强风暴的中尺度结构特征及强风暴与暴雨的大尺度结构差异

用滤波方法得到产生强风暴的中尺度天气系统。分析表明:强风暴一般发生在中尺度辐合线、辐合中心及中尺度气旋与反气旋之间,有较强的辐合上升运动,同时还讨论了强风暴与暴雨的大尺度结构差异。      

强风暴个例电荷结构及云闪放电差异的数值模拟

利用耦合电过程的冰粒子分档模式对长春地区两个降雹型和非降雹型强风暴个例的闪电特征进行了模拟和对比分析。结果表明,在雷暴云的初始发展期,由于上升气流较弱,两者电荷分布相似,均表现为弱的正偶极结构。随着云体不断发展,两者电荷分布开始表现出差异:降雹型个例中的上升气流较强,风切变较大,过冷水能被携带到较高的高度,冰相粒子也能被带到较高处或在较高处继续增长,使得不同区域均存在冰相粒子含量中心。因此,冰相粒子的发生范围不同、环境参数不同及荷电符号不同的非感应起电过程,形成多个电荷中心,电荷结构易出现多层分布。在不同的发展时期电荷结构均呈现出不同的形态,放电既可能在上升气流区触发,也可能在气流辐散区触发。相对而言,非降雹型个例中的上升气流较弱,风切变较小,冰相粒子的分布较规则,非感应起电过程较均匀,从而导致电荷分布始终较均匀。不同发展时期的电荷结构都相对有规则,满足放电条件的位置具有一定的相似性。     

孝感市梅雨期暴雨中尺度统计特征及降水差异分析

利用孝感市梅雨期暴雨天气中各站日雨量、逐时降水量资料，统计分析了暴雨过程中强降水的空间、时间、阶段分布特征，阐述了暴雨的中尺度特性；另外，初步分析了暴雨天气中气候季节性变化、地形、中尺度系统和日变化等因素对降水差异的影响。     

大尺度环流的年代际变化对初夏华南持续性暴雨的影响

利用1961-2010年中国逐日降水数据和NCEP/NCAR逐日再分析资料集,研究了大尺度环流的年代际变化对不同频发年代华南持续性暴雨的影响。结果表明,虽然过去50年里华南持续性暴雨的发生存在两个频发时段(20世纪60年代中期到70年代中期、20世纪90年代初到2010年),其典型环流配置都表现为中高纬度冷空气和低纬度充沛水汽的配合,但不同频发时段的大尺度环流配置明显不同,这种配置使得两个频发时段的暴雨发生特点有所不同,最近20年的暴雨发生次数更多,强度更强,持续时间更长。在频发的1964-1976年,高纬度的冷空气主要来自西西伯利亚上空深厚的低槽前部,而此时南亚高压偏弱,西太平洋副热带高压偏弱、偏东,低纬度的水汽主要来自孟加拉湾印缅低压槽前,可降水量偏小,但垂直速度较大,水汽辐合较旺盛,华南上空大气环流较不稳定;在频发的1991-2010年,鄂霍次克海上空附近的高压脊活跃,高纬度冷空气主要来自高压后部,低纬度西太平洋副热带高压偏强,位置偏西,其西北侧的水汽源源不断输送到华南上空,故可降水量增多,伴随着强大的南亚高压提供的良好的高层辐散条件,华南上空垂直速度增大,水汽辐合明显,强有利的环流配置导致1991-2010年华南持续性暴雨强度更大、范围更广。因此,大气环流的年代际转型使得华南持续性暴雨发生了巨大改变,故在未来做预测时应充分考虑不同年代际环流背景场对华南持续性暴雨的重要影响。     

海南岛冬季暴雨的时空分布及大尺度环流场特征分析

利用海南岛气象观测站逐日降水整编资料和欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF） ERA5再分析资料,分析了1991—2020年海南岛冬季暴雨的时空分布及环流特征。结果表明：海南岛冬季暴雨在月际分布（12月—次年2月）上存在较大差异性,降雨量级越大,差异越明显;在空间分布上也存在显著的地域性,东部地区发生频次最高,总体上呈现东多西少的分布特征。海南岛冬季暴雨的水汽输送主要以偏东方向为主,气流来自副高南侧的偏东气流和大陆冷高压东南侧的东北气流。海南岛冬季暴雨发生期间,相对气候平均态而言,偏东低空急流较为强劲,中南半岛南支槽形态明显,副高偏北偏西偏强,南亚高压西北向的出流偏强,且南海海域存在显著的海温正距平。     

2006-2015年成都市区域性暴雨统计分析及其大尺度环流背景

利用2006~2015年成都地区国家站及区域站20时~20时24小时地面实况降雨量资料、常规观测资料、NCEP1°×1°再分析资料对成都市区域性暴雨进行统计分析,得出:这一时期成都地区共有43例区域性暴雨发生,次数最多的是在2013年,发生季节以7月为最多(占总次数的49%)。根据区域性暴雨影响系统的不同,将其简单分为3种类型,分别是:低涡型、高空槽和切变线型、副热带高压边缘型。3种类型暴雨的发生次数、持续时间均有不同,暴雨次数所占比例分别为40%、46%、14%,持续时间大多为1天。同时选取3个历史个例分析了不同类型区域性暴雨的大尺度环流背景特征。     

一次暴雨过程的中尺度结构分析

本文通过对鹤岗市2005年7月28日暴雨过程中的雷达探测资料和卫星遥感资料的分析,得出暴雨过程中α、β、γ中尺度天气系统的遥感探测特征,并分析了这些中尺度系统间相互作用发生时的一些判别依据。     

环境场大尺度锋面系统与变性台风结构特征及其暴雨的形成

本文将登陆台风环境大尺度锋面系统动力、热力结构作为台风变性发展的关键影响因子。本文的分析研究揭示了变性台风半冷半暖的热力非对称结构,及其演变过程气压谷型、动能峰型、降水增幅特征形成的环境场影响因子。本文的数值试验表明,台风环境场斜压结构（锋面特征）可以显著地影响台风变性过程,并可导致台风中心气压呈“谷型”、动能“锋型”以及热力非对称结构特征。引起台风变性涡旋加强及其暴雨增幅现象或台风衰减、消亡。本文的数值试验证实了登陆台风变性发展的某些成因,某种程度揭示了中低纬度系统的相互作用的机理问题。     

近50年我国持续性暴雨的统计分析及其大尺度环流背景

根据1951～2005年中国大陆730个台站的逐日降水资料和持续性暴雨发生的特点, 提出了采用局地持续性暴雨和区域持续性暴雨事件的两种客观定义来描述和统计近50年我国持续性暴雨时空特征及其变化。单站逐日降水量连续三天或三天以上均大于等于50 mm为一次局地持续性暴雨；区域持续性暴雨指在一定区域范围内连续三天降水量总和大于等于100 mm且每天降水量大于等于25 mm的面积超过某一阈值 (详细定义见正文）。根据局地持续性暴雨定义, 指出: 近50年中国局地持续性暴雨事件主要发生在江南和华南地区, 发生季节以6月为最多；根据区域持续性暴雨定义, 统计分析了四类典型的区域持续性暴雨类型, 分别是: 渤海辽西型、北方经向型、南方锋面型和华南低压型。其中南方锋面型又可根据持续性暴雨易发生的地理位置分为江淮型、江南型和华南型三种。对这六类区域持续性暴雨的历史个例进行同比分析, 研究了不同类型持续性暴雨发生的季节性和年际变化,以及它们在大尺度环流背景方面的共性特征。     

夏季江淮暴雨过程对大尺度湿度场的敏感性试验

用全球谱模式T42L11对1991年6月底至7月初江淮暴雨的中期过程作敏感性试验。结果表明,在初始场中,当印度洋～孟加拉湾高湿中心附近(100°E以西)的水汽减弱后,江淮雨量减少45%,且东亚夏季风环流减弱。若南海～西太平洋高湿中心附近(100°E以东)的水汽减弱时,则东亚夏季风环流反而加强,雨带移向华北。     

“91.7”暴雨低涡发展结构和暴雨机制中尺度数值模拟

对１９９１年７月４日至７日（“９１．７”）发生在江淮流域的一次低涡切变线特大暴雨过程进行了高分辨行星边界层参数化的中尺度数值模拟。控制模拟结果揭示“９１．７”江淮暴雨过程与中尺度暴雨低涡的生成和发展以及特有的动力和热力结构密切相关；气旋性涡柱，强上升运动与深厚湿舌三位一体的共存结构是暴雨低涡持续发展并产生对流云系和持续暴雨的强耦合条件；西南低空急流的发展和维持，不仅是暴雨低涡形成和持续发展的重要动     

大尺度形势对中尺度对流风暴影响的研究

2014年5月10日08时左右,在广东阳江市附近有分散对流单体出现并发展合并形成为尺度约200 km的准静止东西向线状MCS（Meso-scale Convective System）,持续近16 h,造成广东阳江以东至珠江入海口以西沿海强降水。通过实况分析、WRF-ARW（the Advanced Research WRF）模式模拟及地形敏感试验发现,在有利的大尺度水汽热力条件背景下,特殊的中尺度动力热力结构与云雾山地形的持续相互作用是该MCS触发和维持机制的关键因素。在大气低层出现的SLLJ（Super-low Level Jet）构成了向北输送的暖湿气流“通道”,增强了云雾山南侧上干冷与下暖湿的大气对流不稳定层结,使得暖湿空气在云雾山地形的阻挡作用下被强迫抬升达到自由对流高度,气块的CAPE（Convective Available Potential Energy）被触发释放,在云雾山附近生成分散的对流单体,配合中层偏西引导气流的作用,对流单体向东移动发展。由于以上大气中尺度动力热力结构特征的持续维持,配合云雾山地形抬升作用,在此后的十余小时内,云雾山附近不断触发新对流单体,在中层引导气流作用下向东移动的同时,持续的SLLJ为对流的发展供给大气不稳定能量使得对流单体逐渐发展合并,以此往复,形成了西端位于云雾山附近的准东西向线状MCS并长时间维持。

     

春季强风暴与暴雨的对比分析

本文选择了18次强风暴和18次暴雨的诊断结果进行合成对比分析,得到了一些强风暴与暴雨预报的界限指标,经预报试验效果良好,有一定的应用价值。     

一次暴雨过程的大尺度背景及其雨团雨强增幅原因初探

本文利用高空资料和较稠密的地面资料、分析造成1991年7月6日江苏省江淮地区强暴雨过程的环流背景，同时深入地分析暴雨过程中雨团产生、发展及中尺度系统特征并且对两雨因雨强增幅原因进行初步探讨。     

强热带风暴碧利斯(0604)引发的特大暴雨中尺度结构多普勒雷达资料分析

强热带风暴 “碧利斯” (Bilis) 于2006年7月14日12:50在福建省霞浦县北壁镇再次登陆, 与南海季风相互作用, 在福建省引发特大暴雨。作者利用双多普勒雷达三维风场反演技术对厦门和龙岩新一代多普勒雷达时间同步探测资料进行了风场反演, 综合利用雷达回波强度资料, 对造成长泰、 漳州特大暴雨的中尺度对流系统的三维结构及其演变特征进行了详细分析。结果表明: (1) 此次特大暴雨主要是由中低层西南[CD*2]东北走向的β中尺度辐合线引发的, 辐合线对于水汽输送以及暴雨的形成、 触发、 维持具有重要作用, 辐合线在暴雨的整个生命史过程中经历了由弱变强、 由强变弱的演变过程, 变化过程与降水的强弱演变过程基本同步。 (2) 由于丰富的水汽供应和中低层辐合线的动力抬升作用, 西南[CD*2]东北走向的β中尺度回波带的西南不断有新的γ中尺度对流单体生成, 在沿着辐合线向东北移动过程中进一步发展、 合并形成β中尺度对流线, 造成持续的强降水。最后, 还给出了此次特大暴雨的三维云系结构模型。     

台风暴雨中尺度系统与结构的数值研究

首先对８４０７，８４１１和８５０４号台风进行了数值模拟，并详细分析了模式输出的带通流场，发现；在湿台风引起的大范围暴雨区，低怪有强辐合，高怪有的大尺度辐散，而在干台风产生的弱降水区，高层则无中尺度辐散气流。其次，对引起暴雨突然增幅的８４０７号台风进行了对比试验，表明：台风大尺度环境场是产生台风暴雨中尺度系统的源，而凝结潜热释放和地形效应则是形成和影响这些中尺度系统中和中尺度的结构和重要因素。