江苏一次大暴雨高低空急流的数值研究

本文运用我国新一代中尺度数值模式(GRAPES)对2004年6月23—25日长江中下游地区大暴雨过程进行了数值模拟研究,数值模拟和诊断分析结果表明,暴雨的落区和强度与高低空急流的位置及强度密切相关,低空急流位置北(南)移,垂直上升运动中心的位置也随之北(南)移,对应暴雨的落区也随之移动,暴雨中心强度与垂直上升运动的强度变化趋势一致,上升运动中心强,对应暴雨中心的雨量大。因此,改变高低空急流位置及强度,实际上是改变高空辐散和低空辐合区的位置及强度,改变了高低空急流耦合的位置,主要是影响了垂直上升运动的位置和强度,进而影响了暴雨的落区和强度。高低空急流耦合及上升运动加强,是暴雨发生和雨量增幅的一种重要物理机制。     

高低空急流耦合对长江中游强暴雨形成的机理研究

对1998-07-22T08-14发生于武汉附近的一次强暴雨过程的分析发现,这次强暴雨发生于南方暖区与北方冷空气脱离的孤立系统中,副热带经圈环流上升支是暴雨发生的大尺度背景场,它的低空入流和高空出流对大尺度雨区的生成与维持具有重要作用.边界层南风急流、低空西风急流和高空西风急流上下的耦合作用是强暴雨发生的重要原因.925hPa上边界层偏南风急流是暴雨区所需水汽的最大提供者和暴雨区对流不稳定能量释放的触发者,850hPa上低空偏西风急流的主要作用是建立和维持了暴雨区中低空的对流不稳定,200hPa上中纬高空西风急流的主要作用是建立和维持了暴雨区高空的条件对称不稳定,三者上下耦合使得中低空对流上升运动得以向上发展和加强,从而产生强暴雨.     

江苏梅汛期暴雨高空能量输送及高低空要素耦合特征

利用2003-2005年梅汛期江苏15个区域性暴雨个例的NCEP再分析资料,计算了30°-40°N涡旋角动量,从宏观角度上分析了高空能量变化与江苏暴雨之间的关系,并在此基础上进一步从上下层配置和物理量定量诊断分析了江苏暴雨预报着眼点。利用2006—2009年6-7月江苏17个暴雨和非暴雨个例,诊断分析了不同区域出现暴雨的流场和不同层次的物理量。结果表明:(1)角动量的输送和江苏暴雨有一定的变化规律。(2)高空急流带、南亚高压位置与低空西南急流对暴雨及其非暴雨的产生和落区有明显的预报作用,建立了不同区域出现暴雨的概念模型。(3)暴雨和非暴雨的物理量耦合存在明显的差异。当高层散度值在(1～2)×10-5s-1以上,低层涡度在3×10-5s-1以上,上升速度在(3～4)×10-3hPa.s-1以上,产生暴雨的概率较大。能量输送特征、概念模型的建立和物理量指标的确定为江苏梅汛期暴雨的提前预报提供了新的预报思路和量化参考依据。     

高低空急流在云南大范围暴雨过程中的作用及共同特征

通过对1980—1991年出现的46次云南全省性大范围暴雨过程的主要影响系统进行分型,找出云南暴雨的主要影响系统,利用美国国家环境预测中心NCEP再分析资料,对暴雨出现次数最多的11次冷锋切变型全省性大范围暴雨过程进行合成分析,揭示了在冷锋切变环流形势下云南大范围暴雨发生前后对流层高低空急流或强风速带的演变特征及其与大范围暴雨发生之间的关系,找出了它们的共同特征,并提取造成云南暴雨的强信号,以期对今后的暴雨预报提供依据。     

郑州“7·20”极端暴雨过程中水汽和高低空急流作用机制的数值模拟

针对郑州“7·20”特大暴雨过程,使用CMA-MESO区域模式对此次极端强降水过程中水汽与高低空急流的影响进行了数值试验分析。结果表明,此次暴雨过程较为成功地被中尺度模式模拟再现;暴雨过程中水汽来源主要为台风“烟花”北侧的东南急流携带的来自西太平洋与印度洋的水汽以及台风“查帕卡”北侧东南气流携带的来自南海的水汽;降水及水汽输送对水汽含量十分敏感,水汽含量微小的变化便会使郑州上空气流辐合区强度减弱,水汽累积减少,降水范围向河南北部缩小,降水强度大幅度减弱;低空急流对应的气流辐合区是郑州上空出现强垂直上升运动中心的主要机制,低空急流减弱后,水汽辐合减弱,降水减少,降水中心位置偏西南,高空急流对降水的影响与低空急流相比较小。     

南亚高压与偏北风急流出口区的暴雨生成机制

利用MM4中尺度模式,模拟了1998年7月21日08：00~22日08：00(北京时),一次西北风急流的暴雨过程。分析发现,西北风高空急流与南亚高压环流形成的辐散辐合场导致一对中尺度正反环流的生成,使暴雨得以维持与加强。在暴雨区北部,中高层条件性对称不稳定可使下沉运动加速,对北支环流的维持起关键作用;雨区南部,南支环流圈的维持与高层北风中心的加强有关。北支环流圈的加强以及动量下传使暴雨区北部低层的北风分量维持。该北风分量与雨区南部环流的南风分量形成低层辐合。     

一次高低空急流脉动与短时强降雨的关系

该文利用黔东南CD型新一代天气雷达提供的风廓线产品（VWP）资料,对黔东南2013年5月25日夜间—26日早晨暴雨到大暴雨天气过程强降雨时段的高低空风场进行详细分析。得出：高、低空急流的加强和向近地面扩展,动量下传,使低层辐合扰动增强,触发不稳定能量强烈释放,导致强降雨发生;暴雨期间近地层0．9km超低空西南风急流的加强和维持,使低层大气层结不稳定状态和水汽输送得以较长时间维持,是暴雨产生的重要原因,降雨强度与超低空急流风速脉动有一定的对应关系;降雨强度随着高、低空急流指数的增大而增大,随着高、低空急流指数的同步减小而减弱,最大降雨强度集中时段出现在低空急流指数最大值维持阶段;短时强降雨在高、低空急流加强并向下扩展到最低点1—2h后发生,这对短时临近预报预警有一定指示意义。     

高低空急流与水汽凝结过程对暖锋环流演变的影响

利用包括水汽凝结过程的原始方程模式模拟了高空西风急流和低空南风急流中暖锋环流的演变以及凝结的发生。计算结果显示,水汽凝结过程对暖锋环流有非常重大的作用,是暖锋锋区产生强中尺度深对流的重要机制。与干模式大气中高空西风急流对暖锋环流的影响远大于低空南风急流的结论相反,在含有水汽凝结过程的湿大气中,低空南风急流的作用远大于高空西风急流,它是暖锋锋区中产生强中尺度降水的更重要因子;高低空急流的共同作用,对湿暖锋锋区中多重中尺度雨带的形成具有重要作用。     

2010年辽宁主汛期暴雨过程副高、急流及层结特征分析

利用辽宁逐日降雨量、NCEP/NCAR逐日再分析资料、副热带高压等资料,对2010年6-8月西太平洋副热带高压脊线、北界、西界和高、低空急流及层结结构的特征与6次暴雨过程的起止时间、降雨强度、降雨性质的关系进行了分析.结果表明:2010年7-8月110°～130°E平均副热带高压脊线在81％的时间较常年同期偏北,平均副高脊线位置较常年偏北了2.7°;6次暴雨发生期间,副高脊线均位于27°～35°N之间,130°E附近副高588 dagpm线北界均位于38°～45°N之间,35°N附近副高588 dagpm线西界均位于110°～130°E之间;强降雨主要出现在850hPa低空急流建立下,200 hPa高空急流发展到最强后、强度逐渐减弱、急流核逐渐南下的过程中;在分析特征的基础上,凝练预报指标,为今后类似的区域性暴雨预报提供参考.     

陕西2003年持续性暴雨高低空急流特征分析

本文利用常规资料、T213格点资料,对造成2003年8月24日~9月7日陕西省持续性暴雨、大暴雨过程的主要影响系统高空急流、低空急流的天气学、动力学特征及其与暴雨关系进行了分析,结果表明,在这次持续性暴雨过程中,高空急流及其南亚高压与低空偏南风或急流的有利配置是次级环流得以维持、对流持续和重建的重要机制。     

对流层上层东半球副热带西风急流与副热带(南亚)高压的关系

用NCEP/NCAR月平均再分析资料对南亚高压和对流层上层西风急流的季节变化及盛夏两类型态进行对比。结果表明,南亚高压和西风急流中心都有从冬到夏的西移北进和从夏到冬的东退南撤,急流中心位于南亚高压中心北侧。东亚夏季风盛行期间南亚高压中心的北移提前于西风急流中心的北移,二者的强度呈反相的季节变化。一般情况下,伊朗高压对应西部急流型,青藏高压对应东部急流型。典型东、西部急流年份中高纬气温及高度场的差异表明气压梯度力强弱对比是急流东西型变化的主要原因,南亚高压的位置基本上决定了急流中心的型态,但由于南亚高压具有"趋热性",而急流的移动符合热成风的规律,因而二者的热力影响机制有所不同。     

2010年江苏省连续性高温特点及成因分析

利用江苏省常规气象观测资料、1961—2010年全省73个站的历史高温资料以及NCEAP 2.5×2.5再分析资料,分析总结了江苏省高温天气气候特点及2010年高温情况,并在此基础上重点对2010年连续高温天气特点及成因进行了分析。结果表明:江苏省高温日数以7月最多(占高温总日数的44.1%)、8月次之(占29.2%);空间分布上呈西南部地区多,东部沿海少的特点;2010年8月连续高温频发,过程间隔时间短,且区域性连续高温时段主要集中在8月份,较多年平均偏晚,部分市县最高气温创当地有气象资料以来的历史新高;盛夏期间前期赤道辐合带不活跃,不利于副高北抬,是造成该年出梅后区域性连续高温偏晚的一个重要原因;而8月份南亚高压脊线位置偏南,强盛的副高持续控制江苏省,加上台风北上活动影响少,致使该月连续性高温频发。连续高温期间副高能快速恢复增强,促使连续性高温过程频繁且间隔时间短。     

南亚高压季节持续性异常及其与ENSO关系

南亚高压是对流层中上层重要的大气活动中心.文中选取200hPa等压面,应用1948—2006年NCEP/NCAR月平均再分析资料、NCAR的CAM3.0大气环流模式,分析了南亚高压强度的季节持续性异常特征及其与ENSO事件的关系,结果表明南亚高压强度的冬—春—夏的季节持续性异常特征,这种长达半年以上的季节持续性异常与ENSO事件存在密切关系。进一步分析发现,南亚高压强度异常程度的时间演变特征与赤道东太平洋海温表征的ENSO信号的演变特征并不一致,南亚高压强度度异常滞后ENSO信号,对ENSO信号的响应从前一年的12月开始,一直持续到当年的9月,1—5月强度异常最强,6—9月强度异常次之。1月Nino3.4指数时滞自相关表征的ENSO事件春季开始,夏秋季发展,冬季成熟,来年春季开始减弱,夏季基水消失。不同海区数值试验结果表明:在ENSO事件成熟期的冬季,南亚高压与赤道东太平洋海温关系密切,在ENSO事件衰减期的春季,与赤道东太平洋和印度洋海温关系密切,在ENSO事件衰减期的夏季,与印度洋海温关系密切。     

7月份连续性暴雨与南亚高压活动特征分析

利用1958～2000年7月份逐日100hPa平均位势高度场和平均风场的资料与同期降水资料,分析7月份连续性暴雨与南亚高压活动的关系,结果发现二者间存在着密切的关系。首先按降水规律将我国南方划分为两个区:东区,南区。在发生连续性暴雨过程中,当南亚高压中心位于青藏高原上时,东区的暴雨总量增多,当中心位于伊朗高原上空时,暴雨总量有所减少。而南区则正相反,当南亚高压位于伊朗高原附近上空时,南区暴雨总量偏多,位于青藏高原上空时,暴雨总量则偏少。     

1961-2012年山东汛期暴雨气候特征分析

利用1961-2012年山东省35个气象站汛期逐日降水资料,采用常规统计法分析了山东省汛期暴雨日数和暴雨强度的时空变化特征,运用均生函数建立山东省汛期暴雨日数和暴雨强度的预测模型,并进行试报和预报检验。结果表明：1961-2012年山东省汛期暴雨日数和暴雨强度均呈减小趋势,但减小趋势不明显,未通过0.05信度的显著性检验。1961-2012年山东省汛期平均暴雨日数为2.2 d,存在3.4 a与准8.0 a周期振荡|暴雨平均强度为67.8 mm·d^-1,有2.3 a、3.3 a、6.9 a与准12.0 a的变化周期。1961-2012年山东省汛期暴雨日数和暴雨强度未出现气候突变|山东省暴雨日数和暴雨强度自20世纪70年代中末期至80年代末期出现年代际减小的变化。山东省汛期多年暴雨平均日数和暴雨强度呈自西北向东南逐渐增加的分布趋势。鲁南、山东半岛南部和东部地区是山东省汛期暴雨（连续性暴雨）的多发地带及暴雨强度大值区域。对2003-2012年山东汛期暴雨预测表明,均生函数预测模型可较好拟合山东省汛期暴雨日数和暴雨强度的变化趋势,对山东汛期暴雨有较好的预测能力。     

梅汛期南亚高压活动的谱特征分析——波能密度谱

本文是应用100hPa北半球高度场格点资料,选取2003-2005年6-7月南亚高压季节性东进、北移的15个过程,其中包括这3年中在入、出梅期间500 hPa副热带高压有响应的季节性北移个例.计算了40 °N的波谱物理量-1～7波的方差比和波能密度,分析其西风带长波-超长波的调整和南亚高压的东进、北移的相关,并从波能密度的演变特征来识别何种长波波动对南亚高压的季节性变化具有最大的贡献.从而得出100hPa 40 °N的超长波的调整是南亚高压季节性东进、北移的环流背景,而西风带4～6波的长波槽波能密度的激增是诱发南亚高压季节性演变的最大贡献者.     

辽宁暴雨致灾指标及灾害影响预评估

利用1951-2012年辽宁暴雨过程及暴雨灾情资料,对辽宁暴雨灾害特征及暴雨灾害评估进行分析,并应用统计分析方法,建立暴雨致灾指标与灾害影响预评估的关系。结果表明：1951-2012年辽宁年平均暴雨日数分布为自东南向西北逐渐减少;辽宁暴雨灾害发生频率分布为自中部向西北逐渐增多,灾害发生频率最高的地区为辽宁西部地区,其中朝阳喀左县暴雨灾害发生频率最高,占该站暴雨总次数的73%;辽宁西部等地区暴雨灾害发生频率较高,但降水强度较小,且发生一级和二级暴雨灾害的概率低于其他地区;而除辽西地区外,其他地区暴雨灾害发生频率略低,但降水强度大。辽宁受暴雨灾害影响最大的受灾体为农作物及设施,辽阳地区受灾频率最大,占该地区受灾过程总数的95%以上。辽宁暴雨灾害可划分为暴雨灾害易发区、较易发区和一般易发区。     

2009年6月皖南梅雨暴雨诊断分析和水汽后向轨迹模拟

利用常规天气图实况资料和NCEP每6 h 1次、2.5°×2.5°再分析资料及NOAA的GBL资料,对2009年6月28—30日安徽南部一次暴雨过程进行物理量诊断分析,同时使用HYSPLIT后向轨迹模式对水汽来源进行模拟。结果表明：高空辐散和低空辐合同时存在而导致的上升运动是此次暴雨的动力条件;来自孟加拉湾和南海充足的水汽来源是暴雨产生的前提条件;同时低空辐合产生切变诱发的不稳定能量释放,促使了大暴雨过程的产生。     

2013年夏季浙江省高温干旱环流异常分析

利用浙江省10个站的温度和降水资料、国家气候中心160站的降水资料、NOAA的ERSST和OLR资料及NCEP再分析资料,对2013年7至8月发生在浙江省的持续高温干旱天气过程的基本特征和环流异常进行了分析。结果表明:浙江省各站的高温日数、高温持续日数、持续无降水日数、干旱指数都远超历史同期纪录,降水较常年偏少3成以上。南亚高压强度偏强,面积偏大,东侧脊点位置偏东;西太平洋副高强度偏强,西侧脊点位置偏西;东亚季风异常偏强及其造成的水汽辐合偏弱,是高温干旱天气产生的重要原因。其中7月底西太平洋副高的异常西伸及8月异常持续偏西对浙江8月持续高温干旱的发生起了决定性作用,这与同期热带西太平洋暖池区增暖、菲律宾周围对流活动加强有关,后者通过EAP/PJ遥相关型对前者产生影响。     

南亚高压的季节变化与趋暖性

利用NCEP／NCAR再分析资料，分析了南亚高压的季节变化，讨论了对流层中高层温度、整层大气视热源和非绝热加热率的时空变化对南亚高压季节变化的影响。结果表明，南亚高压存在两个季节平衡态，即夏半年的大陆高压和冬半年的海洋高压，大陆高压又可分为青藏高压和伊郎高压。加热场对南亚高压的季节变化有重要作用，南亚高压是一个暖性高压，其中心有“趋热性”，通常位于或趋于加热率的相对大值区。南亚高压的年循环过程，主要受南亚地区潜热和感热季节变化的支配。夏季北方地区和高压地区的强烈短波辐射加热对高压中心北移和维持也有作用，长波辐射的冷却作用则是高压减弱的重要原因。