龙卷诱发原因的实例分析

利用雷达、自动站等资料,对一次龙卷过程进行了讨论与研究,详细分析了龙卷发生发展过程中系统结构及环境场特征的变化,并对龙卷的诱发原因进行了动力学探讨,结果表明：龙卷发生于气旋性涡度的高度集中区,对流层中层干冷空气的入侵,构成了上冷下暖的对流不稳定结构,当风场中的强风速带移近时,风速带上激发出中气旋系列,对流不稳定的加强,促使中气旋垂直对流强烈发展,从而导致龙卷天气的产生,进一步的动力学分析表明,当存在有较强的风垂直切变时,中尺度涡度方程中的倾斜项是造成中尺度扰动涡度变化的主要贡献者,也是这次龙卷天气产生的重要原因之一。     

用二步变分法反演的单多普勒雷达 风场研究中尺度暴雨

采用二步变分法反演多普勒雷达风场来研究中尺度暴雨过程.首先采用多元最优插值方法将常规探空资料插值生成初始风场,在此基础上在不考虑背景场约束以及三维风场平滑量约束的条件下极小化目标函数,反演出的三维风场作为最终反演所需的背景场,然后再进行反演得到最终的三维风场.将最终反演结果与WRF模式模拟的结果进行对比检验,两者的一致表明此方法具有一定的可用性,并用得出的结果分析了2005年6月发生在江苏中部的一次中尺度暴雨过程,初步揭示了强降水中心形成的原因,印证了采用二步变分法反演多普勒雷达风场可以揭示出中小尺度降水的特征.     

一次人工消雨试验数值模拟及物理过程分析

利用中尺度非静力WRF模式对一次人工消雨过程进行了数值模拟试验。试验结果及实况资料分析表明,在大片的降水云系中对局部的降水云进行过量AgI播撒,由于潜热释放增温使得降水云内的对流加强,促使大量小冰晶在高空向四周流散,云体消散,地面降水量减弱。由此可见,选择合适的作业高度、作业部位是人工消雨取得最佳效果的必要条件。     

0808号台风“凤凰”登陆衰减后空间结构与再生对流云团演变特征分析

基于逐日4次1 °×1 ° NCEP再分析资料、卫星红外云图和苏皖两省自动气象站逐时降雨观测资料,采用先进的可视化流体分析技术,对0808号台风“凤凰”登陆衰减后的空间结构演变特征和期间对流云团的生消发展进程进行了详细分析。分析表明,衰减后的台风“凤凰”的流场结构和云团(降水)变化与其它天气系统存在密切联系,其在苏皖地区产生的两阶段特大暴雨过程对应着对流云团的两次更替。第一阶段,华南对流云带和川东对流云团对水汽和能量的接力输送,以及对流层底层始终维持的强盛西南暖湿气流的存在促进了台风本体残余环流中对流的发展,使得台风“凤凰”螺旋状结构解体后在皖南地区产生新的强对流云团,造成皖南地区强降水;第二阶段则是由于对流层中低层干而不冷的西北气流与倾斜上升的底层西南气流共同作用,在暴雨区对流层中层形成了新的疑似台风的螺旋状涡旋结构,使对流云团迅速再次更替,对应地面降水剧烈增强,并且这支西北气流作为新生对流单体的制造参与者和输送者,使强降水对流云团长时间维持,最终导致苏皖特大暴雨的产生。      

支座沉降对大跨度钢结构连廊地震受力性能影响分析

在大跨度钢结构连廊的地震冲击影响分析中支座沉降都被忽略,而分析其受力情况对抗震性影响至关重要。研究支座沉降对大跨度钢结构连廊在地震中的受力性能变化,建立连廊结构在地震中的受力模型。做法为模型设定一个沉降量,计算支座沉降时,在地震冲击下连廊(包括钢框架和钢桁架)附加内力,再利用结构力学方法得到连廊附加弯矩图,得出沉降量对连廊钢框架地震冲击表达式,利用SAP2000软件分析不同沉降量下连廊钢桁架结构内力变化情况,得到连廊上、下弦杆在地震作用下的最大弯矩和最大轴拉力。实验结果表明,计算得到支座沉降后,连廊上弦杆和腹杆内动力系数最大值分别为0.17、0.15,比传统的时程分析法更接近相关规定值0.16,结果准确。     

0808号台风凤凰前部龙卷的环境场和雷达回波分析

用多普勒天气雷达、常规观测和地面加密观测资料对2008年7月29-30日发生在江苏的台风凤凰前部系列龙卷过程进行了详细分析.结果如下:该龙卷发生在台风前部风切变区里,低空较强的垂直风切变、极不稳定的大气层结和深厚的正涡度区,为龙卷的发生提供了热力和动力条件.龙卷回波的反射率因子特征表现为最大反射率因子梯度位于回波的后侧,一般都有弱回波区和后侧入流缺口相伴随.东台龙卷产生于飑线型弓形回波的顶点,具有相对较大的反气旋性切变.高邮龙卷中低层具有弱的气旋性涡旋,宝应龙卷回波的内部环流特征明显,有明显的中气旋结构.在业务工作中,强回波质心高度和垂直累积液态含水量的骤降、径向速度风场中气旋性涡旋的迅速发展是对龙卷的提前警戒很好的参考指标.     

新疆南疆西部干旱地区短时强降水预报方法及指标

利用新疆维吾尔自治区克孜勒苏柯尔克孜自治州(简称"克州")4个站点2006—2013年逐时降水量实况资料、喀什雷达及探空资料,分析了克州地区短时强降水的发生规律及年代际变化特征。结果表明:1)克州地区短时强降水多出现在5—9月,尤以6—7月最多,且多出现于午后及前半夜;2)着眼于500 hPa环流形势演变,对影响克州地区短时强降水天气出现的影响系统进行分型,主要有中亚低涡或低槽东移型、巴尔喀什湖(以下简称巴湖)低涡型、喀布尔低槽(涡)型、锋区南压型4种类型,并归纳分析了上述4种影响系统造成各类短时强降水天气的概念模型;3)利用典型历史个例中探空资料物理参数进行分析,得到一些统计特征,同时利用探空订正来进行潜势预报,并对得出的预报探空及订正指标进行检验;4)探空资料V-3θ图显示强降水具有明显的非均匀结构、存在明显的大肚状,风矢结构为明显的顺滚流;5)利用喀什雷达资料对克州短时强降水得出指标:回波强度在45～60 dBz、回波顶高在5.0～9.0 km、强降水回波最大垂直累积液态含水量在4～40 kg/m~2、强中心所在高度在1～7 km、≥35 dBz的对流回波在本站持续1 h。     

A simple and effective model for Jones matrix to evaluate the transmission performance of Savart polariscope

Starting from the wave normal tracing treatment in the Savart polariscope that relates the Jones matrix to its transmission performance, this paper establishes a simple and effective model for the Jones matrix at an arbitrary incidence in the spatial domain. Analytical expressions of all the matrix components are determined with the consideration of all the main impact factors. This model needs only a few parameters hence it is convenient to be employed to evaluate the propagation performance of any birefringent optical system. The simulated results obtained with it demonstrate that this model gives a precise representation of the characteristic of light propagation in the Savart polariscope. This would provide useful suggestions for the design, calibration, and performance improvement of any other birefringent polarisation element and optical system.     

南京一次局地大暴雨的β中尺度对流系统结构分析

利用WRF中尺度模式,对2007年7月发生在南京地区的一场局地大暴雨过程进行了数值模拟。通过大尺度环流、流场以及有关物理量等特征结构分析表明:在南京地区产生局地暴雨的直接影响系统是一个β中尺度对流单体。在成熟期具有暖性对流涡柱的特征,涡度的发展较散度具有一定的滞后性,其暖心结构和假相当位温分布与热带气旋极为一致。并且该对流系统的垂直环流在成熟期表现出了一些类似超级单体的环流特征,证明了普通单体风暴具有向局地强风暴发展的潜力。从分析液相及冰相粒子混合率的垂直分布表明:对流单体发展的成熟期,冻结高度之上有过冷水与冰相粒子共存,过冷水分布最广的时期与系统最强降水时段对应良好。这意味着淞化过程可能是导致对流系统降水增幅的一种机制。由水汽通量散度分析,对于预报对流系统的发生位置和时间具有一定的指示意义。本次过程中流场散度项是决定水汽通量散度分布的关键因素,水汽平流项的贡献甚微。     

ANALYSIS OF THE COLD AIR EFFECT ON AN EXTREME PRECIPITATION EVENT TRIGGERED BY AN INVERTED TROUGH OF TYPHOON HAIKUI (1211)

Based on intensive automatic weather station data, satellite cloud imagery, NCEP reanalyzed data, and the simulation results from mesoscale numerical models, this study analyzes the characteristics and formation mechanisms of the mesoscale convection system (MCS) during the extreme precipitation event that was triggered by a weakened low-pressure inverted trough of Typhoon Haikui on August 10/2012. The results of this study show that cold air at the rear of a northeastern cold vortex creates thermodynamic conditions favorable to the development of extreme precipitation. The main body of the cold air is northward located so that the cold air invades only the middle layer of the periphery of the inverted trough. Thus, the cold air minimally affects the lower layer, which results in a vertically distributed structure of the temperature advection that augments the formation and development of convective instability stratification. In the middle troposphere, the cold air encounters the convergent, ascending, warm moist air from the low-pressure inverted trough, leading to frontogenesis. The frontogenesis enhances wind convergence which, in turn, further enhances the frontogenesis, and the positive feedback between these two forces augments the development of meso- and small-scale convection systems in the rainstorm region and its vicinity, which strengthens the upward transportation of water vapor from low layers and thickening of water vapor convergence and results in local heavy rains.