近10 a中亚低涡背景下新疆短时强降水环境场分析

为更好地把握中亚低涡造成新疆短时强降水天气过程的机理特征,为新疆短时强降水预报预警提供参考和依据,利用FNL资料、探空资料等,运用天气学原理、动力诊断分析方法等,研究了中亚低涡系统不同部位发生的三类短时强降水的环境场特征及环流配置。结论表明：（1）短时强降水发生在500 hPa中亚低涡前部西南气流下为最多。（2） A指数在新疆地区短时强降水降水预报中意义不大。（3）中亚低涡背景下新疆短时强降水天气的配置一般属于高空冷平流强迫类。（4）三类短时强降水形势配置的共性：在低涡背景下,对流层中高层都有显著气流存在,低空有切变线存在,近地面往往有辐合线,700 hPa左右往往有湿舌。异性：第I类短时强降水湿度条件较好,第Ⅱ类短时强降水高低空温差较大,第Ⅲ类短时强降水垂直风切变较强。     

云南地区强降水物理量场特征分析

对云南省2015～2016年的32个强降水过程进行研究,采用强降水发生时的T-logp数据进行分析,根据温湿廓线的两种分类,讨论各物理量场相关阈值的特征。结果表明:云南地区强降水天气的物理量阈值有特定的分布规律,以热力不稳定、湿度、零度层高度的特征值作为预报指标,可以有效提高强降水预报准确率。     

甘肃一次副高内部极端强降水可预报性思考

传统认为副高内部下沉运动，抑制对流运动的发生，但是甘肃河东隔几年就会出现一次副高内部的强降水过程，而全球业务模式对此类强降水预报能力较弱，导致副高内部的强降水天气预报难度很大。利用多种常规和非常规观测资料，对2016年8月22日甘肃副高内部的一次极端强降水过程进行分析，以期发现一些可用预报指标，结果表明：青藏高压东北部辐散区和近地面层的中尺度辐合线的叠置，有利于形成强烈的上升运动，是强降水发生的天气背景条件。环境场极高的水汽含量，异常厚的暖云层，和小的垂直风切变有利于形成极大的降水效率，是强降水的增强条件。通过对各种中尺度观测资料的分析，发现一些对强降水预报预警有指示作用的因子：（1） 对流云团冷云盖中心区域运动前方逐时云顶亮温（TBB）梯度最大处对应地面降水最强降水。（2） 闪电总次数峰值后1~2 h，且闪电带变的很有组织时，对应地面最强降水时段。（3） 造成强降水的对流单体的雷达回波表现出低质心暖云降水的特征。（4） 在组合反射率（CR）、垂直液态水含量（VIL）最大值出现后30~40 min，最强雨强出现。     

2008年一次混合性强降水过程的雷达产品特征分析

通过对2008年5月28~29日文山北部地区一次混合性强降水过程的雷达产品、乡镇自动站雨量资料的分析发现:此次混合性强降水过程具有降雨时段集中,具有明显的阵性;强降雨范围小,雨量分布较为集中;降雨强度大等明显的中小尺度特征。对应的速度常上有明显的大风区、逆风区、中尺度辐合带和辐合系统存在。PUP降水产品中1小时、3小时降雨量产品在监测短时强降水天气过程中的可信度较高,在短时临近预报中对监测预警强降水的发生具有重要参考价值。     

一次切变型区域短时强降水过程的特征分析

利用闪电、卫星和雷达等多种观测资料对2015年7月22日20∶00至23日20∶00云南的一次切变型区域短时强降水过程进行了成因分析。结果表明:700 hPa切变线和地面辐合线是此次过程的关键影响系统,切变线为短时强降水的发生发展提供了中低层水汽辐合及对流抬升运动的维持机制,地面辐合线则为低层对流发展提供了触发机制;短时强降水主要出现在云顶亮温小于-60℃的区域及亮温梯度的大值区;地闪数量开始增加的时间要早于短时强降水发生的时间;当积云回波中反射率因子达到45 dBz以上并具明显低质心特征,且径向速度图上有明显的中尺度辐合配合时,在相同区域出现短时强降水的可能性较大。     

2012年7月下旬河套地区4次切变暴雨的对比分析

应用日常预报业务中可以方便使用的常规观测资料、数值预报产品、卫星云图、加密自动站观测资料以及雷达资料等,从环流背景、流型配置、物理机制等方面对比分析了河套地区4次暴雨过程,旨在提高对暴雨的短期预报预测能力及短时强降水的临近预警能力。分析发现：（1）副热带高压西侧的偏南气流以及来自孟加拉湾的暖湿偏南气流在35°—40°N与来自高纬度的干冷的偏北气流多次交汇,水汽在该带中明显辐合,为河套地区持续性暴雨发生发展提供源源不断的水汽,提供水汽辐合上升动力条件;（2）暴雨落区与低层的显著流线出口区或急流出口区的位置、切变线的位置密切相关,暴雨一般落在高空急流的右侧、低空急流的左侧;（3）暴雨天气出现前一般会出现500 hPa以下θ随高度的增加而减少的特征;（4）暴雨天气出现前一般都会出现风随高度顺转的特征;（5）暴雨过程中地面辐合线起到动力抬升作用,触发中小尺度系统的生成和发展;（6）抬升凝结高度和自由对流高度都比较低,利于水汽凝结,而平衡高度较高,利于能量的积累,对于对流天气的预报有较好的指示意义。     

干旱区一次锋面过境短时暴雨中尺度系统分析

利用加密自动站、卫星云图及雷达图像等资料,对2010年6月7日白天到夜间宁夏中北部地区出现的短时暴雨天气成因及中尺度系统演变进行分析。结果表明,此次短时暴雨是在“东高西低”稳定的环流形势和锋面过境背景下,500 hPa西风槽,700 hPa切变线、低涡、低空急流,850 hPa切变线,地面冷锋等主要影响系统相互配合、共同作用下发生的;大降水落区位于低空急流左侧与切变线尾部的辐合区,这可作为宁夏中尺度暴雨天气系统的一种典型特征;逆风区的出现和S型风场、锋面过境雷达图像特征是此次强降水典型的雷达回波特征,逆风区分布与中尺度系统走向基本一致。     

陇东短时强降水与冰雹天气对比分析及预报方法研究

利用2008-2014年短时强降水和冰雹资料建成样本,通过对强对流天气诊断分析,建立了陇东地区强对流天气概念模型,归纳了两种强对流天气的物理量阈值,并对阈值进行了检验。结果表明:切变线是产生陇东地区短时强降水和冰雹的主要低层影响系统,低层700 h Pa有切变线产生短时强降水的个例比产生冰雹的个例多;物理量参数如△T_(700-500)、0℃、-20℃高度层、大气可降水量、700 h Pa比湿、K指数、θse500、θse700、0~6 km垂直风切变在冰雹与短时强降水天气中存在明显差异,可较好的区分两种强对流天气;其阈值指标对陇东地区的强对流天气有较好的预报效果。     

非地转湿Q矢量在川北大暴雨过程分析中的应用

利用常规高空和地面实测资料,对2005-07-18-19出现在四川盆地北部的区域性大暴雨天气过程的环流特征进行了分析;运用非地转湿Q矢量理论进行了动力诊断分析.结果表明,在副高阻挡的形势下,高低空切变线、地面冷锋和偏南低空急流的共同作用造成了此次暴雨天气过程;暴雨区位于湿Q矢量次级环流上升区附近,在其东西方向和南北方向上存在明显的次级环流圈;700 hPa湿Q矢量散度负值中心附近及其西部和北部之间的辐合区是强降水出现的区域,随着暴雨系统的发展,其散度辐合区与雨区对应得越好.     

甘肃短时强降水天气若干环境参数特征分析

利用甘肃省2005-2013年81个气象站逐时降水量、2012-2013年全省区域站雨量及部分探空资料,分析甘肃省短时强降水天气地域分布及环境参数特征,结果表明∶(1)甘肃省短时强降水天气全省均有出现,但主要出现在河东地区,以庆阳北部和陇南居多。(2)合成T-Log P图上各站低层有暖平流、高层有冷平流;平凉(20∶00)、武都(08∶00、20∶00)温湿曲线呈明显"漏斗"状。(3)短时强降水出现时,K指数、SI指数、CAPE、CIN、各特殊层的高度、静力稳定度及各层的温度露点差在不同区域均表现出不同的特征。上述结果为短时强降水的短时或短期潜势预报可提供参考。     

“8.12”甘肃大暴雨特征分析

 2010年8月10～13日,甘肃省河东出现了中到大雨,局地暴雨或大暴雨,是舟曲山洪地质灾害气象应急响应开始后迎来的第一场区域性暴雨过程,对前方救灾抢险工作造成严重威胁。利用实况观测资料和NCEP再分析资料对大暴雨过程的天气特征、水汽条件、动力条件、不稳定条件等进行综合分析,并总结了暴雨过程的中尺度云团特征及雷达回波特征。结果表明：此次暴雨过程持续时间较长,但大暴雨出现时段集中,雨强大,危害性强。副高强盛,北部冷空气分裂南下,青藏高原切变线活动频繁,是本次暴雨过程的主要环流特征。500 hPa锋区和700 hPa低涡切变线是造成暴雨天气的直接影响系统。低层正涡度区、水汽辐合、上升运动、正螺旋度中心以及层结不稳定等因素为暴雨产生创造了热力、动力和能量条件。此次暴雨的触发机制是低层中尺度切变线的发展和维持、偏南暖湿气流的增强,以及低层辐合高层辐散的大气上下层抽吸作用。多个中β尺度对流云团沿700 hPa切变南侧发展东移,表明本次大暴雨过程中存在明显中小尺度系统,其中低层气旋式辐合、高层辐散流场的配置是降雨范围及强度增大的重要原因。     

滇西北高原一次暴雨过程诊断分析

利用常规资料、自动站降水资料和卫星云图资料分析了2014云南省丽江市首场区域性暴雨过程。结果表明此次过程是高空槽东移引导弱冷空气南下,同时受500 h Pa两高辐合区和700 h Pa切变线共同影响所致;孟加拉湾水汽为此次暴雨过程的主要水汽来源,同时强水汽辐合中心的存在和移动过程经过丽江是此次区域性暴雨形成的主要特征;强降水时段低层辐合高层辐散且有强烈的斜压上升运动;中尺度对流云团的合并及加强,TBB值小于220 K是此次强降水的一个特征。     

甘肃河西中部地区“87.6”罕见暴雨成因分析

对１９８７年６月１０日２０时至１２日０２时发生在甘肃省河西走廊中部荒漠戈壁地区罕见暴雨天气过程的大尺度环流形势和天气系统的分析表明，南支低槽发展东移，与之对应的地面冷锋侵入柴达木低涡，两者相互作用，共同发展东移，加之河西走廊低空东风气流的形成并输送大量的水汽和不稳定能量，是造成河西大范围普降大－暴雨的主要天气尺度系统；而锋面移入，触发不稳定能量释放，导致中尺度强对流系统发展，是直接造成金昌市罕见局地大暴雨的中尺度系统。     

宁夏一次春季突发寒潮极值暴雪过程的等熵位涡分析

利用常规观测、地面加密站逐时观测和欧洲中期数值预报中心0.125 °×0.125 °逐6 h再分析资料，从天气系统演变、冷空气路径、灾害性天气预报指标等方面，利用315K等熵位涡对2016年4月2～3日宁夏突发寒潮极值暴雪过程进行了诊断分析。结果表明：（1）此次过程属于高空小槽东移合并型，地面有冷高压分裂且主体快速南下，并有锋面相配合，导致强冷空气入侵和锋后降雪。（2）前期环流形势稳定，后期天气系统突变，常规气象资料难以预报，315K等熵位涡图可作为短时、局地的春季寒潮降雪过程的有效分析和预报工具。（3）等熵位涡清楚地示踪冷空气的来源和传播路径：咸海区域对流层顶冷空气东移南扩与青藏高原对流层中层冷空气合并加强，且新地岛平流层下部的冷空气在前期缓慢东移后，自贝加尔湖加速南下对其补充引发寒潮。（4）等熵位涡异常大值可定量、清晰地表述关键影响系统西风带小槽的演变，具有更好的指示意义。（5）等熵位涡高值区随时间变化与寒潮演变一致，可提前6 h指示冷空气活动，且等熵位涡大于1.0 PVU区域与寒潮及降雪落区一致，大于0.8 PVU区域与强降温区域一致，可作为精细定量预报的重要指标。     

云南滑坡泥石流灾害的气象成因与监测

根据云南滑坡泥石流灾害资料，分析了其形成环境与分布特征，给出了典型降水滑坡泥石流灾害事件，研究了滑坡泥石流灾害与气象环境的关系。云南滑坡泥石流灾害主要出现在盛夏7～8月，主要影响天气系统有切变线、冷锋、西风槽、西南涡、孟加拉湾风暴、南海西行台风和两高辐合区。诱发滑坡泥石流灾害的前期降水类型有3种，即暴雨型，中～大雨型和连阴雨型。得出了云南滑坡泥石流发生的区域临界雨量指标，提出了滑坡泥石流灾害的气象监测预警方法。     

中国西北地区东部短时强降水时空特征

基于中国西北地区东部136个气象站2001-2011年每6 h地面降水常规观测资料、1 674个自动站2009-2011年逐时降水资料,运用气候统计、线性趋势、归一化、分区域统计以及降水集中度（PCD）和集中期（PCP）分析等方法,研究了西北地区东部短时强降水的时空分布和气候特征。结果表明：该地区短时强降水日数年际变化不大,但区域性的短时强降水过程呈明显增加趋势;短时强降水主要发生在7月上旬至8月下旬,且具有明显的日变化特征;短时强降水总频次的空间分布与地势分布比较一致,高频高值区多位于夏半年环流盛行西南气流的迎风坡附近;在空间上PCD由东南向西北越来越集中,PCP自东向西逐步推迟。     

春季西风急流异常对甘肃极端天气的影响

采用1970-2011年春季甘肃42 a的气象观测资料、MICAPS常规资料,按照春季发生的各类别灾害性天气标准,分析研究了干旱、大风、强沙尘暴（黑风）、强寒潮等天气过程与西风急流振荡之间的关系。结果表明:①西风急流轴、核的振荡强度与范围,与甘肃春季极端天气的发生发展有直接的关联性,尤其是西风急流在欧亚范围内稳定,且向高纬度65°N地区发展时,易造成甘肃河西及河东大部分地方持续性的干旱。②西风急流带南下发展到巴尔喀什湖附近,转折为“L” 型流场,并向东南方向发展时,其中短波分裂急流轴、核直入甘肃,易造成春季的强寒潮等极端天气事件。③只要有较强的高空急流带引导,近地面强风场中就有急流发展,大风、强沙尘暴、寒潮等极端天气就会袭击甘肃。