A numerical diagnosis of leading signals facilitating a “north-ridge south-trough” dipole for the early-2008 south-China freezing-rain events

Previous studies emphasize the important role of a "north-ridge versus south-trough" dipole (affecting the latitudes from 20° to 75° N around the Tibetan Plateau) of anomalous geopotential height ( Z ) in the early-2008 abnormal cryogenic freezing-rain-and-snow events in the southern part of China. The present study intends to extract the leading signal facilitating the dipole based on the numerical outputs of a full Z-linear model for diagnosing the global Z . Using this model built on full primitive equations in spherical-isobaric coordinates, we can further split the anomaly of Z-Zfζ-uβ (representing the Z component not explicitly associated with the Coriolis parameter f and its meridional derivative β ) into 15 components. With the model-output Zfζ-uβ (mainly accounting for the dipole under the geostrophic balance) and Z-Zfζ-uβ matrices as the left and right singular vectors respectively, a maximum covariance analysis (MCA) is performed to extract the significant 2-4-day leading signal carried by the MCA Z-Zfζ-uβ mode in the upstream area of the dipole. This leading signal is mainly attributed to 1) the abnormally strong westerlies centered around the exit region of the Atlantic jet-stream and 2) the corresponding anomalous 950-300 hPa anticyclone to the south of the abnormally strong center of westerlies. The energy of the positive wave center around this jet exit region favors the downstream north-ridge while the energy of the negative wave center associated with the anomalous anticyclone favors the downstream south-trough.     

台风“巨爵”近海急剧加强的特征及成因分析

源自东风波动的0915号台风"巨爵"在自东向西靠近广东沿海时出现了近海急剧加强的异常现象。利用热带气旋定位资料、NCEP全球同化分析资料、卫星云图以及海上平台自动站探测资料等对"巨爵"近海加强特征和成因进行了诊断分析。结果表明:"巨爵"形成源自于西太副高南侧的东风波动,副高演变及引起的"北高南低"和"东高西低"的形势与"巨爵"环流增强发展密切相关;弱的垂直风切变、高空明显的辐散出流以及台风中心正涡度增大并向对流层中上层拓展有利于"巨爵"强度增强;低层弱冷空气南下,一方面从增加气压梯度和温度梯度来加强台风环流和暖心结构,另一方面通过触发外围对流云团发展并往台风中心输送进而对"巨爵"近海加强产生重要的触发作用;孟加拉湾西南季风气流、105°~110°E附近越赤道气流和西太副高西侧东南气流3支气流汇合为"巨爵"近海加强提供了充沛水汽条件。     

5?23广东特大暴雨过程特点及数值诊断分析

利用NCEP再分析资料与常规观测数据,对2009年5月23日广东出现的强度大、强降水时间长和落区集中的特大暴雨过程的环流特征及影响系统进行诊断分析。分析结果显示,季风扰动沿着稳定副高西侧气流北上从而影响珠江口及粤西沿海地区;高层辐散为暴雨提供有利的背景场。无论在时间上还是空间上,主要影响系统低空急流和季风扰动都与特大暴雨有密切关系。利用局地经向环流线性诊断模式对过程进行模拟,定量诊断结果表明,在17个物理因子当中,潜热加热在整个暴雨过程中起最重要的作用,而与西风带系统有关的高纬冷平流则间接地做出一定贡献。      

2009年造成广东深秋一次急降温冷空气的特点

分析2009年11月中旬广东入秋以来最强的一次冷空气的环流形势,结果表明,此次冷空气属于横槽转竖型,乌拉尔山阻塞高压稳定维持使得冷空气在中高纬堆积,横槽转竖后引导下来的冷空气在南岭山脉受到阻挡。分析冷空气的垂直结构发现,本次冷空气较为浅薄,堆积发生在850hPa以下,弱冷空气经过长时间堆积形成较强冷空气,冷空气带来的阴雨天气使得降温以平流降温为主。     

广东高空槽后暴雨的多尺度天气特征及概念模型

2010年5月6—7日广东出现了罕见的高空槽后大暴雨过程。利用华南区域气象观测站、加密自动站和NCEP分析资料等,从大尺度环流背景、天气系统特征和雷达回波特征等方面进行分析,并利用局地经向环流模式和尺度分析技术诊断探讨其可能形成机制。结果表明,南亚高压西移配合高空急流北退为大暴雨的发生提供高层辐散条件。在前倾槽形势下(500 hPa高空槽移出广东、低层切变线和地面冷锋仍在南岭附近),低层暖湿不稳定配合高空槽后干冷空气的下传,对广东上空不稳定能量释放起到增强作用,强降水主要发生在锋区南侧。数值诊断结果进一步表明,激发暴雨过程的主要物理因子为潜热加热和温度平流。潜热加热是暴雨的正贡献和反馈最直接因子,而北方冷空气一方面通过温度平流直接激发广东地区的上升运动,同时通过促进水汽辐合抬升区南移并释放潜热,是暴雨过程的重要触发机制。此外,空间滤波分析表明,弱冷空气越过南岭后扩散南下和形成的中小尺度天气系统对强降水落区和增幅起关键作用,暴雨业务预报对此类弱冷空气在地形作用下扩散南下的影响需要更加关注。     

集合预报系统及其产品应用综述

本文简要介绍了数值天气预报的一个重要分支——集合预报系统的研究背景，开发研究思路，集合预报产品输出的形式，集合预报输出的处理和统计解释，以及国外应用集合预报的情况。作为一项新的预报技术，集合预报将越来越受到重视。     

快速西行进入南海台风的统计特征

通过对快速西行进入南海的 1 3个台风快速西行期间西风带环流系统、副热带高压活动和台风环境流场的特征以及这些台风进一步的移向、移速进行统计分析 ,结果表明 ,台风快速西行进南海期间西风带的特点是中纬从中亚到东亚有高压脊或以纬向环流为主 ,西风槽偏北 ;西北太平洋副热带高压一直强大且呈带状分布或不断加强与西伸 ,造成副热带高压南侧与台风之间梯度加大 ,使偏东引导气流加强。研究还发现 ,如果台风南北两侧均为偏东环境流场 ,将使台风西行更快。     

强台风"珍珠"异常路径的特点、成因及预报

通过对强台风“珍珠”路径4个阶段的特点和影响因素的分析,特别是影响台风移动的诸多因子及其对“珍珠”西行北折异常路径所起的作用分析,发现:大尺度环境场的调整(副高脊线东退南落、越赤道气流的变化、弱冷空气的变化等),使环境场对“珍珠”的引导作用减弱。弱环境流场与“珍珠”的非线性相互作用是“珍珠”西行北折的主要原因。SST的分布也有利于“珍珠”的加强和热力结构的变化,并影响“珍珠”的路径。“珍珠”的水平结构变化,特别是其热力非对称结构的变化,对路径的影响更为明显。各种主、客观预报对“珍珠”的移动路径作出了几乎完美的预报。     

强热带风暴"碧利斯"致洪暴雨的特征及成因

利用常规气象观测资料、中央气象台台风定位资料、NCEP/NCAR分析资料等,对0604号强热带风暴“碧利斯“登陆后引发的致洪暴雨特点及成因进行了分析,发现大陆副高的加强,使“碧利斯“从福建进入江西后路径南折.正是由于处在大陆副高和西太平洋副高之间的有利环境场中,再加上强盛的西南季风的输入,使减弱后的“碧利斯“气旋性环流长时间在江西、湖南以及广西上空维持,从而导致强降水的持续.强的东南至偏南气流遇到我国东南沿海地形后的爬升作用是东南沿海强降水的重要原因.前期华南北部的大气不稳定热力结构也是强降水出现的有利因素之一.偏北、偏西、偏西南3支气流强力辐合以及南岭山脉的地形抬升作用,是湖南南部及广东西北部一带强降水出现的重要原因.     

数值剖析0411号热带气旋位置不连续变化和强度突变

为探究竟0411号热带气旋(TC0411)出现数小时内向北"走"了300多公里且急剧加强的异常现象,根据TC0411经向环流特征(辐合抬升ω<0的水汽多来自偏南风v>0)及其与第2类条件不稳定(CISK)机制的密切关系,运用反映南海经向环流的线性诊断模式(包含边界效应、各稳定度及17个内力因子),对TC0411进行定量诊断。结果表明:南海东北部深厚强盛的偏南风急流及其造成的弱惯性稳定度为TC0411发生发展(向北不连续位移)提供了有利水汽输送和抬升(驱动)条件。其中,对偏南风有突出正贡献的边界效应与5°N西南夏季风和西太平洋东南风的辐合有关;驱动地转南风的气压梯度力与中南半岛季风槽、西太平洋高压和高层东风扰动有关。驱动非地转南风的内力因子主要是与斜压不稳定有关的平均经向温度平流、与西南风急流切变场有关的涡动西风动量经向输送、与夏季风环流和高层东风扰动相互作用有关的平均西风动量纬向输送及与非对称动力热力场有关的涡动温度平流。TC0411向北不连续位移实质为22.7°N附近生成新热带低压(TD)和19°N附近TD消亡的结果。2004年7月26日20时—27日02时激发22.7°N附近上升运动(19°N附近下沉运动)的主要因子是平均经向温度平流和涡动西风动量水平输送(平均西风动量纬向输送和涡动温度平流)。27日02—14时使新TD加强为热带风暴(TS)并维持的主要因子是潜热加热和平均经向温度平流。根据以上分析,建议业务预报应着眼于深厚强盛西南风急流和温度平流的共同作用。