2017年盛夏湖南持续性暴雨过程的水汽输送和收支特征分析

利用NCEP/NCAR再分析资料,首先分析了2017年6月下旬至7月初湖南持续性暴雨天气过程的环流背景和大尺度水汽输送特征,然后引入NOAA的轨迹模式HYSPLIT,分阶段定量分析了暴雨的水汽输送特征以及区域水汽收支情况。结果表明：天气系统的有效配置和稳定维持是强降雨持续的主要原因,持续性暴雨与全球范围的水汽输送和水汽辐合相联系,低空急流的演变和进退与暴雨落区和强度的演变关系密切。影响此次强降水过程的水汽通道主要有三支,第一支由索马里越赤道急流经孟加拉湾和我国西南地区输入暴雨区,第二支由印度洋中东部越赤道气流经孟加拉湾南部和南海北部输入暴雨区,第三支由来自南半球的越赤道气流自南海南部一路北上输入暴雨区,第三阶段还有一支水汽由赤道西太平洋穿越菲律宾进入南海后再北上输入暴雨区。过程第一、二阶段的水汽输送主要来自孟加拉湾,其次是南海,第三阶段来自孟加拉湾和南海（包括西太平洋）的水汽输送各占一半。受地形影响,孟加拉湾通道的水汽主要输送至暴雨区700 hPa,其他来自低纬洋面的通道水汽主要输送到850 hPa及以下各层。暴雨区水汽输入主要来自南边界和西边界,且主要由低层输入暴雨区,以水平水汽通量辐合的形式在暴雨区上空低层大量汇聚,经由强烈的垂直上升运动输送至对流层中高层积累和凝结,从而导致降水的产生,降水的强弱与边界水汽输入和区域水汽辐合的强弱变化一致。     

我国西南地区一次暴雨过程特征及成因

利用卫星云图、多普勒天气雷达资料和高空风等各种天气学资料,对2009年6月8—9日广西、贵州、以及和湖南交界地带的一次暴雨过程进行了综合分析。结果表明,暴雨是由中尺度对流复合体东移、β中尺度强对流云团发展、以及二者合并造成的;地面α中尺度低压带配合α中尺度纬向切变线的生成,为中尺度对流复合体（mesoscale convective complex,MCC）的东移发展、β中尺度强对流云团的发展、以及二者的合并创造了有利条件;地面能量比低值舌的活动是MCC和β中尺度强对流云团生成和发展的触发机制之一;在多普勒雷达径向速度图上,MCC的生成和发展,伴随西南低空急流的建立和维持,大范围的逆风区的生成;MCC的消亡,伴随西南低空急流的减弱和消失,对应西北气流建立和东扩。MCC发展期和β中尺度强对流云团发展期、MCC消散期和β中尺度强对流云团消散期的涡度收支以及视热源和视水汽汇有很大的不同。     

“云娜”台风登陆后的路径和降水的诊断分析

利用1°×1°的NCEP全球再分析资料和实时高空、地面加密探测等资料,综合分析了环流背景、冷空气活动和下垫面对"云娜"台风登陆后的路径和降水变化的影响,并对"云娜"登陆后的物理量特征进行了诊断分析.结果表明(1) 台风路径在登陆时发生西折的主要原因是由于在500 hPa副高调整为带状分布,台风北侧的东风气流明显加强,而且台风北侧最大东风风速与南侧的最大西风风速之差陡增;(2) 冷空气的入侵是"云娜"登陆后的台风低压在其路径折向西南的主要原因,表现为850 hPa台风西侧的北风加大,东侧的最大南风分量和西侧的最大北风分量的绝对值差变为负值;此外,冷空气在前期还有利于台风低压的维持,后期则使台风低压填塞;(3) "云娜"在进入鄱阳湖地区后其垂直运动、散度、水汽通量散度等各物理量场均表现出有利于降水加大的特征,这与下垫面的热量和水汽交换作用密切相关.     

GRAPES中尺度模式对2005年长江流域重大灾害性降水天气过程预报性能的检验分析

GRAPES是中国新一代具有自主知识产权的中尺度数值天气预报模式。使用在国家气象中心业务运行的最新版本的GRAPES模式、常规观测资料以及NCEP分析资料(1°×1°),对2005年主汛期发生在长江流域的重要降水天气过程进行了模拟和检验,重点分析了该模式对这一地区西风带影响系统的预报能力及可信度,从而得到GRAPES模式对于2005年长江流域重大灾害性降水天气预报性能的初步评价,并对该模式的应用及进一步改进提供一些有意义的参考依据。     

“威马逊”台前飑线环境场及多普勒雷达回波特征

利用常规观测资料、多普勒天气雷达资料、地面自动站加密资料、NCEP 1°×1°的再分析资料等对2014年7月18日发生在湘赣地区一次台前飑线过程的环境条件及多普勒天气雷达特征进行研究。结果表明:台前飑线产生前,对流层低层较好的水汽条件、条件不稳定层结以及两者结合形成的高CAPE值均为其发生发展提供了良好的条件;台风倒槽是此次台前飑线过程主要影响系统,露点锋、地面辐合线为其提供了抬升触发和维持加强机制;台前飑线西移北上的过程中出现"弓形"回波、中层径向辐合(MARC)、速度大值区、阵风锋。本次台前飑线和以往研究的西风带飑线存在以下差异:本次飑线低层垂直风切变主要是以风速差为主;中高层的冷空气侵入并不明显;在成熟阶段,气压场上也没有明显的雷暴高压,但有明显正变压;本次飑线过程是发生在暖湿的环境条件下,后侧入流为相对湿度较大的东南急流,雨水蒸发并没有西风带飑线强烈;雷达速度图上虽有MARC特征但最大正负速度差值并不是很大(15~27 m/s)。上述特征可能是该台前飑线过境湖南过程中没有造成极端大风的主要原因之一。     

湘西北2008年初持续冰雪灾害 及对椪柑影响分析

2008年初湘西北出现了自1956年有气象记录以来低温持续时间最长、冰冻范围最大、强度最强的一次低温雨雪冰冻天气过程,罕见的特大冰冻灾害给当地支柱产业之一的椪柑生产带来严重影响。本文从天气学和农业气象学角度出发,对低温雨雪造成的椪柑冻害及椪柑成果的贮藏、销售影响进行了详细评估,旨在为湘西北椪柑生产恢复与制定防灾减灾措施提出科学依据。     

梅雨锋引发的“03.7”特大暴雨雷达回波分析

利用常德雷达站多普勒天气雷达资料及其它资料分析了2003年7月7-11日特大暴雨天气过程的天气形势、雷达回波特征及中小尺度系统.雷达回波经历了初始、积层混合云、带状回波、积层混合云减弱消失阶段.回波单体始终自西南向东北方向移动,回波整体先由西北向东南,后北抬并移出湖南.降水回波属于低质心降水回波,"列车效应"是造成特大暴雨的主要回波特征,"列车效应"由有组织的中-γ尺度回波单体不断生消形成.多普勒速度图上,短时出现了"逆风区"等回波特征,由对流层中层不连续中小尺度大风核造成有组织的次级环流,可能是"列车效应"形成和维持的主要原因.谱宽图上,谱宽值各层十分均匀,表明强降水长时间维持的主要原因在于上下层环境风始终处于稳定状态.     

强热带风暴碧利斯特大暴雨山洪成因分析

利用常规观测资料及候平均要素等资料,从前期天气背景、大气环流演变及产生强降水的动力、热力、水汽和不稳定条件,分析了0604号强热带风暴碧利斯登陆后在湘东南产生的特大暴雨过程。结果发现地面中尺度辐合线产生的上升运动与地形的动力抬升结合,加强了特大暴雨产生的动力作用,高温高湿有利于扰动形成和对流不稳定能量产生,为湘东南特大暴雨产生提供了极好的热力条件,南海季风爆发及西南季风槽的形成为湘东南暴雨上空提供了源源不断的水汽,大陆高压与副高对峙导致了"碧利斯"在西移过程中减缓。造成湘东南特大暴雨山洪除了气象成因外,薄弱的地质环境条件是"碧利斯"得以诱发地质灾害的内因。     

5类南岳高山气象站风场对湖南不同天气型强降水的指示作用

利用2006—2014年4—9月常规高空、地面观测资料以及同期南岳高山气象站(简称南岳站)逐时风场资料和湖南省96个常规观测站逐时雨量资料,对同期117例强降水天气过程进行天气影响系统分型,并分析5类南岳站风场型对湖南不同天气型强降水预报的指示作用。结果表明:南岳站风场在6种天气型强降水天气过程中主要有5种不同表现型,其中4类逐时风场演变特征对湖南强降水带移动和强度变化有较好的指示作用。该站南风超过10 m·s-1的时刻较湘北和湘西北地区开始出现强降水通常有2~6 h的预报提前量,达到急流标准(12 m·s-1)的时刻较湘中以北地区降水达到最强提前2~5 h,南风剧减至8 m·s-1以下或转为北风的时刻较湘南地区降水加强有2~4 h的预报提前量。当南岳站主导风为南风且风速在12~14 m·s-1之间时,湘西北和湘北降水强度最大,但当该站南风超过14 m·s-1时,雨区将北抬至长江以北。当该站主导风为北风且风速在1~3 m·s-1之间时,湘中和湘西南降水较强;当其在3~5 m·s-1之间时,湘中、湘西南、湘东南地区均有降水;当其超过5 m·s-1时,湘中和湘西南降水减弱或停止,湘东南降水则加强。台风暴雨期间,该站出现明显的南北风交替且风速基本在5 m·s-1以下时,强降水区一般位于湘东南。     

近58年南岳高山气温变化特征及与低海拔地区对比

运用线性回归对南岳高山气象站自建站以来(1953-2010年)的年、季平均气温、最高(低)气温进行气候趋势分析,同时用非参数Mann-Kendall检验(MK检验)和滑动T检验确定其突变位置.通过上述方法,获得半个多世纪以来在近对流层自由大气底部这一特定高度上,南岳高山气温变化规律.通过与衡山县、衡阳市近50年气温变化对比,分析南岳高山与低海拔地区气温变化的差异性及城市化对其影响程度,结果表明:近58年来,在周边环境变化很少且受人类活动影响不大的前提下,南岳高山年平均气温、最高(低)气温呈显著上升趋势,分别上升了1.0℃、0.8℃和1.1℃;四季平均气温和最低气温均呈上升趋势,而最高气温除了在夏季出现呈微弱下降趋势外,其余季节呈上升趋势;年平均和最低气温在1996年发生了突变,而最高气温突变点不明显;城市化发展对当地气温上升有一定的加强作用,但观测环境改变,对夏季气温变化影响更为明显.