“2010.1.6”新疆北部特大暴雪过程中的锋面结构及降水机制

利用WRF模式对2010年1月6—7日新疆北部的暴雪过程进行了数值模拟和诊断分析。分析表明,巴尔喀什湖冷涡与新疆以北南压的冷涡横槽的结合过程,以及相应的中高层急流核传播和发展是造成此次暴雪的关键天气过程,并据此建立了暴雪过程的天气学概念模型。通过温度平流以及锋生函数的诊断表明,地形前方的中尺度辐合对于低层局地锋生有正的贡献,而与潜热释放对应的垂直运动项产生了最强的锋生。进一步通过锋面次级环流的诊断表明,低层锋生强迫的垂直运动较为重要。在地形的影响下,低层冷空气在阿勒泰山前有一定的堆积过程,中高层锋面与低层锋面将发生分裂。由地形因素造成的锋面结构变化对于对降雪的微物理过程有明显影响,6日白天的降水与在地形前爬升的暖性气流以及中高层层云降水有密切关系,但降水量相对较小;6日20时以后地形前方暖平流增强并伴有较为清楚的锋生,而分裂过山的锋面结构形成了明显的冰晶播撒-繁殖机制,降水效率有明显增加,因此在7日白天降雪明显增强。     

“05.6”华南暴雨中低纬度系统活动及相互作用

利用NCEP/NCAR再分析资料、FY-2C卫星逐时云顶亮温资料(分辨率为0.05°×0.05°)及射出长波辐射资料(分辨率为0.5°×0.5°)、实时地面加密观测和实况探空资料等,对"05.6"华南持续性暴雨过程期间南海季风活动、副热带高压演变、冷空气影响、高低空急流耦合等进行深入分析,探讨中低纬度不同尺度系统的活动特征及相互作用。结果表明:"05.6"华南暴雨是在中纬度地区位势高度场稳定的北高南低背景下,由东亚沿岸槽和青藏高原短波系统引导中纬度冷空气与低纬度地区季风系统相互作用下产生的;南海副热带季风的活跃与100°～120°E处越赤道气流通道的消失密切相关,其两次大规模向北推进是过程开始和结束的重要标志;副热带高压较多年平均明显偏南且强度达到最强,700 hPa中纬度冷空气的明显南侵对暴雨过程有重要贡献;高空急流入口区右后方与低空急流左侧由于强烈的高空辐散和非地转平衡强迫,构成一支横跨低空急流的经向次级环流,高低空急流耦合的正反馈机制是华南暴雨异常的重要原因之一。     

局地强对流系统发展多样性的个例研究

在北京"7.18"强降水天气过程中,中尺度对流系统的启动、发展方式较为复杂,造成对流系统发展多样性特征的机制也存在差别。天气尺度动力条件和局地层结不稳定结构都表明,此次局地强天气的发生有良好的环境条件。通过高分辨率中尺度观测的分析表明,怀柔—密云地区存在孤立发展的对流系统,最终发展为多单体雷暴群;而在北京西南部线状对流的不连续传播发展特征十分显著。数值模拟结果表明,地面中尺度切变线的活动对北京东北部怀柔—密云地区对流系统的启动起了关键作用;在环境场与对流的相互作用机制下,北京西南部的中尺度对流系统的发展传播与重力波活动有密切关系。对流系统的表现形式和发展演变的多样性特征,体现了起支配作用的物理机制的差异。     

重庆开县雷击事件天气背景分析

利用卫星、雷达、闪电定位仪、地面自动站等常规和非常规资料对2007年5月23日重庆开县雷击事件进行了初步分析,结果表明:(1)此次雷击事件与α中尺度对流系统(M_α在CS)发展密切相关,对流单体最早在四川东北部生成,并强烈发展东移,最终发展成MCC,并伴有强降水,雷击事件就发生在M_αCS强烈发展的阶段。(2)高分辨率FY双星对此次强对流天气提供了有利的监测手段和工具,而由于开县处于雷达探测的边缘,雷达的监测能力显得不足。(3)闪电资料也显示强对流活动的发展具有局地特征,起初正地闪频次较多且集中,表明对流活动强。密集的正地闪出现在负地闪的周边地区,可能与新生对流强烈发展有关。(4)西南涡是主要的影响系统,由于冷空气东移南下,加强了低涡北部的偏东风分量,是对流发展的一个重要触发机制。M_αCS发生在弱对流不稳定环境中,但对流层中下层大气近饱和且湿层较厚。     

利用环流特征量进行衡阳干旱预测及其系统开发

对国家气候中心下发的环流特征量,利用SPSS统计分析软件进行方差分析,找到通过一定信度检验的干旱预报因子,建立预报方程。历史回报发现这些预报模型的检验效果并不明显,但把结果按照一定规律订正后准确率明显提高,有较好的指示意义。以此预报模型为基础,开发衡阳市干旱预测系统,系统在2006、2007年的干旱预测中取得比较满意的效果。     

视频电子监控系统防雷措施及设计方案

通过对视频电子监控系统遭受雷击电磁脉冲侵入的主要途径和所存在的防雷安全隐患进行分析,结合建筑物和电子信息系统防雷技术和设计规范,提出了电子监控系统雷电防护设计方案及具体防护措施.     

2008年12月2—6日寒潮天气过程分析

利用常规天气观测资料、美国NCEP/NCAR 1°×1°网格点逐6h再分析资料,采用天气学原理和天气动力学诊断分析方法,对2008年12月2-6日寒潮天气过程进行分析和总结.结果表明:此次寒潮天气过程出现在欧洲脊强烈发展并缓慢东移、北半球中高纬环流形势由纬向型向经向型转换过程中.西脊前强偏北风带南移、横槽涡度西部大于东部、横槽前东南方的负变高和横槽后部的暖平流正变高等促使横槽转竖;南掉极涡与转竖低槽合并后,低槽明显向南加深,冷空气势力显著加强并开始向南爆发;自西脊西北部入侵小槽压迫高脊向东南方向移动并逐渐崩溃,脊前偏北气流逆转为西北气流,引导冷空气大举向南爆发,造成了此次寒潮天气过程.强盛的冷平流是造成气温骤降的主要原因.强风的形成除与冷平流侵入有关外,还与高空动量下传的增加密切相关.山东半岛降雨和强降雪的环流成因和物理量特征存在明显差异,降雨为冷暖空气交汇所致;强降雪则是冷平流、海陆分布差异和地形抬升共同影响的结果.T639、ECMWF和日本等3种数值模式均对这次亚欧中高纬大气环流的演变和调整均做出了较准确的预报,尤以ECMWF模式预报性能最好.     

2006年8月海河流域暴雨过程的成因分析

在当前气候日趋变暖的大背景下,极端天气事件频发,为了认识暴雨的形成机理,提高海河流域暴雨的预报能力,利用NCEP 1°×1°的6小时再分析资料和常规观测资料以及FY-2C卫星云图资料,对2006年8月25-26日海河流域的暴雨过程,尤其是河北东部的大暴雨进行了天气学诊断分析.分析结果表明,暴雨是产生在前期大气对流不稳定区域里,25日20时到26日02时6小时雨量超过20mm的站点基本分布在对流层中低层湿位涡的负值区内,低空急流为暴雨区输送大量的不稳定能量、热量以及动量,为暴雨的产生提供了充足的能量条件和水汽条件;流域东部的大暴雨区处在正螺旋度大值中心以西地区,暴雨区上空有较强的旋转上升气流;暴雨期间中低层辐合、高层辐散,高层辐散强于中低层辐合的抽吸作用,有利于加强低层辐合和对流上升运动,为大暴雨的产生提供了动力条件;对流层中高层的水汽对强降水云团的发展起了重要作用.     

2007年3月3—5日强雨雪过程中的干冷空气活动及其作用

利用FY-2卫星资料、多普勒雷达资料、地面观测站常规资料及1°×1°NCEP/NCAR再分析资料,运用红外云图云顶亮温TBB、等熵位涡IPV、水汽通量、位温θ、相对湿度及风场等物理参量对北方晚冬一次强雨雪过程的水汽来源和干冷空气活动及其作用进行了分析。结果表明：江淮气旋为强雨雪的产生提供充沛的水汽,而干冷空气则在不同高度、不同路径活动,扮演着多种角色。对流层低层干冷空气作为“冷垫”锲入暖湿气流中,促进锋生和暖湿空气的抬升、凝结;对流层上层具有高位涡的干冷空气沿320 K等熵面（等位温面）自高纬冲下,给江淮气旋的加强、维持提供了动力和热力条件,同时等熵正位涡高值区（IPV≥10-6m2.s-1.K.kg-1）和相对湿度小于等于45%的干区与红外云图暗区（TBB≥-32℃）对应得非常吻合,这说明利用卫星资料来追踪高位涡轨迹的可行性。云头部次冷输送带干冷空气在2-3 km高度卷入、叠加在暖湿层上,有利于不稳定层结的形成和不稳定能量的释放,是造成渤海西岸局部大到暴雪天气的重要因素。