中间尺度扰动的生成机制和结构的初步研究

本文用多层模式探讨了中间尺度扰动发生发展的几种可能机制,其中包括:斜压切变、静力稳定度、凝结反馈等,并对中间尺度的扰动结构进行了分析。文章最后结合天气事实对中间尺度的生成机制进行了分析讨论,得到了一些有意义的结论。      

影响华北地区的黄河气旋过程分析

利用每小时数值云图、ＴＢＢ资料，常规天气图资料和数值产品资料，分析了１９９４年６月２４－２６日黄河气旋过程，讨论了环境场条件，不同尺度云团的相互作用对气旋生成的影响，给出了中尺度云团的发展演变以及与强降雨的关系，揭示了气旋降雨的中尺度特征，概括了气旋发生发展的综合模型，对气旋的短期预报有一定的参考价值。     

科左后旗甘镇一次龙卷风的天气过程分析

利用卫星云图分析和总结龙卷风相伴随的中小尺度云团的发生、发展过程,对于今后分析和预报强对流天气有可能形成龙卷风有一定的参考价值。     

Study of tropical cyclogenesis using satellite data

Summary Satellite data are used to study the cloud development and water vapor supply during the genesis of Typhoon Nina (November 1987). Using satellite microwave and infrared data, the following physical parameters are retrieved and analyzed: water vapor path, surface wind, sea surface evaporation, precipitation, and cloud type.During the week prior to the genesis of Nina, several cloud clusters were observed in the region of the subsequent genesis (near 5° N, 170° E). Cloud type studies showed that several clusters had similar structures. By examining the sea surface evaporation and precipitation in the cloud clusters, we found that the precipitation exceeded evaporation by several times in the precipitating areas of the cluster that evolved into a tropical storm, indicating that local evaporation alone could not supply enough water vapor, and that horizontal transfer of water vapor from surrounding areas is required for the tropical cyclogenesis. Surface wind fields indicated that there was a constant increase of cyclonic wind in the area of the cloud cluster that finally led to the tropical storm, while no apparent increase of wind was found in the other cloud clusters. In addition, water vapor amount did not decrease for several days until the disturbance was upgraded to a tropical storm, while it was found to decrease after the mature stage for the other cloud clusters that did not evolve into tropical storms.From consideration of the water vapor balance, the cyclogenesis can be interpreted as a transition from an unbalanced cluster to a balanced cluster. Horizontal transfer of water vapor in a water vapor-unbalanced cloud cluster is not large enough to overcome the deficit caused by precipitation over evaporation. The shortage of water vapor in the unbalanced cluster results in a short-lived cloud cluster. When the sum of evaporation and horizontal transfer can provide enough water vapor supply to balance the removal by precipitation (balanced cluster), the precipitation does not dry up the atmosphere. This is the necessary condition for the cyclogenesis. The increase in horizontal transfer of water vapor is found in this study to be associated with the increase of the surface cyclonic wind.With 5 Figures     

华南地区中尺度对流性云团

本文运用1980—1988年4—10月短时间间隔的GMS云图和常规气象资料，在我国华南地区共普查出176个中尺度对流性云团。根据云团面积大小分成三类，分别统计和分析了它们的特征。总结出了云团发生、发展的两个模型，并对两个典型例子作了简要分析和讨论。所得结果表明:中尺度对流性云团是华南地区中尺度强对流系统的主要成员；近地面层的风场和水汽场的辐合及地形强迫，是云团发生的主要机制；低空急流和季风云涌是云团发展的最重要因子。     

A COMPREHENSIVE ANALYSIS OF INTERACTIONS BETWEEN MESOSCALE CONVECTIVE CLOUD CLUSTERS IN TYPHOONS AND MESOSCALE HEAVY RAINS

1INTRODUCTIONHeavyrainsassociatedwithtyphoonsareoneoftheimportantmeteorologicaldisastersintheFujianProvince,whichbringsaboutgreaterdamageinshort-lived,severeprecipitation.Muchdocumentationhasbeenreportedonthestudyofthemesoscaleconvectionsystemsandmesoscaleconvectivecomplex(MCC)andassociatedprecipitation[1-3].UsinglandfallcasesoftropicalcyclonesFrankie(No.9607),Gloria(No.9608),Joy(No.9610),Winnie(No.9714)andanunnamedtyphoon(No.9802)andhourlyinfraredcloudimagery,thecurrentworkstudiesth…     

2003年7月3日梅雨锋切变线上的β-中尺度暴雨云团分析

利用多种气象卫星遥感资料及加工产品,对2003年7月3日产生在皖北的暴雨过程进行了中尺度分析。分析表明:在切变线云带上有11个β-中尺度对流云团发展,水平范围约100km,生命史约5h;其背景场是整个对流云区内具有高湿、正涡度和上升运动的特征,它们促使切变线内高湿斜压不稳定能量释放,促使β-中尺度云团发展,产生很强的降水,云团的水凝物廓线上部的可降水冰和云冰含量很高,最大值达0.8g/kg,最大高度达18km,云顶亮温低于-80℃。     

1991 年梅雨锋云系的中尺度分析

根据数字展宽云图和常规资料分析得到，1991年梅雨期江淮地区大—暴雨大多是由中尺度云团产生的。它主要是:低涡暖切云团和冷切（冷锋）云团。它们的大多数是中—β尺度云团，平均维持时间为5—6小时，平均最低云顶温度为–69℃左右。低涡暖切云团产生于低涡中心东侧，低空急流轴的左前方。而冷切云团产生于梅雨锋云系的尾部与西南季风交汇处。另外，分析了云团云顶温度与降水的关系，发现产生≥5 mm/h降水的云团，其中75%的云团云顶温度小于或等于–64℃。     

1998-2009年间台风不活跃期间热带云团活动分析

热带云团是台风生成的前兆,虽然一些研究将近20 a来台风不活跃与大尺度环境场相联系,但是还没有人分析台风不活跃期热带云团的活动特点。本文利用目前仅有的1989-2009年全球热带云团资料,分析了西北太平洋热带云团近20 a的变化特征。1998年以后西北太平洋台风生成减少主要发生在7-10月,集中在南海（13～23°N,110～120°E）和西北太平洋台风活动区域的东部（13～23°N,145～170°E）。热带云团除1月外各月都有增加的趋势,特别是与台风生成显著减少区域相联系的热带云团活动具有显著的增加趋势。通过对NCEP/NCAR再分析资料分析发现,1998年后热带云团活动增加与环境风垂直切变增加有关,而增强的垂直切变不利于台风生成。     

新疆降雹云团的特征分析

普查1998－2001年4－8月的资料，得到全疆438个降雹云团。2000年降雹云团出现最多，按尺度大小将降雹云团分为雷暴云、对流云、中尺度对流系统、冷云核、系统云系云区有云团边缘6类。强以流云团是冰雹云的主体。新疆降雹云团尺度小、形状不规则、云顶温度较高。     

引发强降水的一次东移高原云团的能量演变特征研究

利用日本气象厅葵花-8卫星亮温资料、欧洲中心ERA5（the fifth generation of European Centre for Medium-Range Weather Forecasts Reanalysis）再分析资料,根据时间尺度分解的局地能量诊断方法,本文从能量学多个角度研究了2016年6月5日00时（协调世界时,下同）至6日15时（持续40小时）一次东移并引发强降水的高原对流云团,得到了以下主要结论。本次事件中,高原东移对流云团在不同阶段的主要影响系统有所不同。移出高原前,其主要受高原涡和高原短波槽的共同影响,随着云团移出高原,高原涡消亡,而高原短波槽则随时间发展加强,成为东移云团的最主要影响系统。高原东移对流云团具有显著的深对流特征,自西向东引发了一系列的降水,移出高原后,其对流重心显著降低,降水达到最强。不同阶段高原东移对流云团的能量转换特征显著不同。云团位于高原上时（第一阶段）,背景场通过动能的降尺度能量级串为造成强降水的扰动流直接提供能量,这是此阶段扰动流动能维持的主要方式;云团移出高原过程中（第二阶段）,降水凝结潜热明显增强,由此制造的扰动有效位能也显著增强。在垂直运动配合下,扰动有效位能斜压释放所制造的动能是本阶段造成强降水扰动流动能维持的最主要能量来源;云团移出高原后（第三阶段）,背景场对造成强降水扰动流的影响再次增强,但是不同于第一阶段的直接影响方式,该阶段背景场的作用是以一种间接的影响方式出现。其首先通过有效位能的降尺度级串将背景场的有效位能转换为扰动流的有效位能,然后通过扰动有效位能的斜压能量释放为扰动流的动能维持不断地提供能量。此外,本阶段内还出现了扰动流向背景场动能的升尺度级串供给（即扰动流的反馈）,但其强度不足以对背景场的演变产生显著影响。     

"06.7"郧西暴雨天气的成因分析

利用常规气象资料和卫星云图资料,采用天气学诊断方法,从大尺度环流背景、天气系统、物理量场、对流云团演变特征等方面,分析了2006年7月3～4日出现在湖北郧西的一次暴雨天气过程的成因。结果表明,此次暴雨是在副热带高压减弱东退形势下产生的;700 hPa和850 hPa的冷槽、切变线是此次强降水的主要影响系统,暴雨区位于700 hPa切变线右侧、850 hPa切变线附近;暴雨区上空存在明显正涡度柱,低层辐合与中高层辐散形成抽吸作用,为暴雨过程发生发展提供了动力条件;存在于孟加拉湾至我国西南地区的水汽通道为暴雨过程提供了必需的水汽;整个暴雨过程都伴随着中尺度对流云团的初生、发展、合并和减弱,降水主要由发展型对流云团造成。     

1998年盛夏嫩江、松花江流域暴雨过程中尺度雨团特征

采用地面逐时降水、静止卫星红外云图和云顶黑体温度（ＴＢＢ）等资料,分析了１９９８年８月上旬嫩江、松花江流域的两类不同中尺度雨团的云型和ＴＢＢ特征,揭示出中尺度雨团对应的中尺度云团发生、发展、移动及消亡的特征。     

Kinematics, cloud microphysics and spatial structures of tropical cloud clusters: A two-dimensional cloud-resolving modeling study

Kinematics, cloud microphysics and spatial structures of tropical cloud clusters are investigated using hourly outputs from a two-dimensional cloud-resolving model simulation. The model is forced by the large-scale vertical velocity, zonal wind and horizontal advections obtained from Tropical Ocean Global Atmosphere Coupled Ocean–Atmosphere Response Experiment (TOGA COARE). A period of 1600–2300 LST 21 December 1992 is selected for this study when the zonal-mean westerly winds in the lower troposphere intensify while the zonal-mean easterly winds above weaken. Under the vertical-shear environment, there are a westward-propagating cloud cluster, a newly-formed cloud cluster, and four eastward-moving cloud clusters. Two weak eastward-moving cloud clusters merge into strong westward-moving cloud clusters. Merged clouds display notable growth in the eastern edge, indicating that merging processes enhance convection. The development of the new cloud at the western edge of the existing cloud cluster before merging may account for the westward propagation of cloud cluster group, while the advection of the maximum total hydrometeor mixing ratio by the westerly winds after merging may cause the eastward propagation of individual cloud clusters.     

9403强热带风暴致洪暴雨Tbb特征分析

本文利用１经纬度间隔Ｔｂｂ资料分析１９９４年６月９－１０日皖、赣致洪暴雨过程的成因。结果指出，登陆北上的９４０３强热带低压同西风带降水系统相互作用造成了这场大暴雨过程。南北低值系统的叠置使降水系统结构发生变化，在两云系统接合处产生强对流云团，导致降雨量陡增。分析还表明这场致洪暴雨的发生与下面三个因素有关；１．南、北两云系统都有相当尺度和强度；２．南来云团来自ＩＴＣＺ和西南地区云系的水源补充；３．不     

一类降水过程多尺度天气系统结构特征

对2010-2013年弱冷空气影响造成降雨过程,采用统计分析和典型个例分析相结合方法,分析了降水过程中大、中、小尺度天气系统的结构特征。结果发现：（1）不同尺度天气系统一般都具有明显的结构特征,天气系统结构的配置与降雨强度存在对应关系;（2）在A类天气形势下,斜云带更有利强降雨的产生,横云带的降雨强度相对较弱,逗点云系容易产生较强降雨;（3）弱冷空气影响过程中,在地面通常有中尺度负变压区形成,对流主要发生在中尺度负变压区内,以线状对流为常见;（4）约有半数以上的强、中降雨过程有低空急流出现,但也有低空急流出现并无强降雨现象,低空急流与降雨强度呈弱相关的统计关系。     

远距离台风影响陕北突发性暴雨成因分析

该文对2002年7月4～5日发生在陕西子长县受远距离台风影响而产生的突发性暴雨进行了诊断分析。结果表明:子长特大暴雨是由于β-中尺度强对流云团在子长重复出现而产生的。中低纬度系统的相互作用形成了有利于中尺度强对流云团在子长生成、发展和重复出现的水汽条件、不稳定条件、动力条件和天气尺度环流背景。湿位涡诊断分析表明:当台风向西北方向行进时, (1)暴雨区对流层低层MPV1负值发展的同时伴随对流高层MPV1正值的发展, 为对流层低层不稳定能量的充分积累创造了条件;(2)暴雨区形成有利于中尺度强对流云团生成发展的湿位涡正压项、斜压项垂直结构配置;(3)850 hPa等压面上MP V2等值线密集区和MPV1=-2 PVU中尺度强对流不稳定核心区形成耦合, 耦合区对下游中尺度强对流云团发生发展指示意义明显。当台风向北偏东方向行进时, 暴雨区对流层低层和高层形成双层不稳定;850 hPaMPV2等值线密集区东移, 暴雨区MPV2正值发展, 积累的对流不稳定能量在子长形成集中猛烈释放。     

梧州市"6.8"灾害性特大暴雨分析

利用常规气象资料和卫星云图,结合梧州地面逐时雨量、探空和713天气雷达回波等资料,对2006年6月8日发生在梧州市的特大暴雨过程进行成因分析,结果发现,此次特大暴雨具有典型的中尺度扰动及强对流特征,强降水的主要原因是由一个中尺度对流雨团活动而造成,雨团在移到梧州市时发展并停留约9小时。大尺度背景场分析表明,暴雨发生前梧州即处于有利降水的形势场中,地面中尺度辐合线可能是强对流的触发系统。此外还初步分析了城市周围环境对强降水的增幅作用。     

梧州市“6．8”灾害性特大暴雨分析

利用常规气象资料和卫星云图，结合梧州地面逐时雨量、探空和713天气雷达回波等资料，对2006年6月811发生在梧州市的特大暴雨过程进行成因分析，结果发现，此次特大暴雨具有典型的中尺度扰动及强对流特征，强降水的主要原因是由一个中尺度对流雨团活动而造成，雨团在移到梧州市时发展并停留约9小时。大尺度背景场分析表明，暴雨发生前梧州即处于有利降水的形势场中，地面中尺度辐合线可能是强对流的触发系统。此外还初步分析了城市周围环境对强降水的增幅作用。     

一次中尺度强降水天气过程分析

利用常规观测资料、卫星云图、自动站气象观测资料和多普勒雷达等资料,对2011年6月16日玉林市南部一次中尺度强降水过程进行天气动力学和中尺度分析,结果表明:这次暴雨是在有利的大尺度环流下产生,通过中尺度系统激发而产生的。高空低槽和低空切变辐合是强降水产生的前提条件,中尺度对流云团强烈发展是强降水产生直接原因;分析红外云图的TBB、多普勒雷达反射率和基本速度、地形条件等方面都很好地阐述了本次强降水的暴雨中心。