陕西北部连续对流性大暴雨水汽条件分析

利用地面自动站和区域气象站常规观测数据、MICAPS天气图、NCEP1°×1°再分析产品以及卫星和雷达产品,对陕西北部榆林市2016年8月11日20时—16日20时连续出现的对流性大暴雨天气进行水汽条件综合分析。结果表明:(1)这次连续出现的对流性大暴雨发生在西太平洋副热带高压强盛期,其外围的西南暖湿气流与贝湖加尔双冷涡底部分裂的冷空气在榆林上空交汇,两个系统都是稳定的大尺度系统,从而形成长时间对峙,有利于切变、辐合等低值系统生成和发展,触发对流性大暴雨。(2)连续大暴雨与对流有效位能呈正相关,容易出现在CAPE高能舌附近梯度最大处,对应850hPa辐合线附近暖区一侧。(3)连续大暴雨期间850hPa辐合线一直维持,水汽通道有孟加拉湾、南海、东海、黄海4个来源,通过南支槽和副高外围环流输送。(4)连续大暴雨的水汽输送特征分为触发、维持和增强3个阶段,在暴雨的启动阶段,干线过境和水汽辐合抬升起触发作用;维持阶段主要依赖深厚的湿层;增强阶段表现为更强的辐合和更强的上升运动带来更大的降水。(5)大暴雨在卫星云图上表现为高空槽云系上生成中尺度的暴雨云团,雷达回波图上表现为降水回波内部生成低层强辐合和高层强辐散,最大反射率因子为55dBz。     

“91·7"鲁西大暴雨分析

揭示了“91·7”鲁西大暴雨的主要成因,对卫星云图、雷达回波和地面中尺度系统进行了分析研究,提出本次大暴雨是中纬度西风槽与低纬度台风云系相互作用的结果;指出地面中尺度高能舌之前,有中尺度辐合线(辐合中心)产生,易触发龙卷、飑线等强对流天气。     

2018-7-5梵净山东侧局地大暴雨的雷达回波特征及地形作用分析

该文利用常规气象观测资料、区域自动站加密观测资料、NCEP逐6h的1°×1°再分析格点资料和铜仁市多普勒雷达探测资料,对2018年7月5日铜仁梵净山区域的大暴雨天气过程中尺度系统活动特征进行分析,结果表明：高空槽、低层切变线,叠加高低空不稳定的高湿区是此次大暴雨形成的大尺度环境背景。且强降水对流回波沿着地面辐合线形成发展,地面辐合线为强降水对流系统的重要触发机制。梵净山地形的抬升作用,对江口北部及松桃北部地区雨强有增强作用,从而导致大暴雨的发生。当梵净山东侧为东南风时,地形辐合抬升作用,利于江口北部降雨增强;当梵净山东北侧为东北偏北风时,利于松桃境内降雨增大。     

渤海西岸偏东风对天津局地大暴雨的影响分析

利用加密自动气象站、多普勒天气雷达和风廓线雷达等高时空分辨率资料,分析2017年7月6日天津一次局地大暴雨过程的中尺度对流系统发展演变特征,讨论渤海西岸边界层偏东风的垂直结构、温湿特性及其对局地大暴雨的作用。结果表明:局地大暴雨由两个暖区中尺度对流系统和一个低涡切变线系统造成,偏东风作用下的暖区第二个中尺度对流系统主导了局地大暴雨的形成。大暴雨中心两侧的温湿特征均呈“东高西低”分布,偏东气流具有暖湿特性,为暖区对流暴雨的发生发展提供了有利的环境条件。由于海陆地形差异,偏东气流自渤海向内陆推进过程中呈现明显的风速扰动特征,不仅导致水汽辐合,同时有利于上升运动发展。其中,0.6 km以下偏东风的中尺度扰动对局地大暴雨的触发和维持起重要作用,风速辐合强迫产生的上升气流是γ中尺度对流单体的重要触发机制,而强降水冷池出流与不断增强的暖湿偏东人流相互作用形成地面中尺度辐合线,使对流系统得以稳定维持,40 dBz以上强降水回波持续近3 h,平均6 min降水量达6.8 mm。此外,局地大暴雨的雨强变化与东风急流波动关系密切,急流的建立、发展、减弱和消失分别对应降水的陡增、峰值、减弱和陡降四个阶段。     

佛山一场大暴雨的强降水特征

利用常规的观测资料、广东省自动站逐时资料以及广州多普勒雷达探测资料,对2005年6月5日佛山中部大暴雨进行天气动力学诊断分析。结果表明:对流层低层偏东气流与西南暖湿气流强烈辐合、负螺旋度增大是大暴雨的触发机制。大暴雨发生和持续在雷达速度图上表现为逆风区的出现,强度增强、范围扩大、移动缓慢,最终导致佛山市中部3 h降雨量超过100 mm的大暴雨。     

咸阳市“8·14”与“8·8”两次大暴雨天气对比分析

对2006年8月14日夜间及2007年8月8日夜问关中中西部两次大暴雨天气进行对比分析．结果表明：两次大暴雨天气过程具有一系列相似的基本特征,但也存在一些明显差别。其共同点是大范围冷空气活动、带状高压带中高压之间的互动,提供了大暴雨发生的环境背景条件;高空冷空气、两高之间的上升运动、切变辐合区汇合、叠加,为该地中小尺度系统的生成和发展提供了有利条件;大暴雨产生在深厚的水汽层结、水汽辐合及强烈的对流不稳定区,小尺度辐合区形成与大暴雨过程同步,辐合中心附近出现大暴雨,是造成大暴雨的直接影响系统。不同点是在对流发展过程中,中小尺度辐合区差异决定大暴雨落区;能级差大小、水汽增长（辐合）快慢、高层抽吸作用强弱决定大暴雨强度;涡度场和散度场的有效配置,整层是否形成较强的持续垂直上升运动,决定大暴雨发生的持续时间。     

一次大暴雨的丁字形雷达回波特征演变分析

对长春地区2008年7月8-9日局地大暴雨过程的环流形势及新一代天气雷达回波演变特征分析表明：副热带高压边缘的水汽特别充沛,高低空风存在垂直切变,在地面辐合切变和低空切变线触发下对流发展形成大暴雨。强降水超级单体回波强度达50dBz,降雨回波长时间持续少动是产生大暴雨的主要原因,暴雨回波成熟时在强回波中存在较强的辐合,大暴雨落区出现在丁字形回波的一竖位置上,暴雨云团中大于40dBz的强回波高度可达9km,回波顶高超过12km,垂直液态水含量达3．0,与此对应的速度图上有逆风区、小气旋、辐合区等强降水特征出现。     

咸阳市“8·14”与“8·8”两次大暴雨天气对比分析

对2006年8月14日夜间及2007年8月8日夜间关中中西部两次大暴雨天气进行对比分析,结果表明:两次大暴雨天气过程具有一系列相似的基本特征,但也存在一些明显差别.其共同点是大范围冷空气活动、带状高压带中高压之间的互动,提供了大暴雨发生的环境背景条件;高空冷空气、两高之间的上升运动、切变辐合区汇合、叠加,为该地中小尺度系统的生成和发展提供了有利条件;大暴雨产生在深厚的水汽层结、水汽辐合及强烈的对流不稳定区,小尺度辐合区形成与大暴雨过程同步,辐合中心附近出现大暴雨,是造成大暴雨的直接影响系统.不同点是在对流发展过程中,中小尺度辐合区差异决定大暴雨落区;能级差大小、水汽增长(辐合)快慢、高层抽吸作用强弱决定大暴雨强度;涡度场和散度场的有效配置,整层是否形成较强的持续垂直上升运动,决定大暴雨发生的持续时间.     

0679香山局地大暴雨的中小尺度天气分析

利用Doppler雷达、地面自动站、Profile垂直风廓线及GPS水汽分布等多种新型探测资料, 对2006年7月9日夜间发生在北京西郊香山附近的局地大暴雨天气的影响系统和γ-中尺度强降雨落区形成的动力机理进行了精细分析。对雷达等本地多种探测资料的精细研究表明:地形辐合回波带是造成这次过程的主要影响系统。地形辐合回波带上中气旋回波块的滚动更迭是大暴雨落区形成的直接原因; 近地面辐合对大暴雨落区强降雨的发生具有重要作用。大暴雨落区形成阶段近地面3种辐合同时存在:平原东南风与山区偏北风风向切变辐合、平原东南风在山脉阻挡作用下的抬升辐合、大暴雨落区中心的γ-中尺度气旋性辐合。研究还表明:山前近地面地形辐合扰动, 向上传播, 引发边界层扰动的动力过程是香山大暴雨落区形成的主要动力源, 而来自东南方向近地面层的暖湿平流为大暴雨提供了有效的水汽和能量。     

96.7.24大暴雨天气过程分析

应用卫星云图，常规天气图和大气探测资料，对１９９６年７月２４日鲁中和半岛地区的大暴雨天气过程进行了分析和研究。结果表明，大暴雨天气发生在副高边缘切变线附近，由于低空急流的作用，大量的水汽不断输送至暴雨区；低层辐合、高层辐射产生强烈的上升运动，触发对流不稳定能量释放，产生中尺度对流云团、造成大暴雨天气。     

一次地形作用产生的强降雨过程分析

2002年6月24日夜间北京西南部地区的局地大暴雨是一次强地形雨，它是在对流层中低层有两层逆温以及边界层内中尺度低空急流与北京特定地形条件相互作用的情况下产生的。边界层内中尺度低空急流的发生、发展是低层偏东风与干、湿过程的“内边界效应”及强降水潜热释放等综合作用的结果。     

物理过程参数化方案对中尺度暴雨数值模拟影响的研究

利用中尺度非静力MM 5模式和中国 2 0 0 1年 8月的 4个暴雨个例 ,研究了非绝热物理过程对中国暴雨动力和热力场预报的影响 ,深入分析了对流参数化方案在中尺度暴雨预报中的作用 ,讨论了利用模式扰动方法开展中国暴雨集合预报的可行性。结果表明 ,在短期数值预报中 ,非绝热物理过程对高度场预报影响较小 ,但边界层方案和对流参数化方案对产生暴雨的 3个基本条件即水汽通量散度、垂直速度、不稳定层结的影响很明显。不同对流参数化方案所预报的中尺度热力、动力场离差的结构特征与所预报降水的离差特征相似 ,且主要是在模式积分初期迅速增加 ,其后即趋于稳定。对中国热力场较均匀的暴雨过程 ,可以通过扰动模式的边界层和对流参数化方案 ,构造集合预报模式     

2017年广州“5·7”暖区特大暴雨的中尺度系统和可预报性

2017年5月7日广州发生了特大暴雨,各家确定性业务预报模式均漏报了此次过程。本文利用常规观测资料和广州天气雷达资料对此次暖区特大暴雨过程的天气尺度背景、中尺度系统演变和可预报性进行了详细分析,同时通过分析ECMWF集合预报中成功预报出广州周边地区出现局地强降水与预报了弱降水的成员间的差异,探讨影响本次大暴雨发生的关键触发因子。结果表明：2017年“5·7”大暴雨的环境条件和动力强迫较弱,在弱风场环境下,冷高压后部东南风或偏南风回流,经过城市热岛区域,转为偏暖气流,与山坡下滑冷气流在山前一带形成的水平风场辐合,结合山前强水平温度梯度,共同触发了初生对流单体。其后,雷暴出流和边界层暖湿气流形成的辐合线又触发新生单体,并使已减弱的降水单体重新加强产生第二阶段强降水。前两个阶段的局地特大暴雨分别是由稳定少动的块状强回波单体发展到嵌有中涡旋的强单体和较长生命史的弱HP型超级单体造成的,第三阶段的大暴雨是由向南传播合并新生单体并随短波槽东移的带状回波造成;三个阶段成熟回波垂直结构上均呈低质心暖云降水的特点。由ECMWF集合预报成功预报出局地强降水与弱降水成员之间的差异可见,加强的温度梯度及地面风场辐合可能是本次局地强降水的重要触发因子。短期时效内数值模式难以做出暖区尤其是弱风场环境下暴雨以上降水预报,目前的监测和短时临近预警是主要手段。     

边界层过程对"98·7"长江流域暴雨预报影响的数值试验研究

通过ETA模式对"98@7"长江流域暴雨过程的数值试验研究,讨论了行星边界层过程对暴雨数值预报的影响,结果表明边界层过程在这次暴雨预报中有重要作用.具体结论为:(1)降水大范围落区是受大尺度流场所决定的,但边界层过程对暴雨预报具有重要的作用;(2)不考虑边界层过程会影响对天气系统的正确预报,包括影响大气低层的运动场、水汽及大气不稳定度,从而影响暴雨的预报;(3)从时间层次上看,由于地表通量有着显著的日变化,边界层过程的作用不仅与暴雨本身发生发展及消亡的阶段有关,也与各阶段的时间(白天或夜间)有联系;(4)在空间范围内,边界层过程对大气的影响是通过大气流场重新分布来影响降水的环境条件,故地表通量分布和低层流场的相互配置作用十分重要.长江南北的情况有所不同,长江流域南侧区是地表通量的大值区,也是长江流域雨区水汽和不稳定能量的源区,它对长江流域的暴雨可能有着更为重要的作用.     

暴雨过程中干层的研究

通过研究暴雨过程中湿度场的垂直分布，发现暴雨发生前在对流层中层（600～400 hPa）存在着一个干层。并据此深入研究了干层的时间演变、成因及引起强天气的机制等。结果表明:垂直方向上湿度的变化非常迅速；干层在暴雨发生前形成，在暴雨发生后逐渐减弱消失；暴雨过程中的干层与其它强天气（雷雨大风、冰雹）过程中的干层有明显不同；干层的上方是深厚的对流稳定层，干层的下方是深厚的对流不稳定层。     

云南冬季一次强降水天气过程的模拟与分析

利用MM5中尺度非静力模式对2003年1月5~6日发生在云南省的强降水天气过程进行了数值模拟分析。结果表明:(1)偏南低空急流是造成冬季暴雨的主要影响系统,低空急流上的扰动导致一个相对大的风速核从急流主体分裂东移,风速显著加大,风向呈气旋性弯曲,引起低层涡度增加,产生强的辐合上升运动。(2)低空急流的形成和移动与中层南支槽的关系较为密切,南支槽前的辐散为低空急流的形成提供了启动机制。(3)强降水天气出现在冷暖空气交汇的区域,锋生强迫作为暖湿气流上升的强迫机制之一,对强降水的形成起着不可忽视的作用。(4)水汽条件的分析表明,暴雨区的水汽主要由低层水汽辐合来提供。     

局地强对流天气分析中非常规探测资料应用

应用多种非常规观测资料对2006年6月27日夜间北京地区一次局地强对流天气过程进行了分析。结果表明：直接造成此次暴雨过程的天气系统是两个局地生成的中尺度对流云团,地面中尺度辐合线是降水主要触发机制之一,城市热岛效应为强对流天气的发生提供了有利的热力条件。微波辐射计观测量对降水的发生具有较好的指示意义,液态水含量的急剧增（减）过程,预示着降水即将出现（消亡）。风廓线雷达的连续观测能够部分揭示影响系统的细节特征,从风场配置上可以看到中低层的风切变以及降水前低层的暖平流和小尺度低涡环流,这种系统结构和配置对降水的形成和维持有着重要的意义。     

“03.7”湘西北特大致洪暴雨的触发机制数值研究

利用常规、地面加密观测资料、GMS卫星云图和常德多普勒天气雷达资料, 结合MM5中尺度数值模式模拟结果对“ 03.7”湘西北特大致洪暴雨过程进行综合分析, 并探讨其可能的触发机制。研究表明: “03.7”湘西北特大暴雨与边界层内多个中尺度辐合扰动的移动和发展密切相关, 且伴随着中尺度雨团的强烈发展, 由此诱发的β-中尺度涡旋是此次特大暴雨过程的直接影响系统; 有组织的多单体风暴活动是张家界这一特大暴雨中心形成的主要原因; 等熵面上的位涡下滑和倾斜涡度的发展可能是导致β-中尺度气旋涡度急剧发展的重要因素; 低空急流扰动、对流层高层强辐散形成的抽吸作用以及湘西北特殊地形对此次暴雨过程有明显的触发和增幅作用。     

一次强降水过程中尺度系统发生发展动力机制的诊断分析

利用1°×1°经纬度NCEP/NCAR再分析资料、地面1h观测降水资料和TRMM卫星产品资料,分析了2009年6月8~9日引发贵州南部的强降水天气过程的中尺度对流系统活动,并进一步研究了大气正压非平衡强迫、湿斜压热动力耦合强迫在强降水天气发生发展与维持过程中的作用。结果表明:8~9日贵州南部的强降水主要是由中尺度系统的发生发展引起的。南海季风不仅给贵州南部强降水区带来充足的水汽,同时也带来足够的能量。正压非平衡强迫在降水的开始阶段与降水落区有较好的对应关系,是强降水的启动机制。斜压热动力耦合强迫在降水的维持阶段,特别是当大气层结转为弱湿中性时,其分布和强度与中尺度对流系统和降水的强度与落区有较好的对应关系,可能是强降水的维持机制。