皖北地区一次强对流天气过程的综合分析

利用常规和加密观测资料、NCEP/NCAR再分析资料以及多普勒雷达资料,对2007年8月2日安徽北部地区发生的一次强对流天气过程进行综合分析.结果表明:中低空切变线是此次强对流天气的触发系统,地面湿度突变线对飑线的生成及发展具有指示意义.低层850hPa低涡较强的辐合,与位于高空大风速带入口区右侧的强辐散的耦合作用,导致强对流天气发生区上空生成次级反环流圈.该反环流圈从北(南)方携带干冷(暖湿)气流下沉(上升),两者交汇进而引发强对流天气的发生.在雷达回波上,飑线生成前期,少数单体不连续地排列成线,但并未连通;飑线生成后,带状特征清晰,并且反射率因子大,多处呈现三体钉状散射体;速度回波上有成熟阶段的速度模糊现象以及消亡阶段出现的逆风区.雹暴的回波具有明显的V型缺口以及速度场上风速的辐合,当逼近雷达测站时,测站上空速度场上出现了牛眼结构.     

浙中金华地区“2013.3.20”春季雷暴天气过程研究分析

为了探索春季强对流发生发展的机制,利用常规观测资料、MICAPS资料以及新一代多普勒天气雷达资料,采用天气学诊断方法,对2013年3月20日凌晨发生在浙中金华地区的一次大范围的强雷暴天气过程进行分析。结果表明:(1)高空槽和地面倒槽是此次强对流天气过程的主要影响系统;(2)高空三层为一致的西南急流,水汽输送强;(3)中低层急流附近存在强的垂直上升运动中心且几乎重合,500hPa到地面存在强的垂直风切变,动力条件好;(4)中低层深厚的暖平流与高层弱冷平流相互作用形成了上干冷、下暖湿的不稳定层结;(5)中层冷空气渗透,促使强对流进一步发展,风暴发展为中-β尺度飑线系统,但前沿无阵风锋产生;(6)飑线南段的超级单体风暴发展为非超级单体强风暴,在雷达图上表现为"弓形"回波,其顶点经过武义站时造成27.4m/s(10级)的瞬时大风;(7)VIL高值维持时间较短,不利于冰雹出现。     

基于Web GIS的广西雷电实时监测系统

以Web GIS技术为依托,将基础地理信息数据与闪电定位数据、雷达回波图相结合,建立了具有存储、应用、开发、分析及各种图形处理的INTERNET雷电定位实时监测系统,实现对闪电定位数据、雷达回波图的网络发布.系统可以对雷电天气发生发展进行实时监测、定位、跟踪并确定强雷电天气的落区,为各级气象台站预报员准确分析、判断、预报雷雨系统的移动及强度变化提供了较科学、直观的分析工具.     

西藏高原短临天气预报预警系统构建研究

参考气象信息综合分析处理系统和卫星广域网灾害天气短时临近预报预警系统的界面操作特征,利用现有卫星遥感资料、自动站资料、闪电定位资料、探空资料和常规气象要素资料等观测资料,以及已研制的有关西藏高原的降水预报预警模型、物理统计诊断模型和三维云模式预报模型等,同时考虑西藏高原地区雷达资料应用的地理障碍,设计构建了西藏高原短临天气预报预警系统。通过可视化简单编程指令代码语言环境实现了能集成气象信息综合分析处理系统的信息分析功能、适合西藏高原的短临天气预报预警的实用系统。     

多普勒天气雷达二维理想均匀风场的数值模拟

对风场结构和信息的探测始终是气象科学的重要研究方向。多普勒天气雷达是研究大气边界层风场的有力手段,有效地利用其径向速度资料分析和推断真实的风场结构,能够大大提高中小尺度天气系统预报的准确度。基于单多普勒天气雷达探测风场反演技术,用Matlab实现二维理想均匀风场的多普勒天气雷达径向速度图模拟。考虑到雷达系统的工作波长和脉冲重复频率的差异可能导致观测结果产生速度模糊的问题,以风向风速各自随高度变化与否以及如何变化的4种风场情况,分别给出了S、C、X波段的多普勒天气雷达径向速度模拟图,并且设计了相应的GUI界面。通过分析模拟的径向速度平面位置显示图,帮助反演真实的风场信息。     

2012年8月19～21日西藏持续性强降水的中尺度分析

对2012年8月19～21日西藏持续性强降水天气过程的成因进行分析。利用加密地面观测资料、FY一2C卫星TBB资料、常规观测资料和NCEP 1°×1°再分析资料,对2012年8月19--21日西藏持续性强降水天气过程进行诊断和中尺度特征分析。此次强降水天气过程是在稳定的径向型环流背景下产生的,巴尔喀什湖附近东移南下的短波槽和500hPa低涡切变是造成此次降水过程的主要影响系统,西太平洋副热带高压边缘的西南暖湿气流为降水过程提供r有利的水汽条件;β中尺度对流云团的先后影响,为强对流发展提供了必要的热力、动力条件;而中层冷空气的侵入和强的垂直风切变加剧了大气层结的不稳定,为降水天气提供了有利的条件。该研究为西藏夏季降水的相关预报预测提供科学依据。     

西藏高原强对流天气及短临预报研究进展

高原地区的强对流天气突发性强、易多发、强度大、影响重、预报难,但针对高原地区强对流天气及其短临预报系统的总结还较少。由于高原特殊的地理环境及显著的热力作用和动力作用的影响,高原强对流天气具有不同于东部平原地区的独特特征,其研究进展概括具有重要指导意义。概括了青藏高原地区尤其是西藏地区强对流天气研究的进展,包括高原地区强对流天气气候特征,高原强对流天气的环流背景及影响系统,强对流天气的预报技术、相关短临预报系统等,为进一步的研究工作和短临预报系统建设提供研究背景。     

西藏高原强对流天气及短临预报研究进展

高原地区的强对流天气突发性强、易多发、强度大、影响重、预报难,但针对高原地区强对流天气及其短临预报系统的总结还较少。由于高原特殊的地理环境及显著的热力作用和动力作用的影响,高原强对流天气具有不同于东部平原地区的独特特征,其研究进展概括具有重要指导意义。概括了青藏高原地区尤其是西藏地区强对流天气研究的进展,包括高原地区强对流天气气候特征,高原强对流天气的环流背景及影响系统,强对流天气的预报技术、相关短临预报系统等,为进一步的研究工作和短临预报系统建设提供研究背景。     

粤西沿海“4.20”特大暴雨特征分析

根据气象常规观测资料、湛江新一代天气雷达资料、CFL-08风廓线雷达资料及卫星云图,分析2012年4月20日粤西沿海特大暴雨的天气环流形势、能量场、对流不稳定度、水汽输送和辐合辐散等环境特征及物理量场特征。结果表明:这次暴雨过程粤西地区共经历两次强降水过程,分别是受飑线系统、以及高空槽和低空切变影响;西南低空急流的出现有利于粤西暴雨的形成、维持和发展;暴雨过程粤西上空垂直累积液水含量达25~30g/m2;暴雨期间风向随高度明显逆转,有冷平流输送;约2.0 km高度以下低空急流的下传和增强与暴雨的产生有密切关系;短时间内多普勒天气雷达的速度回波低层辐合区域远远大于辐散区域是可能产生强降水的标志。     

上海LAP-3000边界层风廓线雷达在强对流天气预报中的应用初探

在简要介绍上海LAP-3000边界层风廓线雷达探测原理和产品生成的基础上，利用近两年来搜集的资料，分析风廓线雷达资料短时强降水、龙卷风等局地强对流天气预报中的应用。结果表明，LAP-3000边界层风廓线雷达资料时间和空间分辨率较高，能有效揭示常规天气资料难以分析的一些大气动力和热力特征，在短时强对流天气预报中有较好的业务应用前景。     

基于TREC的临近预报

基于雷达数据的风暴体识别、追踪及预警方法是最早出现的临近预报技术,也是天气雷达系统和强天气预警业务的基本组成部分.如何准确而快速地发布强对流风暴预警一直是气象工作者关注的重要课题.针对目前天气雷达探测强风暴方法在实际应用中存在的问题,提出了利用单CAPPI资料进行深度优先搜索,从而进行强风暴的识别;利用TREC算法匹配两时刻的风暴单体;根据风暴在过去两时刻的中心位置线性外推从而预报下一时刻风暴的位置.结果表明能较好地识别、追踪和警戒强对流性天气.     

基于深度学习的高时空分辨率降水临近预报方法

降水临近预报在强对流天气监测预警中具有重要地位,对于防灾减灾至关重要。在气象业务中,主要采用雷达回波外推方法解决高时空分辨率的临近预报问题。针对传统雷达回波外推方法中普遍存在的资料信息利用率不足和预报准确率低的问题,利用上海地区多年的高时空分辨率天气雷达探测资料,基于数据驱动的深度学习方法进行雷达回波外推,提出了一种新的降水临近预报模型——SwinAt-UNet模型。该预报模型通过融合UNet模型和Swin Transformer结构捕捉历史天气雷达探测资料中的短期和长期动态变化特征,可以自适应地学习潜在的雷达回波生消演变规律。此外,为提高模型的泛化能力和预报准确率,引入深度可分离卷积和卷积块注意力模块。结果表明：在不同基本反射率阈值下,SwinAt-UNet模型的预报准确率均高于UNet、SmaAt-UNet、TransUNet和AA-TransUNet模型;在45 dBZ的基本反射率阈值下,SwinAt-UNet模型临界成功指数提高了13%,同时在预报时效上具有一定的优越性;SwinAt-UNet模型外推图像具有更加清晰的边缘和细节性纹理,对降水范围、移动方向和强度变化的预测更为准...     

青海互助一次局地强降水天气多普勒雷达回波分析

利用西宁CINRAD/CD多普勒天气雷达资料及自动站观测数据等从影响降水的主要因子方面探讨了2011年7月2日晚青海互助县一次局地强降水的成因,结果表明:多单体强回波带的活动是造成互助短时强降水的主要原因;速度图上强的辐合和逆风区是预报强降水的关键因子;垂直风廓线图上强烈的垂直风切变是不稳定能量积聚的表现,与强降水联系紧密;垂直累计液态含水量(VIL)和回波顶高也能为强降水预报提供有效信息。     

2010年夏季湖南一次持续性暴雨过程分析

为了提高暴雨预报的准确率,利用常规观测资料、NCEP1°×1°再分析资料和多普勒雷达等资料,使用天气学诊断方法,剖析了2010年7月8~15日湖南西部和北部强降雨过程的降水特征、天气背景、对流暴雨中尺度系统演变特征及其成因。结果表明:此次强降雨过程发生在500hPa巴湖附近的低槽和西太平洋副热带高压稳定、中低空切变线长时间维持及摆动的大尺度背景下,低层强的水汽辐合和上升运动、高低空急流耦合、大气层结不稳定和垂直风切变是强降水的主要成因。由于梅雨锋带状回波在湘西北移动速度缓慢,产生"列车效应",导致湘西北地区雨强增大,雨量增幅明显。基本速度图上强降雨位于高空东北气流与西北气流交汇或汇合回流、低空气旋性弯曲的西南气流左侧区域。另外,迎风坡强迫和湖陆锋作用的区域容易产生极端降雨。     

四川凉山平川镇“7.14”泥石流灾害的气象成因

以盐源县的泥石流发生为例,研究了凉山地区出现局地强降雨引发的中型泥石流灾害的气象成因。运用天气学方法,使用NCEP再分析资料以及卫星云图和雷达回波等遥感资料,从环流形势、强对流不稳定、卫星云图和雷达回波图像演变特征,研究了台风登陆时凉山地区强降雨引起泥石流灾害形成的气象成因,并讨论了应用多普勒雷达回波对局地强降水及泥石流灾害短时临近监测和预报预警的思路。     

2011年3月云南一次寒潮天气过程分析

2011年3月15日～18日是一次典型的南支槽与强冷空气相结合的天气过程,此次过程对云南省造成了强降温雨雪天气.为了研究此次天气过程的成因以及为今后类似天气过程提供预报思路,利用6h间隔的NECP 1°×1°再分析资料、常规观测资料和TBB黑体亮温资料,对此次天气过程进行天气学分析和诊断分析.分析结果表明:500hPa高度上中高纬度呈横槽型,横槽与高原东侧的低槽连接,槽后强劲的西北气流为这次寒潮天气过程带来强冷平流;南支槽的东移并加强使暖湿气流不断向云南境内输送;高低层冷暖气流交汇,低层切变线、地面冷锋的持续作用触发了此次降温雨雪天气.     

2011年3月云南一次寒潮天气过程分析

2011年3月15日～18日是一次典型的南支槽与强冷空气相结合的天气过程,此次过程对云南省造成了强降温雨雪天气.为了研究此次天气过程的成因以及为今后类似天气过程提供预报思路,利用6h间隔的NECP1°×1°再分析资料、常规观测资料和TBB黑体亮温资料,对此次天气过程进行天气学分析和诊断分析.分析结果表明:500hPa高度上中高纬度呈横槽型,横槽与高原东侧的低槽连接,槽后强劲的西北气流为这次寒潮天气过程带来强冷平流;南支槽的东移并加强使暖湿气流不断向云南境内输送;高低层冷暖气流交汇,低层切变线、地面冷锋的持续作用触发了此次降温雨雪天气.     

风廓线雷达资料在一次强降水天气过程中的分析应用

针对风廓线雷达资料分辨率高但目前业务应用不广泛的问题,通过对2006年6月29日一次因飑线天气引发的强降水的观测,分析水平风场、垂直气流和大气虚温的变化,以及高低空急流出现的时机并结合地面观测实况,探讨风廓线雷达资料在此类天气过程中的应用.结果表明,水平风场可以清晰地显示高空急流和低空急流出现的时刻和高度,高空急流区和低空急流区不断发展并相互靠近可以预示阵风锋的到来;垂直速度正值突然增大(气流向上为正,向下为负)并迅速变成负值是判断阵风锋过境的一个依据,同时也预示降水即将开始;另外,高空温度递减率的突然加大对降雨的出现也有一定的预示作用.     

风廓线雷达资料在一次强降水天气过程中的分析应用

针对风廓线雷达资料分辨率高但目前业务应用不广泛的问题,通过对2006年6月29日一次因飑线天气引发的强降水的观测,分析水平风场、垂直气流和大气虚温的变化,以及高低空急流出现的时机并结合地面观测实况,探讨风廓线雷达资料在此类天气过程中的应用.结果表明,水平风场可以清晰地显示高空急流和低空急流出现的时刻和高度,高空急流区和低空急流区不断发展并相互靠近可以预示阵风锋的到来;垂直速度正值突然增大(气流向上为正,向下为负)并迅速变成负值是判断阵风锋过境的一个依据,同时也预示降水即将开始;另外,高空温度递减率的突然加大对降雨的出现也有一定的预示作用.     

北京一次强对流天气过程的数值模拟

为了对发生于2008年07月04日北京的一次强对流天气有更多的认识,利用三维对流云模式对其进行数值模拟研究。结果表明：模式可以较好地模拟出强对流天气各主要宏观发展阶段的特征,以及云中水成物粒子转化的微观特征;模式能够很好地模拟出此次强对流天气过程的风场特征,对流系统中存在有利的环境条件,风暴是由气流的辐合上升引起的。在发展初期,对流云低层为辐合上升气流,在对流云发展的成熟阶段,近地面层以辐散气流为主,中上层以辐合气流为主,且辐合达到最大,之后随着云体的消散,低层辐散下沉气流加强。气流在顶端转变方向,形成辐散出流。