华南“94·6”特大暴雨的中尺度对流系统及其环境场研究 Ⅰ.引发暴雨的β中尺度对流系统的数值模拟研究

选取1994年6月12日~13日的过程,在确定云雨、垂直运动的模拟基本正确的基础上,利用模式输出资料对β中尺度对流系统的结构进行分析研究。结果表明:低层的水汽辐合很强,并且出现在对流发展前2~3h,有利于对流的启动;随着对流系统的发展,最大的垂直运动向上扩展,饱和层和中性层也不断向上伸展,对流层中层的中性层结既是对流发展的结果,也可能是其维持机制之一;强对流系统发展较强时,低层(600hPa以下)是辐合,而中高层为高压辐散气流,高层的辐散气流对对流系统的发展、维持有一定的作用;系统发展最强时垂直方向是两个模态,发展和衰减阶段一般为多个模态;强对流系统发展的环境风场为低层有西南、东南和北风三支气流辐合,而高层以偏北风为主;切变线上对流系统的降雨量有3h左右的周期变化。     

梅雨锋上与强暴雨有关的中低压及其三维环境流场的诊断研究

本文对1986年6月22日出现于长江中游的一次中低压过程进行了诊断分析。这个中低压水平尺度约500km，生命史为一天，但是形成了日降水量263mm的特大暴雨。分析揭示，梅雨锋是一条近于东西走向的正涡度带状分布区。而这一带状区中存在强烈的中尺度水汽通量辐合中心和深厚的上升运动区，有利于中尺度低压的形成。#FKM#FS和θ的剖面表明，条件对称不稳定（CSI）可能是这次梅雨锋暴雨的一种触发机制。此外，由拉格朗日方法对气块三维轨迹的计算表明，来自高低空和不同方向的两支大尺度气流的结合使高空辐散加强，可能对中低压的     

沙尘暴研究中的若干科学问题

近年来,中国北方频繁发生的沙尘暴事件引起世人的关注.实际上,沙尘暴不仅影响空气质量、交通,造成土壤风蚀和其他人、畜生命财产等社会、经济损失,作为一种特殊类型的大气气溶胶,沙尘粒子还具有重要的气候和环境效应.作者在简单综述沙尘暴研究的基础上,将重点探讨沙尘暴研究中一些值得注意的科学问题.     

近年来平流层环流研究动向

近年来,气象火箭和气象卫星探测为平流层环流的研究提供了有利条件。目前平流层研究的动向有从低层扩展至高层,从半球范围扩大到全球范围的趋势,此外,还有人开始进行平流层大气环流的数值模拟试验,摸索平流层的数值预报方法。本文对近年来国外研究的动向作一简要介绍。     

中尺度低压系统形成和维持的数值实验

使用细网格的多层原始方程模式对中尺度低压进行了数值模拟。发现:(1)在中尺度低压形成和维持过程中风场扰动的动力学过程比气压场扰动的作用更为重要。(2)对五种不同垂直结构的风场扰动进行了实验,其中以中低层的风场扰动在中低压形成过程中的作用更显著。(3)对湿模式和干模式进行的对比实验表明,两者重力波传播的相速度有明显的差别。前者将近为零,而后者达44米/秒。     

梅雨锋上中尺度低压发生的数值模拟实验

本文使用细网格降水模式对梅雨锋上中尺度低压过程进行了数值模拟,发现:(1)这种中尺度系统的形成至少应划分为发生和发展两个阶段.就发生阶段来说,动力作用是不容忽视的;在维持与发展阶段中,则水汽潜热的影响较为明显.(2)对潜热反馈作用的实验表明,对中尺度低压发展影响最为显著的加热过程也应具有明显的中尺度特征.     

我国低纬高原地区初夏强降水天气研究I·2001年5月印缅槽维持期间云南暴雨及其中尺度特征

2001年5月云南除东北部的昭通地区外,先后出现了1949年以来罕见的大雨、暴雨和连阴雨天气过程,其中以5月30日1200 UTC~6月2日1200 UTC的暴雨过程最强。本文采用常规资料、加密的降水和卫星资料对其进行了分析。结果表明,此次强降水过程是在有利的环流背景下,由中尺度系统造成的。云南有着特殊的地理位置和气候条件,其降水过程与我国的东部及华南沿海大不相同,主要结果如下:1)印缅槽与东亚冷槽的相互作用,有利于西南地区暴雨的发生。2)低空急流的产生和加强与暴雨之间存在一定的关系,它不但为暴雨提供了丰富的水汽,还有可能造成位势不稳定层结,且急流上扰动可诱使对流不稳定发展,致使强降水的发生。3)在有利的大尺度背景下产生的近地层中尺度辐合线以及它们之间的相互作用是产生此次强降水的重要系统,这类辐合线与我国东部的降水系统有很大的不同,与云南的地形特点密切相关。4)云南及其周边的特殊地形为此次强降水的产生提供了帮助。雨团大部分在原地生消,移动较少,形成了两个少动的雨强中心,中尺度对流云团的产生和发展与中尺度辐合线相交区关系密切。5)对降水区三维结构的分析表明,中尺度对流系统强烈发展区的低层为强辐合、正相对涡度,高层为强辐散、负相对涡度;存在整体的上升气柱,并在其左右两侧为下沉气流,且此气柱是高湿、低层存在对流性不稳定。6)对水汽来源和收支分析表明,这次云南强降水的水汽可能主要来自于孟加拉湾。     

第一次全球大气研究计划试验期间华南 前汛期暴雨过程及其环流特征的诊断研究

对1979年第一次全球大气研究计划试验(FGGE)期间华南前汛期3次暴雨过程及其环流特征进行了诊断研究。发现：（1）3次暴雨过程均与锋面活动有关,每次锋面过程都与锋生区对应,暴雨多见于锋前暖区内。锋面的特征既不同于冬季的冷锋,又不同于夏季长江流域的梅雨锋。（2）对视热源和视水汽汇作了计算,发现3次暴雨过程中,华南地区的视热源和视水汽汇项有明显作用,积云对流所造成的对流凝结加热作用很重要。（3）华南前汛期暴雨与南海季风有密切关系。1979年FGGE期间南海季风3次向北推进,与3次暴雨过程有直接的联系。（4）对这3次降水过程的水汽来源作了分析,发现除孟加拉湾外,南中国海亦是重要的水汽供应源地。（5）对云系的分析表明,华南上空的β中尺度对流云团为暴雨的发生提供了有利条件。     

海峡两岸及邻近地区暴雨试验(HUAMEX) 期间暴雨过程及环流特征研究

对1998年5～6月海峡两岸及邻近地区暴雨试验(HUAMEX)期间的6次暴雨过程及其环流特征进行了分析.发现:(1)6次暴雨过程均与锋面活动有关,每次锋面过程都与锋生区对应.锋面的特征既不同于冬季的冷锋,又不同于夏季长江流域的梅雨锋.(2)对视热源和视水汽汇作了计算,发现暴雨过程中华南地区为视热源和视水汽汇的大值区,降水产生的凝结加热作用很重要.(3)华南前汛期暴雨与南海季风有密切关系.1998年华南前汛期偏南气流多次增强,与暴雨过程有直接的联系.(4)对四次降水过程的水汽来源作了分析,发现对应不同个例,水汽的供应源地并不相同,孟加拉湾、南中国海和西太平洋都可能是重要的水汽供应源地.(5)对云顶黑体温度(TBB)的分析表明,华南上空的对流云团为暴雨的发生提供了有利条件.(6)将HUAMEX暴雨过程与第一次全球大气研究计划试验(FGGE)期间的华南暴雨过程及"94·6"近百年一遇的华南暴雨过程作了比较.