浙江大暴雨与南海台风“山竹”相关性数值研究

2018年9月17日前后浙江东北部出现了大暴雨,与此同时,1822号台风“山竹”登陆广东并向西移动,为了研究浙江东北部大暴雨是否与“山竹”有关,利用云图资料、ERA-Interim再分析资料和自动站加密资料,先分析了2018年9月17日前后浙江东北部暴雨的天气形势,后通过WRF模式对此次过程进行了数值模拟,并做了将台风“山竹”去掉、增大一倍、缩小一半三个敏感性试验。表明此次暴雨过程出现在台风“山竹”倒槽东北顶端,是对流云系发展引发的。“山竹”的存在使得偏南气流输送到浙江东北部地区,且偏南风输送大小与“山竹”是否存在及其尺度密切相关。同时“山竹”使得浙江东北部区域存在着大范围深厚的高湿区,“山竹”越大,高湿区越深厚。“山竹”使得该区域低层有明显辐合,高层明显辐散,且尺度越大,辐合层高度越高。“山竹”还造成垂直运动旺盛,且尺度越大,上升运动越强。“山竹”使得浙江东北部大气层垂直螺旋度明显增大,且“山竹”越大,中低层垂直螺旋度越大,垂直螺旋度的大小对接下来6小时该区域降水量有很好的指示作用。由此,浙江暴雨预报需考虑同时出现的南海台风活动情况。      

热带气旋“苏迪罗”（2015）海上活动时段降水物理过程模拟诊断研究——海表温度敏感性试验

利用WRF模式,在前期工作（王晓慧等,2018）模拟试验基础上,设计敏感性试验,借助三维降水诊断方程,分析揭示了海表温度（SST）变化对热带气旋（TC）“苏迪罗”（2015）海上活动时段降水物理过程的可能影响。对照试验（CTL试验:SST随时间变化）和敏感性试验（SNC试验:SST固定为初始值）的SST存在明显差异（CTL试验平均SST低于SNC试验）。对比分析表明:两试验模拟的海上时段TC路径差异不大,但SNC试验模拟的TC强度较CTL试验偏强;TC环流区域内,两试验垂直速度差值在对流层基本为正（SNC试验上升运动更强）,随着SST差值不断增大,垂直运动差值也不断加大;SNC试验的降水强度（P_S）大于CTL试验,但P_S差值随SST差值增大并非线性变化,体现了P_S变化的复杂性;SNC试验的Q_WVA（垂直积分的三维水汽通量辐合/辐散率）均基本大于CTL试验（后期差别更大）,SST的不同可通过影响垂直运动,造成Q_WVA的差异,进而影响P_S;分析时段内,两试验TC环流区域大气均持续变干（正值Q_WVL）,且存在较明显海面蒸发（正值Q_WVE）,其中,两试验之间的Q_WVL差异不明显,但SNC试验的Q_WVE总体上强于CTL试验（尤其是分析时段中后期）;两试验间云相关过程变率差异的时间变化复杂,最大差异量级与Q_WVE相当;SST对水凝物发展和深对流活动有一定影响,伴随SST差异的逐渐增大,水凝物含量差异也逐渐增大,液相水凝物中,雨滴差异较大,而与液相水凝物相比,冰相水凝物差异更为突出,尤其是较大的冰相粒子（雪和霰）;SNC试验中,零度层下更多的霰粒子和雨滴,在更强上升运动配合下,有助于云滴和雨滴碰并（P_racw）及霰粒子融化（P_gmlt）微物理过程的加强,进而造成更强降水。TC环流区域时间和空间平均的物理量对比分析揭示,两试验降水物理过程定性上基本相似,但定量上存在明显不同,SNC试验的P_S与CTL试验相比,增幅达8.8%,这种差异主要源于降水宏、微观物理过程的差异,其中,不同SST环境下Q_WVE的差异最为显著。     

热带气旋的体积及与强度关系的研究

热带气旋(TC)的结构(含形态)与强度及其变化关系密切,著名的Dvorak定强技术即为TC形态(水平)变化与强度关系的生动描述,近年来水平尺度与强度变化的关系也渐受关注。然而,至今未涉及整体形态(即体积)与TC强度变化的关系。利用欧洲中期数值预报中心(ECMWF)0.25 °的ERA-Interim再分析资料,统计并初步分析了2006—2015年西北太平洋TC的外围水平尺度和“体积”的特征及其与强度的可能关系:水平尺度与TC强度的相关性总体较弱;而TC“体积”与强度的相关性更显著,且TC“体积”随强度增强而增大的关系适用于所有强度级别;此外,TC垂直尺度(正涡度区伸展高度)与强度也有一定的正相关,且在TC较弱时(台风强度以下)更显著。伴随较弱TC增强的主要是垂直尺度的增大,当TC达到台风强度后,与TC强度继续增强相伴随的主要是水平尺度的增大。TC“体积”能较好地综合表征水平尺度和垂直尺度与TC强度变化的关系,借助TC“体积”对TC强度预报有一定的参考价值。      

基于S波段双偏振雷达一次强雹暴过程观测分析

利用宁波S波段双偏振天气雷达资料、NCEP再分析资料、结合常规观测资料和实地冰雹调查资料，对2020年3月21日浙江省中北部一次强雹暴灾害过程（简称“03〖DK〗·21”过程）的天气背景和双偏振雷达回波演变特征进行分析。结果表明：〖JP2〗①此次雹暴过程环流形势属于低层暖平流强迫类型，雹暴影响过程约4 h，雹暴A和B先以强的对流单体形态移动，在自西向东移动过程中分别加强为超级单体。②典型降雹时次具有明显的三体散射特征（TBSS），〖JP〗垂直剖面图上强回波（＞50 dBz）伸展高度超过-20 ℃层，低层的弱回波，中高层悬垂回波明显。径向速度垂直剖面图上，雹暴低层辐合，其上叠加了辐散层，使得雹块得以继续形成和增长。③冰雹区出现了ZDR冰雹信号，对应的反射率因子（ZH）均大于65 dBz，差分反射率因子（ZDR）介于-2.0~0 dB，相关系数（CC）介于0.80～0.98；当结合ZH、ZDR、CC综合判断云中有冰雹粒子，CC<0.9时KDP的“空洞”区域也可作为判别大冰雹的依据之一。④HCL产品较好地反映了空中冰雹的分布和演变，根据低仰角的冰雹色标、同时结合零度层高度和雹云团下温度递减率值的大小，能更好地判断出冰雹发生的落区和尺寸。