弱天气强迫背景下浙江两次暖区大暴雨过程成因分析

2021年6月9日夜间和6月12日夜间，浙江绍兴出现了两次暖区大暴雨过程，主、客观预报均出现较大偏差。本文利用地面加密自动站、多普勒雷达资料以及ERA5再分析资料，对这两次过程的环流场、触发机制和中尺度对流系统演变情况进行分析，结果如下：①两次过程均发生在弱天气强迫背景下，“609”过程是在边界层急流的作用下发生的，“612”过程发生在副高边缘；②“609”过程中垂直螺旋度大值中心最高伸展至对流层中层，上游位涡扰动不断向下游输送，促使暴雨区位涡扰动持续发展；“612”过程中垂直螺旋度大值中心仅伸展至对流层低层，等熵面上存在干冷空气侵入，有利于位涡扰动迅速加强；③两次过程的触发机制均为β中尺度辐合线，中尺度对流系统沿着辐合线不断发展，并处于“准静止”状态，造成大暴雨，“609”过程β中尺度系统较“612”过程停滞时间更长，同时受迎风坡地形抬升作用影响，降水总量更大。     

台湾东北部黑潮在流函数空间的水文分析

利用一种流函数投影方法对台湾东北部黑潮近20年的历史水文数据进行了诊断分析。结果表明,苏澳海脊北部位于冲绳海槽西南角的黑潮中层水的盐度明显高于周围海区;而位于1000m以下的冲绳海槽黑潮深层水相对于苏澳海脊以南的黑潮深层水具有高温低盐的特征,反映了苏澳海脊对黑潮水团的阻挡作用;位于300m以浅的冲绳海槽黑潮热带水相对于苏澳海脊以南的黑潮热带水具有低温低盐的特征。对冲绳海槽西南角黑潮中层水高盐中心的成因分析表明,除苏澳海脊的阻挡作用外,台湾东北部常年存在的气旋式冷涡与黑潮主体在陆架坡折交汇区的垂直混合过程也是需要考虑的物理因素。     

黑龙江省一次强降水的动力强迫作用分析

利用常规气象观测资料、区域自动站加密观测资料、FY 4卫星云图、新一代天气雷达、ECMWF细网格、GRAPES_MESO及NECP的1°×1°再分析资料，分析2019年8月6日08:00至8日08:00，黑龙江省中部和西南部的强降水过程动力机制，以及引发的降水性质和降水分布特征。结果表明：①强降水过程共分3个阶段2种性质：与冷涡相连的鞍形场的对流云降水；鞍形场和增强暖锋共同作用的混合云和对流云降水；台风“范斯高”残涡作用下，改变云系移动路径形成的对流云降水。②冷涡、副热带高压、台风的相互作用，是该过程产生的根本原因；副热带高压和台风外围暖湿气流配合冷涡冷空气，为强降水提供水汽和不稳定条件；狭窄的水汽输送通道造成了强降水的空间不连续性；低层辐合线为强降水提供触发条件；鞍形场的稳定结构、大小兴安岭南麓强迫抬升、台风系统阻挡延长强降水的持续时间。     

山东初冬一次极端降水和大风天气成因分析

利用常规地面、高空观测、雷达及ERA5再分析等资料，对山东初冬一次极端降水、大风天气成因分析，结果表明：低槽东移发展，冷空气南压，低空切变线配合东北、西北地区地面高压坝形成的“阻挡”形势利于极端降水的产生。本次水汽条件具有较强的极端性，水汽通量辐合远强于气候平均态，925 hPa和700 hPa水汽通量辐合大值区分别与雨、雪区域配合较好。降雨时垂直上升运动中心在边界层，升至600 hPa时转为降雪，降雨时低层辐合、高层辐散，降雪时由低到高呈辐散-辐合-辐散分布。冷锋过境条件对称不稳定触发产生对流，随后在冷锋后侧逆温层上由锋生过程的上升支环流强迫产生高架对流。强冷空气扰动从内蒙古高原下滑至华北平原，与近地面冷平流汇合增强，产生较强变压风，同时促进了势能向动能转换和动量下传。地形强迫造成下沉运动增强，华北地区低层形成锋面次级环流，环流前部锋区暖界面为地转偏差辐合，冷界面为地转偏差辐散。环流内有水平动能和地转偏差大值区，偏北气流和下沉运动使水平动能向南、向下输送，导致地面极端大风。     

湿C矢量及其应用

C矢量(C)是Q矢量(Q)在三维空间中的延伸,表征了三维非地转运动。然而,C是基于地转风近似和绝热条件得到的,不包含大气运动的非绝热加热信息。大气中的降水及其影响天气系统往往与大气凝结潜热释放所产生的非绝热效应有关。从β平面下的p坐标系大气原始方程组出发,考虑大气非绝热效应,推导湿C矢量(C^*),揭示C^*的物理意义。利用ERA5再分析资料和高原低涡数据集,通过C^*诊断青藏高原低涡(简称“高原涡”)个例形成、发展和移动过程,并与C的诊断结果进行对比以证实C^*的应用价值。结果表明,相较于Q和C, C^*包含更全面的非地转运动信息,在诊断中具有优势。C^*的水平分量(C_hor^*)表征了热成风非平衡和非绝热加热作用产生的次级环流,能更好地解释高原涡移动方向改变的原因;C^*的垂直分量(C_p^*)恢复了被Q丢失的非地转运动信息,描述了地转非平衡产生的水平非地转运动,...