华北秋季大暴雨的天气分析与数值模拟

利用常规资料和MM5模拟结果分析了2003年10月10—12日华北地区大暴雨物理成因。分析表明，高层稳定持续的经向环流是大暴雨产生的大环流背景。低空暖切变线和低空急流的直接影响，以及西南涡的加强和日本海高压的阻挡起了重要作用。强烈的上升运动、能量的积累和充沛的水汽输送是大暴雨发生的必要条件。对流层中下层偏南急流、低层的偏东气流和高空的西南急流提供了充足的水汽和能量输送。强涡度柱与强散度区、强上升运动与饱和气柱的互耦，是大暴雨产生的重要机制。强冷空气与强暖湿空气在切变线附近长时间对峙，使大降水持续。这些是形成这次华北地区秋季大暴雨的重要原因。     

2013年7月辽宁省降水异常物理机制研究

利用MICAPS常规资料和NCEP再分析资料,对2013年7月辽宁省降水异常物理机制进行了研究。结果表明:2013年7月辽宁省降水偏多发生在异常环流背景下,乌拉尔山高压脊和贝加尔湖低压槽强度大于常年,冷空气偏强且路径偏南;东亚40°—50°N处在纬向强锋区中,有利于气旋生成发展;副热带高压脊线比常年偏北2个纬度,西北侧暖湿气流活跃。7月中高纬地区有3次明显冷空气向南侵入至40°N,与中低纬北上至40°N及以北的暖湿气流交绥形成暴雨,影响系统分别为华北气旋、蒙古气旋冷锋和副热带高压西侧辐合线,不同影响系统暴雨过程的物理机制存在差异。3次暴雨过程中,华北气旋暴雨水汽供应最充沛,水汽源地不仅有西太平洋、南海、东海和黄海,还有孟加拉湾;暴雨区水汽主要由副热带高压外围西南或偏南气流向北输送,东海北部和黄海是水汽汇合及输送量最大的区域。高空急流受贝加尔湖低槽强度影响,不同影响系统高空急流演变和强度不同,低空急流分布与强度及高空辐散区、低空辐合区相对高、低空急流轴分布的位置也不同;高、低空急流耦合发展及高空辐散区、低空辐合区叠置产生的强垂直上升运动造成了水汽强烈辐合,其中华北气旋暴雨水汽辐合最强,水汽辐合层顶达850hPa,蒙古气旋冷锋和副热带高压西侧辐合线暴雨水汽辐合顶在900hPa附近及以下。热力分析表明,3次暴雨过程环境大气中层均有干冷空气侵入,增加了降水对流的不稳定性。     

2012年河套地区一次暴雨的天气过程分析

利用内蒙古高空、地面观测资料及自动气象站的逐小时降水监测资料,对2012年7月20—21日河套地区区域性暴雨天气过程进行分析,结果表明:本次暴雨天气过程是由贝加尔湖冷涡、低空切变线及副热带高压共同影响形成的;副热带高压的位置异常偏西偏北,其外围偏南气流为河套地区提供了充足的水汽输送;高空急流的加强东移为地面倒槽加强和维持提供了动力条件;副热带高压特征线与500h Pa槽线、低空切变线的位置关系与暴雨开始、结束时间的关系密切,而雨带的分布则与切变线及低空最大风速带之间关系密切。     

2009年5月9—10日山东大暴雨天气分析

利用常规气象观测分析资料和卫星、雷达资料,采取天气学诊断方法,从大尺度环流背景、降水天气影响系统、物理量场、急流等方面,初步分析了山东省2009年5月9-10日大暴雨天气的成因.结果表明:此次大暴雨是在稳定大尺度环流背景下、低层中尺度切变线在华北南部稳定少动造成的;大暴雨落区位于低空急流的左前方、高空急流轴的右后方、低空切变线以南、地面冷锋以北的交汇区;从南海到山东省中北部的水汽通道为这次大暴雨提供了充足的水汽来源;地面冷锋是这次大暴雨不稳定能量释放的触发机制;中尺度对流复合体(MCC)的自西向东移动是产生区域性大暴雨的直接原因.     

河北一次春季回流暴雨过程及其热力结构分析

利用常规观测资料和NCEP 1°×1°再分析资料,采用天气动力学诊断方法,对河北中南部春末一次回流暴雨的风场、水汽、热力条件进行了详细分析。结果表明:(1)此次大暴雨发生在地面冷锋后部、近地层超低空急流产生回流的稳定气团中,850—700 hPa低空西南急流和切变线是其主要影响系统。(2)随高空急流发展,急流中心右前方强辐合引起气流下沉,使低层高压加强、高压南部风速加大,导致山东、河北南部低空东北风加强而产生近地面层超低空东北风急流,与其上层偏南急流相遇在太行山东麓产生耦合形成回流,有利于在河北南部、山东等地形成暴雨中心。(3)强暴雨发生在西南水汽通道北侧边缘,暴雨区水汽主要为西南急流输送;强暴雨区位于水汽通量散度强辐合区与水汽通量散度强辐散区之间的水汽通量散度锋区中,低层风切变辐合对暴雨触发起到关键作用。     

2003年秋季华北地区一次区域性大暴雨分析

通过对2003年10月10～12日发生在华北地区的一场罕见大范围暴雨、区域性大暴雨天气的分析发现，生成于孟加拉湾的季风云团及其向东北方向扩展的西南季风云系与高空急流云系的结合为区域性大暴雨的形成打下了基础；高、低空急流的耦合及中、低空系统的上下叠加为大暴雨的形成创造了良好的动力场；多支低空急流的形成为大暴雨提供了有利的水汽条件。     

2011年7月上旬陕西两次暴雨过程对比分析

应用气象信息综合分析处理系统（MICPAS）站点降水资料、NCEP／NCARr×l。再分析资料,对2011年7月上旬先后发生在陕北和陕南的两次暴雨天气过程的大尺度环流特征进行对比分析,发现陕北暴雨过程形成先于陕南暴雨的成因在于：副高的活动对这两次暴雨过程有显著影响,陕北暴雨期间副高西伸明显,其外围偏南气流与冷空气交汇于陕西北部;而陕南暴雨期间,副高经历了先西伸北抬、后南退稳定的过程,冷暖空气主要交汇于陕西南部;两次过程中高低空急流的良好耦合为大暴雨的产生提供了动力条件,陕北暴雨期间850hPa低空急流走向偏径向,陕南暴雨期间低空急流走向偏纬向,位置稍偏南,两次过程的200hPa高空急流均为准水平走向,不同的是陕南暴雨期间高空急流较为南压;两次暴雨过程中均对应有明显的水汽输送大值带及能量聚集场,陕北暴雨时水汽通量到达较高纬度且强度较大,而陕南暴雨期间水汽输送维持时间较长。     

东北地区一次暴雨过程的落区分析

利用常规高空、地面观测资料和美国NCEP1°×1°的6 h再分析资料对2008年7月5日08时至6日08时发生在东北地区的暴雨过程进行诊断分析。结果表明：此次暴雨过程是蒙古高空槽和华北气旋共同作用下产生的,副热带高压西伸北抬后与东北高压脊叠加形成高压坝,水汽沿高压外围即渤海西岸向东北移动,华北气旋入渤海加强北上,是造成东北地区西部强降水的主要天气形势。风速大于等于16 m/s的低空西南急流的建立为暴雨的发生提供了动力和水汽条件。暴雨到大暴雨过程强降水中心的落区与比湿场的大值区、垂直速度场和涡度场的高值区有较好的对应关系。     

东北地区一次暴雨过程落区研究

利用中国常规高空、地面观测资料和美国NCEP 1°×1°的6 h再分析资料对2008年7月5日08时至6日08时发生在中国东北地区的暴雨过程进行诊断分析。结果表明:此次暴雨过程是蒙古高空槽和华北气旋共同作用下产生的,副热带高压西伸北抬后与东北高压脊叠加形成高压坝,水汽沿高压外围即渤海西岸向东北移动,华北气旋入渤海加强北上,是造成东北地区西部强降水的主要天气形势。风速大于等于16 m/s的低空西南急流的建立为暴雨的发生提供了动力和水汽条件。暴雨到大暴雨过程强降水中心的落区与比湿场的大值区、垂直速度场和涡度场的高值区有较好的对应关系。     

黄土高原一次突发性大暴雨过程的诊断分析

利用常规的天气图、卫星云图和物理量场资料对2003年7月30日发生在陕西府谷的突发性大暴雨天气进行了诊断分析,结果表明:暴雨前期副热带高压异常强大,控制了整个黄土高原;当西风带的弱冷空气与副热带高压西北侧的西南气流交汇时,触发对流产生;850 hPa偏东、偏南气流为大暴雨提供了充沛的水汽;200 hPa高空急流和700 hPa低空急流耦合产生的次级环流为大暴雨提供了持续强劲的上升运动;在卫星云图上表现为一中-α尺度对流云团。     

济南市"7·18"大暴雨成因的中尺度分析

利用常规观测资料、地面加密资料、卫星云图资料和雷达资料,对造成济南市"7·18"大暴雨过程的中尺度系统演变情况进行了分析。结果表明,高、低空急流耦合区内中尺度辐合线的形成和维持是造成此次大暴雨的直接原因;济南处于200hPa高空急流出口区的右侧、低空急流出口区的左侧位置正是暴雨、大暴雨产生的关键部位;在减弱的云团右后方不断有新的云团生成,从中-γ尺度发展到中-β尺度,水汽条件充足时发展成中-α尺度,是造成此次大暴雨的主要原因;大暴雨中心与云顶亮温TBB的最低值中心及强度有密切关系;在有利的大尺度背景条件下,带状回波移动的前方不断有新单体生成汇合到主体,使回波增强,降雨增幅,是造成强降水的原因之一。     

一次辽宁南部局地大暴雨中尺度系统分析

利用常规天气图资料和红外卫星云图、多普勒天气雷达、自动观测站等资料，对2003年8月22日辽宁南部局地大暴雨过程进行了分析。结果表明：前期11号台风倒槽与副热带高压后部之间的偏南急流携带了大量的能量和水汽北上，当低空和地面有中尺度系统生成并发展时。触发了局地大暴雨的发生。     

2009年7月8-9日泰安市暴雨成因分析

2009年7月8-9日发生在泰安的暴雨天气过程主要是在副高西进北抬、副高边缘西南暖湿气流与高空低槽东移南压相结合的大尺度环流下,由黄河北部的低层中尺度切变线和鲁中地区的小低涡以及低空西南急流共同作用造成的.低空西南急流为大暴雨的产生输送了充足的水汽,低涡加大了辐合上升运动和水汽辐合.850 hPa低空大气散度辐合中心正处于泰安,垂直速度强上升区也在鲁中地区,为暴雨产生提供了足够的动力条件,低层850 hPa假相当位温θse＞75 ℃的高能舌为这次暴雨提供了不稳定能量.     

浙江省大暴雨落区预报初步总结

本文主要根据预报员暴雨预报经验,从暴雨形成的几个主要成因:切变幅合、低空急流、水汽条件和地形作用等几个方面,分析我省近二十年来出现的八十六次大暴雨的个例,以出现低空急流为起报条件结合环流形势分为:低空西南风急流、低空东南风急流和低空无急流三大类,而我省大暴雨过程与低空急流有关的占83.7％。所以从注意低空急流的出现为起报条件,对预报我省大暴雨有一定启示作用,并在分析的基础上归纳出几种大暴雨落区预报模式,为我省大暴雨落区预报提供了一些分析依据。     

２００９年７月１６－１７日陕北大暴雨天气过程分析

利用常规观测资料和榆林多普勒雷达（CB）观测资料,分析2009年7月16—17日发生在陕北地区的大暴雨天气过程,结果表明：大暴雨发生时段,对应着低层偏东或东南气流风速增大后再减小的过程。当低层气流风速增大后再减小,中低层低空急流建立时出现强降水。暴雨区高空急流南侧强辐散形成的上升气流和中低空急流风速持续增加形成的上升气流的叠加耦合为大范围暴雨天气的产生创造了有利的上升运动条件。大暴雨出现在中尺度辐合线附近,中尺度辐合线为大暴雨的发生提供了充分的水汽和更多的不稳定能量,使水汽的上升和不稳定能量的释放集中在一个更小的区域,从而使得降水雨强比仅由高低空急流耦合形成的更大。上游西北气流侵入强迫抬升前方偏南暖湿气流促使中尺度辐合线产生,当高层西北气流侵入到低层海拔3 km以下,暴雨天气结束。     

2015年初夏辽宁降水异常偏少的大尺度环流特征

利用NCEP/NCAR逐日再分析资料和辽宁省逐日站点降水资料,分析了2015年初夏辽宁降水异常偏少的大尺度环流特征。结果表明:2015年初夏是1962年以来辽宁同期降水最少的年份。2015年初夏辽宁降水异常偏少的大尺度环流特征并不是共性,高空急流、西太副高的强度和位置以及是否有西南暖湿气流输送在6个典型少雨年里各有不同。大尺度环流系统的异常配置是导致2015年初夏辽宁降水严重偏少的主要原因,高空急流较气候平均偏南偏强,辽宁位于急流轴以北,高层辐合不利于上升运动发展;西太平洋副热带高压较气候平均偏东偏南,冷空气位置偏北,辽宁缺少冷暖空气交绥;低空急流较气候平均偏东偏南,辽宁缺少暖湿水汽输送及低层辐合上升运动。2015年初夏辽宁降水异常偏少与北太平洋海表面温度"东高西低"导致的大规模上升和下沉运动密切相关。     

高低空急流耦合对长江中游强暴雨形成的机理研究

对1998－07－22T08－14发生于武汉附近的一次强暴雨过程的分析发现，这次强暴雨发生于南方暖区与北方冷空气脱离的孤立系统中，副热带经圈环流上升支是暴雨发生的大尺度背景场，它的低空入流和高空出流对大尺度雨区的生成与维持具有重要作用。边界层南风急流、低空西风急流和高空西风急流上下的耦合作用理强暴雨发生的重要原因。925hPa上边界层偏南风急流是暴雨区所需水汽的最大提供者和暴雨区对流不稳定能量释放的触发者，850hPa上低空偏西风急流的主要作用是建立和维持了暴雨区中低空的对流不稳定，200hPa上中纬高空西风急流的主要作用是建立和维持了暴雨区高空的条件对称不稳定，三者上下耦合使得中低空对流上升运动得以向上发展和加强，从而产生强暴雨。     

一次辽宁南部局地大暴雨中尺度系统分析

利用常规天气图资料和红外卫星云图、多普勒天气雷达、自动观测站等资料,对2003年8月22日辽宁南部局地大暴雨过程进行了分析。结果表明:前期11号台风倒槽与副热带高压后部之间的偏南急流携带了大量的能量和水汽北上,当低空和地面有中尺度系统生成并发展时,触发了局地大暴雨的发生。     

吉林中部地区一次罕见大暴雨环流背景及触发机制探析

本文利用常规气象观测资料、EC、NCEP2．5°×2．5°的6h分析资料,着重从高层环流特征、水汽条件、热力层结条件、动力触发机制等方面对“7．20”吉林中部地区大暴雨天气过程进行综合分析,结果表明：“7．20”吉林省中部大暴雨的发生与低层冷式切变线移动和发展密切相关,且伴随着中尺度雨团的强烈发展,大暴雨主要产生在中尺度低空急流的左前方、低空冷式切变线右侧以及冷涡的东北象限;副高西侧的西南急流建立起从渤海、黄海到东北地区中部的水汽通道,为这次大暴雨的发生发展提供了暖湿空气和能量;低空急流扰动、中低层切变线长时间停滞、对流层高层强辐散形成的抽吸作用对此次大暴雨过程有明显的触发和增幅作用。     

长江流域一次大暴雨过程的低空急流形成和影响机制分析

利用WRF模式对2016年6月30日—7月6日长江流域的一次大暴雨天气过程中的低空急流进行数值模拟,在成功模拟低空急流基础上,分析此次急流过程中可能的影响机制;同时对地形高度进行敏感性试验,分析地形因素对此次低空急流可能的影响。(1)此次低空急流发生时,东侧为西太平洋副热带高压,西侧则为西南涡。这种“东高西低”的高低压配置为低空急流的形成与发展提供了有利的背景场。(2)高空急流和低空急流的耦合作用是低空急流发展的一个重要背景条件。(3)垂直方向高空动量不断下传为低空系统的发展提供了动力支持,是低空急流发生的一个重要条件。(4)逆温和垂直风切变之间的正反馈机制是低空急流形成与加强的因素之一。(5)山体在急流生成及发展过程中对气流有摩擦和阻挡作用,这种阻挡作用随着山体地形高度的增加而有所加强,同时山脉的走向会改变原始的风向,使得急流前端超前或滞后。青藏高原有强背风波效应,它的绕流和挤压作用会使得低空气流表现为狭长的带状,使动量更加聚集从而风速增加形成低空急流。