城市短时强降雨中尺度观测特征分析

通过对2009年5月9日、2007年7月18日和2006年8月28日邢台市3次城市短时强降雨过程的对比分析,应用高时空分辨率的加密自动站资料、雷达风廓线资料,研究其中尺度特征.强降水天气产生在大尺度有利的环流背景下,低层切变线系统、强中低空垂直风切变、地面低压倒槽提供了有利的辐合上升动力条件,低层西南暖湿气流与西风带冷...     

基于模糊逻辑的冰雹天气雷达识别算法

该文确定了冰雹天气的5个雷达识别指标和不同季节识别指标对应的隶属函数,采用等权重系数法建立了基于模糊逻辑原理的冰雹天气识别算法。应用雷达回波拼图数据、冰雹灾害报告和常规探空资料,对2008—2012年华北地区103个冰雹样本进行了识别效果检验,给出了识别评分结果、识别提前量和冰雹位置等。结果表明:华北区域性冰雹的识别命中率、虚警率和临界成功指数分别为73.9%,36.4%和51.9%,其中石家庄地区的零散冰雹能够被完全识别,最大直径超过30 mm冰雹对应风暴单体综合识别判据在0.85以上;在空间分布上,被识别到可能出现冰雹的风暴单体区域和实况有冰雹的测站空间分布基本一致,冰雹出现位置一般位于强风暴单体的周边区域;相对单要素识别,综合识别算法识别准确率有所提高,识别范围得到改善,自动化程度也较高;冰雹被识别到的最早时间普遍早于冰雹出现时间,平均提前量为30 min。     

EC-thin资料在低槽冷锋类降水过程人工增雨潜力区识别中的应用

选取8次冀中南地区低槽冷锋类降水过程,基于实况资料、微波辐射计资料、毫米波测云仪资料,利用EC-thin模式资料,分析研究EC-thin资料在人工增雨潜力区识别中的应用。结果表明：低槽冷锋类降水过程的共同特征为中高层30°—50°N、100°—120°E低槽东移,地面冷锋以西北路径或偏西路径南下影响冀中南地区;无论平原还是山区,低云量、气柱总含水量、大气可降水量、850 hPa比湿总体上呈现随降雨量增大而增大的趋势;当冀中南地区受低槽冷锋类天气系统影响时,在平原地区,当低云量、气柱总含水量、大气可降水量、850 hPa比湿预报平均值分别为6成、31 kg·m^-2、37 kg·m^-2、6 g·kg^-1以上时可进行人工增雨作业;在山区,当低云量、气柱总含水量、大气可降水量、850 hPa比湿预报平均值分别为5成、21 kg·m^-2、29 kg·m^-2、4 g·kg^-1以上时可进行人工增雨作业;此外最佳人工增雨阶段为各物理量值达到最大并开始减小阶段。     

太行山东麓焚风天气的统计特征和机理分析Ⅰ:统计特征

利用2007-2008年京津冀区自动站资料,根据小时变温,对太行山东麓焚风天气进行了详细的统计和分析。结果表明,焚风具有明显的季节变化和日变化,其分布特征在夜间表现明显,强焚风一般出现在太行山东侧50km内,而弱焚风则可到达太行山以东100km范围内;太行山北段的东南侧和南段的东侧呈现出两个焚风中心,而中段附近焚风出现的相对较少;焚风出现的位置与风向的关系密切,西北风造成的焚风主要出现在太行山北段东侧,偏西风主要影响太行山南段,而西南风主要影响中段;焚风强度与风速大小有一定的对应关系,具有明显的阵性特征;在红外云图中焚风常表现为一条明显的暗带;太行山东麓焚风造成的加热区可向东或东南方向移动,影响河北平原。     

河北东北部暴雪天气过程的湿位涡分析

应用湿位涡理论,对发生在河北东北部的两场罕见暴雪过程进行了诊断分析。结果表明,暴雪产生在θse陡立密集区附近,θse面的陡立易导致湿斜压涡度的发展,有利于上升运动的显著增强,使降水加剧;降雪天气过程中的MPV1基本为正值,且纯降雪过程的MPV1值大于雨夹雪的MPV1值;MPV2全为负值,密集的极值带状分布与降水带吻合。暴雪天气过程中MPV1明显比MPV2大;对流层高层高值湿位涡下传,有利于位势不稳定能量的储存和释放,使降水增幅。     

2006—2010年南宫酸雨变化特征及影响因素

利用2006—2010年南宫酸雨观测资料和地面气象资料,结合邢台探空资料及天气形势,采用数理统计方法,分析南宫酸雨变化特征及不同气象条件对酸雨的影响。结果表明：近年来南宫降水平均pH值均小于4.70,酸雨频率大于50%,属于重酸雨区或较重酸雨区。降水酸性在夏秋两季较强,而酸雨出现频率则在秋冬两季较大,降水电导率冬季最大。南宫酸雨多出现在主导风向为偏东风或静风及北—西北风;高空天气系统为切变线时,酸雨及强酸雨频率随降水量级增大而增大;酸雨强度随相对湿度和逆温增加而增强。     

河北邢台市连续重污染天气维持与消散成因分析

摘 要：本文利用环境监测数据、气象常规观测数据及NCEP的GDAS气象数据与HYSPLIT后向轨迹模式结合,通过对天气形势、垂直与水平输送、降水因子及污染物来源等因素进行分析,探讨了2016年12月16日-2017年1月9日河北省邢台市连续重污染天气维持及消散阶段的成因。结果表明：此次连续重污染过程在静稳的大气层结与地面均压场下,污染物容易积累,大气混合层高度与AQI值呈负相关,AQI<200时,大气混合层平均高度为1305m,AQI>200时,大气混合层平均高度为763m,最低降到437m;地面风场的辐合、强的逆温层结、高湿和静小风是重污染天气过程维持的关键,连续重污染过程中,小风(风速<3m/s)日数达22天（占比85%）,平均逆温层厚度443m、强度1.83℃/100m,平均相对湿度82.6%,导致污染物极易生成又不容易向高空扩散;降水与冷空气活动对污染物的消散起到一定作用,降水量>3mm时,清除率可达40%以上,降水量<1mm时,污染物浓度反而会增加;结合污染物来源分析,在空气重污染维持阶段50%以上的气团来自距邢台市200km以内的局地输送,高空远距离干洁空气的输送对污染物的消散起到有效的作用。     

基于Flood Area模型的邢台市小马河流域暴雨洪涝灾害风险分布特征

利用邢台市小马河流域26个区域站2014—2019年及周边7个国家站1980—2019年的逐日降水资料,基于泰森多边形法和MuDFiT软件计算不同重现期面雨量。运行Flood Area模型对该流域不同重现期下的淹没范围进行模拟,基于此叠加承灾体数据,得到各承灾体受损率。为验证模拟结果的准确性,选取2016年7月19—20日强降雨过程对百年一遇暴雨洪涝灾害风险分布特征进行验证,结果与模拟淹没范围基本一致。研究表明随着重现期不断增大,洪水逐渐向中下游地区推进,淹没范围不断扩大加深。当淹没深度在0.1~0.3 m及1.0 m以上时,林地受损率最高,淹没深度小于0.1 m时,林地受损率最低。人口、GDP、城镇用地、耕地、草地等其他承灾体淹没深度在0.1 m以下时受损率最高,在0.1~0.3 m时受损率次之,在1.0 m以上时受损率居中,在0.3~0.5 m时受损率较低,淹没深度位于0.5~1.0 m时受损率最低。     

承德市两次局地性短时暴雨过程的中尺度特征对比分析

2014年6月17日和7月15日,同样在冷涡系统影响下,河北省承德市区先后出现了两次局地性短时暴雨天气过程(小时雨强分别为39.6和66.1 mm·h~(-1),最大10 min雨强分别为15和18 mm)。本文利用常规观测资料、5~10 min加密自动站资料、多普勒雷达数据、卫星云图数据以及NCEP再分析资料,对这两次短时暴雨过程的中尺度特征进行对比分析。结果表明:分钟级降水观测显示,"6·17暴雨"过程10 min雨量随时间表现为持续时间分别约为半小时的双峰型分布;"7·15暴雨"过程降水呈单峰型,持续时间不足1 h;两场局地暴雨是在高空冷涡环流背景下产生的,其触发系统均为地面中尺度辐合中心(辐合线),降水峰值与东南风或风速增大相关联,6 m·s~(-1)的东南风有利于强降水的维持。卫星资料显示,"6·17暴雨"过程直接影响系统为β中尺度对流系统,强降水与TBB低值区对应,"7·15暴雨"强降水对流系统则表现为γ中尺度,与TBB大梯度区对应。"6·17暴雨"过程对应水平尺度近20 km,生命史约半小时,回波强度达65 dBz对流单体回波的合并增强。"7·15暴雨"过程则表现为多个水平尺度不足5 km,生命史不到1 h,回波强度达55 dBz的对流单体回波依次经过承德市区,因"列车效应"造成。两次降水过程中逆风区的出现时间都与强降水时段有很好的配合,且逆风区的持续时间越长,产生的降水强度也越大。     

弱天气尺度背景下太行山极端短时强降水预报失败案例剖析

2015年7月31日夜间,太行山区出现极端短时强降水天气,石家庄和邢台的西部山区有5个雨量站雨量超过100mm,其中石家庄市赞皇县院头镇和邢台市临城县南中皋村最大雨强都超过50mm·h~(-1),3h雨量超过100mm,属极端短时强降水。数值预报、上级指导预报以及各级台站预报对暴雨均为漏报。本文利用常规高空地面观测资料、加密自动站观测资料、石家庄新一代天气雷达资料以及数值预报检验,反思该极端短时强降水预报思路和预报失败原因。此次极端短时强降水是发生在青藏高压东北侧高空西北气流的弱天气尺度背景下,预报的关键在于把握太行山东侧边界层偏东风与地形的作用、青藏高压加强使中层西北气流加强使垂直风切变加大、低层切变线东移影响、西南暖湿气流增强使水汽输送增加、中空干层与加厚的低空湿层叠加使对流不稳定性加强的特征。预报失误的主要原因是没有分析最大不稳定能量(订正CAPE值)导致对山西不稳定条件的低估,致使对山西雷暴在夜间的再次发展估计不足,同时预报员没能有效地使用非常规资料用于实时检验和订正数值预报结果,导致没能预见到雷暴下山增强的可能。目前对弱天气背景下强降水产生条件缺乏有效的概念模型,数值模式可预报性较差,未来需要提高预报员对观测资料的全面分析能力和对数值预报产品的释用能力,通过大量个例的研究发展有效的预报(概念)模型。