国外关于积雨云特性的研究

积雨云是大气垂直对流时产生的。由于积雨云中扰动十分强烈,电场强度也很大,直接对其观测困难,所以至今对积雨云的观测结果还是比较零散的,对它的认识也是不深刻的。 1.一些观测结果积雨云是对流层中一种中尺度运动,它的水平尺度和垂直尺度相当,多在5—10公里。有的云顶伸进平流层。在副热带,观测到其云顶高可达22—23公里。一般雷暴具有独立的、相对小的积雨云单体,维持时间多在半小时左右。强的雷暴多发生在斜压     

温带气旋

气旋是产生大范围降水、大风等天气现象的主要系统,它的水平尺度是二、三百公里至二、三千公里,属中间尺度系统。 一、气旋的分类 在北半球的不同地区,围绕中心作逆时针旋转的低压系统,按热力性质不同,一般把它分为三类。即温带气旋、副热带气旋和热带气旋。温带气旋主要出现在副热带高压北边的中、高纬地区。它发生在极地空气和热带空气交汇之处,斜压性强,气旋中心比四周冷。这种     

一次副热带气旋降水过程的分析

副热带气旋是低纬度高空低涡的一种形式。据有关文献记载:“副热带气旋是发生在副热带(25—35N°)地区的一种气旋。它既非锋面性质的温带气旋,又不是暖中心性质的热带台风,而是在对流层中最强大的冷中心性质的中层气旋。这种副热带气旋在冬半年1—3月初的太平洋中部和大西洋中部最多”。而在夏季发生在我国大陆上,并且形成暴雨天气的个例较为罕见。现将1989年7月底、8月初一次副热带气旋过程总结如下。     

夏季江淮气旋的Ertel位涡诊断分析

本文应用Ertel位势涡度的理论,分析了两例夏季江准气旋活动的等熵面位涡图和位涡垂直廓线,讨论了这类系统发生发展的一种可能机制以及它们与典型温带气旋的区别,从而得出了夏季江淮气旋活动的一个概念模式:从高原一带东移的对流层中层弱的扰动在有利条件下引起江淮地区较强降水,中层潜热释放导致气旋性环流向下延伸,最终可在地面静止锋上形成波动。当副热带锋区北侧平流层下部空气沿等熵面南下时,气旋波可能发展成为典型的温带气旋。     

江西8种强对流天气形势与云型特征分析

利用1999—2009年红外云图、常规天气图、雷电和地面危险报等资料,针对江西62次强对流天气过程,在分析强对流天气发生时天气尺度影响系统的基础上,提炼了引发强对流天气的中尺度对流云带（团）发生发展的典型云型特征。结果表明：副热带高压边缘强对流云型、斜压扰动云系尾部强对流云型、地面倒槽中MCS、东风波（热带低压倒槽）、冷锋前强对流云带、冷锋前部的MCC、高空低槽后强对流云型、热带气旋及其外围飑线云带云型,这8种云型特征是构成江西强对流天气的典型云型。8种云型特征和低槽、切变、冷空气、东风波及热带气旋,高低空急流、副热带高压等影响系统的强弱、相对位置有密切关系。斜压扰动云系尾部强对流云型、冷锋前强对流云带、冷锋前部的MCC常常和低层较强空气活动有关,当500 hPa低槽经向度大,低层槽前暖平流显著时易出现斜压扰动云,其尾部出现强对流天气;β中尺度的对流云团易在锋前异常暖中心和不稳定中心合并发展成MCC。而高空低槽后部、副热带高压边缘、东风波这三型则和中高层干冷空气及中低纬天气系统相互作用关系较大,高空负变温或水汽云图的＂暗区＂移近低层辐合系统时,MCS发展。当高空出现辐散气流和辐散状卷云时,地面倒槽中的辐合线附近MCS强烈发展。热带气旋及其外围飑线云型则与台风的活动密切相关。斜压扰动云系尾部强对流云型预报指示性最好。     

热带气旋奇异向量在GRAPES全球集合预报中的初步应用

基于副热带奇异向量的初值扰动方法已应用于GRAPES （Global and Regional Assimilation PrEdiction System）全球集合预报系统,但存在热带气旋预报路径离散度不足的问题。通过分析发现,热带气旋附近区域初值扰动结构不合理导致预报集合不能较好地估计热带气旋预报的不确定性,是路径集合离散度不足的可能原因之一。通过建立热带气旋奇异向量求解方案,将热带气旋奇异向量和副热带奇异向量共同线性组合生成初值扰动,以弥补热带气旋区域初值扰动结构不合理这一缺陷,进而改进热带气旋集合预报效果。利用GRAPES全球奇异向量计算方案,以台风中心10个经纬度区域为目标区构建热带气旋奇异向量求解方案,针对台风“榕树”个例进行集合预报试验,并开展批量试验,利用中国中央气象台最优台风路径和中国国家气象信息中心的降水观测资料进行检验,对比分析热带气旋奇异向量结构特征和初值扰动特征,评估热带气旋奇异向量对热带气旋路径集合预报和中国区域24 h累计降水概率预报技巧的影响。结果表明,热带气旋奇异向量具有局地化特征,使用热带气旋奇异向量之后,热带气旋路径离散度增加,路径集合平均预报误差和离散度的关系得到改善,路径集合平均预报误差有所减小,集合成员更好地描述了热带气旋路径的预报不确定性;中国台风降水的小雨、中雨、大雨、暴雨各量级24 h累计降水概率预报技巧均有一定提高。总之,当在初值扰动的生成中考虑热带气旋奇异向量后,可改进热带气旋初值扰动结果,并有助于改善热带气旋路径集合预报效果。      

近十年华南及南海区域中层气旋活动的基本特征

国内外气象学者的研究指出,中层气旋是低纬地区的一种重要扰动,是发生在对流层中层的重要天气系统之一,其本质属于热带或副热带扰动.在对生成于阿拉伯海和南海的中层气旋的研究中,发现它们常常给影响区带来剧烈天气、产生大量降水.本文根据中央气象台绘制的1976—1986年4—9月的历史天气图,分析了生成于10—30°N,100—130°E区域内的中层气旋的气候特征,以便进一步研究它们对地处低纬、位于华南西部的广西天气的影响。     

线性准地转模型中基本流和辐射冷却对感热加热强迫的副热带高压形态的影响

通过求取定常线性准地转位涡模式的数值解,研究了感热型垂直非均匀分布的冷、热源强迫所激发的副热带环流的结构特征,讨论了副热带背景风场和洋面辐射冷却对洋面副热带高压“三角形偏心”结构形成的重要作用。结果表明,基本流对感热加热强迫的副热带环流有重要影响,当基本流为常数时,感热加热强迫的气旋和反气旋主要集中在对流层中下层,且地面系统远强于中高层。当基本流为非常数时,其经向切变能改变气旋和反气旋中心的经向位置,使它移至0风速所在纬度附近;其垂直变化加强了中高层气旋和反气旋,中心位于对流层上层,与南亚高压的位置基本一致。研究结果还表明,在大洋东部洋面辐射冷却与副热带地区背景风场的共同作用下,形成了洋面副热带高压特有的“三角形偏心”结构。副热带高纬度的西风使感热强迫的洋面副热带高压东移,低纬度的东风使其西移,形成东北—西南走向的“平行四边形”结构,且中心位于大洋西部。大洋东部强洋面辐射冷却激发的洋面反气旋加强了大洋东部的副热带高压,使其中心东移至大洋东部,从而表现出东北—西南走向的“三角形偏心”结构。      

引发渤海风暴潮一次江淮气旋北上过程诊断分析

利用NCEP再分析资料、常规气象观测资料和自动气象站观测资料对2013年5月26—28日西南地区一次江淮气旋北上入海减弱的过程进行了动力及热力分析。结果表明:副热带高压西北侧较强暖平流与青藏高压东北部冷空气促使江淮气旋发展北上,气旋入海后受下游日本海高压阻挡移动缓慢,高空槽与气旋由后倾结构变为前倾结构,槽后负涡度平流和负温度平流是气旋入海后减弱的主要原因。由于气旋移动缓慢,长时间向岸风配合天文高潮位引发了渤海风暴潮。对流层中低层的正温度平流和正涡度平流为江淮气旋的发展提供了动力及热力条件,湿位涡可较好的体现江淮气旋在发展过程中绝对涡度和大气稳定度的作用。非绝热加热作用出现在江淮气旋发展和消亡的整个过程,主要发生在气旋的偏东象限,其对气旋的发展和维持具有一定的贡献。高空急流辐合和引导气流减弱是江淮气旋入海后减弱并缓慢移动的另一个原因。     

2019年长江中下游伏秋连旱的异常特征分析

利用NCEP/NCAR再分析资料及实况观测资料,分析了2019年中国长江中下游地区伏秋连续干旱期间的降水、温度及大气环流异常特征。结果表明：此次干旱具有持续时间长、降水偏少严重、气温较历史同期明显偏高、高温日数明显偏多等极端性特点。西太平洋副热带高压偏强,位置相对偏西、偏北,是形成长江中下游伏秋连旱的最主要原因;南亚高压东伸及负涡度向东输送,利于副热带高压西伸,长江中下游地区始终位于东亚副热带西风急流出口区右侧、对流层中高层负涡度的叠加作用区,使得垂直方向上的下沉辐散得到显著增强;自乌拉尔山至贝加尔湖高压脊形成的"高压坝",偏弱的极涡和东亚大槽等异常中高纬环流形势稳定维持,使得西风带中的气旋性扰动不易影响到副热带地区,利于西太平洋副热带高压的稳定及干旱的维持;频繁的热带系统活动,使得副热带高压在热带对流加热区以北的负涡度作用下得以进一步加强,并且导致对流层低层西南气流、越赤道气流和东南气流等三支气流在向北的输送路径上发生改变,并使长江中下游地区水汽辐合偏弱,使干旱得以维持。     

北太平洋副热带高压与赤道东部海温的相互作用

本文根据1957—1976年太平洋的月平均海平面气压和海温资料,分析了赤道东部海温与北太平洋海平面气压场的时滞相关。发现赤道海温的变化,就北太平洋而言,主要是受该洋东南部低层副热带及气旋的控制,而赤道海温对副热带高压的反馈,主要是发生在太平洋中部对流层副热带高压中心附近地区。赤道海温向副热带反气旋调整的时间平均为二个月左右,而副热带高压向赤道海温调整的时间平均为四个月左右。前者比后者更快。它们之间相互影响、相互调整形成了一种闭合的负反馈过程。整个过程约历时22个月左右,大致相当于北太平洋副热带高压和赤道海     

江淮气旋影响下广西强弱降雨天气过程的对比分析

利用实况观测资料和雷达、自动站加密观测资料,对江淮气旋影响下广西两次(2010年6月9日和20日)降雨过程的环流形势和物理量进行深入对比分析,结果表明:两次降雨天气过程前地面和对流层中低层在江淮到江南地区均有气旋生成,广西受气旋西部切变线的影响;暴雨发生时江淮和广西各有正涡度中心配合,但强度有差异,其主要原因是200h Pa南亚高压、500h Pa高空槽和副热带高压北界差异所导致。广西区域是否有较强降雨过程,取决于在广西区域是否有正涡度中心活动,并与江淮气旋形成"双涡效应",使该区域的水汽得以持续汇集。     

2021年6-9月广西异常高温成因分析

2021年6-9月广西经历了1951年以来最高的月平均气温,大范围高温天气频发.利用1961-2021年广西国家地面气象观测站日平均气温和日最高气温观测资料、1991-2021年ERA5再分析资料和西太平洋副热带高压指数资料,对此次广西异常高温的特征和成因进行了研究分析.结果 表明,气候变暖是导致此次高温事件的重要气候背景,西太平洋副热带高压异常偏强位置偏西偏北、中纬度西风带扰动影响偏北以及热带气旋影响偏弱是造成广西气温异常偏高的主要原因.     

大气低频变化对福建前汛期典型持续性暴雨影响

在分析福建前汛期典型持续性暴雨过程大气低频变化特征基础上,建立了福建前汛期典型持续性暴雨大气低频扰动物理概念模型:典型持续性暴雨发生期间,对流层高层朝鲜半岛至渤海湾为低频低压,青藏高原西侧为弱高压,副热带西风急流核位于长江口至东海上空,福建上空为低频辐散区;对流层中层高度场低频分量中高纬度地区若出现贝加尔湖阻塞高压加强型、乌拉尔山及鄂霍次克海双阻塞高压加强型、鄂霍次克海阻塞高压加强型和乌拉尔山阻塞高压加强型4种低频扰动之一,福建上空为低频低值区;对流层低层低频流场福建上空为低频气旋控制,气旋中心位于江南或南海上空,如此高低空低频系统配置将引起异常的低频垂直经向环流,从而导致典型持续性暴雨的形成。     

华南前汛期一次大暴雨过程的扰动位涡反演与数值研究

利用NCEP 1°×1° 6h再分析资料、位涡反演和数值试验方法,分离与不同物理过程有关的扰动位涡进行反演诊断．在此基础上移除模式初始场中包含的与不同物理过程有关的扰动位涡反演的平衡场进行敏感性试验．对2006年5月21—22日一次热带扰动系统北上在广东珠江三角洲地区引发的大暴雨天气过程进行了探讨。结果发现：对流层中低层与潜热释放有关的正扰动位涡是影响热带扰动形成、维持及发展的主要因子之一;与潜热释放无关的扰动位涡对副热带高压的形成和维持有重要作用,影响热带扰动系统的移动路径;边界层内的扰动位涡有利于南海热带洋面北上气旋性扰动的发生、发展与维持;中高层扰动位涡对气旋性扰动系统的直接影响很小;下边界扰动位温不利于气旋性扰动系统的形成、维持与发展。数值敏感性试验表明,初始场中包含的与不同物理过程有关的扰动位涡在暴雨数值模拟中有重要作用,它们不同程度地影响热带扰动的强度、活动路径的模拟．并影响暴雨强度和落区;与非绝热物理过程有关的扰动位涡很大程度上影响暴雨强度,而与非绝热物理过程无关的扰动位涡很大程度上决定暴雨落区。     

1994年8月亚洲季风区水汽的源汇分布和输送

用正压原始方程模式,对热带气旋穿越副热带高压的异常路径进行了数值试验,揭示出热带气旋自身特征及其与副高中心的经向距离、副高的位置和强度变化是直接影响热带气旋移动路径的敏感因子。也反映出热带气旋与其邻近的天气尺度的副热带高压以及β效应三者之间非线性相互作用的复杂机制。     

2017年春季南疆中部两次强降水天气环流配置及干冷空气侵入特征对比

本文利用常规观测资料、加密自动站资料、NCEP再分析资料对比分析2017年4月14日("4·14"过程)和2017年5月1—2日("5·1"过程)南疆中部巴州地区强降水过程,探讨春季强降水天气动力学异同。结果表明:春季强降水发生在副热带西风急流活跃,伊朗副热带高压向北伸展,地面冷锋活动,高低空为急流锋区配置背景中。水汽源地位于东经40°的阿拉伯海—里海附近,沿西方路径进入新疆,在有利风场条件下汇合至巴州地区,高低空急流耦合形成次级垂直环流,干冷空气多方向侵入增强春季降水强度。主要差异在于"4·14"过程是副热带西风急流异常北跳、影响系统西风带短波槽、冷空气西方路径,"5·1"过程则是极锋急流与副热带西风急流汇合、深厚长波槽系统、冷空气西北路径;"4·14"过程是典型急流锋区降水伴有对流性降水,强降水发生时形成两支次级环流圈,3股干冷空气从不同方向向中低层气旋性环流附近汇合激发了另一支低层中尺度次级垂直环流圈的建立;"5·1"过程是典型急流冷锋降水,高空干冷空气在垂直方向向下入侵触发和增强冷锋降水,形成了一支完整强大的次级垂直环流圈造成巴州大范围的系统性降水。     

谈谈积雨云的观测与判断

积雨云在我市一年四季均会出现，但汛期内（3一9月）出现的机会更多。伴随积雨云发生的天气现象具有如下特征：气象要素突变、激烈、阵发性明显；并可伴随雷电、暴雨、大风、龙卷、冰雹等天气现象。如何准确地观测、判断积雨云，显得很重要。下面谈谈几点体会。1单块积雨云单块积雨云一般容易识别。这种云多发生在晴空的下午到傍晚，出现在视野内沿山丘的边界地段。从外型上看，其形如塔，顶部为砧状；底部较平，有时与地平线没有明显的界线；光亮度为上白、中发、下暗。此种云出现时间较短促，本站常在夏半年至秋季观测到这种情况。2多块积…     

影响珠海夏季高温的天气系统类型

对珠海市1962-2006年高温资料进行统计分析,对高温日天气过程进行普查,发现副热带高压和热带气旋是导致珠海市高温的主要天气系统。分析发现导致高温天气的系统可以分为三种类型,热带气旋型在三种类型中占比较大的比例,热带气旋和副热带高压共同影响型会导致珠海出现极端高温。     

海面热带气旋域内风速分布

在原始方程中引入藤田气压模式、最大风速半径和风向内偏角等因子,经过合理的简化,推导出了适合计算海面热带气旋域内风速分布的公式。检验表明,该方法的计算结果与强、弱、西行或北上转向型的热带气旋的观测风场基本相符,对环境气压受副热带高压明显影响的热带气旋风场的计算效果尤好。