地面辐合线演变与多尺度天气过程的相互作用分析

受河套低槽和低涡切变的共同影响,2022年6月26日12∶00—13∶00(北京时,下同)陕西商洛境内商南县西部的金丝峡出现了极端短时强降水(简称“6.26”过程),小时雨强高达108.3 mm·h^-1,是一次典型的由中尺度新生雷暴引发的局地强降水过程。局地性和突发性强、持续时间短、降水强度大,各家业务模式均出现漏报。本文基于常规气象观测资料及加密自动站观测资料、多普勒天气雷达资料与欧洲中期天气预报中心第五代大气再分析资料(ERA5),对此次短时强降水成因进行了详细分析。结果表明：(1)该过程发生在500 hPa河套低槽配合700 hPa低涡切变缓慢东移的环流背景下,商南地区动力抬升条件和能量条件较好,对流发生前K指数达到42.83℃。(2)局地充沛的水汽加之低层较强的垂直上升运动可将水汽迅速向上输送,有利于在金丝峡形成极端短时大暴雨。(3)金丝峡附近热力非均匀下垫面造成的局地环流和变压风引起的局地流场之间形成的中小尺度地面辐合线是导致金丝峡极端短时强降水的主要原因。金丝峡特殊的河谷地形, 一方面有利于触发对流,另一方面阻挡了低层东南气流沿山爬坡抬升,进一步加强了金丝峡上空大气的辐合,促使暴雨增幅。

     

地面辐合线与强对流天气落区

通过对1993～2002年焦作辖区20余次强对流天气过程的统计分析发现,在天气尺度条件下,地面气压场上中尺度辐合线对强对流天气的维持时间和落区有很好的指示性.     

地面辐合线与强对流天气落区

通过对1993～2002年焦作辖区20余次强对流天气过程的统计分析发现，在天气尺度条件下，地面气压场上中尺度辐合线对强对流天气的维持时间和落区有很好的指示性。     

一次锋面与地面辐合线相互作用的对流天气落区预报及分析

结合卫星云图、Micaps资料、数值预报以及多普勒雷达回波等资料综合分析,阐述了贵州省2006年4月4日夜间冷空气过境时雷达回波速度场特征以及锋面与地面辐合线的相互作用引发的黔南和黔东南自治州发生的雷雨冰雹天气过程,初步得出在弱水汽条件下辐合线附近发生对流天气的落区预报方法,为今后进行此类形势下的临近预报提供了分析依据和方法。     

山东半岛辐合线与天气

辽阔的渤海对其周围沿海的天气产生着巨大影响,但是在不同季节,对不同的地方,其影响也随之不同。本文仅就盛夏期间渤海对于山东半岛天气的影响谈些看法。 一、半岛辐合线 夏季,在地面天气图分析中,山东半岛上经常能分析出一条近东西向的辐合(切变)线,其长度约有300公里。一般情况下,辐合线附近没有剧烈天气发生,有时仅有局部的短时阵性降水,而在某些天气形势下,则有剧烈天气产生。为了了解这条辐合线的生成及其特性,我们用1971年的资料,选取羊角沟、日照和威海三站14时的实测风,用三点风方法计算了7月下半月逐日的散度值,为了同冬半年作比较,又计算了12月下半月的散度值。从图1可看到,7月下半月(实线)有7天散度值为负,即辐合,占总数的7/16,合43.8％;而在12月的16天(虚线)中,有     

华南飑线升尺度增长过程中的多尺度能量相互作用分析

采用WRF模式对华南飑线的升尺度增长过程进行模拟,利用Barnes滤波将模式数据分解为三个尺度,分别代入相应的能量方程中进行计算,从能量角度研究飑线升尺度增长过程中动能和位能的变化,以及三个尺度系统能量的相互转化.研究表明:动能的变化与飑线过程中各尺度系统的演变有较好的对应,β中小尺度对流的发展对应β中小尺度系统动能的...     

武汉暴雨过程中天气尺度与次天气尺度系统的相互作用

利用动能方程计算天气尺度与次天气尺度系统动能以及非线性动能的作用,以分析1998年7月发生在武汉的1次强降水系统中的主要动力过程。结果表明:在暴雨系统中,存在着天气尺度系统与次天气尺度系统间的相互作用,天气尺度动能减小,次天气尺度动能增加,但天气尺度动能和次天气尺度动能不能直接进行转换,而必须通过不同尺度之间的非线性相互作用来实现。也就是说,对次天气尺度系统而言,天气尺度系统是动能源,通过非线性相互作用,把能量传递给次天气尺度系统。     

一次中尺度辐合线引起的暴雨天气过程分析

利用自动站观测资料、NCEP再分析资料,对2018年4月29日夜里金华中部出现的暴雨过程展开分析。结果表明:(1)大尺度环流场分析显示,暴雨发生时段高层有低槽,中层有槽切缓慢东移,金华处于槽前上升运动区,而低层并没有明显的切变对应,仅有一个小槽东移北缩减弱,底层处于类似鞍形场的偏南一侧高、低压之间,地面为均压场。(2)对中低层和底层风场的进一步分析表明,中低层西南风风速增大和西南气流中风向辐合为暴雨发生时段的水汽输送和上升运动的维持起到了重要作用,而造成此次暴雨的最直接的动力触发机制,是925 hPa在暴雨发生期间浙中地区一直存在的底层中尺度辐合线。(3)在暴雨发生时段,浙中地区存在一条明显的西南风和偏南风的中尺度辐合线,它为此次暴雨的形成,提供了重要的对流触发和动力抬升机制;该辐合线维持时间长,其周围不断有新生对流单体东移,产生"列车效应"。(4)底层辐合线的维持,使小的对流单体不断生成,为此次暴雨过程提供了动力触发机制;强盛的西南气流使得水汽输送十分充足,为此次暴雨过程提供了水汽来源;辐合区的稳定少动造成了降水时间较长。(5)中尺度辐合线的形成机理、与产生"列车效应"的对流云团之间的反馈机制、对暴雨的动力触发机制值得进一步深入研究。     

一次暴雨过程中天气尺度与次天气尺度系统的相互作用

文章利用动能方程计算天气尺度与次天气尺度系统动能以及非线性动能的作用，以分析强降水系统中主要动力过程。结果表明:在暴雨系统中，存在着天气尺度和次天气尺度系统间的相互作用，次天气尺度运动增加天气尺度动能，使暴雨系统得以维持。     

“8.11”暴雨过程中天气尺度与次天气尺度系统的相互作用

采用改进的ｓｈｕｍａｎ－ｓｈａｐｉｒｏ方法,在对形势场、要素场进行尺度分离的基础上,对１９９９年８月１１～１２日发生在山东的一次区域性特大暴雨过程机制进行了诊断分析;计算了天气尺度与次天气尺度系统动能方程以及非线性动量相互作用各项;以分析强降水系统天气尺度和次天气尺度系统之间动能相互作用的主要动力过程,结果表明：在本次暴雨系统中,存在着天气尺度和次天气尺度系统间动勇相互作用,使暴雨系统得以维持,中     

太行山东麓地面辐合线特征分析

由于太行山地形的影响,在河北中南部,地面存在着几乎定常的风向辐合,局地对流天气往往发生在地面辐合线附近。利用2007和2008年5—9月地面加密风场资料,分析了河北省中南部地面辐合线的逐时演变特征以及与局地对流降水的关系。结果表明,地面辐合线傍晚时分在保定西南部生成以后,沿太行山逐渐扩展,自西向东缓慢推移,强度逐渐加强,早晨前后形成近乎闭合的气旋式环流。依据逐次过程最强降水时次的风场,将地面辐合线分为7类;单纯由地形引发的地面辐合线一般不产生降水,即使造成降水,量级也比较小,也就是说,一般地形导致的辐合不会直接触发对流,只有在有利的天气系统配合下,才会产生较为剧烈的对流天气。通过对2008年7月下旬连续冷涡天气个例逐日的地面辐合线分析表明,无论何种类型的辐合线,对流天气首先出现在辐合线附近;在大尺度的环流背景下,利用逐时风场、温度场的发展演变,可以定性判断对流天气出现的时间、落区,以及强度等。     

地面辐合线与华北平原雾空间分布的关系

使用京津冀2000—2011年10月—翌年2月地面气象站雾的常规观测和自动站风的观测资料进行统计分析,得出太行山附近地面定常辐合线位置与华北平原雾的空间分布有一定对应关系,10月—翌年2月华北平原年平均雾日多发区对应定常地面辐合线的位置。以2013年1月21—22日华北平原雾为例,辐合线附近的能见度相对较低,即辐合线附近雾的浓度较强。为加强对雾天气的成因认识,提高雾天气的预报能力,在科学规划雾天气监测网时应充分考虑地形的影响及定常辐合线的位置。     

一次暴雨过程天气尺度云系演变特征分析

通过对2005年6月18日至23日造成广西大范围持续性暴雨过程天气尺度云系特征分析,发现暴雨落区与阶段平均云图的TBB≤-60℃区域有很好的对应关系,表明暴雨主要是由中尺度天气系统造成的,利用这些关系可以很有助于做好强降雨的精细化预报。     

平流层-对流层相互作用的多尺度过程特征及其与天气气候关系——研究进展

在过去5年中,在国家自然科学基金委员会和中国科学院的项目支持下,针对以大气上下层相互作用中的多时空尺度过程特征及其与天气气候的关系为主要关注内容,开展了几个方面的研究。本文介绍其中的一些主要进展与结果,包括:(1)平流层臭氧的探测与分析研究;(2)平流层－对流层质量交换(STME)与对流层顶特征研究;(3)中层大气多尺度波动特征研究;(4)大气辐射传输和中层大气卫星临边遥感新方法研究。     

一类降水过程多尺度天气系统结构特征

对2010-2013年弱冷空气影响造成降雨过程,采用统计分析和典型个例分析相结合方法,分析了降水过程中大、中、小尺度天气系统的结构特征。结果发现：（1）不同尺度天气系统一般都具有明显的结构特征,天气系统结构的配置与降雨强度存在对应关系;（2）在A类天气形势下,斜云带更有利强降雨的产生,横云带的降雨强度相对较弱,逗点云系容易产生较强降雨;（3）弱冷空气影响过程中,在地面通常有中尺度负变压区形成,对流主要发生在中尺度负变压区内,以线状对流为常见;（4）约有半数以上的强、中降雨过程有低空急流出现,但也有低空急流出现并无强降雨现象,低空急流与降雨强度呈弱相关的统计关系。     

中空强烈辐合抬升引起的降雪凝冻天气过程分析

2001年1月9日08时冷锋移出黔东南后，9日20日到10日08时黔东南清水江流域及以北地区出现了一次明显的降雪凝冻天气过程。研究表明：这次降雪凝冻天气过程是由于空中的强烈辐合抬升所致。本文在研究高空和地面形势的基础上，着重对产生这次过程的中空形势进行研究，并对T106和halfs的数值预报产品进行检验。     

低空急流诱发地面辐合线的一种机制

“98.7”降水是造成江西严重洪涝的连续暴雨过程 ,降水期间冷空气很少侵入江西 ,但在赣北经常有1条地面辐合线。通过研究 ,指出了地面辐合线是造成“98.7”降水在赣北集中的重要原因 ,并分析了低空急流诱发地面辐合线的具体过程。     

热带气旋外围环流中次天气尺度系统及其与天气尺度系统相互作用的诊断分析

本文应用带通滤波的方法,分离出热带气旋外围环流中的天气尺度和次天气尺度系统。发现热带气旋外围强降水与低层次天气尺度系统的辐合关系相当密切。文中还计算了两种尺度系统间的动能和涡度转换。得出:在650hPa以上基本上是天气尺度系统向次天气尺度系统提供动能,在650hPa以下基本上是次天气尺度系统向天气尺度系统提供动能,整层积分的结果是天气尺度系统向次天气尺度系统提供动能。在900hPa和400hPa之间的涡度转换为次天气尺度系统向天气尺度系统转换,即涡度转换的结果是使得次天气尺度系统气旋性减弱,天气尺度系统气旋性增强。900hPa以下和400hPa以上则相反。整层积分的结果是次天气尺度系统向天气尺度系统提供正涡度。      

赤道辐合区中多台风期大尺度和台风尺度的动能收支及其相互作用

本文选了两例西太平洋赤道辐合区中同时有3个台风发生发展的多台风过程,采用滤波法分离出大尺度场和台风尺度场,并建立了完整的包括大尺度平均动能、扰动动能,台风尺度的平均动能、扰动动能收支方程,最后做了各种动能收支计算.结果发现:对于这种条件下台风尺度扰动的发展,大尺度动能转换的贡献不足20％,其发展动能主要是从比台风尺度小的短波尺度中获得.也就是说,在热带短波是台风尺度和大尺度的动能源.     

副热带天气尺度和次天气尺度系统短期演变的一般机制

将包含水汽潜热和摩擦因子的平衡模式ω方程适当简化,形式上与准地转方程相似,在简单谐波分布的假定下,由此求得各标准气压层上垂直运动和涡度倾向的近似解析解,它是包含所有各气压层上涡度源变和温度源变(或称“广义平流”)以及地形强迫作用的一组线性多项式。各项的系数分别表现出该项源变或地形强迫作用对某一气压层上垂直运动或涡度倾向的影响。针对几种典型情况,计算出这些影响系数,这有助于定性地诊断天气尺度和次天气尺度系统短期演变的物理过程,适用于副热带情况。