一次高温天气过程分析

利用高空和地面观测资料分析了2011年6月7-8日焦作地区高温期间的环流形势特征,并对涡度场和垂直速度场进行了诊断分析.结果表明:高空稳定的西北气流造成的下沉运动是形成此次高温的主要原因,大气的干燥程度也是影响温度升高的原因;高空图上河套地区强盛暖脊,地面上暖低压形势,高空较强的暖平流是本次高温天气出现的有利条件;高空到近地面层深厚的负涡度系统对应的反气旋所伴随的整层持续下沉气流产生的绝热增温和晴空区辐射增温是这次高温天气形成的重要因素.此外气流沿太行山山坡下滑所产生的下沉增温效应对高温的产生起到了增幅作用.     

日本的高空气象观测

一、前言所谓高空气象观测就是用火箭或气球等将气象仪器带到高空,观测自由大气中的气象现象。现在,高空观测的概念还不包括从地面或卫星观测高空云等。区别前者和后者的最大特征,可以说高空观测是现场观测,后者在于遥测。本稿只介绍一直使用于高空观测的手段和仪器(探空仪)的概要。     

2021年11月昭通两次降温过程对比分析

2021年11月昭通发生两次强降温天气过程,本文利用NCEP/NCAR逐日再分析格点资料,常规地面、高空观测资料,对两次过程的环流形势、温度平流、下沉运动和水汽条件等进行了对比分析。结果表明：由于冷高压、冷平流的强度不同,两次过程的降温幅度也不同;前期回暖有利于形成较大的降温幅度;静止锋的影响也会引起昭通南北降温的差异;较强的下沉运动有利于高层能量下传及地面大风的形成;零度层高度降至700hPa以下和较深厚的湿层有利于降雪,且地面温度过高不利于积雪形成。     

杭州萧山机场一次春季大风成因分析

对杭州萧山机场一次灾害性大风过程,利用常规观测资料、NCEP再分析资料,结合雷达、自动站等资料,从天气学成因、动力机制、物理量场等方面分析,认为这次灾害性大风天气是冷锋锋前的中尺度阵风锋和入海气旋两种尺度的天气系统共同作用造成的。中尺度阵风锋是风速爆发性增大的直接因素,雷暴群后部冷湿下沉气流、气旋过境后高空强劲的冷性西北急流导致高空动量下传是强风长时间维持的重要原因。     

干绝热下沉导致的一次酷热天气分析

本文利用各种观测资料,对2002年7月15日华北部分地区酷热天气,酷热发生前和发生时的地面和高空天气形势进行了分析。温度垂直递减率以及用干空气绝热方程计算得到的地面温度与实况比较接近,说明酷热区上空为典型的干绝热下沉运动。     

我国飞机观测气温和常规高空观测气温的对比分析

对2006年1月至2009年12月的飞机观测气温资料进行了质量控制,在此基础上通过其和常规高空气温资料的对比分析对飞机观测气温的可用性进行了评估.我国绝大部分飞机观测资料由B737-800和B737-700型飞机观测而得.统计结果表明:两种型号飞机的观测气温和常规高空观测气温的差值分布存在一定差异;差值呈准对称分布,64%的差值分布在-1℃至1℃;不同高度层上的差值不同.相对于常规高空观测气温,飞机观测气温值在700 hPa及以下偏低,在500 hPa及以上偏高.飞机观测气温和常规高空观测气温的差值大小和飞机型号及飞行状态有关.以北京地区的资料为例,利用北京首都机场上空飞机观测气温统计得到的月值和北京探空站常规高空观测气温月值没有显著性差异,各层次、时次的月值差异基本维持在-1℃至0.5℃之间.     

一次飑线大风的多种资料分析和临近预报

利用临沂新一代天气雷达(CINRAD/SC)观测资料,结合MICAPS资料、加密自动气象站观测资料、MM5模式数值预报产品,对2006年4月28日发生在临沂的一次以灾害性大风为主、有弱降水相伴随、局部还有冰雹发生的飑线天气过程进行了分析.文中利用多种资料重点探讨了弓形回波带来的灾害性大风的形成机制.模式产品分析表明:灾害性大风发生区处在高空急流左侧,此处是正涡度平流和辐散区,强的垂直风切变导致了重力波的产生,300～500 hPa高度上产生的中尺度重力波(MGW)是本次大风过程的启动机制.造成地面大风的强下沉气流是来自于对流层中上层的干冷空气.雷达观测表明:本次过程中,大风区雷达径向速度出现模糊,强回波区对应径向风速辐合,具有较小的VIL值、有界弱回波区和中层径向辐合等特征.雷达径向速度图上高层负径向速度中心值的迅速减小和低层负径向速度中心值迅速增大是高空下沉气流迅速下沉的结果,是产生地面灾害性大风的直观表现.     

特殊天气条件下高空观测处理分析

高空数据的完整性和准确性是保证天气预报准确率的前提条件,特殊天气条件下进行高空观测容易遇到异常情况而造成探测数据的疑误;L波段二次测风雷达日常高空观测中主要遇到的特殊天气包括大风、降水、大雾等。现总结几种特殊天气条件下高空观测应注意的事项,以及遇到特殊情况时的处理方法,为保证高空观测数据的准确性提供有利的依据。     

L波段雷达探空异常记录的分析与处理

L波段雷达探空资料的获取,是通过对自由大气各气象要素的直接或间接观测。观测期间存在着一些偶然性和不确定性,某些现象例如:仪器变性、气球下沉会导致观测记录的异常。该文通过实例分析,总结出异常探空记录的判别方法和处理技巧;提出了避免异常记录出现的一些预防措施,在实际的应用中获得了较为合理、客观的高空气象资料,为相关部门的研究和应用提供可靠数据。     

高空全月观测数据文件质控技术

简要介绍了高空全月观测数据文件生成及组成。讨论了L波段雷达观测系统数据处理软件处理高空气象探测资料的方法和现有高空气象观测资料,以及高空全月观测数据文件质检软件的质控功能,指出质控高空全月观测数据文件的关键是对高空观测基础数据文件（秒数据文件）的质控。秒数据文件是雷达接收信号的编码数据,必须综合应用高空全月观测数据文件质检软件与L波段雷达数据处理软件的各项功能,才能做好高空全月观测数据文件的质量控制。列举了几个典型示例,指出高空全月观测数据文件质检软件现用的参数库与实际观测资料相比较有缺陷。     

大理机场一次晴空大风天气诊断分析

利用常规气象资料、NCEP2.5°×2.5°资料和风廓线雷达资料,分析了2015年2月27日晴空大风天气过程。结果发现:大理机场上空位于高空西风急流轴附近,虽然高空冷平流较弱,但是动量下传是造成大风的主要因子。当高空至机场近地面均为下沉运动时,下沉气流携带高空的动量下传,造成大理机场出现大风天气。相反,当近地面至700 h Pa为上升运动时,上升气流会阻碍高空动量向下传递,机场大风结束。风廓线雷达资料分析也表明动量下传是27日大风的主要动力因子,当高空到地面均为下沉运动时,大于3 m/s的下沉速度到达的高度越低,大风的出现频率越高;同时300~2500 m风向随时间反气旋偏转能使高空动量持续向近地面传送,对大风的产生和维持起作用,相反300~2500 m风向随时间气旋性偏转,则对高空的动量下传起抑制作用。     

寒潮期间高空波动与东亚急流的相互作用

本文分析了东亚寒潮爆发过程中,高空波动和高空急流的相互作用,得出如下结果:(1)高空波动的动量和热通量输送,使高空急流迅速加速并同时导致急流入口区质量环流的加强.(2)质量环流引起中高纬度对流层顶下沉并使高空锋区加强.(3)对流层顶下沉和高空锋区的加强促使平流层下层的气流沿对流层顶折叠处下伸进入对流层,造成对流层中、上部层结及位涡分布的改变.(4)位涡分布的改变制约了斜压波发展的能量源,致使高空波动减弱.     

垂直运动对雾-霾及空气污染过程的影响分析

应用常规观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料,分析2013年山东分别出现雾和霾的两次严重污染过程,结果表明:(1)大气静稳状态时,500 h Pa为脊前西-西北气流,850 h Pa为暖脊,有弱暖平流,地面气压场较弱,易出现逆温、混合层高度低、风速小,导致大气水平和垂直扩散能力差。850 h Pa弱上升和700 h Pa弱下沉,造成高空干洁大气和地面"脏"空气对峙的局面,垂直交换停滞是雾-霾和污染持续的根本原因。(2)强冷空气驱散雾-霾的过程,正是打破了空气垂直交换停滞的状态,使得高空清洁大气能够下沉到地面。空气质量的根本改善由垂直交换完成。(3)弱冷空气伴随的弱下沉运动和锋面附近整层上升运动能够减轻污染。(4)冷锋过后剧烈下降的地面露点温度即是高空干洁大气到达地面的标志。     

高空气象观测资料质量控制之思考

随着高时空分辨率探空设备的发展,高空观测资料也从原来的报义和报表变成了符种数据义件,进行实时和非实时的观测数据质量控制是保证数据正确性的重要手段。本文在分析目前高空观测数据质量控制过程和范田的基础上,探讨高空观测数据质量分析的流程,着重分析高空观测过程中的质量控制方法。     

沙尘暴天气的高空急流统计特征及动力学分析

利用M icaps常规资料,对2000—2004年30~50°N之间的沙尘暴日与高空急流的关系进行了统计,把与沙尘暴相伴的高空急流分为2类:单急流型和双急流型;沙尘暴多发生在高空西南和西北急流的左侧及其右后方,与西北 西南型高空双急流相伴的沙尘暴多出现在西北急流中心的左前方和西南急流中心的左后方以及西北急流中心的右前方和西南急流中心的左后方。还对沙尘暴典型个例的风场结构的垂直分布、环流场的垂直结构等进行了动力学分析,结果表明:影响沙尘暴的高空急流有单急流、双急流、甚至三急流;一般北支高空急流高度较低,中心多在300 hPa,南支高空急流高度一般在200 hPa,中心风速多大于北支急流,北支急流多随高度升高向南倾斜,南支急流随高度的升高向北倾斜,单急流型沙尘暴多发生于北支急流下沉支的南侧,双急流型沙尘暴发生于双急流合并下沉支的下方;不论是上升气流还是下沉气流均有可能产生沙尘暴:低层辐合、高层辐散导致的抽吸作用,可在近地层形成大风和沙尘暴,强的下沉气流可导致高层动量有效下传有利于沙尘暴的产生;在南、北支高空急流之间往往会形成一支环流促进沙尘暴的形成,所以不仅是北支急流,南支急流也对沙尘暴的发生和发展产生作用。     

高空气象观测规范改进及雷达元数据应用

对我国高空气象观测业务规范存在的纰漏和现行业务软件算法对观测秒数据利用率不高,导致计算结果精度不足等问题进行了分析,并就如何扩展应用L波段雷达〖CD*2〗GTS1电子探空仪系统元数据来解决相关问题进行了探讨。结果表明：测风秒数据的最大利用价值在于优化和调整量得风层的计算厚度（时间间隔）,可将L波段系统测风精度提高到与RS92 GPS探空系统同一数量级,基本满足业务部门对高空风的观测精度要求;通过对气球下沉记录处理流程的调整改进可实现相关记录数据段的妥善保存;引入探空和测风秒数据的野值综合判别、自动剔除和拟合补缺算法,可在提高秒数据利用率的同时进一步提升业务系统的智能化、自动化水平。上述新技术、新方法的采用,都须以对现行高空气象观测规范中的相关业务规定进行调整、改进作为前提。     

北京一次大风和强降水天气过程形成机理的数值模拟

利用3维强风暴冰雹分档模式(IPA—HBM)对2001年8月23日北京的一次伴有大风、暴雨和冰雹的强对流天气过程进行模拟和分析，并与部分观测资料进行了比较分析。结果表明，该模式对此次强风暴的生命史、降水分布、降雹的大小等要素做了较好的模拟，并能够模拟出伴随强风暴过程所产生的强下沉气流和及地面强风速切变(下去暴流)。从云微物理学角度分析了此次局地性大风的形成原因，认为由高空冰雹粒子的拖曳产生的负浮力作用是促发强下沉气流产生的主要原因，其次是冰雹的融化和雨水蒸发冷却对下沉气流起加速作用，冰雹的拖曳和融化作用对下沉气流具有决定性作用。强风暴所产生的爆发性强下沉气流最终导致了局地大风的形成。     

高空观测雷达旁瓣抓球问题的技术探讨

在高空探测的过程中,旁瓣抓球是高空观测人员必须面临和处理的问题。对旁瓣抓球的原因、旁瓣抓球的特征、解决方法等方面进行了探讨,以便于高空观测人员如何判断、避免旁瓣抓球以及对旁瓣抓球记录的正确处理。对提高高空探测人员的业务技能,获得及时、准确的高空资料,具有一定的指导意义。     

东源探空站秒数据在探空异常情况下的应用

利用日常探测中探空出现的异常记录,分析得出在常规探测中探空仪信号突失、丢球、气球下沉或超升速等异常情况时,可及时运用L波段秒数据来判断温压湿3要素及测风数据的正确性,通过秒数据找出原因,进一步选取删除飞点、重新追踪目标、做部分资料缺测或重放球等处理方法;丢球时立即查询该次丢球前和前一时次该时间段的秒数据资料,迅速锁定目标,准确抓球,杜绝补放和重放球;遇气球下沉或升速异常时,查看下沉前后温压湿3要素秒数据,准确确定记录下沉段,并按L波段（1型）高空气象探测系统业务操作手册要求,在L波段（1型）高空气象探测系统处理软件中做删除下沉记录处理。     

鄂西北一次超级单体风暴的多普勒天气雷达观测分析

利用十堰多普勒天气雷达资料和高空地面观测资料对2013年5月23日凌晨发生在十堰地区的强超级单体风暴过程进行了详细的分析。干暖盖、强垂直风切变、高空辐散、低空辐合特征为超级单体的形成提供了良好的环境场;喇叭口地形、地形抬高冷池出流和雷暴出流与低层暖湿气流产生的扰动是超级单体爆发性增强的关键原因;多普勒天气雷达观测表现为典型钩状回波、低层有界弱回波区和"穹隆"、中气旋、回波墙等超级单体特征;4D-VAR风场反演结果表明超级单体内,上升气流从前端低层进入,然后倾斜上升,至高层后随高空风向外流出,下沉气流从云后中低层流出,这是成熟的超级单体所具有的典型流场结构;中层干冷气流夹卷使得雷暴群整体更有组织性并具有更长的生命史,有利于强灾害性天气的产生。