长江中下游一次非典型梅雨锋中尺度暴雨过程的分析研究

利用T10 6物理分析资料、地面与高空加密观测资料和TBB资料对 2 0 0 1年汛期一次非典型的梅雨锋中尺度暴雨过程进行天气学和动力学诊断分析 ,并与 1998年典型的梅雨锋中尺度暴雨过程作一些比较。首先分析了该次暴雨过程的大尺度背景场 ,发现与 1998年典型的梅雨锋形势不同的是 ,5 0 0hPa环流形势表现为贝加尔湖地区是阻塞高压 (阻高 ) ,南海季风涌形式不明显 ,南亚高压位置偏东南 ,高空辐散气流较弱。接着对该暴雨系统的结构进行诊断分析 ,揭示了该非典型梅雨锋中尺度暴雨系统的三维结构 ,包括各物理量如涡度、散度、假相当位温、水汽的通量以及湿位涡等的结构特征。分析表明 ,总体来说 ,该次暴雨过程的强度要比 1998年典型的梅雨锋暴雨要弱 ,相应的各物理量的三维结构与 1998年典型的梅雨锋中尺度暴雨系统的三维结构相比有明显差异。     

浙江沿海地区一次东风扰动暴雨的成因分析

2010年7月24－27日浙江沿海出现一次东风扰动大暴雨天气过程.利用NCEP 1°×1°客观分析资料对引发此次暴雨天气的环流背景、影响系统和热力动力条件进行诊断,并就沿海地形对暴雨的影响进行数值试验.结果表明:(1)浙江位于大陆高压和西太平洋副高之间的低值区,这种“鞍形场”形势为暴雨发生提供了有利背景条件,海上低涡登...     

"6.25"湖北省暴雨过程观测及AREM数值模拟资料分析

利用多种观测资料对2005年6月25-27日的湖北省暴雨到大暴雨过程分析后认为:河套低槽与副热带高压的对峙,使系统移速缓慢,造成中低层切变维持和急流的发展,激发中尺度系统产生加强,造成了这场强降水.利用AREM数值模拟资料对螺旋度、湿位涡进行了诊断,揭示了暴雨过程中螺旋度、湿位涡的演变分布特征,分析表明:暴雨的发展与螺旋度、湿位涡有较好的对应关系, 对于暴雨的预报和诊断具有指导意义.     

2011年“7.3”暴雨过程的卫星云图特征和湿位涡分析

2011年7月2-3日豫西北出现局地暴雨天气,降雨强度大、时段集中,具有明显的强对流暴雨持征,其中有2站达大暴雨。采用1°×1°NCEP再分析资料进行环流背景分析和物理量诊断,结果表明：这次暴雨是由高空低槽和中低空切变线直接影响所致,高湿不稳定区的稳定持续为雨区积累了大量不稳定能量,在冷空气入侵的激发下,不稳定能量释放产生强对流降水;低层气旋性环流的形成和气旋性弯曲的存在利于上升运动加强,水汽的输送和辐合作用配合强烈的上升运动使得强降水持续;高层干位涡向对流层低层扰动下传具有促使低层气旋性涡旋生成和加强的作用,位涡的传播特征与未来4-6h的雨势强弱对应较好。利用FY-2E卫星资料结合自动站逐小时降水量对暴雨中尺度特征进行分析,结果显示,这次暴雨过程中存在明显的中尺度云团自组织现象,强降水是组织、合并后的一个中α尺度对流云团内部两个中β尺度的强雨团直接造成的;Tbb〈221K的冷云覆盖区与暴雨落区相对应。     

低涡影响下的西北地区东部暴雨个例分析

利用常规气象观测资料、陕西区域自动站观测资料、多源融合逐小时0.05°×0.05°格点降水资料、 NCEP1°×1°再分析资料和卫星探测资料对2019年8月2—4日西北地区东部一次由低涡向东北方向移动引发的暴雨过程进行了诊断分析。结果表明：500 hPa中纬度低槽、副热带高压、低槽携带的弱冷空气及来自台风外围和副高外围的暖湿空气为此次暴雨过程提供了非常有利的条件;大气整层水汽通量及水汽通量散度在本次低涡暴雨预报中具有一定的意义,水汽通量的突增对应降水的增强,水汽通量大值中心叠加强水汽通量辐合区对应强降水落区;500 hPa正涡度平流使低涡移动发展,对暴雨的发展和移动有很好的指导意义,对流层低层温度平流对低涡移动路径方面有良好预报指示作用;对流层上层高位涡向下伸展,分裂的高值扰动可促使中低层气旋涡度发展,影响低涡加强,对流层中低层700 hPa附近上正下负的分布形态促进了不稳定能量的释放,有利于低涡暴雨的发生;暴雨期间卫星云图上表现为逗点型云带,与低涡系统对应良好。     

陕西一次远距离台风持续性暴雨的成因分析

利用MICAPS实况观测、卫星云图TBB、地面气象自动观测资料,对2010年7月16—18日陕西一次持续性暴雨天气过程进行诊断分析,结果表明:500 hPa大陆高压,副热带高压稳定维持使得两高之间低值系统稳定少动,宽广的低压底部不断有短波槽携带冷空气东移南下,与两高之间的低值区合并,Conson台风在登陆和减弱的过程中在南海及附近地区维持较长的时间,低层从台风东侧至陕西建立了温湿能通量的能量输送通道,把台风东侧的温湿能沿副热带高压外围偏南风向陕西输送,暴雨位于低层温湿能等值线密集处;条件性对称不稳定与对流不稳定是此次暴雨发展与维持的重要机制,高层湿位涡大值区向下伸展,对暴雨起到增幅的作用。暴雨产生在地面湿静力温度线密集区略偏向于高能中心一侧。     

“泰利”台风低压大暴雨过程冷空气与地形的作用

利用常规观测和地面加密资料、自动站资料、闪电定位资料、雷达资料以及NCEP再分析资料,对"泰利"台风低压引发的异常强暴雨事件中纬度冷空气的影响及地形的作用进行了分析.结果表明:在华西地区大陆高压与副热带高压形成对峙的背景条件下,中纬度冷空气从850 hPa以下低层不断侵入台风低压的北部,增强了其北侧的东北气流,它与来自东部海面上的东风气流在台风低压北部形成汇合;随着中纬度冷空气主体进入江淮地区,台风低压的正压结构缓慢向东暖西冷的斜压结构转换,总能量的水平分布也由螺旋型涡旋逐渐演变为NE-SW向的椭圆型结构,斜压能量的补充有利于台风低压长时间维持;湿位涡正压项的分析表明,随着台风低压进入消亡期,其上空大气变为对流不稳定.行星边界层能量锋区的加强,触发了β中尺度对流系统,导致在台风低压消亡时出现强雷暴天气;强降水主要分布在大别山东麓和九岭山脉迎风坡上,地形对偏东气流的抬升作用有利于暴雨的增幅.     

“莫兰蒂”台风（1010）暴雨成因分析

2010年第10号微型台风＂莫兰蒂＂登陆后在福建和浙江引发暴雨天气,本文利用NCEP再分析资料从天气形势、动力、热力等特征物理量对暴雨产生的机理进行了分析,结果表明：（1）按影响系统划分,福建暴雨是由台风环流本身引发的,浙江暴雨则是由台风残留低压和弱冷空气共同作用所造成。（2）台风登陆前夕强度增强及登陆后福建境内强度减...     

台风狮子山与中纬度系统相互作用所致暴雨成因分析

使用常规观测资料和NCEP FNL的1.0°×1.0°气象再分析资料,对2016年第10号(简称1610号)台风"狮子山"北上与中纬度系统相互作用在中国东北地区引发暴雨过程进行追踪和诊断分析,探究此次暴雨天气发生、发展的动力学、热力学和不稳定机制。分析结果表明:东北地区的强降水先后由西风带低涡和台风"狮子山"2个系统活动造成。在2个气旋逐渐接近过程中,台风东北侧的东南急流把海上的热量和水汽向低涡环流输送,在倒槽切变处辐合抬升,产生暴雨。大暴雨区位于倾斜锋区附近,对流稳定,中层存在湿对称不稳定,有利于加强降水强度。东北地区东部处于高空急流核右后方和低空急流核前方,高、低空急流耦合的区域,使高层强辐散和低层强辐合叠置,加强了暴雨区的上升运动,从而加强了降水强度。地形对暴雨有增幅作用。     

凉山州一次切变线暴雨特征及湿位涡分析

利用NCEP1°×1°6h再分析资料、卫星云图及常规观测资料,对2020年6月29～30日凉山州一次切变线暴雨天气过程进行分析。结果表明：高原槽及低层切变线是此次暴雨的主要影响系统,南亚高压的高层辐散,有利于暴雨的触发和维持。明显的水汽输送及辐合、高能高湿的不稳定层结及强烈的垂直上升运动为暴雨提供了有利的条件。对流层高层MPV1>0且中低层MPV1<0、中低层MPV1>0且MPV2<0的配置有利于暴雨的发生。三个中尺度对流云团发展合并形成的MCC是此次暴雨的直接触发系统,强降雨常出现在TBB低值区及梯度大值区。     

河南夏季高温气候特征及500 hPa环流型

对河南省40个代表站1961～2005年45年夏季大于等于35℃高温日数进行经验正交函数(EOF)展开分析。方差累积贡献率和空间分布特征显示,前3个典型场基本能反映河南夏季高温日数分布的主要特征,前3个模态的累积方差贡献率达85%,据此得出河南夏季大于等于35℃高温日数的时空分布类型:全省一致型、西北—东南差异型和西南—东北差异型。第1模态对应的时间系数序列的变化幅度最大,第2模态对应的时间系数序列的变化幅度比前一个时间序列要小,第1模态的时间系数演变显示,河南夏季高温日数平均呈减少的趋势,且存在2～4年、8～14年的周期变化,目前河南夏季高温日数正处于偏多的时段。应用逐日20:00500hPa ECMWF北半球格点资料,对1991～2005年15年河南典型的大面积持续高温下的环流形势进行普查、分类,分别求各种类型下的环流平均场,从而得到河南省高温的两种环流型,即贝加尔湖高压型和副热带高压型。     

强对流系统中对流云合并的观测分析

用雷达等观测资料以及LAPS(Local Analysis and Prediction System)中尺度再分析场资料,对2009年6月14日在河南、安徽等地引发冰雹大风天气的两个强对流系统的形成演变过程中的对流云合并现象进行观测分析.研究表明,不论是单体间的合并还是对流系统间的合并,合并后单体或对流系统都有显著的...     

Rainwater Chemistry and Wet Deposition over the Wet Savanna Ecosystem of Lamto (Côte d'Ivoire)

From the IGAC-DEBITS Africa network (IDAF), data sets on precipitation chemistry collected from the ‘wet savanna ecosystem’ site of Lamto (Côte d'Ivoire), are analyzed (1995–2002). Inorganic (Ca^{2 +}, Mg^{2 +}, Na⁺, K⁺, NH₄ ⁺, Cl^?, SO₄ ^{2 ?}, NO₃ ^?) and organic (HCOO^?, CH₃COO^?) ions content were determined using Ion Chromatography. The analyzed 631 rainfall events represent 8420.9 mm of rainfall from a 9631.1 mm total. The precipitation chemistry at Lamto is influenced by four main sources: natural biogenic emissions from savanna soils (NO _x and NH₃), biomass burning (savanna and domestic fires), terrigeneous particles emissions from dry savanna soils, and marine compounds embedded in the summer monsoon. The inter-annual variability of the weighted volume mean concentration of chemical species linked with wet deposition fluctuates by ～ 20% over the period. Ammonium concentration is found to be the highest (17.6 μ eq.l^{? 1}) from all IDAF sites belonging to the West Africa ecosystems. Ammonia sources are from domestic animals, fertilizers and biomass burning. In spite of the high potential acidity of 30.5 μ eq.l^{? 1} from NO₃ ^?, SO₄ ^{2 ?}, HCOO^? and CH₃COO^?, a relatively weak acidity is measured: 6.9 μ eq.l^{? 1}. The 40% acid neutralization is explained by the acid gas – alkaline soil particles interaction. The remaining neutralization is from inclusion of gaseous ammonia. When results from Lamto, are compared with those from Banizoumbou (dry savanna) and Zoetele (equatorial forest), a regional view for wet tropospheric chemistry processes is obtained. The high concentration of the particulate phase in precipitation emphasizes the importance of multiphases processes between gases and particles in the atmospheric chemistry of the West Africa ecosystems. For example, the nss Ca^{2 +} precipitation content, main indicator of terrigeneous particles, goes from 30.8 μ eq.l^{? 1} in dry savanna to 9.2 μ eq.l^{? 1} at Lamto and 8.9 μ eq.l^{? 1} in the Cameroon forest. A similar gradient is obtained for rainfall mineral particles precipitation content with contribution of 80% in dry savanna, 40% in wet savanna, and 20% in the equatorial forest.     

2007年12月29日黑龙江省暴雪诊断分析

本文使用常规观测资料、卫星云图及NCEP再分析资料对2007年12月28～30日发生在黑龙江省东部的大一暴雪天气进行了诊断分析。此次降雪天气发生在低涡暖湿切变北抬的过程中,降雪过程伴有高低空急流,高空急流的东向伸展促进了低涡的发展,低空急流形成为降雪输送了暖湿空气。水汽图像的特征可以表征大尺度环流特点及高空急流的发展演变,高空急流与边界及暗区相对应。物理量场上,大一暴雪落区发生在暖湿舌与冷空气侵入的西边界上。     

非地转湿Q矢量在台风暴雨预报中的应用试验

利用NCEP/NCAR全球格点资料和TRMM卫星资料,采用改进后的非地转湿Q矢量,对0908号台风＂莫拉克＂引起的台湾南部特大暴雨过程进行预报应用试验。试验结果表明：（1）850 hPa高度层的非地转湿Q矢量散度及水汽通量散度分布可以预报未来24 h暴雨的落区及其雨带的分布,暴雨发生在Q矢量散度梯度大值区靠近辐合区域,同时该区域要有水汽辐合中心,雨带分布与该梯度大值区分布基本一致。（2）Q矢量辐合区的倾斜式发展很好地描述了暴雨中心强对流系统垂直结构,强对流系统发展旺盛期出现在暴雨发生前的18 h,具有一定预报意义。（3）台风暴雨发生在次级环流的上升支附近,最强次级环流上升支出现在暴雨发生时期;次级环流中的上升气流从低层到高层的倾斜方向较好地描述了雨带的移动,次级环流的调整比雨带移动提前了24 h,具有较好的预报应用价值。     

非地转湿Q矢量在台风暴雨预报中的应用试验

利用NCEP/NCAR全球格点资料和TRMM卫星资料,采用改进后的非地转湿Q矢量,对0908号台风“莫拉克”引起的台湾南部特大暴雨过程进行预报应用试验.试验结果表明:(1) 850hPa高度层的非地转湿Q矢量散度及水汽通量散度分布可以预报未来24 h暴雨的落区及其雨带的分布,暴雨发生在Q矢量散度梯度大值区靠近辐合区域,...     

利用BERNESE 5.0解算地基GPS天顶湿延迟

地基GPS技术已被公认为观测大气水汽的最具潜力手段,而天顶湿延迟（ZWD）是地基GPS解算高精度水汽的关键量。瑞士伯尔尼大学天文研究所开发的BERNESE软件在解算天顶湿延迟方面独树一帜。以香港地基GPS连续运行参考站数据为解算实例,详细介绍了BERNESE软件解算ZWD的基本步骤和相关设置,并对有气象观测文件、数据跨天、跨周和定点解算ZWD情况的特殊设置进行了研究,结果表明BERNESE软件完全胜任ZWD解算工作。     

改进的湿Q矢量分析方法及梅雨锋暴雨形成机制

利用实测暴雨资料,结合改进的MM4(MMM4)模式模拟输出的加密资料,分别利用改进的湿Q矢量(记为Q*)及改进的湿Q矢量分解(Partitioning),诊断分析了1991年7月5日20:00~6日20:00一次典型的江淮梅雨锋暴雨过程。结果表明,600hPaQ*矢量散度辐合区对同时刻地面降水的强度、落区及不均匀性有很好的指示作用。在整个梅雨锋暴雨过程中,Q*矢量散度辐散、辐合在垂直方向上是相间分布的,它所激发的次级环流可能是诱发梅雨锋暴雨产生的重要因素。进一步研究表明,改进的湿Q矢量分解比“总”Q*矢量更具有诊断意义,可将梅雨锋暴雨的垂直运动场进行有意义的尺度分离,更有利于梅雨锋暴雨的潜在物理机制的评估。在梅雨锋暴雨的不同阶段,对于垂直运动场而言,不同尺度的Q*矢量散度辐合场的强迫作用不同,有主、次之分。基于上述诊断分析结果,本文进而提出梅雨锋暴雨形成的可能物理机制,并给出其概念模式:由于初始大气中大尺度的水汽及垂直运动场的空间分布不均匀,从而造成了大尺度Q*矢量散度辐合,激发出次级环流,进而引发了中尺度Q*矢量散度辐合场的产生,最终产生次级环流,直接导致梅雨锋暴雨的发生。     

一次大暴雨过程的湿Q矢量比较分析

结合2005年7月18～19口出现在青藏高原东侧的一次大暴雨天气过程,对改进前（Q^＊）后（Q^q）两种非地转湿Q矢量的散度和锋生函数进行了比较诊断分析。结果表明：①改进后的掣矢量散度辐合场在位置、强度及走向上对暴雨区的反映都较改进前的Q^＊矢量更为准确。低层大气强迫为产生暴雨区上升运动的主要强迫作用,在不稳定的层结下使大气加速上升而产生强对流。②包含了所有非绝热效应的湿Q矢量锋生函数对暴雨中心和雨区走向的反映更准确,锋生作用更强。当出现一定程度降水后,由于大量不稳定能量的释放,锋消作用明显。     

广西重大低温雨雪冰冻过程500 hPa信号场异常特征分析

利用500 hPa高度和温度信号场合成图的检验方法,分析了排名前40次广西重大低温雨雪冰冻过程的环流异常特征,研究结果表明:(1)利用冷湿指数定义这种方法选取过程具备对广西重大低温雨雪冰冻的影响程度进行评估的功能。(2)40个个例绝大部分过程500 hPa高度和温度信号场都有强的面积和强信号反应,正异常的表现更为突出。正异常一般表现的是高度场上的正值系统,也就是脊区,冬季高纬脊区发展通常配合冷平流的加强,冷空气堆积是广西持续低温雨雪冰冻过程出现的关键。(3)通过分析500 hPa高度信号场发现:乌拉尔山脊及前侧的横槽,贝加尔湖脊及前侧的东北横槽,及我国西北新疆一带不断分裂的小槽是广西产生低温雨雪冰冻天气的关键区域和关键因子。