陕西省强对流天气气候特征分析与对流指标探讨

选取2007—2014年陕西省98个气象站降水和冰雹观测资料、1970—2013年数据完整的90个气象站的雷暴观测资料,采用统计方法分析陕西雷暴、冰雹、短时强降水的气候特征。结果表明:陕西强对流天气多发生于10—20时,其他时间发生的概率比较低。冰雹多发生在5—8月;短时强降水大多出现在6—9月,雷暴主要出现在6—8月。2007—2014年,陕西降雹天气年际变化不明显,短时强降水的年际变化较大。1970—2013年雷暴日整体呈减少的趋势,2007—2013年明显偏少。冰雹天气的高值中心集中在陕西北部,短时强降水呈北少南多的特点,雷暴为中部少、南北多。利用2007—2014年探空资料和MICAPS资料统计陕西省冰雹和短时强降水天气的物理量指标,为短时临近天气预报提供依据。     

“17·7”榆林特大暴雨成因及多普勒雷达特征分析

利用MICAPS资料、NCEP1°×1°再分析资料以及榆林多普勒天气雷达产品,对2017年7月25—26日榆林市区域性暴雨、局地大暴雨成因进行分析。结果表明:500hPa短波槽、700hPa低空西南急流和850hPa中尺度切变线是本次过程的主要影响系统;700hPa西南急流为特大暴雨的主要水汽输送系统,同时为强降水的维持提供了不稳定能量。雷达反射率演变特征表明该次过程有两个强降水时段,第一阶段为位于榆林北部的带状回波和南部的孤立雷暴单体造成的局地强降水,第二阶段为回波前部不断生成并发展的多个强回波中心给榆林南部带来的大范围短时暴雨。径向速度图上,在第二阶段对称的正负速度中心表明700hPa存在明显的西南低空急流;过程期间低空急流与强降水的发生具有较高的相关性,持续出现的中心风速为15 m/s以上的西南急流对短时大暴雨的产生有重要作用,低空急流的强度直接影响着强降水强度,急流风速增幅越大,强降水雨强增幅越大。     

2019年陕西汛期暴雨预报检验评估

基于陕西省气象台(下简称省台)主观订正预报产品、ECMWF细网格预报产品和模式动态交叉取优要素预报方法(DCOEF)预报产品,对2019年4-10月陕西省暴雨天气过程进行检验评估。结果表明,省台主观订正预报产品对晴雨、小雨、暴雨、一般性降水、暴雨以上降水均有较好的预报效果,ECMWF细网格预报对中雨、大雨预报较好,评分较高;三种产品对区域性暴雨的预报能力均强于对局地性暴雨的预报能力,省台主观订正预报产品和DCOEF预报产品评分优于ECMWF细网格预报产品。     

2017年7月下旬无定河流域一次罕见洪灾研究

为了提高对无定河流域洪灾的预报和预警能力,利用NCEP1°×1°资料、常规观测资料、黄河水利委员会绥德站观测资料等,对2017年7月25—26日无定河流域发生的一次罕见洪灾进行了研究。结果表明:米脂站、子洲站24 h降水量突破历史极值,无定河流域出现范围广、强度大(雨强≥30 mm/h)、持续时间长的暴雨是洪灾形成的主要因素,上下游洪峰的叠加也是洪灾形成的另一个重要因素;卫星云图观测表明,无定河流域大范围暴雨是中尺度强对流云团相互作用形成的;暴雨发生在500 hPa低槽和850 hPa切变东侧,700 hPa偏南气流前方的风速辐合区;地面冷锋的东移、锋前横切变线的生成是暴雨的触发机制之一。湿焓的高值舌和梯度大值区与暴雨区有较好的对应关系。     

位涡和Q矢量诊断在毛乌素沙地沙尘天气预报中的应用

利用常规的天气图、卫星云图、湿位涡和Q矢量等,对2007年4月30日和2007年5月2日发生在毛乌素沙地的两次沙尘天气进行了综合分析\.结果表明:对流层低层MPV1＜0中尺度对流不稳定区的生成,为干对流的发生提供了不稳定能量条件;来自上游对流层中高层的干侵入和扰动干侵入在沙尘天气发生过程中起着重要作用;对流层低层由Q矢量辐散、辐合激发生成的次级环流为沙尘天气发生、发展和维持提供了动力机制。在对毛乌素沙地中β尺度沙尘暴的预报预警过程中,同时应考虑下沉对流有效位能的作用。     

西安东部一次局地短时强降水天气过程分析

利用常规观测资料,NCEP1°×1°再分析资料和卫星云图、多普勒雷达、微波辐射计等多源数据,对2019年8月9日西安东部发生的一次局地短时强降水天气过程进行较为全面的中尺度特征分析。结果表明,小尺度的地面辐合和地形抬升是该次短时强降水的触发及加强条件;台风外围的偏东气流为强降水提供了充足的水汽和不稳定能量,且前期大气层结显示出较强的对流不稳定,有利于短时强降水触发后较大能量的释放并提升降水效率。短时强降水发生阶段监测到明显的干冷空气侵入过程,干冷空气可触发新对流,加强不稳定层结,加快水滴蒸发以增加潜热,从而加强了短时强降水。雷达反射率图上显示西安东部位于蓝田上、下游的对流单体在蓝田县附近形成对峙,并不断合并加强,是造成该地较强短时强降水的主要原因之一。     

陕西东南部一次伴有雷暴的暴雪天气分析

利用常规观测、多普勒天气雷达和ERA—Interim再分析资料(0.25°×0.25°),对2016年11月22日陕西东南部地区一次伴有雷暴的暴雪天气过程进行诊断分析。结果表明:(1)此次暴雪是在低层东路回流冷空气与中层暖湿气流共同作用下形成的,700 hPa存在强的风向风速辐合,辐合区前部16 m/s的西南急流,为暴雪产生提供了有利的动力和水汽条件。急流加强是降雪增幅的主要原因。(2)冷季、强的锋区和低空急流、冷垫、逆温层、锋区之上湿的中性到条件不稳定层结、强切变低CAPE、雷达带状回波是此类天气预报中需要关注的特征。(3)整体层状云降水中,局地对流性云团旺盛发展,是此次暴雪的云系特征,暴雪发生在对流云团加强西伸、移速减缓的时段;与本地暖季相比,暴雪对流云团的面积较小,最大反射率因子所在的高度较高。(4)由动力锋生产生的次级环流上升支促使冷垫之上的暖湿气流快速上升,触发条件对称不稳定能量释放,使气块在逆温层之上获得正浮力,是暴雪发生并伴有雷暴的主要物理机制。     

地形重力波拖曳参数化方案在一次陕西极端性暴雨天气过程中的应用

利用中尺度WRF模式进行敏感性试验,分析探讨加入地形重力波拖曳参数化方案(GWDO)后对2013年陕西入夏以来最强的一次暴雨过程的模拟能力和地形影响下强降水的形成机制。本次过程是在高空槽和低涡配合的有利形势下形成的,秦巴山区的地形作用对本次暴雨过程有着重要影响。在引入地形重力波参数化方案后,模式对关中大暴雨中心的模拟能力有所提高,强降水落区及量级与实况更为接近,较为有效地改善了环流形势及主要影响系统的模拟。在引入地形重力波参数化方案后,这一地区环流进行调整,有利的水汽条件和对流不稳定配合强烈的上升运动,是影响关中地区强降水的重要因素。该参数化方案对陕西暴雨预报具有一定的适用性,但是对陕南的暴雨区模拟还具有较大的误差,需要进一步改进。     

近海台风影响下陕北两次区域性暴雨对比分析

利用常规观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料、卫星云图及雷达资料,对近海台风影响下,发生时段及降水落区均相似的陕北两次区域性暴雨个例(2014年7月8—9日(简称"7·8"过程)及2013年7月11—12日(简称"7·11"过程))进行对比分析,结果表明:"7·8"过程是东北路冷空气、高原槽和台风"浣熊"外围偏东气流共同作用产生,"7·11"过程是高原槽引导西路冷空气与西南暖湿气流共同作用产生;近海台风为"7·8"过程提供了水汽和能量,对"7·11"过程无直接作用;"7·8"过程降水云团为冷锋云系中的5~6个β尺度的对流云团,而"7·11"过程为副高外围中-β尺度的对流云团;两次强降水时段雷达回波均呈现以积状云为主的混合型降水回波;暴雨发生时,两次过程低层冷平流均减弱,850hPa东北风起到了冷垫作用,暖湿气流被弱冷空气强迫抬升,相对湿度大于90%的区域由中层迅速增加到对流层整层;湿涵密集带对暴雨落区有较好的指示意义。