应用多源观测资料分析华北一次极端暴雨过程

基于风廓线、微波辐射计、VDRAS的5km分辨率资料,从风场、水汽条件方面,对2016年7月18—21日华北特大暴雨过程进行了分析对比。结果表明:(1)风廓线和VDRAS风场在此次特大暴雨天气过程的高空槽、地面气旋降水阶段,具有很高的相似度;在降水发生之前微波辐射计与VDRAS资料具有较好的吻合度。(2)风廓线低层风场上的脉动,对锋前暖区降水、高空槽降水的雨强大值时段有良好的对应关系;地面气旋降水时间与东北风低空急流的出现相对应。(3)微波辐射计观测的比湿迅速增大对短临降水的订正有较好的指示意义。     

多源观测资料在LAPS中尺度分析场中的作用分析

利用LAPS系统,分别针对华中、华南两个区域,将2008—2010年5—7月采集的观测资料进行融合同化分析,设计几种敏感性试验方案,以探空资料为客观标准,对比分析各种观测资料对LAPS分析场各要素误差的作用。将LAPS分析资料和FNL再分析资料做比较,给出融合多种观测资料后LAPS分析场的误差精度。结果表明,LAPS融合同化雷达资料、探空资料、地面观测资料后所得到的分析场误差最小;雷达资料和探空资料的融合对于改善风场及温度场的分析具有正效果,并可减小低层相对湿度误差;融合地面资料后能改善低层的温度场和湿度场分析,但对中高层无影响。对比试验期间各要素总均方根误差可发现,LAPS分析的温度、风向和风速较FNL再分析资料有明显改善,各要素误差在观测误差范围内;高度误差在中低层小于10 m,高层小于20 m;温度误差在1℃左右;相对湿度误差在中低层小于20%,高层误差较大;850hPa以上风向误差较小,不超过20°,风速误差小于2m·s-1。     

多源观测数据在LAPS三维云量场分析中的应用

该文将我国FY-2C气象卫星通道数据、地面观测数据、雷达数据融合进入LAPS (Local Analysis Prediction System) 三维数据分析系统中,获得了三维云量场分布,并采用北京地区2009年11月9日08:00(北京时,下同) 和华南地区2008年6月12日14:00个例,设计了5种试验对LAPS融合的云量场进行分析。结果表明:LAPS云分析中,地面观测对云底结构起主要订正作用,雷达观测对云中、低部信息起主要订正作用,而卫星云图数据对云顶分布订正效果显著,卫星资料是获得客观三维云量场不可或缺的数据。     

一次暴雨过程的螺旋度场分析

根据螺旋度理论分析了1999年6月15—16日鲁南和江苏、安徽的一次大暴雨过程。结果表明．螺旋度时空演变与对流云团和暴雨的发生及落区存在较好的对应关系：对流云团生成和暴雨发展阶段，螺旋度开始增加，暴雨旺盛阶段对应着螺旋度高峰期，而对流云团消散和暴雨减弱阶段则对应着螺旋度显著减小；暴雨落区基本位于或接近螺旋度的大值区。     

一次冰雹天气过程的多源资料观测分析

利用地基微波辐射计、风廓线雷达和雨滴谱仪等观测资料,对2015年4月28日发生在南京的一次冰雹天气进行了分析,探讨新型探测资料在冰雹监测预警中的应用。结果表明:(1)华北冷涡后部冷空气南下,与低层暖湿气流交汇,是产生这次冰雹的天气背景;高空冷平流叠加在低层暖湿气流之上,使得对流层中低层形成不稳定层结;地面辐合中心及辐合线是降雹的触发机制。(2)微波辐射计监测显示,降雹期间冰雹云中上升气流将底层空气的感热和潜热向上输送,导致2 km以上大气有明显升温,由于低层水汽聚集及冰雹在近地层融化造成降雹时近地层相对湿度、水汽密度增大。冰雹发生在云液态水含量快速增长的波峰上,对冰雹的发生具有较好指示意义。(3)对比南京3站风廓线雷达资料表明各站上空环境风场存在一定差异,六合地区降雹前6 km高度高空急流有利于六合上空形成有利的辐散形势,降雹时0~6 km存在较深厚的垂直风切变,配合地面中尺度低压,降雹最为强烈;南京站降雹时,对流层中下层有一槽过境,而高淳地区冰雹由近地面垂直风切变激发。(4)六合站、高淳站雨滴谱仪分析表明不同降水相态对应的滴谱特征有差异,两站雨滴谱型分别呈指数型、多峰型分布。高淳站雨滴谱仪监测到直径达到15 mm的冰雹粒子,六合站冰雹直径最大为5 mm。两站速度谱大致为单峰型,在较强降水时刻,粒子下落峰值速度在3~4 m·~(-1)。(5)影响六合的超级单体存在钩状回波、回波悬垂、三体散射等雷达回波中尺度特征,地面中尺度低压系统、中低层的中气旋及高层的辐散环流配置造成了雹云中维持较强的旋转上升气流,有利于出现大冰雹。     

北京两次特大暴雨过程观测对比

本文针对2012年("7·21")和2016年("7·20")北京两次特大暴雨过程,利用多源观测和再分析数据,结合多种分析方法,从多个角度,较为系统地对比揭示了两次特大暴雨过程的差异,结果指出:两次过程降水总量相近,但降水历时和小时雨强不同,"7·21"历时更短、雨势更强;两次过程主导天气系统和演变、对流系统演变以及局...     

一次暴雨过程的物理量场诊断分析

从物理量的变化入手,分析2004年7月4～5日我省今年入汛以来出现的第一次范围最广、降雨强度最大的暴雨过程的降水强度和落区.     

LAPS分析场在一次强对流天气过程尺度分析中的应用

利用LAPS（local analysis and prediction system）同化系统融合多种观测资料,对2010年8月25日发生在上海的一次强对流天气过程进行中尺度分析。结果表明,这次强对流天气主要是由中、低空中尺度辐合系统直接触发形成的。强对流形成阶段,地面有分散辐合形成并逐渐加强,成为触发中尺度垂直环流的主要机制,垂直结构上出现低层辐合高层辐散的有利配置,风暴中心附近出现明显的上升气流区,中高层相对湿度显著增加。成熟阶段,强对流云体中心附近的对流层底层开始出现下沉气流,上升气流在其拖曳作用下明显倾斜。衰减阶段,下沉气流加强使中尺度环流动力结构和水汽供应受到破坏,垂直结构上转为底层辐散高层辐合。因此,与天气尺度分析相比,基于LAPS的中尺度分析能更深刻地揭示中小尺度系统的三维结构和时空演变特征。     

一次冰雹过程降水量观测对比分析

为了比较翻斗雨量计、称重雨量计和DSG5降水天气现象仪对冰雹过程降水量的探测性能,分析了一次降雹过程中的降水粒子谱特征,探讨了区分雨滴和冰雹的方法,对3种设备获取的分钟降水量时间序列进行了综合对比和统计检验。结果表明：翻斗雨量计、称重雨量计测量和由DSG5计算的过程分钟降水量序列具有较好的一致性,服从同一个连续分布;利用DSG5雨滴谱资料不仅可以区分冰雹过程中的降雨量和降雹量,而且能快速灵敏地侦测到降水的起始、结束时间,更准确地反映降水强度的时间变化,可为中小尺度天气系统的研究提供精准的降水变化信息;翻斗雨量计和称重雨量计对冰雹过程分钟降水量的观测存在一定的缓冲,不能准确描述降水量实时强度的变化;称重雨量计观测的分钟降水量序列存在明显的滞后。     

四川地区一次暴雨过程的观测分析与数值模拟

本文首先利用多种资料,对2010年8月18~19日四川地区一次引发了泥石流次生灾害的暴雨天气过程开展了观测分析,进一步利用中尺度模式WRF对此次降水过程开展了高分辨率数值模拟,并利用模拟资料对暴雨过程进行了初步诊断分析。结果指出:(1)此次暴雨过程具有强降水持续时间短、短时降水强度大、局地性强等特点,在空间和时间上都具有明显中尺度特征;强降水主要发生在汶川—雅安断裂带陡峭地形附近,与地形关系密切;(2)中高纬度“两脊一槽”环流形势及其缓慢变化、副热带高压(简称副高)与高压脊叠加形成“东高西低”形势,为此次暴雨天气过程提供了有利的大尺度条件;西南涡的发展加强及其与副高西侧边缘强风速带的相互作用,增强了川西陡峭地形的抬升效应,促发暴雨发生;而四川盆地中多个中尺度云团的发生、发展与暴雨的发生直接相关;(3)WRF模式较好地模拟再现了此次降水过程,模拟结果初步诊断分析显示,在四川盆地复杂地形及大尺度环流背景发展和演变的影响下,稳定层结盖的进退、低层东南风的加强和减弱以及不稳定能量的累积与释放控制着暴雨过程的发生与结束。     

恩施州一次暴雨过程的多尺度分析

该文利用NCEP再分析场资料、常规气象观测资料、地面加密自动站资料、卫星雷达资料等多种资料,从大尺度环流背景、中尺度特征以及环境条件等多个角度对恩施州2016年6月19—20日的一次暴雨过程进行分析,并得到以下结论:此次过程是在中高纬两槽一脊的稳定环流形势下,高空槽和副热带高压共同作用,配合西南涡和高低空急流发生的,副高的阻挡作用导致此次降水持续时间长,其位置偏南导致降水主要分布在恩施州南部;列车效应致使混合型回波不断在鹤峰经过,结合较高的降水效率,是导致本次累积降水较大的直接原因;逆风区对恩施州短时强降水有明显的指示作用,中低压对局地短时强降水的预警具有重要意义;在有利的天气尺度抬升条件下,热力、水汽、动力条件是此次降水过程具有强对流特征的根本原因,地形也为此次降水增幅提供了有利条件。     

两次暴雨过程的对比分析

利用常规高空地面资料、辽宁省自动站降水资料及T639、欧洲中心数值产品,对2012年8月2日-4日和2010年8月8日-9日两次辽宁区域性暴雨过程进行对比分析。结果表明:副高前部强盛的西南急流和暖湿气流从海上向中高纬地区输送热带暖湿空气,为暴雨的形成提供了有利的条件;在暖湿空气中,低层辐合与高层辐散产生强烈的上升运动触发了对流不稳定能量的释放,从而产生暴雨天气;高、低空急流作为水汽和能量的重要输送通道为暴雨的产生提供了大量的不稳定能量;通过计算整层大气饱和程度可以定量分析大气湿度,为预报降水量提供了有利的依据。     

新疆一次暴雨过程的观测分析及水汽特征

2015年4月15—17日北疆和南疆东部出现了一场较强的暴雨过程,此次暴雨是在中亚低涡减弱成槽分裂短波、北方有冷空气补充的大尺度环流背景下产生的。观测分析显示,卫星云图相当黑体亮温TBB-42℃区域可能出现中等强度降水、TBB-52℃时最大小时雨强可能大于7 mm·h~(-1);乌鲁木齐风廓线雷达的反射率因子产品在大于20 d Bz的强回波出现后的30 min左右雨强增大。分析得出,水汽输送主要出现在临近暴雨前6~12 h的低层700—850 h Pa,而最大水汽通量值12 g·(cm·h Pa·s)~(-1)出现在850 h Pa,乌鲁木齐暴雨前期,出现低空急流后,5 min雨强增强,但中后期降雨强度主要取决于低空急流和中层大风速带携带的水汽及辐合抬升的强度。本文最后讨论了中国气象局沙漠气象研究所的区域数值预报模式、ECWMF和T639对这次暴雨过程的预报。     

基于LAPS的一次局地强冰雹过程分析

利用LAPS资料同化系统分析场及微波辐射计资料等,从热力、动力等方面分析2008年6月3日湖南常德澧县一次局地强冰雹事件,并对强冰雹形成的环境条件和机理进行研究.结果表明:同化了雷达资料的LAPS分析场能揭示该冰雹事件较精细的动力结构,但其刻画的热力参数无明显改善;强风暴出现在强的风垂直切变、位势不稳定和水汽含量较大的湿润环境中,水汽辐合中心位于1 000-925 hPa,冰雹发生区南面存在一倾斜的、强度较大的水汽辐合区域;触发超级单体(冰雹)的主要系统为位于对流层中低层的中小尺度气旋,高层为反气旋辐散区,主要表现为对流层顶层等熵面上位势涡度向超级单体发生区(对流层中层)的发展,中层主要是干冷的西北气流;LAPS输出的各种物理量场可用来诊断强对流运动发展,尤其对冰雹这类中小尺度天气系统结构有较强的解释应用能力.     

LAPS资料在一次鄂东初夏暴雨分析中的应用

利用常规气象资料和武汉暴雨研究所实时业务运行的LAPS资料,从环流背景、影响天气系统、物理量场、干侵入等方面,对2008年初夏发生在湖北东部的一次暴雨天气过程进行了诊断分析。结果表明：这次强降雨是受西风槽与西南涡东移、地面冷锋南下的影响而发生的;暴雨初期鄂东中高层出现水汽辐合,相应地中高层相对湿度与比湿增加;低层首先出现空气质量辐合,随后高层出现空气质量辐散,低层辐合与高层辐散都比强降水发生要早;鄂东暴雨期间低层维持大量云系活动。暴雨期间有随着高度增加而向东倾斜的干侵入前沿活动,这加强了当地上空中、低层对流不稳定层结,并为强降雨发生蓄积了能量;后期由于动力性条件触发,层结转化为中性,对流发展、能量释放而产生强降雨。通过暴雨个例分析发现,LAPS资料能够比较深刻地揭示出该次强降雨发生、发展的机理。     

LAPS分析场资料在暴雨中尺度分析中的应用

利用常规地面探测、高密度自动雨量站、高空探测资料,并且融合多普勒雷达拼图产品,LAPS可输出比较精细的分析场。针对2008年6月21～22日一次暴雨天气过程,基于LAPS不同时空分辨率的中尺度分析场,分析了雷达回波、风场、高度场以及物理量场,比较不同时空分辨率LAPS分析场之间的差异。结果表明:(1)此次强降水过程可划分为2个阶段。第一阶段雨量集中在沿淮地区,呈纬向带状分布;第二阶段集中在大别山地区,其雨强更大,是中尺度局地性降水。(2)大别山区的地形抬升对低涡增强或减弱的演变具有重要影响,是低涡增强、发展的触发机制。当低涡接近大别山区时,低涡明显加强;当低涡逐渐远离大别山区时,低涡则减弱。(3)第一阶段有风的切变线,第二阶段有风的辐合,说明风场的辐合和切变促进云和降水的发生、发展,因此它们是产生暴雨的触发条件。(4)高分辨率的LAPS结果对于风场和云的变化刻画地更为细致。雷达回波发生在风的切变线处,或者风场辐合处;大别山区暴雨过程中,在其西侧有闭合性的涡旋,低涡缓慢东移,回波位于涡旋东侧,强降水发生在低涡东侧。(5)K指数、沙氏指数、整层可降水量与这次大别山地区暴雨过程具有较好的对应关系,与暴雨落区基本相同。这些指数在暴雨落区预报与应用方面具有一定参考价值。     

一次暴雨过程的分析

一次暴雨过程的分析许秀红１前言１９９３年６月１１日到１２日，我省普降雷阵雨，中西部雨量普遍达到中一大雨程度，其中望奎、青岗、安达等市县降了暴雨，是解除旱象的一场降雨。这次降水过程是北来冷空气和南来系统交汇，河套气旋北上造成的，是产生强降水的一次典型天...     

一次特大暴雨过程的大气环流背景场分析

通过对2002-06-08—09日大暴雨的大气环流形势及其演变特征分析,结果表明:这次初夏大暴雨是在副热带西风急流北撒,喜马拉雅山脉南侧东风急流建立并向北推进的背景下发生的,即500hPa欧亚环流形势发生了明显调整,西西伯利亚低压东移,新疆高脊减弱,西风急流南压。西风指数和关键区指数的演变也反映环流形势的调整。在大范围的暴雨前夕,东亚低层存在一支东南风急流。     

一次暴雨过程的多普勒天气雷达径向速度场分析

本文以2001年7月17～19日的连续性暴雨为例,利用香港天文台多普勒天气雷达产品-3000m高度层径向速度场进行分析,以期提高多普勒雷达在灾害性天气和短时预报中的作用.     

一次秋季单站暴雨与夏季暴雨对比分析

利用常规天气资料、物理量场、数值预报产品对2001年10月9日葫芦岛市出现的秋季单站暴雨与夏季暴雨进行对比分析。结果表明 :与夏季暴雨相比 ,秋季暴雨存在着长波槽脊位相的差异和西南急流特征的差异 ;水汽来源和各物理量参数基本相同