区域暴雨过程中两次龙卷风事件分析

利用新一代多普勒雷达资料、常规观测和NCEP等资料对2010年7月17和19日河南两次龙卷过程进行了详细分析.结果如下:(1)龙卷发生的天气背景是:两次龙卷均发生在副热带高压边缘西南气流影响河南出现区域暴雨和大暴雨过程中,高层为青藏高压脊北侧和高空急流入口区右后侧强辐散区,中低层有低涡、切变线、急流,龙卷发生在地面β中低压气旋的东南象限,距气旋中心约50 km处.(2)龙卷发生的环境场特征:对流有效位能大于1000J/kg,大气层结不稳定,K指数大于36℃,发生强龙卷的SWEAT指数在400左右,0-1.5 km垂直风矢量切变达15m/s,而抬升凝结高度很低(0-300 m).(3)雷达回波和特征参数分析结果为:两次龙卷均发生在低涡东南侧的β中尺度螺旋雨带上,该回波带强度50 dBz左右,顶高9-12 km,龙卷是由该回波带中部的微型超级单体产生,垂直剖面上低层有明显的弱回波上升气流区,螺旋雨带中部向东凸起的强降水下沉气流和上升入流交界处是龙卷易出现的关键区域.速度图上,γ中尺度气旋系列先后经历了三维相关切变、中气旋、龙卷涡旋特征的演变过程.中气旋提前于龙卷发生前0.5-1 h出现,这对估计和预警龙卷很有意义.中气旋和龙卷涡旋特征参数分析结果是:中气旋和龙卷涡旋特征(TVS)底的高度都在1 km以下,TVS底和中气旋底高度相当或略低一些,F2级龙卷底高＜0.5 km,TVS顶的高度一般在2-4 km,中气旋顶高一般2-3 km;从最大切变值来看,中气旋最大切变一般在(1.0-4.0)×10-2 s-1,TVS最大切变值一般为(2.0-5.0)×10-2 s-1,最大切变高度平均出现在0.8-0.9 km,F2级龙卷最大切变高度一般在0.5 km.就F1和F2两次龙卷过程比较看,F2龙卷特征底和顶的高度都低于F1龙卷,最大切变值F2龙卷比F1龙卷大一倍,出现在低层大的切变更容易造成严重的龙卷灾害.根据局限于低层中气旋和TVS系列性、移动性、持续性的特点明确了区域暴雨中预警龙卷的思路.最后对区域暴雨过程中出现龙卷的原因进行了探讨.     

T213与AREM模式分级降水预报对比检验

为检验T213与AREM模式的降水预报效果,将2004-2005连续两年两个模式的预报结果与河南省117站逐日降水实况进行分级TS评分检验,结果发现:两个模式对小雨以上量级的预报能力基本相当,夏秋季节的预报效果好于冬春季节;中雨以上量级预报均无季节特征;大雨以上量级的预报评分夏季T213高于AREM模式;大暴雨预报AREM模式好于T213.对3例不同性质降水过程落区的预报检验表明:AREM对一般稳定性降水和暴雨以上量级降水的预报能力较强.     

河南省分县要素预报业务系统

本系统利用Ｔ１０６数值预报产品提供的１°×１°的预报场格点值。综合了诊断分析、回归分析、判别分析等多种预报技术，制作了河南省１１７个县站预报时效为２４～１２０ｈ的分级降水、最高温度、最低温度、风向、风速的预报方程，并在１９９９年和２０００年投入业务运行。     

AERE台风远距离降水形成机制分析

应用螺旋度、湿位涡理论,计算1°×1°的NCEP再分析资料,对0418号台风艾利造成河南东部大暴雨过程作诊断分析,探讨这次暴雨天气发生、发展的热力学和动力学机制。结果表明,台风倒槽外围的东南急流为暴雨提供了水汽条件和热力条件,台风倒槽顶部的强辐合作用则是暴雨发生发展的动力机制;由于弱冷空气从低层侵入,暴雨区MPV1由负值转变为正值,导致了垂直涡度加强,促进了降水的发展。因此弱冷空气的侵入在一定程度上增加了降水量;而925hPa垂直螺旋度大值带的移动和发展能示踪倒槽位置,又对暴雨落区有较好的指示意义;暴雨发生时暴雨区处于负的MPV1大值区。     

郑州市强对流天气短期预报系统

经对郑州市1990～2000年气象资料分析,概括出短时暴雨、瞬时雷雨大风、冰雹等3种强对流天气出现的气候规律、天气形势、物理量场演变特征、单站气象要素变化规律等.在此基础上,建立了3种对流性天气的预报模型、预报指标和相应的预报方程,构成郑州市强对流天气短期预报系统.该系统根据每天08时实时资料,自动完成天气分型、物理量计算、预报指标计算和预报方程的判别,输出预报结论.     

2000年夏季河南大暴雨的预报特征

以 2 0 0 0年 7月河南省 10站以上连成片、日雨量≥ 10 0mm且降水中心日雨量 >2 0 0mm的 4次大暴雨过程为样本 ,从天气形势、水汽条件、不稳定度和中小尺度等方面进行了分析 ,并辅以部分物理量计算 ,进而揭示出大暴雨过程的部分预报特征     

2008年河南持续低温、冻雨和暴雪成因

应用常规气象观测和1°×1°NCEP资料,分析了2008年1月中下旬河南持续低温、冻雨、暴雪的成因,结果表明：1月中下旬500 hPa极涡较历史同期明显偏东偏南,咸里海和孟加拉湾地区的高度明显偏低;冻雨出现时大气的温度垂直分布呈现中暖下冷的特征,存在明显的逆温层和〉0℃的暖层;暴雪产生时底层东北风明显加大。极涡位置偏东,有利于极地冷空气不断沿贝加尔湖脊前西北气流南下,中纬环流东高西低,有利于孟加拉湾水汽持续向东北方向输送,两者是导致河南出现持续低温雨雪天气的主因。冻雨发生时上空需存在厚度超过500 m的暖层（t〉0℃）,暖层下有近2000 m的t〈0℃的冷层,且950-750 hPa大气相对湿度〉90%。近地面东北急流的出现或东北风的加强,促进了低层的辐合或抬升,有助于垂直风切变加强和上升运动发展,对降水的加强有指示意义。     

7·13郑州大暴雨成因与可预报性分析

2008年7月13-14日郑州市出现局地大暴雨,24 h降雨量达174 mm,为1951年以来第二高值.这次大暴雨主要由两个时段的强降水累计而成,具有明显的中尺度特征.通过对常规气象资料分析发现:第一时段的强降水由副热带高压内部产生的局地对流云团加强造成,对流层底层东风气流的加强提供的水汽输送和动力抬升作用,促进了对流发展;新生云团进入潮湿的大气环境中能够得到迅速的发展.针对降水具有的明显中尺度特征,综合分析卫星、雷达、自动站等资料发现:利用新一代天气雷达的组合风廓线拼图可以很好地监测中尺度系统的演变趋势;区域自动站的10 min极大风速场上显示,地面中尺度辐合线和郑州附近的气旋中心维持时段,与对流云团影响郑州及强降水时段对应.因此具有中尺度特征的局地强降水,可由雷达、自动站等信息作出短时临近预报.     

070729特大暴雨的地闪特征与降水相关分析

利用闪电定位每分钟的实测资料、加密雨量站每分钟的雨量资料,以及卫星云图资料,对2007年7月29-30日,山西南部产生的特大暴雨的地闪特征进行了综合分析。发现：地闪出现在500hPa的5840gpm与5880gpm之间、TBB≤-43℃的区域内;低空急流左侧3个经距、700hPa暖切变南侧2-3个纬距所围区域与TBB≤-63℃的区域或云团南部TBB水平梯度的大值区相叠合的区域是地闪的高频数区和密集区,该区域与暴雨落区有较好的对应关系;3个中-β尺度对流云团和1个MCC是导致特大暴雨产生的主要对流系统。分析结果表明：两个中尺度云团合并的时刻是闪电频次更高的时刻,两个中尺度云团合并的地点是闪电频次更高更密集、降水更强的区域;利用单站每分钟的地闪累积数以及与加密雨量站每分钟雨量的关系,可以识别中-γ尺度对流系统,遥测小尺度强降水,提前35-40分钟预测雨强峰值的到来;只有在有利的高低层系统配置下,局地地闪频数与雨强随时间的变化才有很好的相关性。     

070729特大暴雨的地闪特征与降水相关分

利用闪电定位每分钟的实测资料、加密雨量站每分钟的雨量资料,以及卫星云图资料,对2007年7月29-30日,山西南部产生的特大暴雨的地闪特征进行了综合分析.发现:地闪出现在500hPa的5840gpm与5880gpm之间、TBB≤-43℃的区域内;低空急流左侧3个经距、700hPa暖切变南侧2～3个纬距所围区域与TBB≤-63℃的区域或云团南部TBB水平梯度的大值区相叠合的区域是地闪的高频数区和密集区,该区域与暴雨落区有较好的对应关系;3个中-β尺度对流云团和1个MCC是导致特大暴雨产生的主要对流系统.分析结果表明:两个中尺度云团合并的时刻是闪电频次更高的时刻,两个中尺度云团合并的地点是闪电频次更高更密集、降水更强的区域;利用单站每分钟的地闪累积数以及与加密雨量站每分钟雨量的关系,可以识别中-γ尺度对流系统,遥测小尺度强降水,提前35～40分钟预测雨强峰值的到来;只有在有利的高低层系统配置下,局地地闪频数与雨强随时间的变化才有很好的相关性.