的南压和移动方向，冷涡横槽的转竖，山东半岛北海岸的对流不稳定环境及大量不稳定能量的贮藏，有利于强对流单体在山东半岛北海岸的发展和加强。     

高低空急流及中尺度扰动在强对流天气形成中的作用

一、前言 预报实践和研究工作证实,高低空急流与地面中尺度低压(涡旋)对强对流天气的形成和发展有重要作用。本文应用1975—1982年六次高空冷涡形势下,山东出现大范围强对流天气的诊断分析资料,研究了强对流天气过程中高低空急流的形成及其对强对流天气形成的作用。通过对本省范围地面站资料和地面涡度,散度图,结合雷达回波资料分析了地面中尺度低压,流场中的中尺度扰动、辐合线的演变及其与强对流天气发生的关系。 关于急流与强对流形成的关系已有很多研究,Beebe和Bate (1955)依据850hpa和     

冷涡背景下山东省“5·17”极端强对流天气环境条件分析

2020年5月17日,山东省出现大范围强对流天气(简称“5·17”强对流),冰雹范围之广为近10年之首。对流风暴高度组织化,区域性的超级单体群以及一条长度超过500 km的强飑线造成此次极端强对流天气。利用ERA5再分析、加密自动气象观测站、多普勒天气雷达等资料,剖析了此次极端强对流天气的环境条件。结果表明:冷涡位于最有利于山东出现强对流的关键区,大尺度天气系统强迫强,对流层中层异常强的冷空气南下影响前期异常增暖的山东地区,造成“5·17”极端强对流。天气系统的异常程度更能代表动热力强迫的强度,异常程度达到2σ以上有可能造成极端强对流天气。当冷涡南下过程中强度减弱,但异常程度增加时,其东南象限仍能产生极端强对流天气。强的深层垂直风切变有利于对流风暴组织化发展,飑线的长轴走向与0～6 km垂直风切变矢量方向相同,新单体发生、发展、合并的区域位于风矢量差大值中心前沿。低层暖湿平流源源不断地向山东输送暖湿空气,是CAPE重建的机制,是超级单体群和长飑线得以长时间维持的主要能量来源。     

2006年盛夏一次强对流天气的环境与诊断分析

对2006年8月2日出现在陕西境内一次罕见的强对流天气过程分析,发现:强对流天气发生在高空冷涡与冷锋云系后部的晴空区,远距离的台风作用不能忽视;700 hPasθe的水平分布显示其强对流天气发生在东北—西南向的Ω形状高能舌轴线的右侧;500 hPa散度场上负的散度区对预报未来降雹有一定的指示意义,而700 hPa的涡度分布特征显示对未来天气系统发展趋势代表性较好。