重力波的触发作用在一次暴雨个例中的检验

通过一次暴雨过程,检验了中尺度重力波对暴雨的触发作用。检验结果和理论吻合：暴雨过程地面有中低压和中高压相伴出现,暴雨中心并不与地面中低压中心重合,而是位于中低压和中高压之间且偏于高压一侧。     

一次诱发山地灾害突发性暴雨数值模拟及诊断分析

应用MM5V3.5中尺度非静力数值模式对2003年7月14～15日发生在陕西省一次区域性暴雨过程进行数值模拟和诊断分析,结果发现,西太平洋副热带高压西侧的暖湿气流和新疆冷空气是这次暴雨的主要影响系统,充沛的水汽输送、能量的积聚和强烈的上升运动为暴雨的发生提供了充分的条件,700hPa低涡、切变线是暴雨形成的触发机制.模拟结果表明：涡度场和散度场及垂直上升运动互耦;特强辐合辐散柱的出现早于强涡度柱,而深厚的强气旋性涡柱则几乎与暴雨最强盛时期同时出现.     

华南暖区暴雨的一种低层重力波触发机制

利用观测资料和高时空分辨率区域数值模式,对华南一次锋前暖区暴雨进行了分析和数值模拟.结果表明,锋区和暖 区逐时降水呈波列状分布,锋区和暖区 850 hPa散度在各区降水开始之前1～2 h出现剧烈振动,暖区振动比锋区约晚1h;降水时锋区和暖区间各点850 hPa逐时散度增量也呈明显的波状分布.小波分析证实锋区和暖区存在周期相同且差半个位相的波动,波动的特性属于重力波.进一步分析发现,在暖区暴雨发生之前3 h左右,锋区到暖区之间存在一非常浅薄的低层稳定层,位于950～850 hPa之间.这一浅薄稳定层的存在满足重力波传播的条件,使锋区对流激发的低层重力波沿稳定层从锋区向暖区传播,激发了暖区低层的上升运动,并触发暖区中、低层不稳定能量的释放,导致暖区暴雨的发生.     

四川盆地东北部一次突发性暴雨事件的影响系统分析

利用ERA5再分析资料、新一代雷达拼图资料,探究了2017年5月初四川盆地东北部一次突发性暴雨事件的影响系统及动力影响因子。结果表明:此次暴雨事件的主要影响系统有中纬500 hPa东移低槽、西伸的西太平洋副热带高压、对流层中低层的西南低空急流以及低层切变线。大尺度的低空急流与中小尺度的山区低空急流的叠加使四川盆地东北部形成正涡度柱和低层强辐合柱的动力耦合,低空急流最大风速出口辐合上升区与地形的辐合抬升作用叠加形成盆地东北部强烈的垂直上升运动,成为山地暴雨突发的动力触发条件,因低空急流建立的位势不稳定层结构成暴雨的热力条件。冷空气自低层逐渐向高层侵入是暴雨第二阶段增幅的主要原因。盆地东北部地形是本次暴雨的另一个增幅因子,其对暴雨过程中垂直上升运动有加强作用,秦巴山脉迎风坡的抬升作用对暴雨第一阶段的降水量贡献较大,青藏高原东麓背风坡的辐合效应对第二阶段降水量贡献较大。此外,盆地东北部山地对东移的中尺度对流系统有阻挡作用,使其停滞并旺盛发展。     

一次暴雨过程的重力波特征分析

选取四川省的一次暴雨个例分析研究大气中对流活动和重力波的相互内在联系。针对这次暴雨过程,采用MICAPS探空资料和天气雷达资料,并且结合天气学分析以及重力波指数的分析方法对暴雨的形成原因和重力波的机制进行了研究。结果表明:重力波与暴雨有一定的内在联系,重力波引导了暴雨的发展;非线性平衡方程对于诊断大幅度的重力波有很好的指示作用。     

双季风低压影响下的一次内陆山地暴雨成因分析

利用地面观测资料、台风路径数据、FY-2G卫星TBB资料以及NCEP再分析资料,对2019年7月攀西地区西部高海拔山区的一次暴雨天气成因进行了天气学诊断分析,结果表明：在这次山地暴雨过程中,南海季风低压发展形成的热带风暴“木恩”与印度季风低压的低层外围气流在攀西地区西部交汇并显著辐合。同时,地形对低层的暖湿气流存在强迫抬升作用,低层中尺度辐合线的位置和强度与中尺度对流性云团有较好的对应关系;低层显著的水汽辐合、中层强烈的上升运动以及低层不稳定能量的维持都有利于暴雨的产生。     

梅雨暴雨期重力惯性波的发展与雨带的活动

由1991年7月5—6日一次梅雨期暴雨过程的中尺度扰动场分析, 发现高低层重力惯性波的发展与传播和雨带、低涡的发展与传播有密切的联系, 高低层重力惯性波有明显不同的传播形式。结果表明:降水初期, 对流不稳定激发出重力惯性波, 低层南部相对稳定, 有向南传播的重力惯性波, 高层出现传播的重力惯性波, 高低层向南传播的重力惯性波有利于多条雨带的形成; 降水中期, 高层的重力惯性波出现围绕低层涡旋中心逆时针旋转, 降水也开始加大并东移; 高层向北传播的重力惯性波可导致低层的涡旋和降水发展。     

重力波对青藏高原东侧一次暴雨过程的影响

采用WRF（weather research and forecasting）模式输出资料、NCEP/NCAR1°×1°再分析资料以及地面站降水资料,对2009年7月31日至8月1日四川省一次暴雨过程进行了分析。结果表明：水汽辐合区与降水区基本一致;散度场、水汽通量和水汽通量散度对降水具有较好的指示作用。在降水之前的6h中,降水中心上空的大气层结基本稳定,这种层结条件并不利于对流运动发生和发展;但是通过对散度场、非线性平衡方程和理查森数的分析,发现在暴雨开始前存在着中尺度重力波,它激发了对流运动的发展,而对流运动对暴雨的发展起到了主要作用。这说明,在整个暴雨过程中,只有同时考虑中尺度重力波与对流运动的相互作用,才能较完整地解释雨带的强度和特征得以发展和维持的原因。     

中国西南山地突发性暴雨特征与机理研究的新进展

我国西南多山地且地形十分复杂,山地突发性暴雨及其诱发山洪地质灾害是我国西南山地灾害的主要类型.当前我国西南山地突发性暴雨预报水平不高、能力不足的一个重要原因就是未能有效考虑山地对暴雨及其突发性的影响,缺乏山地突发性暴雨形成与发展的理论指导.对于国家重点研发计划项目支持下开展的山地突发性暴雨特征与机理研究所取得的重要进展...     

一次引发河西走廊大暴雨的高原低涡的机制分析

使用NCEP 1°×1°再分析资料、云图、CINRAD-CC多普勒天气雷达、探空、地面加密自动气象站资料,对2012年6月5日发生在河西走廊西部的大暴雨过程进行了诊断分析。结果表明:此次大暴雨是高原低涡加强北移,到达高原北坡时,使河西走廊上空中、低层东风显著加强,与新疆东部东移南下的冷空气在走廊西部产生强烈辐合,同时在高空急流入口区右侧辐散气流的抽吸作用下,产生强大的垂直环流造成的。造成这次大暴雨的水汽主要来源于新疆东部西北气流和高原东北坡偏东气流向走廊中西部的输送。暴雨区上空湿等熵面陡立,大气处于弱不稳定状态,易导致垂直涡度和辐合显著增长。高原低涡发展与高空位涡下传密切相关,同时干冷空气从高原低涡南部侵入中低层,使低涡斜压性增强,有利于低涡发展和向北移出高原。暴雨发生在高原低涡的西北象限内,在低涡逗点云的云头部分,最强暴雨落区在多普勒雷达径向速度图上β中尺度逆风区附近。     

边界层准静止干线触发的中尺度暴雨机理分析

利用NCEP GFS 0.5°×0.5°再分析资料,结合卫星、雷达、加密自动气象站资料,通过合成诊断分析研究了湖北10次由边界层准静止干线触发的中尺度暴雨过程的形成机理,结果表明,该类型暴雨多发生在暖区内,强降水中心稳定少动,范围小,降水维持时间长,雨强一般在30~50 mm。动力机制主要为500 hPa正涡度平流向暴雨区伸展,促使边界层气旋性涡度加强,正涡度柱发展;同时,干线两侧干湿平流加强,产生局部锋生,且边界层正、负温度平流呈偶极分布,产生边界层小扰动,加强了上升运动的发展。对流系统运动表现为明显的后向传播,且后部新生对流单体呈线性排列,依次经过同一位置产生列车效应,有利于降水在同一地点长时间维持。其暴雨落区主要位于边界层干线南侧的湿舌顶端、靠近温湿平流零线的暖湿一侧。     

一次阵风锋触发强对流过程雷达资料特征分析

为了进一步探索西北高原干旱区强对流触发机制,提高灾害性天气监测预警能力,以新一代天气雷达探测资料为核心,针对一次阵风锋触发的逆向传播强对流过程,进行了雷达气象学诊断分析。结果表明:(1)天气系统配置为有利的大气环境,CAPE、CIN与LFC均适合强对流的触发与发展,原生对流消亡后产生的3条阵风锋共同作用触发新生强对流。(2)新一代天气雷达能有效监测到阵风锋产生、发展、成熟、汇合、消失以及触发新生对流的过程,揭示了3条阵风锋及下击暴流的细节。(3)强反射率因子区域快速下沉且强度减退及径向速度模糊,对雷暴大风灾害的预警具有指示意义。(4)各条阵风锋的长度变化普遍经历快速增长、增幅减缓和趋于减小3个阶段,其宽度变化也具有相似的较强规律性。(5)阵风锋的运动受下垫面特别是城区较强磨擦作用影响显著,存在一定波动。阵风锋合并后,新生对流的增强需要18~30 min的成长期,为准确预警强烈天气提供了宝贵的时间提前量。(6)在天气背景分析基础上,利用雷达资料关注阵风锋初生、发展、运动情况,可望提前1 h左右发现触发新生对流征兆。通过雷达资料可准确掌握阵风锋细致变化、形成近地层急流、下击暴流,以及新生对流的发展,是监测强对流触发与预警的关键手段。     

2011年5月9日豫西山区短时大暴雨分析

利用常规观测资料、NCEP资料、多普勒雷达风廓线产品、雷达单测风资料以及FY-2C红外云图,综合分析了2011年5月9日豫西山区的一次短时大暴雨过程,结果表明：500hPa河套地区的西风槽、对流层中低层的低涡切变线、地面冷锋是天气尺度的主要影响系统。入侵冷空气与对流层低层暖湿气流的交汇,为暴雨的发生提供了有利的不稳定条件和触发机制。高空风资料中,600hPa以下西南风或偏南风场的建立,对强降水的出现有警示作用;而600hPa风速突增到10m／s以上,可以作为暴雨出现的信号。云顶亮温tbb迅速下降可作为豫西山区强降水出现的指标。     

Evolution Mechanism of a Severe Squall Line Triggered by the Coupling of a Sea Breeze Front and a Gust Front

In the present study, a severe squall line (SL) was analyzed by using intensive observational surface data and radar monitoring products. In this process, mesoscale convergence lines, such as the sea breeze front (SBF), gust front and dry line, served as the main triggering and strengthening factors. The transition from convection triggering to the formation of the initial shape was mainly affected by the convergence line of the SBF, which combined with thermal convection to form the main parts of the SL. In the later stage, the convergence line of the gust front merged with other convergence lines to form a series of strong convective cells. The SBF had good indicative significance in terms of severe convective weather warnings. The suitable conditions of heat, water vapor and vertical wind shear on the Shandong Peninsula were beneficial to the maintenance of the SL. Before SL occurrence, tropopause folding strengthened, which consequently enhanced the baroclinic property in the middle and upper troposphere. The high sensible heat flux at the surface easily produced a positive potential vorticity anomaly in the low layer, resulting in convective instability, which was conducive to the maintenance of these processes. In the system, when precipitation particles passed through the unsaturated air layer, they underwent strong evaporation, melting or sublimation, and the cooling effect formed negative buoyancy, which accelerated the sinking of the air and promoted the sustained development of the surface gale. Together with the development of low- level mesocyclones, the air pressure decreased rapidly, which was conducive to gale initiation.     

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.     

一次春季寒潮暴雨天气过程的诊断分析

利用天气图和自动气象站逐小时资料,分析了2006年4月11～13日湖北省强寒潮暴雨天气过程的成因,结果表明:引导气流的偏北分量增强使冷空气转向东南取西北路径入侵湖北是导致这次寒潮爆发的关键因素,天山一线向东南方移动的冷锋和湖北省上空强盛的冷平流为这次强寒潮过程提供了动力条件,蒙古冷高压的加强、测站热低压的发展和前期近地面层异常增温提供了热力条件。