一次华北强对流风暴的中尺度特征分析

利用非静力平衡模式(MM5v3.5)对2001年8月23日影响华北地区的一次强对流风暴成功模拟的基础上, 对其中的中尺度重力波系(MGWs)特征进行分析, 并与美国中东部地区MGWs进行比较.结果表明: 这次MGWs波长约为100～120 km, 相速约为21～28 m·s-1, 伴随对流风暴的发展维持时间超过6 h.太行山地形强迫和对流是产生MGWs的重要机制, 虽然大气层结并不经常具有波导机制, 但在地形强迫、对流和切变气流提供波动能量情况下, 低层MGWs仍可维持较长时间.太行山触发的华北MGWs与美国西部高原引发的中东部地区MGWs具有相似的地形作用特征.在对流初始发生和对流单体合并阶段, 对流和MGWs构成一个类似正反馈机制的耦合系统, wave-CISK机制可能发挥着重要作用; 成熟阶段的对流风暴, 由于中高层潜热释放和湿下沉气流加强, 波动传播加快, 引起MGWs和对流风暴分离并减弱.MGWs在触发新雷暴, 并将其组织成带状对流系统过程中可发挥一定作用.上述现象较好地验证了MGWs的概念模型以及对流与重力波相互作用的理论.     

冷锋附近地面场中尺度特征及其与强对流天气的关系

本文利用山东潍坊台站提供的山东半岛部分加密测站地面场逐时资料和欧州中期预报中心（ECMWF）的逐日12时（GMT）大尺度纬带网格资料和国家气象局历史天气图，对一次冷锋在地面场的中尺度结构及其与强对能天气的关系和大尺度环境条件进行了诊断．结果发现：沿冷锋产生强天气的锋线附近存在类似于重力惯性波的中尺度波动；锋后中尺度冷高与强天气的分布有关；大尺度环境为强夭气产生提供了有利的条件。     

上海局地强对流天气及临近预报要点

借助上海多普勒雷达存储的强天气个例资料,结合上海地区的综合观测网,对上海地区局地强对流天气的天气形势特征及雷达回波发展特点进行了分类.比较发现,回波源地在上海北部地区的占多数,与地面弱切变线的关系非常密切;从初始回波到回波旺盛约经历1个小时;回波的上风向位置容易得到发展;200hPa的风向对回波的发展趋势也有明显的影响.一般而言,西北风不利于回波的快速移动,而在西南风的情况下,回波移动往往会比较快;低层风的大小对回波移动和雷雨大风的形成至关重要.     

西风急流南侧中尺度重力波对降水落区影响的个例分析

利用WRF模式对2011年7月2-3日山东地区发生的一次强降水过程进行了模拟分析。影响这次降水的环流形势不同于典型的华北降水环流形势。副热带高压呈带状分布,控制着整个中国东南部区域,高压中心位于台湾海峡区域,脊线位于25°N 附近。研究发现,在这次降水过程中由于在山东附近区域上空有很强的非地转风,地转适应的过程会激发中尺度重力波。重力波沿着高空急流南侧自西向东传播,波长在150km～200km之间。由于低层满足位势不稳定条件,200hPa 上的波动对降水有激发作用,200hPa 辐散中心是造成深厚对流的主要原因,是造成降水在时间和东西向分布不连续的原因之一。     

江西安福县一次局地强对流天气过程成因浅析

对2006年6月26日江西安福县强对流天气过程的天气形势、雷达回波资料和对流参数等进行了分析。分析结果表明,本次过程中高层有明显的低槽和切变线东移,中低层具备较好的水汽条件;对流有效位能不断积累,各种不稳定指数不断增大,为这次强对流天气过程提供了有利的热力条件;在强对流区,地面有中尺度涡旋生成;强对流发生在强反射率因子与强逆风区(伴随强辐合与中气旋系统)同时出现的区域,且回波经过山区迎风坡时明显加强,表明地形对强降水分布有明显影响。     

石家庄地区重力波引发局地暴雨的预报方法初探

通过动力学推导探讨了重力波引发的局地暴雨天气过程的发生发展机制,提出预报重力波传播的可行方法,并通过个例分析验证此方法的可行性。结果表明:(1)重力波的传播路径应与位温脊线一致,利用地面观测数据分析等位温线,可有效预报重力波的发生和演变;(2)波动既可以从高位温一侧向低位温一侧传播,也可以反方向传播;(3)重力波的传播与地面辐合线虽有对应关系,但并不一定由辐合线产生;(4)阵风锋是激发重力波的一种触发机制,受阵风锋作用2011年8月9日石家庄市区西侧造成短时强降水。     

局地强对流暴雨的多普勒天气雷达个例分析

从天气背景的分析出发,利用多普勒天气雷达的强度、速度资料以及由速度资料反演的垂直风廓线和二维风场对一次北京局地暴雨从开始到强降水结束时段做了详细的分析。分析发现,这次局地强对流暴雨是大尺度系统和中尺度系统共同作用的结果,大尺度环流为暴雨提供了充沛的水汽;本站层结有很大的不稳定度,为强对流风暴的产生提供了必要条件;低层中尺度辐合线起到了触发对流和加强对流的作用。     

山东半岛北部沿海强对流云团与局地暴雨

文章对发生在山东半岛北部沿海的一次局地暴雨天气的某些云团特征，高空弱冷空气和海陆温度差异在暴雨过程中的作用进行了初步的分析，认为暴雨的加强与云图的合并及加强有密切关系，对流层中弱冷空气的侵入和海陆海度明显差异是形成此类暴雨的重要条件。     

江西一次突发性局地强对流天气的雷达回波特征分析

对2004年4月11日赣中出现的突发性局地强对流雷达回波资料进行了分析.分析结果表明,这次强对流过程虽然从天气形势上很难做出预报,但从多普勒天气雷达资料上仍可分析出一定的预报特征:最大反射率(DBZM)和最大反射率高度(HGT)的突降,与降雹和龙卷的发生时间具有较好的相关性;垂直积分液态水含量(VIL)的变化,尤其是跃增的特性,对于判断冰雹的增长非常有效,而对于判断降大冰雹的可能性,尤其是微型超级单体的降雹,VIL密度比VIL具有更明显的指示意义;冰雹指数(HI)对强对流天气的预报具有一定的指示意义,尤其当持续出现"PRO"或"POS"报警时,往往表示风暴已发展成熟,极有可能产生剧烈的强对流天气;三体散射回波(TBSS)的出现,预示风暴中可能有大冰雹生成;风暴追踪信息(STI)产品能有效地预报出回波未来的移动方向和影响区域,但对于转折时间,则需结合反射率等产品来进行预报预警服务;风暴内出现中气旋特征时,应做好发布强对流天气预警的准备工作.     

一次大范围强对流天气的中尺度分析

运用１小时间隔的数字红外云图和常规气象资料，分析了１９９２年４月２０－２２日造成我国中南部地区一次较大范围强风雹天气中的中尺度对流系统活动，展示了卫星资料与常规气象资料相结合，中尺度天气分析和临近预报中的潜力。     

陕西一次持续性强对流天气过程的成因分析

利用常规资料、地面加密资料、TBB和NCEP再分析等资料,对2006年6月23—25日陕西一次持续性的强对流天气过程进行了天气动力学诊断和中尺度特征分析。结果表明：（1）这次持续性的强对流天气发生在蒙古冷涡的大尺度环流背景下,从冷涡底部分裂的下滑冷槽是强对流天气的影响系统;中高层冷槽和低层暖温度脊、湿舌的上下叠置,有利于对流不稳定的建立和发展。（2）对流层低层850 hPa附近的逆温层所形成的干暖盖,更有利于深厚对流活动的发生;大气温度直减率越大越有利于雷暴大风的发生,对流有效位能（CAPE）和垂直风切变的大小与对流性天气的强弱有很好的对应关系。（3）23和24日的强对流天气是由生命史达6小时左右的β中尺度雹暴云团造成,而25日的剧烈天气是由生命史达10小时左右的α中尺度飑线云团造成。（4）地面辐合线或干线是触发强对流天气的因子之一,对流单体一般生成于地面辐合线附近,在地面辐合线与干线结合处易于对流单体或云团的新生和发展。     

北京地区2004年7月10日局地暴雨过程中的波动分析

2004年7月10(简称04710)北京出现了局地暴雨天气.这次暴雨的落区主要集中在城区,由于降雨时间短、雨量集中,给北京城区的部分基础设施和城市交通造成了极大的负面影响.这也是近十几年来罕见的一次北京城区暴雨.针对这次局地暴雨天气过程,利用雷达、自动气象站、常规气象站资料等,结合天气学分析和重力波指数分析方法对暴雨的触发机制和落区进行了研究.分析显示:04710暴雨是一次中小尺度天气过程,其中由重力波所激发的小尺度波动对强降雨的产生及其时空分布起主导作用;重力波发生、发展条件与判据的分析显示,强垂直风切变使平均气流中的部分动能转化为扰动动能,促使重力波的产生与传播;重力波通过积雨云团时加快了积雨云的发展,加大了云内上升速度,使不稳定能量得以释放,进而触发强降水;天气学分析指出,中层冷空气入侵造成的垂直风切变是触发重力波的主要原因;雷达回波图显示出强降雨的产生、发展及其分布形态与小尺度重力波的分布和传输相吻合.     

Numerical Study on the Initiation of the Severe Convective Weather in Chongqing on 6 May 2010

As a follow-up of a previously published article on the synoptic background of the development of the severe convective weather that happened in Chongqing on 6 May 2010, this study further examines the initiation of the severe convective weather via a better high-resolution simulation with the Weather Research and Forecasting (WRF) model. It is found that the cold front approaching Chongqing from the northwest played a critical role in the initiation of the severe convective weather. As the cold front approached Chongqing, the low-to-mid level updrafts ahead of the front acted to increase the atmospheric lapse rate via the stretching effect, which in combination with the low-level diabatic heating induced by the sensible heat fluxes and infrared radiation emitted from the ground surface led to the continuous decrease of the low-level static stability and the increase of the convective available potential energy (CAPE) in Chongqing area. This provided necessary unstable energy for the development of deep moist convection. Furthermore, along with the reaching of a nearly east-west-oriented mesoscale convergence line from the southeast of Chongqing, the outflow right above the cold front began to interact with that above the mesoscale convergence line and induced distinct convergence at the altitude of approximately 1-2 km in the triangular area sandwiched by the cold front and the mesoscale convergence line. It is found that the updrafts associated with this convergence provided lifting necessary for the initiation of the severe convection. The sensitivity experiment without the terrain west of Chongqing indicates that the local topography did not play an important role in the initiation of this severe convective weather.     

新疆天山南麓一次冰雹天气成因分析

利用常规观测资料、NCEP 1°×1°的6h再分析资料和地面加密自动气象观测资料,分析了2010年5月15日发生在新疆沙雅县境内的一次强冰雹天气。分析显示,巴尔喀什湖低槽、冰雹区上游的中尺度切变线是冰雹天气的直接影响系统,其水汽源于塔里木盆地西部和中部地区,水汽在低层集中和输送,冰雹区上空的辐合上升运动为冰雹出现提供了水汽和动力条件,强冰雹产生在地面高能区附近,冰雹发生前低层和整层大气存在不稳定能量。此次强冰雹过程中对应地面上有中尺度低压、中尺度辐合线和中尺度涡旋,强冰雹是由γ中尺度对流单体产生的,中尺度辐合线维持5h,中尺度涡旋维持3h,γ中尺度对流单体的生命史为30min左右。     

浙江盛夏一次强对流天气的特征及其成因分析

利用常规气象观测资料、区域自动站加密观测资料、GFS 0.5°×0.5°逐6 h分析场数据,以及多普勒雷达、风廓线、微波辐射计探测资料,对2014年7月26日浙江盛夏一次强对流天气过程的特征及其成因进行了诊断分析,结果表明:此次过程发生在副热带高压边缘,由于高空槽东移过程中带来了弱冷空气的渗透,并有大量不稳定能量积聚,形成了午后"上干冷、下暖湿"这样有利于强对流发生的不稳定层结条件和环境背景场。当低层925 hPa的中尺度辐合线和对流层中层700 hPa的垂直上升运动区相重合时,中尺度辐合线附近在未来6 h内产生了强对流,这对强对流的发生发展具有一定的预报指示意义。宁波中尺度辐合线是由偏南风和东北风辐合而成,同时受沿海和喇叭口地形影响,该辐合线早已存在,之后触发了宁波地区的强对流天气。杭州中尺度辐合线是由于宁波雷暴的地面出流增强了偏东风气流,从而加强了偏东风与环境东北风的辐合,导致了杭州中尺度辐合线的形成,随后在辐合线附近出现了剧烈的对流天气。     

冷涡背景下不同类型强对流天气的成因对比分析

利用常规气象观测资料、自动站资料、卫星、雷达和NCEP再分析资料,针对2015年8月22日冷涡背景下华北东北部和黄淮地区同时出现的不同类型强对流天气,对比分析引发不同天气的两种中尺度对流系统的演变过程及冷涡背景下不同强对流天气的成因。具体结论如下:(1)同一冷涡背景下,华北东北部位于冷涡中心外围西南象限和地面冷高压前沿,触发的分散性多单体风暴位于冷涡外围的涡旋云系中,引发以短时强降水为主的强对流天气;黄淮地区位于冷涡后部和地面冷锋前,槽后晴空区的多个对流单体,合并后形成人字形飑线系统引发短时强降水、冰雹和雷暴大风天气;(2)环境热力和水汽的差异为形成不同的强对流天气提供了前提条件:华北东北部受高层暖脊影响,地面高压后部的偏东气流带来水汽输送,整层暖湿的条件利于产生强降水;黄淮地区高层有补充干冷空气,利于热力不稳定条件发展,但黄淮地区低层水汽不足,风雹天气在较干环境场中不易被触发;(3)引发不同强对流天气的对流触发机制不同,两处的初始对流均受同一地面辐合线影响,但华北东北部在地形抬升与辐合线共同作用下不断新生单体;黄淮地区的初始局地热对流形成后,其前沿的辐散出流与环境风形成新的辐合,使原辐合线断裂和转向;(4)出现不同强对流天气时垂直风切变不同,黄淮风雹区的中层垂直风切变更显著,有利于形成持续性的强风暴;强对流天气发生时,华北东北部中低层风场的演变与天气尺度系统的变化有关,黄淮地区中低层风的垂直分布与中尺度对流系统的发生发展有关。     

一次冰雹强对流天气过程的潜势条件和中尺度特征分析

基于常规观测资料、NCEP(2.5°×2.5°)再分析资料、FY-2G卫星云图资料和多普勒雷达等资料对2018年6月10日发生在甘肃省平凉市的冰雹等强对流天气过程进行分析,得出以下结论：(1)此次强对流天气过程属于典型的西北气流型,高空强冷平流、强对流发生区明显的切变线和地面辐合线以及高层气流引导地面辐合线附近生成的中尺度对流系统MCS,是造成此次强天气的主要影响系统。(2)中尺度辐合线和干线为此次强对流天气提供较好的触发机制;强对流发生区螺旋度的异常增大为雹暴系统的发展增强提供了强有力的环境场条件;强垂直风切变可促使不稳定能量释放形成冰雹等天气,和湿斜压作用共同形成MCS发生发展的有利条件;冰雹发生区0℃层、-20℃层高度及二者之间的厚度均有利于大冰雹的形成。(3)卫星云图中MCS发展明显,容易给局地强对流输送能量,利于强对流的维持发展,且强对流区主要位于云顶亮温TBB低值区的后部和南部,多普勒雷达资料显示,引发强对流天气的回波单体附近,悬垂回波、弱回波区、钩状回波等特征明显,对应径向速度图有明显的中气旋、中层径向辐合及风暴顶辐散等特征配合,对此次冰雹等强对流天气有很好的指示作用。