梅雨期3类不同形成机制的暴雨

通过对1998—2007年观测资料的分析,根据影响梅雨期暴雨发生、发展机制的不同,将梅雨期暴雨分为外强迫型、自组织型和非组织化局地型3种类型。外强迫型主要包括冷槽推进型、西南涡移出型和北槽南涡型,该类型暴雨主要是由大尺度环流的动力强迫抬升和冷空气侵入形成的不稳定层结共同作用而产生;在3类外强迫型中,高低空急流相互作用和冷槽的影响形式有很大不同。在自组织型中,暴雨对流系统具有较长生命周期,并以合并增长、上下游发展和新生中尺度涡旋等形式而传播、发展,是在切变线、水汽辐合带和低空急流等弱环境强迫下形成的一类暴雨。在非组织化局地型中,主要有山区午后强对流和副热带高压边缘对流不稳定两种形式,局地对流不稳定是暴雨产生的主要原因。不同的形成机制,导致出现了不同类型的梅雨期暴雨,相应地这些不同类型的梅雨期暴雨具有不同的预报难度。     

一次连续暴雨的非地转湿Q矢量分解分析

利用实测暴雨资料,运用改进的非地转湿Q矢量对青藏高原东侧2005年7月18日至19日的一次连续暴雨天气进行了诊断分析。分析结果表明：700 hPa Q矢量散度场不仅将暴雨区反映出来了,而且散度辐合中心与降水中心对应。进一步把改进的非地转湿Q矢量分解为平行于等位温线和垂直于等位温线两部分,分析表明：准地转的大尺度系统与非地转非绝热的中小尺度系统在不同高度起着不同程度的作用,二者相叠加,形成暴雨。在第一阶段的暴雨中,大尺度的上升运动强迫作用在700 hPa占主要作用,而中小尺度系统在较低层次和中层起主要作用,促使强对流的发展和深对流的形成,对暴雨落区的反映也更准确。在第二阶段的暴雨中,垂直上升运动以中尺度非绝热强迫为主,随着对流不稳定能量的大量释放,中小尺度系统作用快速减弱,降水趋于减弱。     

大气运动非平衡强迫与“98·7”突发性特大暴雨诊断分析

应用常规气象和卫星资料,对1998年7月21日发生在武汉附近地区的突发性特大暴雨过程进行了分析,结果显示(1)引发本次突发性特大暴雨的系统是一个中-β尺度对流云团.(2)该中-β尺度暴雨系统在对流层高低层没有独立的负、正涡度大值中心区与之对应,辐合层并不十分深厚(低于500hPa),且气流散合强度(10-4s-1)较旋转强度(10-5s-1)大一个量级(D＞＞ζ).(3)在暴雨发生前10余小时,大气运动已处于较强的非平衡状态,且越临近暴雨发生,U＜0的非平衡性越强;而在暴雨达到强盛期后,大气运动即由U＜0的非平衡态转为U＞0的非平衡态.(4)对流层低层大气运动非平衡动力强迫与200hPa等压面上的中-β尺度强辐散是本例暴雨和中-β尺度暴雨系统发生发展的重要动力启动机制.     

衢州市梅雨期暴雨预报概念模型的建立与检验

利用衢州市5个常规气象观测站及120个加密自动站资料、NCEP1°×1°资料,对2013—2016年衢州市梅雨期暴雨天气过程进行分析,基于动力、水汽等条件建立梅雨期暴雨天气概念模型,并对概念模型进行检验。结果表明:衢州市梅雨期暴雨多发,区域暴雨多发于单阻型,各层影响系统活动范围相对集中,单、双阻型在局地暴雨中出现概率接近,系统活动范围区域分散;大气可降水量对暴雨预报有正贡献,上游江西中北部地区具有明显的高值中心;700 hPa上U分量更具主导地位,850hPa华南地区V分量变化对暴雨预报有较好的参考性;区域暴雨与局地暴雨在垂直速度场上最强中心高度不同,区域暴雨期间垂直速度大值区层次更低。     

非地转湿Q矢量在北上台风“桃芝”造成山东大暴雨中的应用

利用非地转湿Q矢量方法诊断分析了北上台风"桃芝"减弱后的低压造成的山东半岛2001年8月1日的大暴雨过程.结果表明:非地转湿Q矢量散度负值区与暴雨落区有很好的对应关系,低层925 hPa非地转湿Q矢量散度对未来6～12 h的强降水有较好的指示意义, 明显优于常用的诊断物理量散度、水汽通量散度.925 hPa层次增温、增湿明显,可能是非地转湿Q矢量在这次台风暴雨中925 hPa层次比850 hPa具有指示意义的部分原因.可见非地转湿Q矢量是预报山东暴雨的一种有效工具,在山东暴雨、大暴雨天气过程预报分析中具有较高的应用价值,为山东的暴雨预报提供了一个新的思路.     

1996年与1991年梅雨期灾情及致灾因素对比分析

１９９６年安徽省的梅雨总量与１９９１年相近，但洪涝灾害造成的经济损失仅是１９９１年的１／２。分析认为：１９９６年梅雨期的非稳定性暴雨（暴雨落区多变）是主要因素，梅雨期集中，暴雨落区偏南，梅雨前期雨水偏少也是重要原因。并对１９９１年和１９９６年梅雨期稳定性暴雨（暴雨落区少动）和非稳定性暴雨的环流特征、影响系统进行了分析对比。     

武汉地区梅雨期暴雨预报方法初探

使用地面降水观测资料和高空探测资料,运用线性倾向估计法和相关性分析法,分析了2000—2012年武汉地区梅雨期(6—7月)暴雨的气候特征,并建立了暴雨天气预报方程。结果表明,6—7月武汉地区各旬暴雨日数呈先升后降趋势,其中最大值出现在6月下旬;暴雨集中期为6月下旬—7月中旬,占梅雨期总暴雨日数的61%;暴雨局地性强,雨强呈上升趋势。筛选出武汉站强天气威胁指数、百色站850 hPa层的露点温度和怀化站850 hPa层的风向、风速作为预报因子,建立武汉地区梅雨期暴雨预报方程,实际预报效果检验结果表明该方程的预报质量优于实际业务中常用的数值预报产品。     

安徽暴雨落区与一些物理量关系的统计分析

从概率统计的思路出发，用1994-2003年的降水资料对安徽省夏半年（4—9月）暴雨落区、频数等与5840gpm线的关系进行了统计分析，并用2003年淮河洪涝期间20个暴雨区域与某些实况物理量场对比，分析了暴雨落区与一些物理量分布的关系，表明了安徽省暴雨主要集中在梅雨期到7月份，暴雨日数多寡和暴雨范围大小，基本上主导汛期降水多少和旱涝趋势。暴雨落区集中出现在5820～5840gpm的区域，而〈5750gpm和〉5870gpm的区域很少出现暴雨。因此梅雨期主雨带位置预报大致可以用5840gpm线的移动作参考。在物理量上，西风急流北侧以及500hPa上升运动中心南侧到850hPa上升运动中心北侧，有利于暴雨发生发展。     

桂林"98.6"连续大暴雨的特征分析

通过对桂林“98.6”连续大暴雨的形势分析,揭示了这次过程的大环流维持机制,暴雨得以维持的主要原因;另外,分析了连续暴雨与低空急流及其非地转风存在的明显内在联系。指出西南涡、低空急流等系统的活动与连续暴雨过程中的雨峰有直接关系。     

华南前汛期大范围暴雨的合成分析

利用多时间尺度NCEP／NCAP再分析资料、TBB资料，通过合成分析、动力诊断等方法，对华南大范围暴雨高低空共同特征进行了探讨，得出：华南暴雨区位于200hPa高空急流入口的右侧，高空辐散中心区下方，同时位于200hPa南亚高压北缘和中纬度脊前辐射气流中。对于低层而言，暴雨区位于850hPa低空急流轴的左侧。     

梅雨特征量对气候变暖的响应

选取江淮流域梅汛期降水变率一致的34个代表站,划分了1960—1977年(偏冷期)、1978—1996年(过渡期)和1997—2011年(偏暖期)这3个时期,采用统计分析与合成分析的方法,研究了梅雨特征量对气候变暖的响应情况。结果表明:3个时期入梅时间、出梅时间、梅期长度和梅期降水量分别呈现晚-早-晚、早-晚-略晚、短-长-短和少-多-少的变化特点。梅雨强度和梅期雨日数占梅期长度百分比呈现递减趋势。梅期暴雨日数占梅期雨日数百分比、梅期无雨日数占梅期长度百分比和梅期最长连续无雨日数占梅期长度百分比呈现递增趋势。研究了气候变暖后500 hPa大气环流的变化与入梅时间、出梅时间、梅期长度和梅期降水量变化的联系。     

一次典型梅雨锋锋面结构分析

1999年梅雨期在长江中下游维持着一条典型的梅雨锋 ,锋面和梅雨雨带呈东西走向 ,从中国的四川省一直延伸到日本。锋面两侧的温度及湿度对比明显 ,并且其上有数个中间尺度的低涡沿梅雨锋依次向东移动发展 ,在长江中下游造成严重的梅雨暴雨和洪涝。文中分析了 1999年这次典型梅雨锋的锋面结构。结果表明 ,从温度场看 ,由于梅雨区对流和降水的显著发展 ,梅雨锋的低层温度对比几近消失 ,其中上部仍具有典型的上宽下窄的锋面结构 ,锋面随高度向北倾斜。在低层经向温度场呈现复杂的暖 -冷 -暖的结构 ,即北部华北平原为地面感热加热造成的相对较暖的变性极地大陆气团 ,中间为冷空气南下和降水冷却造成的相对较冷的梅雨区 ,南部是相对较暖的热带海洋气团。在这种温度场下 ,由北部低层变性暖气团与梅雨区偏冷空气形成了明显的温度对比区 ,文中定义这个区域为梅雨赤道锋。因而 ,在低层东亚梅雨区的锋区结构由梅雨赤道锋和减弱的梅雨锋构成。在 6 0 0hPa以上前者消失 ,只有单一的极锋型的梅雨锋结构。在此分析的基础上文中给出了东亚梅雨期锋面结构模型图。另外还指出 ,从假相当位温场分析 ,主要表现出梅雨区的深厚对流。降雨引起了高θse带及其南北高θse梯度区 ,其北侧高θse梯度区大致相当于梅雨锋 ,而南侧高θs     

1991年江淮特大暴雨与东亚大气低频振荡

本文分析了１９９１年江淮特大暴雨期间东亚大气低频振荡活动。从低频振荡特征看，江淮雨量和东亚风场中低频振荡现象是普遍存在的，风场的振荡周期具有显著的地域和频域分布特征。从低频波的传播看，这一梅雨过程的两个异常阶段（５月下半月和７月上半月），东亚风场低频波的水平传播方向发生了显著的变化。分析指出，低纬地区低频波虽有不同传播方向，但都将暖湿空气以低频形式输送到江淮以南，它与北侧的低频冷空气在江淮地区相互作用，从而导致该地区以低频形式出现的３场特大暴雨。     

夏季东亚副热带西风急流不同尺度波的特征分析

利用1960—2015年NCEP全球再分析日平均资料和中国国家气象站20时的日降水量资料,分析在超长波、长波和天气尺度波的不同尺度纬向风场中,夏季东亚副热带西风急流的空间分布和活动特征,初步研究了不同尺度波的东亚副热带西风急流与典型梅雨异常年降水的关系,通过分析东亚副热带急流的周期性变化,进一步探讨本研究工作的实际应用价值。研究表明,超长波是东亚副热带西风急流扰动的主要成分,与急流位置的演变具有较高的一致性,对于梅雨期间的雨带位置和强度变化均有较好的指示意义;长波、天气尺度波是叠加在超长波上的次低频和中间尺度扰动,后者与梅雨强度的变化有一定对应关系。东亚副热带西风急流与其超长波的位置变化具有明显的单、双周振荡特征,在实际预报业务中可以充分利用超长波的周期性和较高预报技巧,为中期天气分析和预报提供更有价值的参考信息。      

不同纬度天气尺度扰动影响2020年夏季梅汛期降水的数值模拟

利用观测资料和区域气候模式RegCM4.6,研究了高纬和低纬天气尺度扰动对2020年梅雨期降水的可能影响.观测分析表明:2020年6月、7月长江中下游降水在周期上表现为10 d以下的天气尺度扰动,在降水过程中存在多次中高纬度天气尺度扰动的南传与低纬扰动的北传.在此基础上,设计改变不同纬度天气尺度扰动(＜10 d)输入的...     

一次梅雨期暴雨与中层锋生、β中尺度小高压的关系

利用实况资料和中尺度WRF模式对2007年7月9—10日一次江淮梅雨期暴雨过程进行了数值模拟与诊断分析。结果表明,此次过程中,在雨带的北部有β中尺度小高压的维持及破坏过程。在小高压维持时,暴雨相对较小,被破坏时,降水加强,同时中层有明显的锋生过程。β中尺度高压产生与消失的原因与高空急流的非地转质量调整有关。小高压存在时有利于梅雨锋切变线的维持,但其南部的偏东气流,没有为暴雨提供较强的辐合场,且阻挡了北方的冷空气南下,因此不利于强降水的产生。当其减弱消失时,使得北方的动量直接指向暴雨区,有利于辐合上升运动的加强,从而强降水发展加强。最强锋生、降水以及有效位能出现在小高压被破坏后。利用锋生函数计算得出,暴雨时,中层的水平辐散项与变形项对锋生的影响明显。通过湿位涡的计算发现其对低层锋生和降水的预报有着一定的指示和预报意义。     

梅雨期武汉两类暴雨“配料”特征的对比分析

选取1998-2005年6-7月武汉市的17次暴雨过程,根据暴雨发生的机理,将武汉暴雨划分为两种主要类型,即由对流有效位能释放产生的浮力抬升引发的暴雨以及由大尺度动力强迫抬升引发的暴雨。分析表明：梅雨期武汉市65％的暴雨过程是由浮力抬升引起的;对流有效位能、K指数、可降水量、中高层平均相对湿度等物理量对武汉市梅雨期暴雨预报有很好的指示意义。通过两类暴雨发生前配料特征的对比分析,揭示了两类暴雨的温湿度条件、大气层结状况以及不稳定能量积聚等方面存在的异同点。     

LOW FREQUENCY OSCILLATION IN EAST ASIA DURING THE 1991 EXCESSIVELY HEAVY RAIN OVER THE CHANGJIANG-HUAIHE RIVER BASIN

The activity of low frequency oscillation (LFO) widely exists in East Asia during the period of1991 excessively heavy rain over the Changjiang-Huaihe River Basin (Jianghuai).Both the rainfallamount of Jianghuai and the atmosphere from subtropical area to mid-high latitudes have thedominant period of 10—20 d,while the atmospheres in tropical area and high latitudes have thedominant period of 30—60 d.Compared with normal Meiyu season,the anomaly of the 1991 Meiyu process may be reflectedin the following two low frequency synoptic events:(a) The Meiyu process onsets extremely early(in the second dekad of May,which is nearly one month earlier than in normal Meiyu) and isimmediately followed by the first episode of heavy rain.(b) In the first dekad of July,there occursthe heaviest episode of rainfall of the whole Meiyu season,and it is even the heaviest rainfall forthe recent 30 years in China.For these two periods,corresponding to the adjustment of large-scalesituation from“double blocking high”to“bipolar blocking high”,the propagation direction of LFOin East Asia has a distinct seasonal variation,from eastward/northward propagation (passingthrough Jianghuai) during the first episode to westward/southward propagation during the thirdepisode.Oscillations of different frequency bands are superposed in phase.The LFO activity of thecold and warm/moist airs over Jianghuai can be strengthened through those LFO propagationprocesses in East Asia,although they may have different directions in three episodes.Particularly,the eastward (westward) propagation in low latitudes makes the southwest (southeast) airflowtransport intensively the low frequency warm/moist air to the south of Jianghuai from the IndianOcean (tropical West Pacific Ocean) in the first (third) episode.Such warm/moist airs meet andinteract with the cold air which vigorously invades Jianghuai persistently,and finally three episodesof heavy rain occur in mode of LFO.     

一次连续性暴雨中双雨带的成因分析

利用NCEP/ NCAR 1 ?×1 ?再分析资料,对2005年6月17—22日发生在长江以南的一次连续性暴雨过程分析发现,在连续性暴雨过程中,长江以南有两支雨带存在,北雨带与冷锋降水以及副热带西风急流右后方的非地转场引起的质量调整有关。南雨带的形成与东、西风急流和南亚高压的共同作用有关：东风急流中心右后部的非地转场可形成反环流,有利于南雨带形成;南亚高压脊线附近以及东风急流的右后方的du/dt<0,可导致雨区附近及南部强的v-vg<0场出现;当西风急流南压,在雨区的北部即西风中心的后部可形成强的v-vg>0,三者共同作用的质量调整使雨区上空出现强辐散场导致暖区强降水出现。分析发现南雨带中层有θe锋区存在,该锋区有利于不稳定能量的释放,使暴雨加强,当南北锋区接近时雨带合并。