新疆短时强降水天气系统环流配置及雷达回波特征

利用2010—2018年新疆105个国家站、1240个区域自动站逐时降水资料及8部多普勒天气雷达资料,从预报业务应用角度提出新疆短时强降水过程定义并遴选468次短时强降水过程,分析短时强降水影响系统环流配置和雷达回波特征。结果表明新疆短时强降水的影响系统主要有中亚低槽(涡)、西西伯利亚低槽(涡)、西北低空急流。造成新疆短时强降水的对流风暴主要有合并加强型、列车效应型和孤立对流单体型,其中合并加强型最多,占45.1%,孤立对流单体型占34.8%,列车效应型最少,占20.2%,且各区域对流风暴的影响比例也有一定差异。南疆短时强降水过程中多普勒雷达最大反射率因子强度(Z max)、强回波中心顶高(D max)、回波顶高(ET)、最大垂直累积液态水含量(VIL)预警阈值小于北疆,且伊犁州最大,阿克苏最小,伊犁州短时强降水以低质心回波为主,其他区域则为低质心和高质心回波。     

2008年4月天山北坡一次强寒潮天气成因分析

利用T213 0场预报资料对2008年4月18日新疆天山北坡带中部石河子垦区发生的50 a不遇强寒潮天气过程的环流背景、影响系统及物理量场进行了综合分析。结果表明：“2008.04.18”强寒潮天气主要成因是：里黑海脊发展东移与东欧脊同位相叠加并顺转, 脊前东北风带建立并加强,诱导泰米尔半岛冷空气沿脊前东北气流西南下到横槽中, 迫使横槽转向强烈发展东南压,并形成高空急流,强锋区和强冷高压;由于高压脊部分东南垮,导致中高纬度强冷空气大举东南下,造成强寒潮天气过程;西南急流与冷空气的交汇产生了较强的动力辐合和水汽辐合,对大暴雪的形成起到了重要作用;大暴雪发生在较强的能量锋区、高湿区和水汽通量辐合区内。     

天山南坡暖季暴雨过程的水汽来源及输送特征

利用1981—2020年5—9月天山南坡16个气象站逐日降水资料和NCEP/NCAR GDAS再分析资料,分析天山南坡暖季暴雨过程的环流形势,并采用HYSPLIT模式,模拟追踪水汽源地及输送特征。结果表明:天山南坡暖季暴雨主要发生在南亚高压双体型、500 hPa以上西南急流(气流)、700 hPa切变辐合以及天山地形辐合抬升的重叠区域。水汽主要源自中亚、大西洋及其沿岸、地中海和黑海及其附近,经TKAP(塔吉克斯坦、吉尔吉斯坦、阿富汗东北部、巴基斯坦北部和印度西北部)、南疆、北疆关键区,分别从偏西、偏南、偏北通道输入暴雨区,700 hPa以上偏西通道、以下偏北通道占主导地位,且贡献最大的是南疆关键区。源自中亚的水汽主要输送至暴雨区700 hPa及以下,对暴雨的贡献较大,且沿途损失较大;源自大西洋及其沿岸、地中海和黑海及其附近的水汽主要输送至暴雨区700 hPa以上,对暴雨的贡献较小。另外,中低层还存在源自北疆、南疆、北美洲东部、蒙古的水汽。基于上述特征,建立了天山南坡暖季暴雨过程水汽三维精细化结构模型。     

天山南坡暖季暴雨过程的水汽来源及输送特征

利用1981—2020年5—9月天山南坡16个气象站逐日降水资料和NCEP/NCAR GDAS再分析资料,分析天山南坡暖季暴雨过程的环流形势,并采用HYSPLIT模式,模拟追踪水汽源地及输送特征。结果表明:天山南坡暖季暴雨主要发生在南亚高压双体型、500 hPa以上西南急流(气流)、700 hPa切变辐合以及天山地形辐合抬升的重叠区域。水汽主要源自中亚、大西洋及其沿岸、地中海和黑海及其附近,经TKAP(塔吉克斯坦、吉尔吉斯坦、阿富汗东北部、巴基斯坦北部和印度西北部)、南疆、北疆关键区,分别从偏西、偏南、偏北通道输入暴雨区,700 hPa以上偏西通道、以下偏北通道占主导地位,且贡献最大的是南疆关键区。源自中亚的水汽主要输送至暴雨区700 hPa及以下,对暴雨的贡献较大,且沿途损失较大;源自大西洋及其沿岸、地中海和黑海及其附近的水汽主要输送至暴雨区700 hPa以上,对暴雨的贡献较小。另外,中低层还存在源自北疆、南疆、北美洲东部、蒙古的水汽。基于上述特征,建立了天山南坡暖季暴雨过程水汽三维精细化结构模型。     

“20090719”致灾冰雹的多普勒雷达回波特征分析

利用石河子c波段多普勒天气雷达资料,结合常规观测资料对2009年7月19日傍晚发生在准噶尔盆地南缘沙漠边缘下野地地区的冰雹等强对流风暴的多普勒雷达回波演变特征进行了详细分析。结果表明:该强对流风暴具有超级单体风暴的典型特征,强风暴前进方向的右侧出现钩状回波,西北侧呈现出倒V字型缺口;沿入流方向穿过最强回波位置的反射率因子垂直剖面呈现出有界弱回波区、回波悬垂和有界弱回波区左侧的回波墙,最大回波强度出现在沿着回波墙的一个竖直的狭长区域,其值达到65dBz,垂直累积液态水含量达到65kg/m2。相应的径向速度图上出现中气旋,中气旋所对应的钩状回波反射率因子从低层往高层明显向低层入流一侧倾斜。回波顶高和垂直累积液态水含量的明显跃增及弱回波区和有界弱回波区的形成,为预测冰雹出现的时间和落区提供了一定的参考依据。弱回波区的出现超前冰雹发生近40分钟,对冰雹的预警、人工影响天气消雹具有较强的指示意义。     

阿勒泰夏季短期大降水落区的分析和预报

利用１９９８～２０００年６～８月常规高空资料、Ｔ１０６物理量场资料、ＧＭＳ－５卫星云图资料对阿勒泰夏季短期大降水落区的预报进行综合分析,结果表明：把三方面资料结合起来做阿勒泰夏季短期大降水落区预报效果较好。     

阿勒泰地区夏季降水概念模型及预测模型

在相关普查及分析各因子物理意义的基础上,建立阿勒泰地区夏季降水概念模型及预测模型,结果表明：夏季500hPa高度场,若极涡偏南、偏强,欧洲到里成海、贝湖到蒙古为脊区,西西伯利亚到巴湖为槽区,西太副高西伸北挺明显,北非副高东伸以及伊朗副高北挺明显,有ElNino或LaNina现象出现,加上前期5月降水量偏多,则该地区夏季降水易偏多,反之易偏少。     

2009年冬季阿勒泰地区两次罕见暖区大降水诊断分析

利用Micaps常规资料,ECMWF客观分析场及T21300h的物理量场,对2009年冬季阿勒泰地区的两次罕见暖区大降水天气过程进行了诊断分析。分析表明:这两次天气过程有很多的相似之处,即维持较长时间的中尺度暖式切变;在降水过程中处于低压前部或低压控制;都配合南支槽比较活跃的暖湿气流。两次罕见暖区大降水天气过程配合有高低空急流、动力条件和水汽条件不同的是:2009年11月5-6日天气过程中,主导系统是乌拉尔山长波脊,影响系统是西伯利亚低涡;2010年1月6日至7日天气过程主导系统是西西伯利亚脊,影响系统是萨彦岭低涡。     

阿勒泰地区5—9月极端干期长度的气候特征

利用阿勒泰地区7个测站1961--2008年逐日降水资料,统计5—9月连续无降水日数（日降水量小于0．1mm）,得到阿勒泰地区5—9月极端干期长度。在此基础上分析发现该地区年极端干期长度的基本时空分布为：自东向西,自北向南递减。对各站的极端干期长度资料标准化后进行EOF分析,得到该地区年极端干期长度在空间上有3个异常分布,即全区一致型,东西反位相型,自西向东“正、负、正”分布型;第一特征向量对应的时间系数年际变化波动性较大。根据其地形气候特点分为山麓丘陵区、河谷平原区、沙吾尔山区。利用Morlet小波变换求出各气候区代表站的周期．周期在空间分布上表现出一定的地域差异。     

新疆阿勒泰地区一次强寒潮天气过程分析

利用Micaps常规实况图、EC客观分析场及T213 00时的物理量场,从寒潮冷空气的酝酿、堆积、爆发3个阶段分析了2009年2月11～13日新疆阿勒泰地区的一次强寒潮天气过程,重点分析强降温及降水原因。分析表明:此次强寒潮冷空气来自新地岛和泰米尔半岛的超极地强冷空气,强冷空气沿乌拉尔山脊前东北风带和北风带南下堆积到西西伯利亚上空。由于乌拉尔山脊西北部冷空气的侵袭,使该脊向东南跨,推动西西伯利亚强冷空气大举南下,从而造成这次强寒潮天气。形成强降水的原因是北方冷空气与南支槽东移北上的暖湿气流在该地区汇合,并配合动力条件和水汽条件共同造成的。