广东"5.24"暴雨的湿有效能量分析

利用海峡两岸及邻近地区暴雨试验期间的时间加密观测资料，分析了1998年5月24日发生在广东省的一次暴雨过程。发现湿有效能量与此次暴雨降水的关系比较清楚。降水开始前，暴雨区的能量显著增加，强降水开始于能量显著减少时；强降水时，暴雨区的能量出现小幅反弹；当暴雨区能量再次显著减少后暴雨降水结束；这是一次能量锋暴雨，暴雨开始前有能量锋生现象发生，暴雨强降水时段与强能量锋同步，暴雨区位于高能舌北侧能量锋附近。     

“94·7"北京大暴雨的能量转换

用尺度分离的方法，对１９９４年７月华北一次暴雨过程中雨区内的能量制造和转换进行了计算，目的在于揭示暴雨前后不同的能量制造和转换特征。     

广东“5.24”暴雨的湿有效能量分析

利用海峡两岸及邻近地区暴雨试验期间的时间加密观测资料,分析了1998年5月24日发生在广东省的一次暴雨过程。发现湿有效能量与此次暴雨降水的关系比较清楚。降水开始前,暴雨区的能量显著增加,强降水开始于能量显著减少时;强降水时,暴雨区的能量出现小幅反弹;当暴雨区能量再次显著减少后暴雨降水结束;这是一次能量锋暴雨,暴雨开始前有能量锋生现象发生,暴雨强降水时段与强能量锋同步,暴雨区位于高能舌北侧能量锋附近。     

云南初夏罕见暴雨天气的中尺度特征

应用Barnus带通滤方法，对2001年5月30日－6月2日云南初夏罕见的暴雨天气过程进行了尺度分离，初步揭示了此次暴雨天气发生的流场、能量场和动力场的中尺度特征，对提高暴雨天气预报能力具有积极意义。     

2003年7月28日晋东南及豫北区域暴雨天气分析

利用MICAPS系统提供的资料，对2003年7月28日发生在晋东南和豫北区域暴雨过程的大尺度环流背景和物理量场进行了分析。得出：本次暴雨过程是在中纬度西风槽与中低空切变线的相互作用下产生的，前期不稳定能量的高度积累为暴雨提供了充沛的水汽和能量，近地面层的微弱扰动触发了不稳定能量的释放，为暴雨的发生提供了动力条件。     

一次暴雨天气过程的物理量分析

对2002年发生在闽东的一次暴雨天气过程进行分析。结果表明：螺旋度和对流有效位能对暴雨的预报有指示意义，暴雨产生在低层正螺旋度中心与高层负螺旋度中心相配合和中低层有不稳定能量储存的高能区。在暴雨强盛期，螺旋度呈中低层正值，高层负值的上下配置，最大值位于700hPa。对流有效位能大值区与暴雨中心相对应，对流有效位能的时空变化能较好地反映暴雨的时空演变特征。利用中尺度数值模式输出的结果对不稳定能量场进行分析表明，位势不稳定能量的释放是暴雨产生发展的可能机制之一。     

9608号台风低压暴雨形势和能量场分析

１９９６年８月４－５日北京地区的暴雨是台风低压，副热带高压和切变线相互作用的结果。暴雨前存在从华中伸向华北的高能舌，北京能量激增，偏南低空急流不仅为暴雨鞠输送了水汽，能量，急流中的风速脉动还触发了湿有效能量的释放。     

1990 年京津冀三次暴雨的分析

本文分析了1990年京津冀地区三次暴雨过程，结果发现:（1）三次暴雨是属于相伴有冷锋的高空槽影响的暴雨；（2）暴雨开始前约10小时雨区的西南方存在湿有效能量高能舌，高能舌的西方和北方有能量和水汽的积聚；（3）对流层低层的锋生和地形对气流的抬升作用是触发暴雨开始的直接原因。     

贵州秋季一次大范围暴雨过程分析

用天气学方法及物理量参数，对2000年9月25日贵州一次大范围暴雨过程进行了分析研究。指出秋季暴雨的产生必须具备一定的大尺度环流形势及恰当配置的影响系统；还探讨了水汽条件、不稳定能量条件及动力条件等因子在暴雨产生中的重要作用。同时，通过对此次暴雨过程预报失误作各部分分析总结，以期对暴雨预报质量的提高得出一些有益的启发。     

1996的初秋连续性暴雨过程分析

对１９９６年９月１６～１８日连续性～暴雨过程从环流形势，能量，稳定度，物理量场，单站要素和地面触发机制等方面进行了分析，并指出初秋季节暴雨，连续性暴雨的预报着眼点。     

华北盛夏暴雨过程的能量特征分析

本文利用实况资料和T213输出资料,对发生在2005年8月16日～17日的华北暴雨过程进行了能量学特征分析,结果表明:暴雨前24h～36h,对流层上下层有暖湿空气同时发展,是暴雨发生的重要动力机制;强的干、湿静力能锋区稳定维持是这次大范围暴雨产生的能量基础,中低层湿静力能差值大于0,且数值很大,说明对流不稳定层结很强,暴雨发生在高能、高不稳定度的条件下;水汽的充足补给作用,是这次暴雨过程能量转换的基础。     

季风低压诱发2018年8月广东特大暴雨过程分析

利用NCEP/FNL再分析资料和中尺度数值模拟方法探讨2018年8月27日—9月1日季风低压环境下广东特大暴雨过程的形成成因。利用扰动天气图方法分析发现,季风低压和西南急流为此次广东暴雨过程提供了有利的水汽条件和能量条件。熵变零线位置与降水落区位置有较好的对应,零线处能量有最大累积,有利于暴雨的发生发展,对预报暴雨降水落区有一定的指示意义。为进一步验证季风低压的影响机制,构建不同季风低压尺度的敏感性试验,即通过滤去季风低压环流中的扰动分量来改变季风低压的强度。结果表明：暴雨强度与季风低压尺度和强度存在密切的关系。当季风低压强度较强时,暴雨过程总雨量强;当季风低压强度较弱时,降水大为减少甚至无降水。诊断分析指出,能量螺旋度指数能够较好反映出不同情形下降水发生发展,在季风低压背景下,暴雨区能量螺旋度指数较大,降水强度较强。反之,随着季风低压强度减弱,能量螺旋度指数减小,降水减弱。     

2004年6月29日西安市突发性暴雨成因分析

通过对鲁西南一次区域性大暴雨的分析表明:除有利的大尺度环流背景以外,超低空急流是大暴雨不稳定能量和水汽的主要输送带,高能级、大面积的不稳定能量的积累和补充,有利的物理量场的配置,构成了这次大暴雨过程的维持和增强。暴雨落区与超低空急流前部最大风速切变区的位置对应较好。     

2009年6月皖南梅雨暴雨诊断分析和水汽后向轨迹模拟

利用常规天气图实况资料和NCEP每6 h 1次、2.5°×2.5°再分析资料及NOAA的GBL资料,对2009年6月28—30日安徽南部一次暴雨过程进行物理量诊断分析,同时使用HYSPLIT后向轨迹模式对水汽来源进行模拟。结果表明：高空辐散和低空辐合同时存在而导致的上升运动是此次暴雨的动力条件;来自孟加拉湾和南海充足的水汽来源是暴雨产生的前提条件;同时低空辐合产生切变诱发的不稳定能量释放,促使了大暴雨过程的产生。     

一次梅雨锋暴雨过程中多尺度能量相互作用的研究I.理论分析

本文是讨论梅雨锋暴雨过程中多尺度能量相互作用问题的开始部分。为了分析梅雨锋暴雨过程中的多尺度能量相互作用,从z坐标系中的运动方程和热力学方程出发,把基本物理量分成大尺度背景场（>2000 km）、α中尺度（200~2000 km）和β中小尺度系统（< 200 km）分量,利用滞弹性近似,推导了大尺度背景场、α中尺度和β中小尺度系统三个尺度的动能方程和位能方程。能量方程中包含了各尺度动能之间的转换、位能之间的转换以及动能和位能之间的转换。动能方程主要包括各尺度动能之间转换项、动能输送项、水平气压梯度力做功项、垂直方向扰动气压梯度力做功项、浮力做功项、地转偏向力分量做功项以及摩擦力做功项。位能方程主要包括各尺度位能之间转换项、位能输送项、浮力做功项以及非绝热加热做功项。其中浮力做功项为位能和动能之间的能量转换项,是暴雨发生发展过程中比较关键的能量转换项。关于将能量方程用于梅雨锋暴雨过程中并且诊断能量相互作用影响暴雨发展和消亡过程的物理机制等问题,将在以后的研究中给出。     

“07.08”陕西关中短历时强暴雨水汽条件分析

利用T213资料和地面逐时加密观测资料,对2007年8月8-9日陕西关中短历时强暴雨过程的水汽条件进行了详细的分析。结果表明,关中短历时强暴雨水汽来源于关中周围的高湿区,暴雨期间暴雨区上空水汽浅薄,地面至低层风向快速变化使暴雨区地面到低空湿度经历了减小—突然增加—快速减小的过程,水汽的聚集是通过偏东气流输送实现的,东西向水汽辐合是暴雨区水汽辐合的主要贡献者,北边界水汽的输入、输出和东边界水汽输入的突然增大、减小对暴雨的发生、发展及其结束有一定的指示意义;暴雨中心位于水汽通量大值中心及其下风向的水汽通量辐合中心之间;暴雨区可降水量的大小主要取决于水平水汽通量辐合的大小,水平水汽通量辐合的大小关键在于水平风场形成的辐合大小,而强降水的发生、加强、减弱及消亡与水汽的局地变化和水汽平流的变化关系更加紧密;近地层充足的水汽供应和水汽垂直输送形成的反环流圈使暴雨区水汽、能量迅速增加和抬升,建立了不稳定大气并触发能量释放,强降水开始;反之,形成暴雨的水汽条件不复存在,强降水结束。     

一次梅雨锋暴雨过程中多尺度能量相互作用的研究II.实际应用

本文利用中国自动站与CMORPH（Climate Prediction Center Morphing technique for the production of global precipitation estimates）融合的逐时降水量0.1°网格数据集资料挑选出一次典型的梅雨锋暴雨个例,运用WRF中小尺度模式进行模拟,对模拟得到的高分辨率结果进行Barnes滤波,最后将滤波结果代入动能和位能方程中,目的是定量地分析各个尺度能量的变化以及它们之间的相互作用对暴雨强度的影响。研究发现:模式模拟的降水过程和强度与实况较为吻合,推导的能量方程适用于这次暴雨过程。三种尺度能量之间的相互作用包含了各种跨尺度能量的相互作用。在整个暴雨过程中,跨尺度之间的斜压能量转换包括位能向动能的能量转换和动能向位能的能量转换。同尺度之间的斜压能量转换总是单向的,且量值较大,动能的强度主要靠位能向动能的能量转换来维持。斜压能量转换的多少影响着暴雨的强弱。大尺度斜压能量转换在中高层比较强,中尺度斜压能量转换在低层较强,尤以β中小尺度系统变化最为显著,β中小尺度系统扰动是影响暴雨强度的关键系统。风切变的大小影响各尺度动能之间的能量转换。温度或位温梯度的大小影响各尺度位能之间的能量转换。位能与动能之间的能量转换主要与各尺度垂直速度和温度的垂直分布有关,暖空气上升冷空气下沉是各个尺度位能向动能转换的主要过程。     

江苏梅汛期暴雨高空能量输送及高低空要素耦合特征

利用2003-2005年梅汛期江苏15个区域性暴雨个例的NCEP再分析资料,计算了30°-40°N涡旋角动量,从宏观角度上分析了高空能量变化与江苏暴雨之间的关系,并在此基础上进一步从上下层配置和物理量定量诊断分析了江苏暴雨预报着眼点。利用2006—2009年6-7月江苏17个暴雨和非暴雨个例,诊断分析了不同区域出现暴雨的流场和不同层次的物理量。结果表明:(1)角动量的输送和江苏暴雨有一定的变化规律。(2)高空急流带、南亚高压位置与低空西南急流对暴雨及其非暴雨的产生和落区有明显的预报作用,建立了不同区域出现暴雨的概念模型。(3)暴雨和非暴雨的物理量耦合存在明显的差异。当高层散度值在(1～2)×10-5s-1以上,低层涡度在3×10-5s-1以上,上升速度在(3～4)×10-3hPa.s-1以上,产生暴雨的概率较大。能量输送特征、概念模型的建立和物理量指标的确定为江苏梅汛期暴雨的提前预报提供了新的预报思路和量化参考依据。     

西南低涡东移对华南暴雨增幅的动力机制分析

对1996年6月13~14日华南大暴雨发生过程的天气形势和物理量场进行分析,并从中尺度能量方面探讨了西南低涡对华南暴雨增幅的动力机制。结果表明:暴雨的发生与西南低涡及850hPa孟湾地区的水汽通量有着密切的联系;而500hPa较强的负螺旋度有利于低层低涡的发展加强;暴雨发生前,华南上空维持一支反气旋性的西南急流,当西南涡东南移时,造成本地重力惯性波能量增加,从而对华南暴雨有正贡献,即对暴雨有一定的增幅作用。     

西南低涡东移对华南暴雨增幅的动力机制分析

对1996年6月13-14日华南大暴雨发生过程的天气形势和物理量场进行分析，并从中尺度能量方面探讨了西南低涡对华南暴雨增幅的动力机制。结果表明：暴雨的发生与西南低涡及850hPa孟湾地区的水汽通量有着密切的联系；而500hPa较强的负螺旋度有利于低层低涡的发展加强;暴雨发生前，华南上空维持一支反气旋性的西南急流，当西南涡东南移时，造成本地重力惯性波能量增加，从而对华南暴雨有正贡献，即对暴雨有一定的增幅作用。