北京地区暖季对流天气的气候特征

对北京地区最近12年暖季(5—9月)雷暴、冰雹、暴雨和大风等各种对流天气进行了气候统计和分析。统计结果表明:北京地区暖季发生对流的概率很高,按日数统计的气候概率达47.77%,大风、暴雨和冰雹气候概率分别为27.29%、10.84%和6.29%。暴雨多发季节为7月中旬到8月上旬。冰雹集中于6月中、下旬。在对流天气的地理分布上,北京西北部、东北部山区及西南部山区多对流天气,中心区和东南部平原地区对流天气较少。暴雨呈西南—东北方向带状分布,东北部山区、中部和东南部平原地区多发生暴雨,而西北部和西南部山区很少发生暴雨。山区冰雹明显多于平原。西北部和东北部山区大风偏多。暴雨有明显的夜发性。冰雹集中发生在午后到傍晚,占冰雹总站次的76.72%。     

谢义炳对大气环流系统研究的贡献

对谢义炳在大气环流系统方面所做出的科学贡献作了简要的全面回顾。其中包括:(1)北美切断低压的生命史;(2)东亚高空锋和急流的多层结构;(3)中国降水系统的结构和演变规律(包括梅雨锋、西南低涡等),热带和中纬度扰动相互作用在暴雨过程中的重要性;(4)西北太平洋的台风形成在ITCZ(赤道辐合带)/季风槽中;印度西南季风的低频变化;(5)降水系统的湿斜压动力学理论及其在天气预报中的应用;(6)大气环流的中期变化理论。谢义炳的这些贡献为我们更好地理解大气环流系统并改善了中国的暴雨预报。     

关于暴雨和湿急流的讨论

湿急流是20世纪70年代末谢义炳在长期研究降水问题的基础上、在雷雨顺能量学方法对暴雨和强对流天气研究成果的启发下提出的一个科学猜想。近年来在多个暴雨实例的中尺度数值模拟结果都与湿急流猜想相符,即暴雨区中是存在将低空急流和高空急流在垂直方向上连接起来的湿急流,利用可视化技术还可将湿空气块在暴雨云团中的上升、加速和转向的轨迹清楚地展示出来。但是,湿空气块的加速并不仅仅是湿绝热上升过程中浮力的作用,动量收支的计算表明,中尺度水平气压梯度力对气块动量的增加也有贡献。文中还讨论了与暴雨和湿急流相关联的湿斜压平衡方程(湿热成风方程)等问题,指出从总能量收支平衡出发是不能解决暴雨过程中不同形式能量之间的转换过程是如何实现的。由于暴雨过程是高度非地转平衡的,也是非静力平衡的,同时还存在复杂的多尺度之间的相互作用,因此具有完善物理过程的高分辨率的数值模式是暴雨机理研究最有效的方法。     

A Study of the Extratropical Transformation of Typhoon Winnie （1997）

The complicated evolutive process of how a tropical cyclone transforms into an extratropical cyclone is still an unresolved issue to date, especially one which arises in a weakly baroclinic environment. Typhoon Winnie （1997） is studied during its extratropical transformation stage of extratropical transition （ET） with observational data and numerical simulations. Results show that Winnie experienced its extratropical transformation to the south of the subtropical high without intrusion of the mid-latitude baroclinic zone. This is significantly different from previous studies. Analyses reveal that the cold air, which appeared in the north edge of Winnie circulation, resulted from the precipitation drag and cooling effect of latent heat absorption associated with the intense precipitation there. The cooling only happened below 3 km and the greatest cooling was below 1 km. With the cold air and its advection by the circulation of Winnie, a front was formed in the lower troposphere. The front above is related not only to the cooling in the lower level but also to the warming effect of latent heat release in the middle-upper levels. The different temperature variation in the vertical caused the temperature gradient over Winnie and resulted in the baroclinicity.     

青藏高原东南部MCC的地域特点分析

青藏高原东南部是一个对流天气频繁发生的地区。在该地区生成发展的MCC不仅给当地造成大范围的雷电和强降水天气,还对长江中下游地区的天气产生明显的影响。文中通过对2001~2002年6~9月发生在该地区的16个MCC个例的分析,得出其具有明显的地域特点:(1)MCC最易发生在100°E附近的横断山脉地区和105°E附近的成都平原地区,且后者多于前者;(2)它们都具有生命史短,水平尺度较小和生消变化快的特点,但东部型生消时间晚,降水量大;西部型生消时间早,降水量小;(3)东部型和西部型MCC发生前的环流背景和成熟阶段的垂直结构也有明显不同。东部型MCC在形成前中低层有明显的水汽输送,在成熟阶段中低层有较强的正涡度环流,有较弱的垂直风切变,具有较为典型的MCC特征;而西部型MCC在形成前中低层水汽输送不明显,成熟阶段的正涡度环流不强,处于较强高空急流的正下方,具有与强风暴相类似的一些特征。     

1995年中国的中-α尺度对流系统

１９９５年６～８月中国及其沿海共发生了１０２个中－α尺度的对流系统（ＭαＣＳ）。它们主要分布在以下３个地区：华南西部,四川盆地附近和黄河及长江中下游地区。文中还给出了６个发生在不同地区的ＭαＣＳ个例,用以展示中国ＭαＣＳ在发生和发展过程及其云顶黑体温度分布上所表现出来的多样性。     

准地转理论基本问题回顾与讨论

准地转理论是大气动力学的中心问题之一,它提供了从大气动力学基本原理入手分析大尺度天气系统演变的方法。准地转理论有助于预报员理解中高纬度大尺度天气系统的三维结构,分析、预报天气系统的发展和移动,因此被称为短期天气预报的理论基础。准地转理论具有完整的理论体系,它包含了较多的基本假定,故容易导致对其中的一些基本问题的理解有混淆。本文从基础的动力学知识出发,对准地转理论的基本概念、基本近似、核心理论及其在实际天气预报过程中的应用作了回顾和讨论。内容包括:准地转运动与准地转近似定义、准地转运动理论的范畴、天气图上的大尺度运动、准地转运动理论与短期天气预报的关系、由斜压二层模式下的准地转理论对高空槽脊和地面气旋发展与移动的判断等。     

基础理论与预报实践

总结了自2009年秋开始的全国预报员轮训的教学工作,强调基础知识、天气实践和长期积累的重要性.具体总结了T-logp图和静止卫星云图分析应用及准地转理论教育中的基础性问题,并以暴雨预报思路为例讨论了如何将复杂问题简单化.最后就Q矢量、螺旋度和等熵位涡三个问题讨论了把简单问题复杂化所引起的后果.     

对流有效位能预报能力的统计分析

利用每天4次的NCEP再分析资料和天津地区地面实测温度和露点资料,计算2001—2010年5—9月经过虚温订正的对流有效位能(CAPE),考察天津一般雷雨及雷雨大风发生前0~6h内的CAPE变化及其与雷雨和雷雨大风发生的关系。对4000多个样本的统计表明:一般雷雨发生前CAPE的平均值达1455.2J·kg-1,比无雷雨的平均值大一倍以上;雷雨大风前CAPE平均值高达2 500 J·kg-1。显著性检验表明,CAPE均值对于区分无雷雨、一般雷雨、雷雨大风的信度达99%。和沙氏指数的比较表明:对流有效位能在判别有无雷雨的能力上与沙氏指数相当,区分普通雷雨和雷雨大风天气的能力上超过沙氏指数。