江淮地区两类低涡型暖式切变暴雨的中尺度特征分析

为探究江淮地区低涡型暖切变暴雨的中尺度特征,利用常规观测资料、自动站加密观测资料以及FY-2E卫星云图和NCEP/NCAR再分析资料等,针对江淮地区两次不同类型的典型暴雨过程进行对比分析。其中,"稳定型"过程降水持续时间长、范围广,而"东移型"过程降水相对集中,持续时间短、雨强大。结果表明:(1)两次降水均发生在高空槽和低层暖切变影响下,"稳定型"系统少动,而"东移型"的500 hPa低压槽和低空低涡向东移动发展,与地面中尺度低压相对应,且中低层辐合较强。(2)"稳定型"对流组织形式为"前向次第发展",对流系统结构相对松散,而"东移型"对流组织形式为"后向次第发展",对流系统组织化程度较高。(3)两次暴雨过程均发生在整层高湿环境中,低空急流对水汽输送起关键作用,降水主要位于西南急流轴前部的风速辐合区。其中,"稳定型"水汽主要输送能力体现在850 hPa上,稳定形势下的持续性水汽输送有利于形成较大范围的强降雨;"东移型"西南低空急流风速相对较强,降水后期有活跃的超低空东南急流,两支急流共同作用有利于局地出现更集中的降水。(4)两次过程中,低空西南与东南风的风速辐合形成明显的中尺度抬升条件,且"东移型"比"稳定型"的外力抬升条件更好。强降水多位于地面辐合线附近,对应的中尺度风场辐合线是触发对流的有利条件,对短临降水落区预报有一定指示意义。     

动能空间尺度分解及其在高原切变线的分析应用

应用NCEP FNL(1°×1°)全球分析资料和动能的空间尺度分解方法,对2014年8月25—27日一次高原切变线过程进行了能量诊断分析。结果表明:低层扰动动能的增幅与高原切变线的发生发展密切相关,在切变线的生成阶段至成熟阶段,扰动动能增加为切变线的发生发展提供了能量保障;平均动能变化大体与扰动动能呈相反趋势,在切变线生成阶段和发展阶段,中低层平均动能随时间减小。在影响动能变化的各因子中,斜压转换项贡献最大;在切变线生成阶段,低层平均动能与扰动动能间的转换对扰动动能变化影响明显。背景场和扰动场的相互作用使得扰动动能增大而平均动能减小,构成动能的降尺度串级,这种能量串级转换有利于中尺度的高原切变线生成。     

一次东移型高原切变线过程的扰动动能特征

利用NCEP FNL(1°×1°)全球分析资料,采用动能梯度的定义和扰动动能方程,对2014年8月25—27日初生于青海省东南部之后东移到四川省中部产生天气影响过程的高原切变线进行了能量诊断分析。结果表明:在高原切变线发生发展时,切变线的位置和强的地转偏差及动能梯度大值区相对应,动能梯度模值的水平、垂直分布和相应的散度分布一致,可以反映切变线的基本结构特征;引入动能梯度有助于从能量变化视角来理解高原切变线的发展演变。扰动动能大值区的分布和切变线的走向一致,在切变线发展初期,扰动动能明显增大。扰动动能平流项和正压转换项的值都比较小,不足以反映切变线演变过程中的能量变化,而斜压转换项和扰动位势平流项是扰动动能收支的主导项;在切变线成熟阶段,扰动有效位能向扰动动能的转换最大,斜压转换项是高原切变线发展过程中能量转换的重要途径,有利于切变线上的上升运动加强。扰动动能趋势项可以较好预示切变线的发展态势,扰动非地转位势通量及其散度对高原切变线的生消及移动具有较好的指示意义。     

2011年5月河源市一次暴雨过程分析

利用常规气象观测资料,NCEP 1°×1°再分析资料对2011年5月3日发生于河源地区的一次大暴雨过程进行了分析,结果发现:本次暴雨过程是在低层暖湿气流、切变线的共同作用下造成的;其中,西南暖湿气流的加强及广东西北部大风中心的存在,提供了有利的水汽条件和风速的辐合;暴雨区位置与低层的切变线位置相对应;水汽通量散度极大值中心对应于暴雨区;低空辐合高层辐散的高低空配置对于暴雨区的水汽垂直输送及不稳定能量的释放有着重要的作用.     

华南暖区暴雨事件的筛选与分类研究

利用逐小时降水资料,采用客观方法对1982~2015年华南地区暖区暴雨进行了筛选和分类研究。主要结果如下:华南区域暖区暴雨事件共计177例,暖区暴雨占筛选的暴雨事件的16.86%,表明暖区暴雨是华南非常重要的降水过程。暖区暴雨主要出现在4~7月,6月份最多,平均持续11.58 h。暖区暴雨事件发生位置主要集中在广东、广西的沿海地区和粤北山区,有四个降雨中心。产生华南暖区暴雨的天气形势主要有四类,切变线型、低涡型、南风型和回流型,不同类型的暖区暴雨对华南地区的内陆和沿海的作用不同,且南风影响下的暖区暴雨发生频率较高,影响较大,是一类较为重要的暖区暴雨。     

2008年6月20-21日一次β中尺度切变线、低涡降水机制研究

利用ＷＲＦ中尺度数值模式,模拟2008年6月20-21日江淮一次β中尺度切变线、低涡降水过程。分析发现：低层大尺度的0.5×10－６ｍ２·ｓ－１·Ｋ·ｋｇ－１的大值位涡为切变线暴雨提供了背景场,在其南部边缘,低层的切变辐合及云水形成的非绝热加热,导致了正位涡的增长,使低层正涡度加大引起降水加强。低层的正位涡通过上升运动向上传递,导致了高层位涡正异常,高层位涡的正异常又可导致低层的气旋性涡度进一步加大并使降水加大;β中尺度低涡的生成与大别山地形关系不大,主要是由对流层高层正位涡异常引起,但是低涡的维持及降水与大别山的地形坡度密切相关,当地形平坦时,不利于低涡维持和降水加强,当具有大别山的地形坡度时,不论山脉的高低都有利于低涡维持和降水加强。     

“08.8.11”河北海岸带中γ、β尺度大暴雨分析

2008年8月11日渤海西岸区的抚宁县牛头崖镇(05-06时)、唐海站(12-13时)分别出现小时雨量超100mm的突发性中γ、β尺度大暴雨天气过程.利用秦皇岛和天津CINRAD/SA雷达资料、中尺度天气学物理量诊断、河北MM5预报结果、山海关探空及自动站加密分钟资料同步分析,结合中β尺度回波带与降水峰值对应分析.初步得出:在同一"母体"中尺度回波带背景下,不同时刻中γ、β尺度降水系统互相扰动导致大暴雨发生,前者为普通多单体风暴,距"母体"回波带100km、300km空间剖面呈波动形态传播,与上游重力波激发有关;后者为减弱的母体回波带底部新生强多单体风暴,与海岸弱切变扰动和热力因子有关;尺度界定基于雷达GPS回波质心定位与加密站雨区面积GIS信息校对;探讨了0～1小时海岸带地区致灾暴雨的中小尺度系统可预报性因子,为临近预警时效"后延"的研究,提供一些新的预报依据.     

巴彦淖尔市“8．16”局地大暴雨过程诊断分析

文章利用常规气象观测资料、数值预报产品和自动站资料,对2008年8月15-18日发生在巴彦淖尔市一次局地大暴雨天气过程进行诊断分析。结果表明：（1）在降水前期,位于贝湖脊下深厚的“高压盖”将500hPa西南水汽和700hPa东南水汽拦截在河套南部,为暴雨产生聚集了水汽;（2）从孟加拉湾经四川伸向巴彦淖尔市的高能、高湿舌,为暴。雨形成输送了潜在的不稳定能量;（3）西伸副高与东移的贝湖高压脊叠加建立的东高西低环流背景,为强降水在暴雨区滞留起到了阻挡作用：（4）500hPa西来小槽推开“高压盖”后产生的辐合上升区和700hPa切变线叠加后,与200hPa高空急流出口处左侧辐散槽区在巴彦淖尔市上空叠置,是形成暴雨的动力抬升条件,也是产生本次暴雨的触发机制。高、中、低层中、小尺度切变、辐散、辐合流场垂直叠置,高能、高湿、强辐合、强上升区同时具备,是本次暴雨的预报着眼点。     

山东“7.18”致灾暴雨成因分析

利用实况观测资料、中尺度自动站资料和NCEP再分析资料,对2007年7月18日山东省大暴雨过程进行了诊断分析,同时还分析了暴雨致灾原因。结果表明,本次大暴雨是由高空冷涡南部的低槽、底层准东西向切变线、副热带高压西北边缘的暖湿气流以及来自东北南下冷空气共同影响所致。低层前期明显的持续升温为暴雨的产生创造了极好的热力条件,强盛的低空西南暖湿气流输送为此次暴雨提供了充足的水汽,同时山东上空低层高温高湿、能量增大,形成上干冷下暖湿的对流性不稳定层结。沿850 hPa切变线北侧东北气流迂回南下的冷空气与低空西南急流携带的暖湿空气在山东交汇,冷暖空气在对流层低层相互作用,具有明显的暖锋锋生特征,弱冷空气的低层侵入对暖湿空气具有抬升作用,促使对流发展和不稳定能量释放产生暴雨。地面存在中尺度辐合中心或辐合线的生成和发展,是这次大暴雨产生的启动机制,大暴雨的分布与地面辐合线的走向基本一致。降水历时短强度大,特殊的地势地貌是本次暴雨致灾的重要原因。     

2010年7月大气环流和天气分析

2010年7月大气环流主要特征是:北半球高纬度地区为单一极涡,中高纬地区呈5波型分布,巴尔喀什湖和东亚大槽强度偏强或与常年相当;西北太平洋副热带高压呈东西带状分布,与常年同期相比明显偏强。2010年7月,全国平均降水量为121.2 mm,比常年同期(115.9 mm)偏多5.3 mm。全国平均气温为22.8℃,比常年同期(21.4℃)偏高1.4℃。月内,我国主要天气气候事件有:长江中下游、四川盆地以及西北东南部、黄淮、东北等地的部分地区发生暴雨洪涝;台风康森和灿都登陆我国;吉林、江西、内蒙古等地发生风雹灾害;华南、江南、江汉、黄淮、华北、西北等地出现持续高温天气。