黑龙江一次强天气过程中对流云合并的观测和机理分析

选取黑龙江强天气过程中对流云合并的典型个例,综合利用静止/极轨气象卫星、新一代多普勒天气雷达、地面气象观测以及NCEP再分析资料,对过程中出现的对流系统合并现象进行观测和分析,讨论合并过程的影响及其合并机制。研究发现对流云合并有利于对流云的发展、加强,且合并后很可能会引起短时强降水、冰雹、大风等灾害性天气;合并区域垂直方向和水平u、v方向上的风场和海平面气压场是对流云合并有利的动力因子,可为短时灾害性天气的预报预警提供参考。     

四川盆地暴雨过程对流云合并特征初探

利用FY-2E静止气象卫星的云图资料,对2012—2018年夏季(6—9月)发生在四川盆地眉山市内的35次区域性暴雨过程进行分析,探索研究暴雨过程中对流云合并现象的特征。结果表明:暴雨过程中有88%出现了对流云合并,对流云合并是造成暴雨强对流天气过程的重要影响因素;按照合并云团的数目以及合并次数,可将合并过程分为两个对流云团合并、多个对流云团同时合并和多个对流云团多次合并三大类;同时暴雨过程里的合并现象与合并云团之间的距离、面积比例、最低亮温差及最低亮温平均值有密切的联系。     

两次对流云合并过程的双偏振雷达观测研究

为了研究对流云合并过程中的微物理特征,利用2008年7月在安徽寿县进行观测的双线偏振多普勒天气雷达的资料,对两次不同类型的对流云合并过程进行了观测分析,研究合并后对流云中偏振量和粒子相态的变化情况。结果表明,卫星云图观测到的对流云合并过程在雷达回波上表现为小回波块之间的合并;回波合并以后强度、径向速度和差分传播相移率等物理量均增大,差分反射率因子大值区向回波连接处转移,并出现一个与大值中心相对称的负值区;合并时在连接处出现一片雨水区,并且只有在中下部开始的合并过程中才会出现冰相粒子增多的现象。     

发生短时强降雨的对流云合并作用分析

利用静止气象卫星、新一代多普勒天气雷达、地面、wrf数值模拟和LAPS再分析资料,对2013年6月30日皖南山区一次短时强降雨过程中的对流云合并现象进行了观测和分析。综合观测显示,这是一次由三个强弱不同的对流云先后发生合并的过程;强弱不同或强度相当的两对流云合并后的新对流云系统短时间内强度是增强的。分析认为,山区夏季对流云合并发生在水平垂直风切变及垂直涡度增大的湿斜压不稳定增强的环境中;对流云合并过程中伴有中气旋、地形涡等中γ系统形成,中气旋与地形涡系统内的强烈垂直运动导致低层形成辐合的垂直环流是山区短时强降雨触发机制。     

暴雨过程中对流云合并现象的观测与分析

利用静止/极轨气象卫星、新一代多普勒天气雷达、地面观测和NCEP再分析资料, 对2008年7月22日淮河流域一次暴雨过程中的对流云合并现象进行观测分析。综合观测显示, 这是一次在低层显著气压梯度作用下发生的对流云合并现象, 是一次多尺度、多合并方式的典型过程, 不仅有对流单体之间的合并, 还存在着对流云核(强中心)之间的合并。根据合并的进程, 可以划分为三个主要阶段:单体发展、云桥形成以及系统合并。卫星云图显示, 对流云核合并后云团结构更加紧密、边缘更加光滑;在雷达回波上, 合并后回波顶高和垂直积分液态含水量有显著的增加。对流云核合并完成后, 区域内最高云顶开始回落, 垂直积分液态含水量的最大值开始减少, 并在地面产生强降水。另外, 对流单体之间的合并不仅导致地面降水范围有所扩大, 而且还使降水持续了较长的时间。对合并过程可能存在的机制分析表明, 存在着三个方面的动力因素:(1)大尺度环境场中垂直运动存在的水平不均匀性, 是促成对流云团合并的环境因素。(2)对流系统间存在的低压中心及其引起的显著地面气压梯度, 是对流系统间合并的主要原因。(3)一个云核的下沉气流加强了另一个云核的上升气流, 是对流云核合并的动力学原因。     

北京市朝阳区一次冰雹强对流天气成因分析

利用Micaps资料、华北区域雷达拼图及北京地区区域自动站数据,对2015年8月7日发生在北京市朝阳区的一次冰雹强对流天气过程环流形势、物理量场及地面自动站要素场进行分析,并对此次过程的预警服务情况进行总结,得出以下结论:此次冰雹强对流天气过程临近时,从雷达上看,回波对流云团发展强烈,较小对流云团合并后移速减慢、停滞,是造成局地暴雨的主要原因。高空各层较好的动力条件,上干下湿,上冷下暖及低层能量锋等不稳定能量条件,超低空东南风急流的建立,为冰雹强对流天气发生提供有利条件。地面风场存在多小尺度辐合区,有利于对流云团发展,能量锋密集带与强对流发生区域较为对应,移动方向一致。风廓线图上急流及风切变的出现对提前发布局地强对流天气预警有一定指示意义。     

强对流系统中对流云合并的观测分析

用雷达等观测资料以及LAPS(Local Analysis and Prediction System)中尺度再分析场资料,对2009年6月14日在河南、安徽等地引发冰雹大风天气的两个强对流系统的形成演变过程中的对流云合并现象进行观测分析.研究表明,不论是单体间的合并还是对流系统间的合并,合并后单体或对流系统都有显著的...     

ZDR柱识别方法在海南地区的应用

基于双偏振天气雷达的相关研究大部分集中在雷达如何识别粒子相态、精细化探测云系垂直结构方面,专门针对差分反射率因子ZDR柱的识别研究相对较少。通过对海南地区对流云系特征进行分析研究,提出一套基于双偏振雷达探测数据（2020—2021年）的ZDR柱识别方法,结合多源资料对发生在海南地区的2次对流天气过程展开分析,〖JP2〗验证ZDR柱识别效果。结果表明：①ZDR柱通常在对流云系前中期较为深厚,最大可达0 ℃层以上3～5 km,〖JP〗在空间分布上ZDR柱与雷达径向速度的辐合有密切关系,其正负径向速度对的差值与ZDR柱的强弱变化规律呈正相关,并且深厚的ZDR柱较大概率出现在对流云系运动方向的前缘位置,与对流云团雷达反射率因子较大区域（≥50 dBz）有明显的对应关系;②ZDR柱最大深度的变化趋势同雷达回波顶高和垂直累计液态水含量有弱相关性,雷达回波顶高和垂直累计液态水含量的变化通常滞后于ZDR柱深度的变化（约12～15 min）。该方法具备识别海南岛地区ZDR柱现象的能力,可以在分析强对流天气过程、人工影响天气指挥和短临灾害天气预警等方面发挥应用效益。     

夏季江淮区域对流云合并的基本特征及影响

利用2001—2006年夏季(6～8月)GMS和FY-2气象卫星资料,分析了江淮流域对流云合并的基本特征和规律,以及合并对云体发展的影响。结果表明:(1)夏季江淮流域对流云合并频发,具有典型的时空分布规律,并与夏季雷暴的气候特征有很好的对应关系。首先,江淮流域对流云合并分布与中尺度地形之间有很好的一致性,在区域内有3个高发区:大别山区、皖南山区及洪泽湖-皖东丘陵区域,发生概率分别为28%,23%和16%。其次,对流云合并通常发生在6月末至8月初,并在7月末出现一个峰值。在日变化中,在对流云产生2h后的06:00(世界时,下同)出现一个峰值。(2)在划分的4种合并类型中,两云团或多云团的简单一次合并最多,占87%。(3)对流云合并能明显影响云的发展,80%以上的对流云合并过程中,云团在合并后面积和强度都得到发展,且生命史更长,平均持续时间达6.2h。实况分析表明,对流云合并是引发强降水和强对流天气发生、发展的重要过程。     

6．27黑龙江省中南部暴雨的中尺度特征分析

本文应用常规天气资料、新一代天气雷达资料及其二次产品资料,综合分析了2009年6月27日一次MCS造成的区域暴雨天气过程。通过从低到高、从大尺度到小尺度的综合分析方法,仔细研究了产生暴雨的背景条件．揭示了MCS上的前沿对流云带、中间混合云、后部平行对流云带、对流单体合并的对流云带的各类型云的发生、发展、强度、移向、VIL值、产生灾害的特征,以及其产生的动力原因。并总结了各要素在暴雨预报上的指标。     

我国西部高原大气边界层中的对流活动

利用 1 998年第 2次青藏高原野外试验中的多普勒声雷达探测、低空探测观测以及卫星观测资料对高原大气边界层内的对流现象进行分析研究。声雷达探测到了高原边界层内有强烈的对流活动。这种对流泡中心的垂直速度可超过 1m/s,并存在尺度为 1个多小时的周期性 ,表现为中小尺度的有组织的湍流活动。高原边界层强对流得以发展和维持的物理机制是 :强辐射加热、复杂的地形地貌形成的下垫面不均一性造成边界层斜压性、边界层内的平流活动等 ,这些现象都有利于对流的发展。在这些条件的作用下 ,边界层内可以产生一系列有组织的强湍流大涡旋活动 ,这些大涡旋形成的热泡在向上发展的过程中有的能够发生合并 ,变得更大也更为猛烈 ,达到凝结高度以上可形成对流云 ,并发生充分的对流混合。成云过程凝结潜热释放更有利于对流运动进一步发展 ,使对流云逐步发展成更大的对流云团 ,从而产生卫星云图中显示的云团发展过程。     

一次引发强降水的热带低压对流云团的多尺度特征分析

利用每10分种一次地面自动站常规观测资料，以及每5分钟一次多普勒天气雷达和每小时一次卫星等非常规资料，对一次造成上海地区特大暴雨的热带低压对流云团的多尺度特征进行分析，取得主要结果：（1） 本次暴雨过程由三次强降水造成，每次强降水都由?和?中尺度雨团构成，表明引发强降水的热带低压对流云团内部的多尺度特征；（2） 热带低压对流云团在上海地区的维持和加强是由其移动方向右后侧的?和?中尺度对流单体不断新生、发展和合并的结果，这一过程对应于雷达强回波带的新生、发展和合并现象；（3） 自动站风场分析出中尺度辐合线的位置和强度与中尺度雨团的落区和强度对应，雷达基本反射率和径向风资料进一步证实了气流辐合区是对流单体生成的区域。     

新一代天气雷达观测的福建夏季对流云特征

2001年和2002年7～9月利用福建省建阳市和龙岩市二部新一代天气雷达对福建夏季对流云进行系统的观测.通过对观测资料的统计分析和实例分析得到不同类型福建夏季对流云的生命史、尺度、强度等特征;多单体合并对流云液态水总量最大,发展-成熟阶段平均值达4.8×109 kg,是福建夏季对流云中最重要降水云型;对流云发展的不同阶段,不同高度层辐合辐散特点.这些结果为进一步研究夏季南方对流云结构、降水原理提供科学依据.     

江淮夏季对流云合并发生的天气学条件

应用NCEP再分析资料,根据2005—2006年江淮地区夏季33个对流云合并的个例发生的条件和环流背景分析研究,得出了对流云合并发生的5种天气系统类型：华北槽前型、华北槽后型、副高内部型、副高外部型和东风系统型;不同的天气系统类型触发对流云合并的热力学和动力学物理条件也不同;山区地形对地面气温和能量的影响与对流云的发生和合并有密切关系。     

闽东北地区夏季对流云特征的初步分析

利用新一代天气雷达资料分析闽东北地区夏季对流云的回波特征。分析表明:多单体合并对流云在生命史、回波高度、强度、尺度等方面都超过了单体对流云,其液态水总量也更大,自然降水条件和人工影响潜力都优于单体对流云,是夏季降水和人工催化的重要云系。分析得到对流云发展的不同阶段、不同高度层辐合辐散特点,为进一步研究夏季对流云结构和降水原理提供科学依据。通过对两个个例的天气形势分析,指出冷空气对对流发展有一定的激发作用。     

海南地区强对流性降水与卫星云图的关系

夏季的雷暴、冰雹等强对流天气,生命史短,现象剧烈,用常规的天气观测资料分析它们的活动存在着一定的困难。利用地球静止气象卫星云图动态显示可连续跟踪分析其活动规律。本着重分析了海南地区强对流天气过程中对流云团发生发展的过程,并提出了中、小尺度云团发展的三种类型及相关特征,对提高短期强对流天气预报质量有帮助。     

基于CloudSat探测的西南低涡对流云垂直结构特征

基于CloudSat卫星数据,结合多源常规和遥感等气象资料,研究分析了2013年8月6~7日的一次受西南低涡向西北方向移动发展影响的强降水天气过程中,对流云发展的三维结构和演变特征,结果表明:西南低涡发展有利于受其影响的对流云团发展为深厚对流云。西南低涡发展和成熟阶段低涡中心与强对流中心均不一致,强对流中心位于低涡中心以南。西南低涡不同发展阶段对流云团发展均符合“撒播-供水”机制。低涡发展成熟阶段对流云内部存在高温高湿中心。      

2008年6月3日一次中尺度强对流天气过程分析

利用Micaps资料及新一代天气雷达探测资料,从环流背景、物理量场和雷达回波演变几方面分析了2008年6月3日下午郑州新郑机场遭遇的一场历年少见的强对流天气过程,结果表明:此次天气过程形成于东北冷涡东移过程中,旺盛的暖湿辐合上升气流提供了对流暴发的动力和水汽条件,中层相对较干的暖层结有利于积聚大量的不稳定能量,低层冷空气的入侵是对流暴发的触发机制.新一代天气雷达探测资料揭示了对流云团的发生、发展、移向和强度变化.     

宁化人工防雹作业重点区域分析

利用2005—2021年宁化县有记载的冰雹资料和2011—2021年3—4月龙岩和三明多普勒天气雷达产品，对宁化县强对流天气的时空分布特征、对流云的移动路线和地形对对流云移动的作用进行分析，采用层次分析法，确定对流云经过各乡镇频次、对流云经过首个乡镇频次、各乡镇降雹频次和烤烟种植面积等4个要素的权重，得到各乡镇的防雹作业区的重要性指标。结果表明：宁化县境内对流云多发生在下午时段；经过宁化县的对流云路线最多的为西南路线，其次为偏西路线，再是西北路线；偏北和偏西方向来的对流云，受山系抬升作用，有利于对流云加强，西南方向来的对流云，易沿着中部凹陷地带和南部低山丘陵褶皱山地移动；与江西省接壤的宁化县中北部乡镇是防雹作业重要区域。     

一次右移传播的强对流风暴研究

对1998年6月21日华北平原强对流风暴的天气动力学分析表明, 这次强对流风暴是发生在华北区域出现前倾性阶梯槽形势下, 对流层中、下层的差动温度平流和干暖盖的存在是对流不稳定层结形成和发展以及有效对流能量存储的重要条件;对流层中、低层的西风扰动触发对流云团生成, 而对流云团在明显右移传播过程中不断发展增强, 是与对流云团南侧存在明显的动压垂直加速度、高能暖湿气流的不断输入以及对流云团的合并有关。