青藏高原大气热源及其影响的研究进展

青藏高原及其热源效应对东亚以及全球的天气气候起着举足轻重的作用。青藏高原大气热源及其影响的相关研究有助于进一步加深对青藏高原大气热源及其影响的认识,提高高原地区天气系统发生发展的预报能力,提升高原地区降水的预报水平。本文较为系统地梳理了青藏高原大气热源的相关研究,涉及青藏高原大气热源的获取与特征,包括青藏高原大气热源的计算和青藏高原大气热源的时空分布及演变特征;青藏高原大气热源对季风、对降水的影响;青藏高原大气热源对天气系统的影响和作用,包括青藏高原大气热源对南亚高压、西太平洋副热带高压、高原低涡以及高原切变线的影响。在总结已有研究进展和成果的基础上,对今后青藏高原大气热源研究做出一定展望,提出值得进一步加强研究的方面。     

基于TRMM PR和VIRS探测的青藏高原夏季横切变线云降水个例分析

利用热带测雨卫星(TRMM)搭载的测雨雷达(PR)和可见光/红外扫描仪(VIRS)探测结果的融合数据,结合ECMWF再分析资料,分析了1998年6月22日(轨道号:03257)和2011年7月3日(轨道号:77642)两个夏季青藏高原横切变线个例的云降水特征。结果表明,高原横切变线降水回波顶高度多分布于4～10 km,局部可达12 km,其降水强度85%以上为0. 5～2. 5 mm·h-1,仅局部达20 mm·h-1以上。云粒子尺度(云粒子有效半径)分布较为均匀,多数尺度分布在10～30μm之间,尺度峰值均为16μm,局部尺度可达30μm以上,液态水路径的峰值均在1. 50 kg·m-2左右。降水回波顶高度最高可达17 km,近地面降水回波强度最大可达50 d BZ,降水回波主要出现在6～10 km高度,其强度大体在17～25 d BZ。横切变线降水中浅薄降水、深厚弱对流降水、深厚强对流降水的垂直结构差异明显,并相应产生不同的近地面降水强度。     

华南切变线研究的现状与展望

华南前汛期暴雨研究一直是大气科学领域的研究热点,也是难点。华南切变线是华南地区最为重要的天气系统之一,与华南前汛期降水密切相关。为了提高华南地区暴雨的预报能力,深化对华南切变线的认识,文章从华南切变线的定义、结构、发展机制、影响作用、与其他天气系统相互作用等方面,回顾了华南切变线的相关研究及其成果。同时,结合预报业务实际,展望了在多源大气探测资料不断出现的当今,华南切变线研究值得进一步深入的科学问题。     

新疆地区夏季降水研究进展与展望

新疆地区面积占中国陆地面积的1/6，具有典型的温带大陆性气候。新疆的夏季降水量约占全年降水量的54%，夏季也是新疆强降水的高发期。在全球变暖的大背景下，新疆地区暖湿化趋势明显，夏季降水量呈增多趋势。回顾了新疆夏季降水的研究进展，主要包括新疆夏季降水的时空分布特征、新疆夏季降水气候影响因子、新疆夏季降水影响系统、新疆夏季降水机制以及未来变化趋势，最后对新疆夏季降水研究进行了展望，为后期研究提供相关参考。     

中国三江源地区降水研究的进展与展望

三江源地区位于中国青藏高原腹地，被誉为“中华水塔”。该地区降水和空中云水资源的分布及变化对中国淡水资源的影响至关重要，且影响着三江源地区及下游的生态系统。本文回顾和总结了近几十年来三江源地区降水和空中云水资源的空间分布及时间演变特征、降水的影响机制以及未来降水趋势预测方面的研究成果，并给出了进一步研究展望。     

1981—2013年6—7月江淮地区切变线及暴雨统计分析

为了研究20世纪80年代以来的江淮切变线及暴雨的气候态特征,从而为未来的江淮切变线暴雨的业务预报和科研提供参考,利用欧洲中心风场再分析资料和地面气象站基本气象要素日值数据集(V3.0)的降水资料,通过纬向风的经向切变、相对涡度和纬向0风速线3个客观判据,统计了1981—2013年6—7月江淮地区暴雨、切变线以及切变线暴雨。结果表明:1981—2013年6—7月,江淮地区有30.2 d出现暴雨,有33.2 d出现切变线,22.0 d出现切变线暴雨,切变线暴雨日数占切变线日数的近2/3,占暴雨日数的近3/4;6—7月江淮地区出现切变线和暴雨的日数有不显著的年际增长趋势,增长率比江淮切变线暴雨大一个量级,而后者的日数在近33年基本维持不变。江淮地区的切变线日数、暴雨日数和切变线暴雨日数2000年前年际波动较大,2000年后年际波动较小。6—7月江淮地区的暴雨日数、切变线日数和切变线暴雨日数均存在一定的年代际变化特征,且三者的年代际变化特征较为一致,在1981—2007年,江淮地区降水量的年代际变化与暴雨日数、切变线日数和切变线暴雨日数的年代际变化较为一致。1995年前,6—7月江淮切变线暴雨日数存在2—3年的周期,1995年后没有显著的周期。在6月上中旬和7月中下旬,江淮切变线暴雨日数存在2—4 d的周期,在6月下旬到7月上旬,江淮切变线暴雨日数不存在明显周期,切变线暴雨日数在梅雨期内稳定维持,且江淮切变线暴雨最集中发生在6月下旬到7月上旬的梅雨期内,说明梅雨期降水以切变线引发的降水为主。      

河南“21.7”极端暴雨的研究进展

2021年7月17—22日,河南省发生了一次造成严重人员伤亡和财产损失的极端暴雨事件,被称为“21.7”极端暴雨。在“21.7”极端暴雨发生不到2 a的时间里,“21.7”极端暴雨相关的研究取得了诸多成果,所发表的论文达百篇。文中主要从降水的特征、影响天气系统、发生和发展机制、下垫面效应、气候变暖增幅效应和数值模式预报等方面对“21.7”极端暴雨的研究进展进行了梳理和总结,并与“75.8”特大暴雨的研究成果进行对比。结果表明,由于观测技术的发展和研究方法的改进,“21.7”极端暴雨的研究结果呈现了比“75.8”特大暴雨研究更精细的降水和中小尺度系统特征,尤其是微物理过程,其中中尺度对流系统与中尺度对流涡旋耦合增强的动力学过程,以及霰粒子的融化促进各尺度粒子的同步增长的微物理过程是“21.7”极端暴雨过程的重要发现;“21.7”极端暴雨体现了更明显的热带和海洋的影响,可能导致“21.7”极端暴雨过程出现更极端的小时雨量;然而,城市化对极端暴雨的影响较为复杂,其与气候变暖的信号难以区分,增大了“21.7”极端暴雨机理研究的不确定性。最后,对未来研究方向进行了展望。     

湿C矢量及其应用

C矢量(C)是Q矢量(Q)在三维空间中的延伸,表征了三维非地转运动。然而,C是基于地转风近似和绝热条件得到的,不包含大气运动的非绝热加热信息。大气中的降水及其影响天气系统往往与大气凝结潜热释放所产生的非绝热效应有关。从β平面下的p坐标系大气原始方程组出发,考虑大气非绝热效应,推导湿C矢量(C^*),揭示C^*的物理意义。利用ERA5再分析资料和高原低涡数据集,通过C^*诊断青藏高原低涡(简称“高原涡”)个例形成、发展和移动过程,并与C的诊断结果进行对比以证实C^*的应用价值。结果表明,相较于Q和C, C^*包含更全面的非地转运动信息,在诊断中具有优势。C^*的水平分量(C_hor^*)表征了热成风非平衡和非绝热加热作用产生的次级环流,能更好地解释高原涡移动方向改变的原因;C^*的垂直分量(C_p^*)恢复了被Q丢失的非地转运动信息,描述了地转非平衡产生的水平非地转运动,...