商洛一次致灾短时强降水中尺度特征及预报预警分析

利用高空及地面天气图、宝鸡多普勒雷达资料,分析了2015年7月18日和2016年6月12日关中西部陇县两次大冰雹强对流天气成因及雷达特征。分析表明,两次过程环境条件比较一致,冷涡槽后西北气流携带的冷空气形成了对流不稳定层结有利条件,地面露点锋是强对流的触发机制。2015年7月18日冰雹是由中气旋的超级单体风暴产生,2016年6月12日冰雹是强单体风暴造成。两次过程中,持续的垂直累积液态含水量≥55 kg/m2、反射率因子≥60 dBz和三体散射是大冰雹出现的重要特征。雷达冰雹指数（HI）、风暴追踪信息（STI）等产品可作为提前发布强对流天气预警的参考。     

2016年6月13—14日山东强对流天气过程的中尺度特征及成因分析

利用NCEP再分析资料、常规观测资料、区域气象观测站资料和多普勒天气雷达资料等,对2016年6月13—14日山东强对流天气过程的中尺度特征、触发条件及雷达回波等进行了分析。结果表明,冷涡前部高空槽和地面气旋造成13日强对流天气,高空冷涡和地面气旋造成14日强对流天气。高空干冷、低层暖湿气流有利于大气对流不稳定度加大。13日对流系统由2个独立的MαCS组成,14日则是由MβCS演变而成的MαCS系统。辐合线和干线是强对流天气的触发条件,两者重合处能诱发对流单体强烈发展。移动路径右偏中层引导风向、高空西北风的切入和地形因素是导致强降雹超级单体发展及持续存在的原因。6 h前的400～1 200 J·kg-1对流有效位能区域与降水落区对应较好。两日强对流天气过程的水汽均以西南向输入、南北向辐合为主;14日过程中渤海湾的水汽输送也很重要。高层更宽阔的MPV异常及显著下传、高低层正负位涡差的增大会造成更强的上升运动和对流不稳定。     

江苏一次锢囚状MCS和相关中涡旋MCV的观测分析

利用常规地面和高空气象观测资料,结合气象卫星云图和雷达回波,分析了2009年6月14日15—23时(北京时,下同),造成江苏强对流天气的一个中尺度对流系统(MCS)的锢囚状特征的形成过程及其垂直结构。地面中尺度分析表明,雷暴高压东侧在飑前倒槽北端发展的闭合低压环流的东南气流将暖湿空气输送到冷性雷暴高压的北侧形成东南一西北向的暖舌,从而形成锢囚状的结构。长三角探空网资料的垂直结构分析表明,在对流层下部地面到850 hPa为冷性的雷暴高压,在对流层中部700 hPa为冷性的α中尺度涡旋(MCV),而500 hPa已转变为暖性的MCV。静力学关系可以说明MCV仅仅存在于700~500 hPa的原因和MCS下冷上暖的热力结构密切相关。     

一次强对流天气综合分析

2004年7月4日下午,甘肃河东出现强雷阵雨天气并伴有冰雹。从大尺度环境场、物理量场特征、多普勒雷达回波特征3方面综合分析本次强对流天气的成因。本次过程在500 hPa高空环流形势场上呈典型的西北气流型,冷平流随高度增加使不稳定层结得以建立和维持。干冷空气冲击高原东侧到甘肃中部的能量锋,触发了强烈的对流。根据雷达回波演变过程看出,冰雹是由多单体风暴造成的,在径向速度图上可分析出γ中尺度气旋性旋转流场。     

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...     

伊犁一次区域性暴雨分析

利用伊宁新一代天气雷达资料,结合高空和地面观测资料,分析了2010年7月19日伊犁地区一次局地暴雨天气过程。结果表明：此次强对流天气过程的主要影响系统为500 hPa中亚低槽、200hpa高空急流、低层风速辐合和地面雷暴高压。较强的层结不稳定和低层垂直风切变有利于对流的产生;云图和雷达资料分析表明,此次局地暴雨是由中尺度强对流云团产生,具有典型的对流单体形成、发展成回波短带合并形成带状回波,该带状回波最后演变成一个尺度较大的弓形回波。     

一次由气旋发展与边界层东北气流触发的强对流天气分析

利用多种探测资料及NCEP/NCAR FNL 1°×1°再分析资料,对2019年4月24日发生在山西的大范围强对流天气进行了分析。结果表明：1）此次过程是在弱天气尺度强迫背景下,地面锋面气旋发展和低层偏东北气流伸入河套地区,触发了1个持续拉长状对流系统（persistent elongated convective systems,PECS）和1个β中尺度持续拉长状对流系统（meso-β-scale PECS,MβECS）发生发展造成的。2）与MβECS对应,雷达回波上表现为涡旋状的回波中镶嵌着多个对流单体,PECS则表现为4个线状回波和1个强降水单体风暴。雷达产品能更精细刻画较小尺度系统特征,但分类强对流的某些典型特征并不明显。3）物理量诊断揭示,低层锋生作用不仅使暖锋加强触发MβECS发展造成北部强对流,且使得冷锋加强和气旋发展,此背景下形成的边界层急流和地面中尺度系统导致中南部对流单体合并、加强并高度组织化。强对流范围和强度与涡旋或辐合线尺度及风场辐合强度密切相关,气旋内温压风湿场的扰动特征能更好地解释较小尺度系统形成发展的物理机制,且这些特征较强对流提前1～3 h出现,对强对流临近预报具有很好的指示意义。4）低层东北气流是干冷与暖湿空气的一个倾斜交界面,该面上各种要素并不均匀,围绕该支气流形成一个气旋式次级环流圈,是中尺度对流系统的重要触发机制;气流两侧存在较大纬向风垂直切变,是造成对流风暴传播、持续时间长的重要原因之一。     

2012年7月12日鄂东北准静止中尺度对流系统分析

使用高空天气图、NCEP（National Centers for Environmental Prediction）再分析场、新-代天气雷达及地面观测资料分析了导致2012 年7 月12 日鄂东北强降水的准静止中尺度对流系统MCS（Mesoscale Convective System）的演变特征,解释了MCS 维持准静止状态的成因.南支槽、东北冷涡、副热带高压是MCS 形成的主要大尺度天气系统,MCS 形成于副高外围西南气流和冷涡高空槽底部之间,副高位置稳定和冷涡高空槽缓慢南压有利于MCS 稳定少动,且随南支槽加深西南急流的建立有利于持续向MCS 输送水汽和不稳定能量.MCS 表现为单个中α尺度对流云团,成熟时外形呈椭圆型,边缘光滑,亮温低值中心位于MCS 西侧,且有指状突起,亮温低值区域对应中β尺度对流回波带,强降水组合反射率因子为45～55 dBz,回波顶高18 km,中心高度低于6 km,MCS 维持准静止状态.强降水与MCS 亮温低值中心、强回波带相对应,降水效率高,持续时间长.中尺度分析表明,辐合线的维持是MCS 呈准静止状态的主要原因.地形阻挡产生的地面辐合线触发了初始对流,强降水在地面产生冷池、雷暴高压及弧状出流边界,出流边界上风速辐合较强且温度梯度较大区域又触发出新的对流,并在气压梯度力推动下向东南方向传播,抵消了环境风平流运动.MCS 低层主要有西南气流和西北气流,西北气流逐渐从MCS 后部进入,与西南气流形成辐合线,西南气流沿西北气流爬升产生对流,形成自东南向西北倾斜的中尺度锋面,地面出流边界和高空辐合线是中尺度锋面在风场的表现形式,对回波加强、维持有重要作用,且高空辐合线引起的后向传播也抵消了环境风平流运动.     

通辽市2016年6月22日强对流天气的特征及成因分析

利用常规气象资料、多普勒雷达资料以及NCEP2.5°×2.5°再分析资料,从天气形势、物理量场和雷达回波演变特征分析2016年6月22日通辽市强对流天气成因。结果表明:此次强对流天气发生在中高层偏西气流带来的弱冷空气叠加在低层切变线南侧的暖湿空气之上,促使对流强烈发展;垂直累积液态含水量大值区和"逆风区"分别对冰雹和短时强降水有很好的指示意义;强对流天气发生在地面中尺度辐合线附近;高空急流与低层低涡的配置结构,为这次强对流天气提供了必要的动力条件。     

淮北地区一次弱天气尺度强迫背景下MCS过程分析与模拟

利用多源观测资料和WRF中尺度数值模式对2016年8月7日淮北地区一次中尺度对流系统（Mesoscale Convective Systerm，MCS）过程进行诊断分析和模拟。结果表明，本次MCS过程发生在弱天气尺度强迫背景场下，系统性上升运动较弱，对流层低层存在较弱的源自西北太平洋的偏东风转东南风的水汽输送作用；MCS移动和形态变化与地面辐合线演变特征较为一致，地面流场的演变与降水强度之间有着密切的联系；WRF模式较好地模拟出本次降水的分布特征以及MCS演变过程中对流活动和地面辐合线相互作用的特征。模拟结果表明，本次过程中MCS在逐渐南移过程中完成了对流单体的更替，地面辐合线在此过程中发挥重要作用，并且处于不同发展阶段的对流单体环境场的对流不稳定度的垂直分布存在明显差异。     

A CASE OF MESOSCALE CONVECTIVE COMPLEX EVOLVING INTO A VORTEX

A case of mesoscale convective complex(MCC)which evolved into a vortex is documented in this paper.As theMCC entered into the dissipating phase,a well-defined spirally banded structure became visible in the satellite image.The blackbody temperature(TBB)of the residual cold-cloud-shield indicates the vortex existed in the layer from 400 to250 hPa.According to the upper air analysis,the upper level vortex was an anticyclone.The MCC-generated vortex wasvisualized in the satellite images because it was located in the subtropical high where the wind field was very weak.     

A CASE OF MESOSCALE CONVECTIVE COMPLEX EVOLVING INTO A VORTEX*

A case of mesoscale convective complex(MCC) which evolved into a vortex is documented in this paper.As the MCC entered into the dissipating phase,a well-defined spirally banded structure became visible in the satellite image.The blackbody temperature(TBB) of the residual cold-cloud-shield indicates the vortex existed in the layer from 400 to 250 hPa.According to the upper air analysis,the upper level vortex was an anticyclone.The MCC-generated vortex was visualized in the satellite images because it was located in the subtropical high where the wind field was very weak.     

中尺度业务模式系统侧边界嵌套方法的研究

为提高预报准确率，在对多种嵌套方案试验对比的基础上，选用了一种计算效果较好，方法也不甚复杂的Ｄａｖｉｅｓ物理量松弛方案，对中尺度业务模式系统进行了预报试验。其网格边界值采用Ｔ４２Ｌ９谱模式的预报值。嵌套模式与原模式用同一个例进行了预报对比试验。结果表明，嵌套方案考虑了大尺度环流背景场在边界附近对中尺度系统的强迫作用，提高了有限区域模式的实际预报能力。     

0103号台风"榴莲"强度变化特征及暴雨成因的分析

应用天气图、探空资料、台风年鉴,逐小时降水和TBB资料,对0103号台风登陆后强度的变化和暴雨过程进行了分析,发现0103号台风暴雨过程是由两次中尺度暴雨过程构成的,分别发生于迅速减弱和持续阶段.通过对200 hPa西风槽的发展,低空急流和热带对流云图以及台风登陆前后台风和暴雨区热力、动力场特征的分析,取得一些初步的结果,这些结果将对今后进一步的研究和预报有一定的帮助.     

NUMERICAL SIMULATION OF MESOSCALE STRUCTURES OF TYPHOON AND OROGRAPHIC EFFECTS USING MM5*

The track,landfall,dynamic and thermodynamic and cloud-rain physical mesoscale structures and their evolution of typhoon HERB 1996 in 36 h from 0000 UTC 31 July to 1200 UTC 1 August 1996 were simulated by using the non-hydrostatic mesoscale model MM5.This period covered the process of typhoon HERB landfall at Taiwan and Fujian Provinces.Results show that the model successfully simulated the landfall process of typhoon HERB,revealed the most important characteristics of the mesoscale dynamic and thermodynamic and cloud-rain physical structure during its landfall.The simulated typhoon track was close to the observation.The center of cyclonic circulation simulated at 0000 UTC on 1 August 1996 (24 h integration) was located in shore near Fuqing,Fujian Province at which the typhoon was reported to landfall two hours later.It shows that strong upward motion formed by low level convergence existed in the eye-wall and subsidence at the eye.The wind field shows clear asymmetrical structure near the typhoon center.The cloud and rainband was screw-typed distributed around typhoon center,and consisted of meso-β scale rain cores.During the period of typhoon HERB staying near and passing over Taiwan,the lower cloud was developed in the eye region so that the previous clear typhoon eye on the satellite pictures became fuzzy.Observation shows that the typhoon center was "warm",but the model simulations with higher space resolution show that in the mid-troposphere the region of eye-wall with stronger upward motion and more cloud-and rain-water was warmer than the eye.During the period of typhoon passing over Taiwan and its following landfall at Fujian,the track of model typhoon deviated about 30 km northward (i.e.,rightward) because of the orographic effects of Taiwan Island,but the strength of the typhoon was not affected remarkably.The amount of rainfall on Taiwan in the 36 h simulations was enhanced more than six times by the orographic lifting of Taiwan Mountain.     

梅雨锋暴雨的Doppler雷达观测研究:中尺度对流回波系统的结构和特征

详细分析了１９９１年７月９日发生在江淮地区的一次梅雨锋大暴雨过程,研究了梅雨锋中尺度对流回波系统的形态、结构以及与它相伴随的中尺度天气系统,提出了梅雨锋内弱的低层辐合下暴雨对流回波的中尺度回波增强区（ＭＥＥＲ）概念,并与台湾地区中尺度试验（ＴＡＭＥＸ）中的梅雨锋暴雨研究结果作了比较     

THE INFLUENCE OF STRATIFICATION ON FRONTOGENESIS CAUSED BY GEOSTROPHIC ADJUSTMENT

A uniform,inviscid,incompressible fluid in a two-dimensional plane(x,z)is considered.Three principles:conservation of potential vorticity,conservation of absolute momentum,andconservation of mass are used for this study.If the initial mass field and the initial wind field donot satisfy geostrophic balance,then through geostrophic adjustment under suitable conditions,the frontogenesis will finally occur.Our work points out that the initial density distribution greatlyinfluences the frontal features.If the stratification in cold air is the same as that in warm air,twofrontogeneses will occur at top and bottom boundaries respectively.If the stratification in cold airis larger than that in warm air,the frontogenesis at the bottom boundary still exists,but the otherat the top boundary disappears.This result makes us further understand the mechanism of thefrontogenesis in the real atmosphere.     

8807号台风局地特大暴雨过程中尺度分析

分析了８８０７号台风所引发的局地特大暴雨成因：（１）台风提供了足够的水汽；（２）台风螺旋状云雨区和太阳辐射不均匀，形成了低层中尺度锋区，为暴雨发生提供极不稳定能量和触发条件；（３）局地地形和摩擦因子使湖北省宜昌地区成为这次对流云发展较有利的地点；（４）高空的中尺度降压系统和涡度因子加强了对流云团的发展。     

THE MODELING IMPROVEMENT OF HURRICANE ANDREW BY THE TECHNIQUE OF IRREVERSIBLE THERMODYNAMIC OPERATORS

Although incorporating the horizontal diffusion into the atmospheric governing equations is apart of the dynamics of a model,it is based on the computational consideration originally,which isto overcome the nonlinear aliasing or computational instability and smooth the physical fields at thesame time.The generally used forms of the fourth-order diffusion,either linear or nonlinear,however,can not properly describe the real physical diffusion processes and thus affect theaccuracy of forecasting and modeling.In this paper,based on the nature of the physical diffusion.the scheme of horizontal diffusion of the MM5 Version 3 is improved according to the second law ofthermodynamics which controls the irreversable evolutionary direction of a many-body system andthe potential ability of the improvement of the new scheme in modeling accuracy is revealed byintroducing the technique suggested in this paper,via a theoretical case and the computational caseof the hurricane Andrew that landed on Florida in 1992.