西太平洋副高影响下柳州暴雨统计特征及环流分型研究

利用2010～2016年常规观测资料及区域自动站雨量资料、NCEP 1°×1°再分析资料,根据暴雨发生时副高脊线位置的不同,分类总结出5种环流类型及其相应降雨落区。结果表明:副高暴雨主要出现在5～7月,6月最多;华南沿海型发生的次数最多,副高控制型最少。华南沿海型、两广中北部型、副高控制型为“两槽一脊型”,两广中南部型和两广交界以东型为“多波动型”环流;两广中北部与副高控制型高原无小槽活动,其余均有短波槽活动。低层各型均在贵州一带有明显θse锋区,其南侧有西南季风气流向广西输送水汽和能量,其中华南沿海与两广交界以东型还存在副热带东南季风气流,但副高控制型季风及锋区均较弱,而近地面各型均存在辐合线,其位置与降雨落区相一致。华南沿海型副高增强比减弱时暴雨位置更偏北,强度更大,出现暴雨概率更高;两广中南部型与两广交界以东型均为副高减弱比增强时范围、强度更大;两广中北部型与副高控制型暴雨落区分散局地性强。      

8月柳州一次副高影响下的持续性大暴雨过程分析

利用常规观测资料、区域自动站雨量资料、NCEP 1°×1°再分析资料以及国家气候中心的副高指数资料,分析2017年8月9~15日柳州北部的持续性大暴雨到特大暴雨天气过程。结果表明:这次连续降雨过程可分为副高稳定且高原小波动东移、副高西进且切变线北抬、华北槽南压且副高东退三个阶段。第一阶段,波动引导干冷空气侵入,低层暖湿空气加大,θ_se锋区增强,边界层辐合抬升触发暴雨,低层风速辐合为增强机制;强降水发生在锋区南侧西南气流加强过程中,落区稳定,集中在柳州北三县,局地性强,傍晚加强,白天减弱,与高原波动频率一致。第二阶段,副高加强西伸,广西整层转为西南急流,桂北处于急流轴附近,垂直运动存在高低两个中心;桂北处于高温高湿的不稳定层结中,中层受副高下沉气流影响,低层暖湿不稳定能量集聚,当近地层超低空急流加强,急流轴北推时,其左侧的气旋性切变和风速辐合抬升触发暴雨,不稳定能量释放过程中使得高低层两个垂直运动中心打通,上升运动进一步加强;其强降雨落区南界北收到三江融水交界,雨强更大,暴雨成片,无时间间歇。第三阶段,前期副高控制让桂北集聚了大量的暖湿不稳定能量,随着华北槽的东移,中高层干冷空气叠加在高温高湿的不稳定气流之上,随低层切变线南压进入广西,低层强烈的辐合抬升触发强降雨,中高层干侵入对降雨有增强作用,强降雨落区随着副高东退从桂北逐渐南压到桂南,其强度、范围和累计雨量均为最大。      

副高西侧四川盆地两次极端暴雨过程分析

本文利用1×1°NCEP/NCAR再分析资料、FY2E卫星TBB资料及地面自动站资料,对2013年7月8~11日和7月17~19日四川盆地出现的两次极端暴雨过程的环流形势、中尺度环境条件和触发机制、水汽条件异常特征、地面能量和水汽压的分布及演变特征进行了诊断和对比分析,结果表明:(1)两次过程均发生在500h Pa为东高西低的形势下,暴雨落区位于低层低涡右侧、偏南气流左侧,高空急流入口区右侧。(2)副高外围偏南风持续向四川盆地上空输送暖湿气流,形成高能、高湿和层结不稳定的有利环境条件,500h Pa高原低值系统东移诱发低层正涡度辐合,造成对流强烈发展,是两次过程的共同特征,副高、低层低涡和辐合区位置、盆地内能量和水汽条件分布的差异是导致两次过程暴雨落区不同的主要原因。(3)两次过程都存在明显的水汽条件异常特征,其中降雨极端性更强的"7.8-11"过程标准化距平更大。(4)初始对流主要出现在地面水汽压的24h显著增量区域和地面能量锋偏低能区一侧,强降雨开始后,地面水汽压的演变趋势对降雨强度和强降雨持续时间也有一定的指示意义。     

陕西2003年盛夏连续性暴雨过程分析

利用实时资料和 T2 1 3数值预报产品 ,分析了 2 0 0 3年 7月 1 3日和 1 5日陕西连续性暴雨 ,结果表明 :活跃的副高是造成大降水的大尺度环流系统 ,70 0 h Pa低涡切变线、偏南急流持续出现为暴雨提供了动力和水汽条件 ,暴雨落区在高空急流的右侧辐散区和低空急流左前侧辐合区、低涡东部的重叠处 ;70 0 h Pa Q矢量辐合区与暴雨区有较好的对应关系     

2008年7月23-24日山东暴雨天气过程分析

利用常规气象资料、物理量场资料、卫星云图、大气监测自动站等资料,对2008年7月23-24日出现在山东中东部的暴雨天气过程成因进行了诊断分析.结果表明:暴雨天气过程是副高边缘的西南暖湿气流、西南涡和地面倒槽共同影响造成的;副高在暴雨预报中非常关键,副高的强弱影响暴雨的落区;低空急流向暴雨区源源不断地输送水汽,为强对流的发展积累了不稳定能量;850 hPa θse的水平变化、能量锋区和6 h降水区分布关系密切,高层引导气流对低层的引导作用较大,加强对500 hPa形势场的维持和变化分析,有利于准确预报低层影响系统的发展和变化;本次过程降水存在明显的中尺度降水特征,地面辐合中心和辐合线为强降水发展提供了启动机制,强降雨中心位于地面辐合中心、辐合线附近.     

广西一次全区性暴雨过程成因分析

利用常规观测资料及卫星云图,对2012年6月21-25日广西持续暴雨过程的环境场进行诊断分析.结果表明:这次广西持续性暴雨出现在副高偏强且稳定的背景下,由副高西侧云系的维持造成,低层西南气流的辐合是导致这场暴雨的根本原因;高空低槽与低层的低涡切变线是影响这次暴雨分布的主导系统,700hPa湿度大值区与与暴雨区域对应很好;低层辐合对暴雨落区起决定作用.     

黔东南一次区域性强降水的诊断分析

利用常规资料、自动站降水资料及NCEP/NCAR再分析资料(水平分辨率为1°×1°)等对2015年6月7—8日发生在黔东南州一次强降水过程进行诊断分析,结果表明:此次强降水的环流背景为副高西伸北抬,内蒙冷涡发展强盛,高原低值系统活跃,不断引导冷空气南下;700 h Pa与850 h Pa上西南急流加强并维持,低层风速风向辐合,为暴雨提供了水汽和动力条件;在降水发生前期,CAPE较大,不稳定能量明显积蓄,降水产生及雨势减弱停止时,CAPE迅速释放,强降水落区位于地面辐合线与850 h Pa切变线之间;雷达资料显示对流回波长时间维持并发展,"列车效应"显著。     

2015年肇庆开汛暴雨环境条件和雷达风廓线产品特征分析

利用常规观测资料、Micaps资料、NCEP 1°×1°再分析资料和雷达风廓线资料,对2015年肇庆市开汛暴雨过程的环境条件及雷达风廓线产品特征进行分析。结果表明:暴雨发生在200 h Pa高空气流分流区、700 h Pa显著西南气流前方、850 h Pa切变线以南风速辐合区、925 h Pa风场辐合区和地面锋面低槽的重叠区域。暴雨发生前伴随着CAPE值激增,在大气层结极不稳定条件下,西南暖湿气流北上在广东中部地区辐合汇聚,为暴雨提供大量水汽和不稳定能量。暴雨过程低层气旋式涡度和高层反气旋式涡度使得低层辐合和高层辐散更加深厚,进一步增强上升运动。暴雨期间雷达风廓线资料直观地显示了中小尺度系统引起的风场变化,中层波动对应过程中的几个强降水时段。当上空处于中层西风波动槽前时,西南暖湿气流层次深厚,降水加强;当6 km以上高度西北气流向下发展时,降水处于减弱阶段。     

低空暖式切变线引发局地特大暴雨成因分析

利用常规观测、加密自动站降水及NCEP 1°×1°再分析资料,结合铜仁多普勒雷达观测资料对2015年7月14日夜间发生在贵州省松桃县的一次局地特大暴雨进行分析,结果发现:此次局地特大暴雨是发生在中层500 h Pa中低纬"ω"环流型稳定形势下;低层高湿高能环境为暴雨提供了充足的水汽和能量;地面弱冷空气入侵激发了对流的产生,是产生强降水的触发条件;梵净山地形对气流既有抬升又有增强气流辐合的作用,对流单体不断在其迎风坡产生;雷达回波显示对流回波单体沿着地面中尺度辐合线生成、发展、合并、移动和消亡,出现了明显的列车效应,地面辐合线对对流单体起着组织、加强和引导作用;暴雨区位于850 h Pa暖式切变线南侧、地面冷锋前部、地面中尺度辐合线北侧,而地面中尺度辐合线北侧1~1.5个纬距内是强降水的主要落区。     

四川2013年和2015年8月7日暴雨对比分析

利用常规气象观测资料、NCEP1°×1°再分析资料和FY—2D卫星TBB资料,对2013年8月7日和2015年8月7日两次四川暴雨过程进行对比分析,结果表明:两次暴雨降雨强度及范围大小的发生与低值系统位置,副热带高压位置和强度,以及低层切变线、地面冷空气、低空急流以及台风位置等相关。不稳定能量的积聚为两次暴雨过程发生提供了有利条件,与强降水落区对应较好,强的不稳定能量更有利于中尺度对流系统强烈发展。暴雨落区上空受高能舌控制,且不稳定能量逐渐增大,暴雨出现在能量释放阶段。强烈的旋转上升运动为强降水提供了良好的的动力条件。两次过程中水汽辐合的中心以及强度对于降水的强度、落区、持续时间具有一定的指示意义。造成两次暴雨过程的对流云团生成和发展有一定的差异,但两次暴雨过程最大降雨均位于对流云团TBB最大梯度区,一般靠近亮云中心。     

一次季风槽造成防城港罕见连续大暴雨的诊断分析

利用常规气象资料和NCEP再分析1°×1°资料,从大气环流形势和物理量特征对广西防城港市一次连续性大暴雨过程进行诊断分析,结果表明:1)南亚高压一直位于季风槽上空,季风槽强盛且长时间维持,期间配合有高空槽、低涡触发副高边缘不稳定能量的释放,是造成连续性强降雨的直接原因;2)大暴雨期间南海季风槽强度弱于印度季风槽,正相对涡度带的大值区与槽线流线的位置比较吻合,季风槽槽区在对流层低层具有很明显的辐合特征;3)整个过程地面在越南北部靠近防城港一带存在闭合低压,南北向等压线明显,有利于强降水发生;4)水汽来源主要有孟加拉湾地区和南海地区;5)季风槽影响前后,925 h Pa的垂直螺旋度在越南北部靠近防城港一带有一个明显先增大然后维持最后减弱的过程,这对预报防城港市季风槽暴雨有一定的指示意义。     

低涡东北部一次暴雨的成因分析

2013年5月15-17日长江下游地区多地出现连续暴雨,数值模式检验显示雨量预报值误差较大。利用常规天气资料、NCEP 0.5°×0.5°格点资料和多普勒雷达资料,对这次暴雨过程进行了成因分析,结果表明:槽前西南气流、低涡切变和深厚湿层提供了有利的大尺度形势背景;低涡东北部产生的暴雨与低层东风急流的扰动和曲率增大密切相关,地面辐合抬升触发了上升运动;700 h Pa切变线和地面中小尺度辐合线的叠加处、925 h Pa水汽通量散度负值中心区都与暴雨区有较好的对应关系;多普勒雷达平均径向速度图像上显示强烈的辐合区,正、负速度区面积比达到1∶3,回波不断在辐合线处生成,下游地区出现"列车效应",强降水时段雷达回波强度为30~40d Bz,小时雨量达到16~20 mm。对比模式预报场,中低层偏东急流量级和气旋性弯曲偏小导致了暴雨区漏报,地面辐合线位置和强度的偏差造成了雨量中心位置的偏差,可通过与实况对比、雷达分析等手段对预报进行订正。     

台风“尤特”(1311)暴雨的数值模拟及螺旋度诊断分析

为了研究台风暴雨的环流特征,利用NECP/NCAR 1°×1°再分析资料,应用中尺度WRF模式对"尤特"进行数值模拟。模拟结果表明,副高的位置、西南季风急流的水汽输送和大尺度辐合是造成华南地区大范围暴雨的重要原因。利用模拟结果,对台风暴雨的垂直螺旋度特征的进一步研究后指出,垂直螺旋度能很好地反映低层大气辐合、高层大气辐散的垂直结构,螺旋度大值中心的位置与台风暴雨落区有较好的对应关系,螺旋度迅速增大预示着降水急剧增加,对台风暴雨的强度和落区预报有较好的指示作用。     

2012年7月9日豫北一次短时暴雨诊断分析

利用常规观测资料、加密自动站资料、新一代多普勒雷达资料和NCEP1°×1°全球再分析资料,对2012年7月9日出现在豫北地区的短时暴雨天气过程诊断分析。结果表明:副高外围强盛的西南急流将海上水汽输送到降水区;中低层暖舌有利于暴雨区不稳定能量的增加;中低层的辐合上升运动、地面干线和辐合线是这次暴雨过程的触发机制;稳定度指标的变化对强降水有较好的指示意义;雷达回波与中尺度辐合线有很好的对应关系;豫北地区的地形有利于降水的加强。     

一次区域暴雨过程综合诊断分析

利用NCEP 1°×1°的6h再分析资料对2008年7月22日河南省南阳市的区域性暴雨天气进行了综合诊断分析,结果表明：此次暴雨过程是中低层的西南涡在高空急流的引导下,沿着河套高压与副高之间的辐合带移出造成的。降雨的水汽供应主要来自对流层中低层,且水汽强辐合出现在强降雨前。随着对流活动的发展,水汽通量和水汽辐合都向高层发展,湿层明显增厚。在整个降雨过程中,700hPa垂直螺旋度正值中心的位置和强度与西南涡的移动和强弱变化有很好的对应关系,垂直螺旋度正值长轴区与切变线辐合区相吻合,在某种程度上能反映出西南涡的移动和强度的演变;垂直螺旋度强弱的变化与暴雨强度变化基本一致。高层辐散、低层辐合的大气垂直结构能增强大气的抽吸作用,促进垂直上升运动的发展,反之,抑制垂直上升运动,降雨减弱。上、下层负、正垂直螺旋度耦合的结构对暴雨的发生和维持非常有利。在雷达速度PPI上,逆风区的出现预示着局地强降雨的产生。     

青海东部典型暴雨天气环境场特征和物理量指标

利用常规气象观测资料、卫星云图、自动站和NCEP1°×1°再分析资料,对近年来青海出现的三次典型暴雨个例从天气实况、天气形势、中尺度特征、物理量场、云图演变、自动站气象要素和地形等方面进行分析。结果表明:三次暴雨均发生在青海东北部地区,短时强降水伴雷电,暴雨过程前期晴热少雨,出现异常高温天气;三次暴雨的影响系统是副热带高压、500h Pa低槽、700h Pa低涡切变和地面冷锋等,影响系统的强度和冷空气的势力各有不同;暴雨的局地性强,而500h Pa西南急流、700h Pa低涡、地面辐合线及干线等中尺度系统对暴雨的落区有很好的指示。暴雨过程层结不稳定,暴雨的水汽源地可追朔到孟加拉湾和南海,暴雨区处在中低层水汽辐合带中,为中下层湿、上层(或高层)干的不稳定层结;暴雨区有强烈的上升运动,在400~500 h Pa垂直上升运动达到最强。云图演变上反映是该地区南部对流云与西部短波槽或冷锋云系结合加强类,影响短时强降水的对流云团云顶TBB≤-40℃,强对流发生时,云体亮温增强,同时自动站气象要素的变化为短时临近预报提供参考依据;狭谷效应增强了雨势,是产生局地暴雨的有利地形。     

影响山东半岛的两次台风暴雨对比分析

利用常规气象观测资料和NCEP 1°×1°再分析资料,对比分析了2011年影响山东半岛的两次台风暴雨过程。结果表明,台风影响产生的强降水除与台风本身的强弱、移动速度、登陆后减弱快慢有关外,还与副高的强弱、位置有关。台风"米雷"影响时,副热带高压中心呈纬向分布,并与东北高压脊同位相叠加形成高压坝,造成"米雷"在荣成市成山镇登陆并缓慢西进;台风"梅花"影响时,副热带高压中心呈经向分布,华北地区有弱槽活动,造成"梅花"在朝鲜半岛北部海岸登陆。两个台风产生的暴雨多发生在台风中心路径左侧2个经度内,暴雨区与水汽辐合中心基本吻合,但"米雷"产生的暴雨基本是自身的能量产生的,"梅花"产生的暴雨是由台风和西风带弱的系统相互作用造成的。两次台风均给山东半岛带来了暴雨,降水中心均出现在台风中心左侧2个经度内和500h Pa上θse大于72℃的高能区内,"梅花"较"米雷"的能量场中高能区的水平范围要大得多。"米雷"强度明显弱于"梅花",但两者强降水强度和落区却相似,主要是因"米雷"在荣成市登陆后西行缓慢,有利于降水的增加和持续;山东半岛东部的山地地形对暴雨起到了增幅作用。     

2012年春季河南一次区域暴雨的诊断分析

利用常规气象观测资料和NCEP 1°×1°间隔6 h再分析资料,采用天气学诊断分析方法,对2012年4月23-24日河南省一次春季暴雨的形成机制进行分析,结果表明:高纬冷空气沿贝加尔湖低涡后部偏北气流南下,在河套西部形成深厚低槽,低槽携带冷空气东移,在河南境内与强盛的西南急流汇合,是本次暴雨过程的天气背景。冷空气的侵入有利于西南涡的加强,而南支槽前的正涡度平流促使西南低涡沿切变线向东北方向移出,使得切变线南侧西南低空急流加强,为暴雨的发生提供了有利的动力与水汽条件。短时强降水发生前,低层能量场出现明显辐合,当低层能量场转为辐散时,能量释放,有利于短时强降水的出现。高层辐散、低空辐合的动力条件配置,使得大范围垂直上升运动加强,特别是高层散度场的下伸,利于降水释放潜热,增加大气的不稳定,进而利于强降水的发生。850 h Pa垂直螺旋度中心大值区域能很好地反映切变线、急流等与低涡相联系的天气系统,其中心强度的迅速变化能较好地指示降水的落区和强度。     

2011年7月两次区域性暴雨天气过程对比分析

2011年7月5—6日和28—29日陕西出现两次区域性暴雨天气过程,陕西省气象台对两次区域性暴雨的预报均比实况推迟12 h左右,利用常规气象观测资料和T639物理量,分析两次过程的高低空形势、物理量、卫星云图等。结果表明:7.5暴雨是在西太平洋副热带高压东退、西风槽东移加深时产生的,7.28暴雨是副高明显北抬,与东移分裂西风槽共同影响,并且南海有热带系统生成时产生的;两次暴雨低空均有辐合切变存在,地面有弱冷空气补充南下;卫星云图上,7.5暴雨为不同尺度的对流单体,7.28为明显高空槽云系;两次暴雨期间均有强烈的上升运动和水汽辐合。在暴雨落区预报方面,当暴雨区在副高边缘且高压稳定时,暴雨区稳定或沿副高外围向北发展;当副高东退时,在西风带系统影响下,暴雨落区向东移动。     

2005年6月18-12日浙南持续性梅雨锋暴雨过程诊断分析

利用NCEP1°×1°的6h再分析资料、常规观测资料和逐小时加密雨量资料,对2005年6月18-22日浙江省中南部地区出现的一次持续性梅雨锋暴雨过程进行诊断分析。结果表明：此次持续性梅雨锋暴雨过程是在两槽一脊的大环流形势下,由中低层切变、西南涡和冷空气共同影响造成的;过程具有明显的中尺度特征,12个中尺度雨团的持续生成东移导致了暴雨的发生。正涡度大值中心值的强度和中尺度雨团的强弱以及暴雨落区有较好的对应关系;垂直速度以及垂直螺旋度的强弱和中尺度雨团的强度变化一致。急流核的出现导致水汽辐合明显加强．从暴雨区和急流核的位置配置来看,暴雨区出现在急流核的左侧。