"99.8"山东特大暴雨形成机制的数值模拟分析

利用双重嵌套的非静力数值模式MM5V3,成功地模拟了1999年8月11~12日山东诸城发生的特大暴雨。利用模式输出的高时空分辨率资料,对这次暴雨天气及中尺度低涡的形成机制进行了诊断分析。结果表明,这次特大暴雨是在弱冷空气侵入台风低压环流,热带辐合带北伸的形势下形成的;倾斜涡度发展是特大暴雨及中尺度低涡产生、发展的重要机制,鲁东南有利的地形对中尺度低涡的形成具有重要作用;台风低压倒槽顶部的强辐合作用首先触发上升运动,产生强降水,强降水位于低层气旋性暖式切变最明显的地方;强降水释放的凝结潜热使高层气层增暖,高层辐散加强,引起低层中尺度低涡强烈发展,导致降水增幅。可见,CISK机制是特大暴雨和中尺度低涡加强的另一种机制。     

江淮气旋和冷锋相结合天气过程的宏、微观结构分析

为选择飞机人工增雨的作业区和作业时机，利用中尺度模式、加密探空和PMS粒子探测系统的资料，分析了江淮气旋冷锋共同影响降水过程中的宏微观结构、适宜冷云云中冰晶增长的区域和可播区。结果表明，可以在降水前的水汽由低层向高层输送和冰晶增长区由高层向低层传播的过程中选择作业时机，在上升速度区、-10℃层云水高值区和冰水转化区等区域中选择作业区。     

山东飞机人工增雨作业决策系统

在由11个子系统组成的飞机人工增雨作业决策系统中，利用在人工增雨作业前能得到的探空、雷达和云的宏观物理量等资料，确定可播区的空间分布和播云时间。运用产生降水的指标性物理量分布、卫星云图降水概率分布和模式的降水预报等综合确定作业区的地理位置。决策系统还包括航线设计和效益估算。该系统使得飞机人工增雨作业的指挥决策系统化，可减少盲目作业带来的损失。     

山东三类降水云雨滴谱分布特征的观测研究

利用激光雨滴谱仪2009年8月—2010年10月观测获取的滴谱资料,分析了山东省三类云降水雨滴微结构参量特征及滴谱随降水过程的演变特征。按照降水云系不同分别对各微物理参量进行比较,结果表明,各值由大到小排序依次均为积雨云、混合云和层状云。三类云降水过程中雨强与雨滴数浓度和最大直径间存在较好的相关关系;层状云和混合云降水以直径小于2 mm的雨滴为主,而积雨云降水以1~3 mm的雨滴对雨强贡献最大。层状云降水雨滴谱很窄,呈单峰或双峰型;积雨云降水雨滴谱宽,在大滴端呈多峰结构;混合云降水谱宽介于前两者之间。另外,统计得到该地区三类云降水的Z-I关系式,为雷达定量测量降水提供了一定的参考。     

2001年8月23日华北强风暴动力机制的数值研究

利用非静力平衡模式(MM5 V3.5)对2001年8月23日发生在华北地区的一次强对流风暴过程进行了数值模拟,在取得合理模拟结果的基础上,着重分析了风暴发生的热力条件、太行山地形动力作用和风暴中尺度结构特征,并依据倾斜涡度发展理论,分析了强风暴的发展机制。结果表明:本次风暴是在以西北气流为主导的环流背景下产生的,低层增温,中高层降温和整层增湿是造成层结不稳定的重要原因。上游地区对流引发的干冷下沉气流沿太行山背风面下滑形成的下坡风是触发强风暴发生的直接动力机制。湿位涡分析表明,风暴发生区具有明显的等熵面倾斜,对流层中低层pm1<0区域,同时pm2>0,满足倾斜涡度发展的条件,对强风暴的发展具有一定指示性。风暴发展早期,其垂直方向次级环流可能与新雷暴的产生和雷暴的跳跃式传播有关。太行山地形引起的边界层风场的变化,包括下坡气流和边界层中尺度辐合线对风暴的触发、组织和移动发挥着重要作用。     

山东高唐EF3级龙卷S波段双偏振雷达探测特征

利用济南CINRAD/SA-D双偏振天气雷达的探测数据,结合龙卷实地调查资料,对2021年7月11日发生在山东聊城高唐的一次EF3级龙卷风暴的雷达回波演变过程、龙卷风暴单体的结构及龙卷风暴的中气旋(M)、龙卷涡旋特征(TVS)和龙卷碎片特征(TDS)进行分析。结果表明:(1)龙卷发生在高空冷涡及地面气旋共同作用天气形势下,龙卷位于地面气旋中心东偏北方向约200 km处;螺旋状对流云带中2个较强对流单体合并发展,演变成超级单体风暴,其后部下沉气流较强,与强的入流共同作用,诱发了强龙卷。(2)风暴中中气旋的顶高大多在5~7 km之间;龙卷发生前中气旋最大切变平均值为19×10^(-3)s^(-1),龙卷维持期间,中气旋最大切变平均值达到51×10^(-3)s^(-1)。(3)高唐龙卷涡旋底层双偏振参量主要特征是大的水平极化反射率因子,小的甚至负的差分反射率ZDR,小的相关系数CC;TDS时间及空间特征是,底层CC都小于0.7,CC低值区的面积在龙卷生成后随时间明显增大,CC值底层最小,随高度逐渐增大;CC低值区的面积低层和顶层较大,中间层较小;龙卷生成后TDS最大高度随时间逐渐增高,龙卷最强时TDS最高达到4.8 km,之后逐渐降低;龙卷消散后,1.5°以上TDS的特征很快消失,0.5°仰角TDS特征继续维持了大约11 min。     

山东夏季两次极端雨强暴雨的滴谱特征研究

利用Thies激光雨滴谱仪观测的两次极端雨强暴雨的雨滴谱资料，结合CINRADA/SA多普勒雷达观测资料，分析了极端雨强对流降水雨滴谱和积分参数特征、以及地面雨滴谱的形成机制，主要结论为：(1)两次过程都是受副热带高压外围西南气流与西风槽共同影响，具有高温高湿的特点，有利于强降水的产生。(2)强对流降水(雨强R>20 mm h^-1)雨滴谱参数lg N_w、D₀与雨强R关系显示，2015年8月3日参数D₀随着R增大很快增大，线性拟合线的斜率较大，lg N_w随着R增大逐渐减小，线性拟合线的斜率为负值；2017年7月26日D₀和lg N_w与R都是正相关，但D₀和lg N_w随着R增大较缓慢地增大，线性拟合线的斜率较小。强对流降水雨滴浓度NT与雨强R之间的关系可以用幂函数拟合，8月3日有较大系数和较小指数，7月26日有较小系数和较大指数。(3)不同雨强的对流降水平均雨滴谱分布显示，8月3日随着雨强...     

山东冰雹时空分布特征与分类预报指标研究

利用冰雹实况资料、高空探测资料、地面观测资料和EC细网格数值预报资料，统计分析了2012—2021年79次对山东造成较大灾害的冰雹过程的时空分布特征，总结了不同区域、不同大小以及关键月份降雹的关键环境参量特征及阈值。结果表明：①山东降雹具有明显的时空分布特征，降雹主要出现在鲁中地区和鲁北地区；降雹日数年际变化较大，最多年份可达14 d，最少仅为5 d；降雹主要出现在春末夏初，占全年降雹日数的65%；14:00—20:00是冰雹高发时段，占全天降雹的63.3%。②鲁中地区年平均出现大冰雹的次数最多，但半岛地区出现大冰雹的概率更大；大冰雹主要出现在5—6月，占全年大冰雹日数的68.6%。③山东降雹具有较大的对流有效位能、中等及以上强度的深层（0～6 km）垂直风切变、显著的条件不稳定层结和适宜的特征层高度/厚度。④不同区域、不同大小以及关键月份的物理参量的特征和潜势预报阈值都有一定的差别，主要体现在内陆地区、6月降雹、大冰雹较沿海地区、5月降雹、小冰雹的对流有效位能明显偏大、干暖盖指数偏小、深层垂直切变有所增大、抬升凝结高度略偏高、-20～0 ℃层的厚度偏薄。