陕西2011年7月连续强对流天气成因及特征分析

利用常规气象观测资料和闪电定位系统资料、NCEP再分析资料,对陕西2011年7月连续19d强对流天气成因及特征进行分析,结果表明:7月中旬中高纬度两槽一脊大环流形势稳定,受蒙古冷涡槽后冷平流影响,7月下旬中高纬度两脊一槽维持,受西南气流和下滑槽直接影响,陕西出现连续强对流天气。中旬由于偏东风输送水汽较弱、不稳定能量低、冷平流影响,陕西以雷暴伴雷雨大风及冰雹天气为主,主要发生在陕北,出现于午后到夜间;下旬由于偏南风输送水汽较丰富、不稳定能量高、下滑槽东移,造成雷暴伴短时强降水天气为主,陕南最多,出现时间全天候。对致灾最重的7月17日雹暴天气进行分析,提出预报着眼点。     

连续冰雹天气的物理量场特征分析

对１９９７年４月２８～２９日山东连续两天出现大范围冰雹天气的天气系统和热力及动力场特征进行了分析。结果表明,这次连续性大范围冰雹天气过程是由冷性低涡影响产生的。冷锋触发对流不稳定能量释放,产生强对流。冰雹产生在中低层对流不稳定、高能舌和低层暖平流、高层冷平流以及低层辐合、高层辐散的上升运动区。对流有效位能和高层正涡度平流对冰雹的产生起主要作用。     

两次强对流天气的热力不稳定条件对比分析

利用常规高空和地面观测资料、西安探空资料、陕西省闪电定位监测等资料,对2010年8月陕西关中东部的两次强对流天气过程影响系统及其热力不稳定条件进行对比分析。结果表明：两次强对流天气具有相似的环流背景,都是副热带高压西伸北抬,河套西部有西风槽东移,为副高边缘的对流天气。不同的是影响系统不同,8月12日过程西风槽的垂直结构为前倾槽结构,且地面存在明显的中尺度辐合线,使8月12日过程的对流天气强于8月18日过程。两次强对流天气过程都具备较好的热力不稳定条件,主要表现为：强的垂直温度梯度和上干冷下暖湿的垂直热力结构特征,8月12日过程高空冷空气更强T-logp图上的“喇叭口”型探空曲线、不稳定能量区、风的垂直切变等对流性特征反映明显;两次过程各对流参数在强对流发生前后演变趋势基本一致,对流有效位能（CAPE）剧增、对流抑制能量（CIN）剧减明显。K大于39℃、△θ_se（500-850）小于-20℃,对流有效位能值大于1600J／kg,对对流天气的预测、强度判别具有较好的指示意义。     

温度平流在沙尘暴和大风天气预报中的差异分析

针对内蒙古沙尘暴天气中大气层结稳定度问题,选取了内蒙古强沙尘暴、大风(以大风为主部分地区伴有扬沙天气)两种天气过程,对冷空气活动的温度平流空间分布特征进行对比分析。分析结果表明:沙尘暴、大风天气都有较强的冷平流活动,但强冷平流的垂直分布明显不同,其对大气层结稳定度、温度垂直廓线、垂直运动分布有明显影响。沙尘暴天气强冷平流中心位于较高的700~600 hPa层次,其与近地层弱冷平流叠加,形成高低层温度平流差异,使得垂直气温直减率加大并保持这一趋势,形成有利于沙尘暴发生的深厚不稳定层结条件,在低层扰动的触发下形成干对流风暴,能量交换不稳定能量释放,使该层大气趋于中性层结即混合层,混合层是能量交换的一个平衡态;大风天气强冷平流中心位于较低的850 hPa以下层次,不利于形成不稳定层结条件。沙尘暴扬起的高度就是混合层厚度,比强冷平流中心位置高出150 hPa左右,强度达到—45×10~(-3)℃·s~(-1)以上的强冷平流中心在700~600 hPa层次时,混合层厚度可达到500 hPa以上层次,这一强度的沙尘暴天气可以影响到我国江南沿海地区。     

西安连续两天短时暴雨的对流条件及触发机制对比分析

2015年8月2-3日西安地区连续两天出现了短时暴雨天气,引发山洪和泥石流,造成铁路中断和人员伤亡。本文利用常规观测资料、卫星云图及西安站的多普勒雷达资料、欧洲中期天气预报中心(ECMWF)再分析资料(0.25°×0.25°),对两次过程的对流条件和触发机制进行对比分析。结果表明:两天的对流条件有明显区别,2日西安为副热带高压(简称副高)控制,高温高湿,地面温度达39℃,能量充沛,对流有效位能(CAPE)值大于2000 J·kg~(-1),地面到850 hPa大气垂直温度递减率接近超绝热状态,非常利于对流触发;3日高原槽东移,西安位于低槽和副高之间冷暖空气交汇区,地面上陕北有冷锋南压,近地面层不稳定度降低,低层冷平流比2日有明显增强,地面温度降至30℃,CAPE值800 J·kg~(-1)。对比来看,3日气温、不稳定能量较2日有显著降低,但天气尺度系统强迫更强。触发机制分析显示:2日下午地面辐合线在延安触发对流,向南移动过程中产生冷池,出流的阵风锋在西安触发新生对流,由于西安地区水汽含量大,能量充足,对流回波维持时间长,产生短时暴雨,1 h降水量高达47.2 mm,而3日下午的暴雨是由冷锋触发,强锋生区域与低层冷平流区域对应较好,位于近地面层到850 hPa,锋生次级环流诊断发现,地面到850 hPa由于锋生造成的垂直运动,使得气块克服对流抑制抬升到自由对流高度,触发不稳定能量释放,产生强降水,冷锋南压过程中由于秦岭的阻挡作用,在沿山北麓边界层形成急流,沿着急流强雷暴单体不断生成并在向东移动过程中形成列车效应,造成山区的大暴雨。     

河南一次大范围强风暴天气特征综合分析

利用常规和加密实时探测资料,对河南一次大范围强风暴天气过程进行了综合分析,结果表明:这是一次东北冷涡稳定维持,河南受强西北气流影响下的一次大范围强对流天气.高空冷平流,近地面层有暖中心,大的对流有效位能是强风暴天气发生的不稳定层结条件;地面辐合线后东路弱冷空气扩散是强天气的触发机制.中等到强的垂直风切变有利于对流风暴的...     

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。     

一次连续性冰雹天气过程成因分析

对2001－06－21～24咸阳连续4d冰雹天气的环流背景，影响系统和基本物理量场特征等进行了分析，同时与历史个例点聚对比，结果表明，这次连续冰雹天气过程中由冷性低涡影响产生的。冷锋触发对流不稳定能量释放，产生强对流。冰雹产生在大气层结不稳定、高能舌和低层暖平流、高层冷平流叠置区以及低层辐合、高层辐散的形成区中。     

2015年春季北疆沿天山一带一次强沙尘暴过程分析

利用NCEP1°×1°全球格点再分析资料和常规地面观测资料,对2015年4月27日北疆沿天山一带的沙尘暴天气过程进行了诊断分析。结果表明：乌拉尔山低槽分裂短波槽与中纬度锋区上中亚低槽汇合东移是沙尘暴发生的影响系统,地面冷锋过境是沙尘暴出现的直接原因;前期高温少雨,时值春播期为沙尘暴的发生提供了丰富的沙尘源;中层400 hPa至低层700 hPa强冷平流的入侵,加大了热力不稳定;假相当位温锋区的强迫抬升作用,触发了不稳定能量的释放;300 hPa高空西风急流的增强造成锋生和动量下传,为沙尘暴提供了充足的动力。沙尘暴天气发生在地面冷锋后部西北大风区内、Δp3中心前部、850 hPa强冷平流前部以及850 hPa强上升运动区内。Δp3 ≥10.0 hPa、水平螺旋度≤ -300 m2?s-2对沙尘暴天气的预报有较好的指示意义。     

2012年7月29日—30日西宁地区大降水天气综合分析

利用天气形势图、物理量场和卫星云图资料,对西宁地区2012年7月29-30日出现的大降水天气过程进行分析,结果表明:造成本次区域性大降水天气的环流背景是巴湖低槽分裂短波槽和副热带高压外围的西南暖湿气流在青海东部地区交汇;前期低层大量不稳定能量的积累及不稳定层结满足了大到暴雨天气的基本条件,大范围强烈上升运动和深厚的水汽辐合为此次过程提供了动力和水汽条件。     

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。     

2013年8月6-7日华北大暴雨过程的诊断分析

利用常规观测资料、卫星云图、NCEP全球分析资料,对2013年8月6-7日华北地区出现的大暴雨过程进行诊断分析。结果表明:这次暴雨过程是在副高稳定、低槽东移的背景下发生的,850 h Pa低空南风急流提供充足的水汽及冷平流的影响是暴雨形成的重要因素。华北切变线是这次大暴雨过程形成的主要天气系统,降水效率高的对流云团是暴雨形成的直接原因。暴雨发生在切变线的前方、低空急流的左侧。水汽大值区和水汽通量散度负值区的结合应用,对预报强降水落区和量级有较好效果。K指数高值区的存在说明层结的不稳定,并可以作为强降水预报预测的依据。假相当位温可以用来分析大气的热力性质,等值线密集区即是能量锋区,是对流开始区域。冷空气的侵袭是对流性天气的触发机制,导致不稳定能量释放,促进对流性天气发展,最终形成暴雨。     

积云对流和冰雹天气不稳定能量的积累

根据Cho的研究结果,我们分析了强冰雹过程中不稳定能量演变的一种机制。指出,所谓雹暴天气过程层结能量的积累和释放,可能是层结的能量在z-t平面上非线性传播的结果,积云对流的垂直输送就是波动的传播速度。 资料分析表明,强雹暴天气过程中确实存在不稳定能量的演变。用上述理论所做的数值计算和实际资料很符合。     

福建一次强冰雹天气的物理量及雷达回波特征分析

采用气象常规探空资料和天气雷达资料并结合天气学和诊断方法对福建省长乐市的一次降雹过程进行分析。结果表明:大气层结的不稳定以及冷平流入侵是主要影响因素,冰雹出现在中低层对流不稳定和低层暖平流、高层冷平流以及低层辐合、高层辐散的上升运动区。假相当位温、散度、比湿、雷达反射率对强对流天气有较好的指示作用。     

2006年4月28日山东强飑线过程中尺度结构和动力机制分析

利用探空、地面自动气象站、多普勒天气雷达和NCEP/NCAR再分析等资料,对2006年4月28日影响山东大部的强飑线过程的中尺度结构进行了诊断分析。此次强飑线是由东北冷涡横槽沿西北气流下滑激发对流发展形成的,冷涡横槽底部为后倾的干冷下沉气流区,干空气侵入有利于位势不稳定能量的储存。冷涡横槽在300 hPa最为强盛,并连接横槽前后南北两支急流,对流层顶折叠特征明显;高空横槽区的地转调整运动引发中尺度重力波,促进了高空急流动量向对流层中下部的传输,加剧了地面大风灾害。风暴发生区具有明显的等熵面倾斜、对流不稳定和垂直风切变,具有倾斜涡度剧烈发展的条件。风暴发生区中低层散度场、垂直速度场和地面风压扰动场均具有典型中尺度重力波的结构特征,风暴和中尺度重力波相互耦合促进,是强飑线发展维持的重要动力机制。     

1993年夏季若干雹暴过程的合成分析

５次成灾降雹过程的合成分析结果表明，降雹前一天河西西部低空已有切变、流场和水汽通量的辐合中心，对流层中上层为主槽后强西北气流，雹区及其上风方向有强冷平流，造成低层暖湿上层干冷的不稳定状态。降雹当天０８时，５００ｈＰａ沿西北气流下滑的短波槽已移至河西东部，并有正的涡度和涡度平流中心配合，低空流场和水汽通量辐合，中上层的冷平流、不稳定区及上升运动区均已移至雹区及其上风方向。同时反映对流的三指数均为正值。     

一次连续性冰雹天气过程的诊断分析

对2000年秋季发生在甘肃庆阳的一次连续性冰雹天气过程进行了诊断分析。结果表明：这次冰雹天气过程是由于低层大气能量不断积累、低空切变线触发不稳定能量释放而产生的。冰雹出现在中低层对流不稳定和低层暖平流、高层冷平流以及低层辐合、高层辐散的上升运动区。冰雹落区与高低空温度平流和总温度平流的分布有着较好的对应关系。     

内蒙古一次强沙尘暴过程综合观测分析

利用高空、地面常规观测资料和内蒙古沙尘暴监测站的沙尘暴器测资料,对2010年3月19～20日一次强沙尘暴天气过程进行了综合观测分析.结果表明:本次沙尘暴发生前,大气层结稳定并不利于对流的发展.但在700 hPa至500 hPa的强冷平流与850 hPa以下层次的平流差异有利于温度垂直递减率增大,强冷平流的作用使其中心以下层次形成热力不稳定层结,是沙尘暴发生的有利层结条件.当干对流风暴发生并形成沙尘暴天气时,不稳定能量释放,使该层大气趋于中性层结即混合层,混合层可能是其间的一个平衡态.对流层中低层冷平流的强度、位置和层次,一定程度上影响着混合层的厚度和沙尘暴的强度.过程中混合层以下气层温度下降的比较快,加之沙尘暴顶层短波辐射有增温效果,在混合层顶(约500 hPa处)出现逆温盖.强冷空气活动是引发沙尘暴天气的主要原因,沙尘暴天气的发生伴随着地面剧烈降温,相对湿度骤降,气压涌升,地面风速直接影响沙尘暴强度.可吸入颗粒物(PM10)浓度能更加精细的反映和描述沙尘暴强度的变化.粒子散射系数的变化趋势和PM10浓度的变化趋势非常一致,沙尘暴阶段,散射系数基本在1000Mm-1以上,达到强沙尘暴强度阶段,散射系数基本在2000Mm-1以上.     

河南一次沙尘天气过程干空气侵入的数值模拟及诊断分析

利用NCEP再分析资料(水平分辨率1°×1°)和同时间的探空、地面资料对2006年4月11—13日发生在河南省的沙尘天气进行了中尺度数值模拟,并应用干空气侵入的理论对这次过程进行了诊断和分析。结果表明,此次沙尘天气过程中存在明显的干空气侵入,且干空气侵入对沙尘天气产生重要作用:高位涡、低湿空气沿等相当位温线密集带向南下滑,在对流层中低层引起位涡和温度扰动,造成强冷平流南下,使低槽东移加深、冷锋南压,触发不稳定大气,同时配合低层辐合、高层辐散叠置的流场,引发了河南省沙尘天气的发生、发展。     

青海省海东地区夏季一次罕见的强降水过程分析

利用常规气象观测资料,对2018年8月1到3日海东地区中到大雨,局地大暴雨天气过程进行分析,结果表明:高原短波槽加深发展与副高维持且东西摆动及北方冷空气的共同影响,是造成此次降水的主要影响系统;副热带高压在青海东部稳定维持使降水持续时间较长。研究动力条件发现,700hPa较大的比湿场为降水的产生提供了丰富的水汽条件,散度场上低层辐合高层辐散的配置有利于上升运动的维持,降水区存在的较强的垂直速度触发了不稳定能量的释放,较强的对流有效位能及较大的假相当位温为此次降水提供了足够的能量条件。