亚洲季风建立及其中期振荡的高空环流特征

本文主要通过对100毫巴散度场、高度场和垂直积分的水汽输送场的分析,着重讨论了1979年整个亚洲季风区季风建立及其振荡中的高空环流特征。发现南亚高压周围不同部位的高空辐散场的建立导致了这些地区夏季风的建立,且南亚高压脊线中部和东部散度场具有不同的分布特点。从而使得印度季风有与长江流域梅雨同时开始而与华南雨季降水反位相的特点.在东亚,南亚高压外围东风对于夏季风的向北推进具有很好的指示性。在印度,伊朗高压(南亚高压环流的一部分)外围的东北气流对于印度季风的爆发具有指示性。100毫巴若干地区高度场和亚洲季风区域大范围水汽输送场的40—50天振荡清楚地显示出向东向北移动,而20—30天的散度场的振荡在印度季风爆发后则有系统地向西移动.      

100hPa环流特征与天气过程的阶段性

本文根据航空气象保障任务对中期天气预报的要求,在划分天气阶段—天气过程—天气日的基础上,分析了以南亚高压主中心位置和脊线走向以及西北地区气流为主要因子的100hPa环流特征,并与西北地区的阴雨天气过程、雷雨天气过程和晴好天气过程联系起来,发现有较好的对应关系。     

2003年8月28日至29日铜川区域性暴雨成因分析

对2003-08—28—29铜川市暴雨过程分析发现，暴雨发生在南亚高压由东部型转为西部型的调整过程中，200hPa急流为暴雨区高层辐散提供了动力条件，500hPa陕西处于副高边缘，新疆有冷涡不断分裂冷空气扩散南下，这种形势的稳定，为暴雨区提供了充足的能量和动力作用；700hPa关中及其以南的SW急流和850hPa华北到陕西东部的东风气流，为暴雨过程提供了充足的水汽，铜川处于切变辐合区；物理量场中，铜川处于一个水汽的辐合中心，垂直速度的上升中心，散度场上表现为低层辐合，高层辐散，水汽条件和动力条件配置非常有利。中尺度分离分析表明，暴雨发生过程中，雨区低空700hPa和850hPa有明显的中尺度辐合区存在。     

春季南亚高压在中南半岛上空建立与500hPa副高断裂的关系

利用NCEP／NCAR再分析资料及NOAA的OLR资料,研究了春季南亚高压在中南半岛上空建立与500hPa副高在孟加拉湾上空断裂的关系。结果表明,南亚高压建立之前,对流从“海洋大陆”向北推进,首先在中南半岛建立;而孟加拉湾地区由于青藏高原感热作用在对流层中低层形成一个反Hadley环流型的局地经圈环流,15°N附近500—700hPa有下沉运动中心,它抑制了孟加拉湾对流的建立,也不利于500hPa副高带断裂。南亚高压在中南半岛建立之后,位于高压中心西南侧的孟加拉湾上空出现一个强的辐散中心,孟加拉湾地区15°N附近的下沉运动消失,对流发展起来,降水量增加并释放大量潜热,非绝热加热中心位于500hPa,此时副高脊线断裂。因此,高层南亚高压建立所产生的辐散运动很可能对孟加拉湾上空500hPa副高带断裂及对流建立起到了触发作用。     

1979年夏季青藏高原天气系统的若干新事实

1979年5—8月青藏高原气象科学实验期间, 在西藏西部地区新建了狮泉河等4个的探空站。根据对4站实測资料和原有测站的资料分析, 初步得出一些重要的高原天气学事实,如夏季高原低涡源地分布, 高压的周期振荡,100毫巴南亚高压的月际平均位置和6月份高压中心是怎样登上高原的。通过新、 旧资料的分析比较,说明狮泉河等4站探空资料对高原天气研究的重要性。用新资料还得出:1979年100毫巴高压平均位置6—7月不在高原,8月平均中心位置在高原32°N、87°E附近。     

卫星水汽通道探测所揭示的高空流场在南亚高压东侧强降水分析中的应用

气候平均显示,我国中东部有一类降水和南亚高压脊线的位置有关。逐年资料显示,我国中东部区域平均降水出现在南亚高压脊线的东北侧,在南亚高压东侧脊线北推的过程中呈现两周左右的南北振荡。卫星水汽图可以表征对流层中高层大气运动信息,水汽图像和云导风叠加能够很好描述对流层高层反气旋中心和脊线位置,并且能够追踪对夏季降水非常重要的中高纬度下沉干冷空气活动。中高纬度水汽图上南压的小尺度暗区一般具有正位涡异常,它向雨带的推进可以造成持续降水期间雨量的迅速增强。与南亚高压相关的强降水主要出现在两个区域,一个位于南亚高压的西南侧,另一个位于南亚高压的东北侧,在这两个区域由于气流的发散特征,高层辐散清楚。南亚高压的北侧为副热带西风气流,当西风急流强盛时,高压东北侧的高空为强辐散区,对我国夏季强降水起重要作用。南亚高压的推进和撤退覆盖了我国大部分地区,时间跨度从5月初持续到10月初,因此,针对夏季淮河流域强降水卫星水汽图像特征得出的结论在春秋某些天气过程中也同样具有适用性,并且在比较偏北的西北、华北等地夏季也同样具有某些共同特征。南亚高压位置和形态影响我国降水落区和强度的同时,强降水造成的潜热释放也对南亚高压的非对称不稳定发展起重要作用。     

山东夏季暴雨对青藏高原东南部及邻近区域春季大气热源变化的响应

利用1979—2018年山东省120个国家气象站逐日降水观测数据、欧洲中期天气预报中心ERA-Interim逐月再分析资料以及美国国家环境预报中心和大气研究中心逐6 h再分析资料,分析春季青藏高原大气热源强度变化对山东夏季暴雨的影响。结果表明：近40 a山东大部地区暴雨日数呈增加趋势,鲁西南、鲁西北中东部增加趋势显著。春季、夏季高原均为东亚大气热源较强区域,春季高原大气热源强中心区的强度与山东夏季暴雨指数呈显著正相关。当春季高原大气热源增强时,夏季南亚高压加强、东扩,200 hPa南亚高压易呈中部型,500 hPa中国东北地区易有冷涡生成南下,日本东部西太平洋副热带高压加强北抬,山东处于冷暖气流交汇区,同时明显有自南向北的水汽输送至山东地区,低层辐合、高层辐散的环流配置促使该地区上升气流增强,有利于降水产生。春季高原大气热源强度与夏季南亚高压强度、丝绸之路遥相关分别呈显著正、负相关,大气热源增强下的环流形势有利于山东地区出现强降雨。     

100hPa环流特征与2005年梅雨异常的关系

2005年7月5日入梅,7月14日出梅,入梅晚,梅雨期短,梅雨量少,致使我国主要雨带位置不是如常年一样维持在江淮流域,而是在江南地区南部和华南地区。使用NCEP再分析资料,分析了100hPa环流特征与梅雨异常的关系。结果表明,6月份江南地区南部和华南地区多雨时期,100hPa南亚高压中心基本停留在青藏高原南部地区上空,120°E上脊线位置大致在21～26°N之间摆动,较常年同期明显偏南。7月份,高压中心位置北抬,但不够稳定;120°E上脊线位置较6月份略偏北。6—7月期间,120°E上的100hPa南亚高压脊线位置比500hPa西北太平洋高压脊线位置基本偏北5个纬度左右,100hPa南亚高压东段脊线与500hPa副高脊线南北摆动趋势一致,100hPa南亚高压东段脊线北侧附近地区相应是暴雨区位置。     

桂北后汛期一次持续性暴雨天气过程分析

运用常规资料、区域自动站资料以及NECP再分析资料,对2017年8月9-15日发生在桂北地区的持续暴雨过程进行了深入分析。结果表明：此次持续暴雨过程发生在500hPa中高纬两槽一脊的形势下,副热带高压脊线稳定维持在15oN附近、西脊点稳定在110oE以西,副高的阻挡使西风槽前与副高西北侧的西南暖湿气流形势得以长时间维持,为桂北持续暴雨的发生提供了不稳定条件。季风涌增强北推,与南半球冷空气爆发造成的索马里越赤道气流增强,共同为此次持续暴雨提供了源源不断的水汽供应。南亚高压强大、稳定地维持在青藏高原上空,桂北地区位于南亚高压东部脊线上的强辐散区,低层位于低空西南风急流左侧强辐合区,形成很好的低层辐合上升、高层辐散下沉的垂直环流形势,与高低空急流耦合共同为此次持续暴雨提供了较好的动力机制。     

南亚高压的东西振荡对湖北省极端暴雨事件的影响分析

对1975—2008年发生在湖北省及其周边地区的14场24h雨量≥200mm,或48h雨量≥300mm的极端暴雨事件进行了研究。分析发现:极端暴雨事件与南亚高压的东西向移动密切相关。当南亚高压停留在高原上空时,低层南风将孟加拉湾的水汽源源不断地向高原输送,高原西部槽与孟加拉湾水汽汇合,在高原上形成涡旋云系,其在100—200hPa表现为南亚高压脊线东部的反气旋,在500hPa表现为气旋式涡旋。当南亚高压向东移动时,500hPa气旋式涡旋和与之相伴的孟加拉湾水汽也随之向东移动,当副热带高压和低层环境场有利时,极端暴雨事件便发生了。若南亚高压整体东移,则南亚高压中心的巨大辐散场,在低空强辐合配合下,有利于将水汽集中于某地,当中低层形势场有利时,触发极端暴雨事件。若南亚高压部分东移,则南亚高压脊线附近的中尺度反气旋在东移的过程中,触发中尺度对流系统,形成特大暴雨。如果这时有台风登陆,南亚高压形成的高层辐散可使台风低压维持相当长时间而不填塞,最后形成极端暴雨事件。     

一次梅雨锋低空急流形成的分析

对1979年6月24—25日的一次梅雨锋低空急流的形成进行了分析,它的形成是由于在300mb高空急流中心附近产生的地转不平衡,使急流入口区的右侧造成高空辐散的作用。当高空急流中心东移,急流入口区右侧的高空辐散区移到江淮流域上空,由此高空辐散引起对流层下部的质量调整,致使低空造成降压区与辐合。这降压区造成的变压风迭加到低空的西南气流上,沿通过该负变压区(或负变高区)中心的西南气流作为一条轴线,轴线的右侧变压风使西南风偏向低压一侧,从而使西南风的动能增加;轴线的左侧变压风使西南风偏向高压一侧,从而使西南风的动     

2015年5月广西一次连续性暴雨天气过程诊断分析

利用micaps常规观测资料对2015年5月14-23日广西一次连续性暴雨天气过程进行诊断分析,结果表明:(1)东亚大槽引导地面冷空气南下不断影响广西,副热带高压西北侧的西南气流有利于水汽和不稳定能量的补充;华南地区一直处于两高之间的低槽区,广西持续受槽前正涡度平流的影响。200h Pa南亚高压东北部的分流区为暴雨的发生创造了良好的高空辐散条件。(2)活跃的西南季风急流和中低纬度中尺度系统的配置是持续暴雨天气产生的有利背景条件。(3)水汽条件和动力条件的演变具有在桂西北获得发展后向东扩展的演变特征对暴雨预报有很好的指导意义     

袁河流域极端降水事件成因分析

利用欧洲中期天气预报中心格点再分析资料和HYSPLIT模式对袁河流域5次极端降水天气过程的平均环流背景、主要影响系统、物理量场以及降水发生过程中的120 h气块后向轨迹特征进行分析。结果发现:(1)极端降水发生时,高层袁河流域处于南亚高压东侧辐散气流中,中层副热带高压位置适中,受584 dagpm线附近的西南气流控制,低层正好处于切变线上,且有强盛的西南气流向降水区输送能量和水汽。(2)物理量场上,袁河流域附近低层辐合、高层辐散,垂直速度场、水汽分布、水汽通量散度场都有利于该区域出现暴雨天气。(3)与袁河流域一般性暴雨的平均t-lnp图对比分析可见,极端暴雨的能量条件更好,降水对流性更强,水汽条件也更为充沛。(4)袁河流域极端降水上空的水汽路径总体上可以归纳为5条。来源于孟加拉湾附近、中南半岛南部和云南南部的西南水汽路径最多,占轨迹总数的59.5%;其次是来源于我国南海的南方路径,主要位于1 500 m以下,占轨迹总数的15.0%。     

高层动力强迫对回流型华南暖区暴雨影响的个例研究

应用NCEP再分析资料,分析了2014年5月8—9日发生在华南的一次暖区暴雨过程,研究高层动力强迫对此次华南暖区暴雨的影响。此次暴雨过程发生在暖湿的西南气流中,无明显天气尺度锋面系统影响,属于华南暖区暴雨过程。根据中尺度对流系统(MCS)的生消发展特征,可以将其分为5月8日与9日两个阶段,第一阶段具有显著的回流型暖区暴雨的特征,主要研究该阶段。研究发现,高PV扰动沿对流层高层南亚高压东北侧的西北气流下滑东移,导致IPV正异常,其东侧的辐散气流显著发展,在高层辐散气流的抽吸作用下,上升运动首先从中上层发展起来。在过程发展前期,IPV正异常主要是由平流作用引起,且在其东侧诱发出南风异常,进而导致辐散气流发展。当降水发生后,潜热加热反馈作用使高层辐散气流进一步加强,此时,辐散增强是对流发展的结果。此外,低层浅薄偏东风是本次暖区暴雨发生的低层背景场,其与西南风气流汇合,提供有利的低层辐合条件。      

夏季风系统影响下广西锋面型强暴雨动力及水汽输送特征

利用日本气象研究所高分辨TBB资料、美国环境预测中心(NCEP)再分析资料,对1980~2002年主汛期(5~7月)夏季风系统影响下的广西13次锋面型大范围暴雨过程,采用合成分析与个例探讨的方法,分析了暴雨期间东亚夏季风各系统(高空急流、低空急流、南亚高压等系统)的演变特点和强暴雨的动力及水汽特征。结果表明:大范围暴雨发生时,广西位于高空急流出口右侧正散度区和500 hPa强上升区内,同时还位于低空急流的左侧,高低空急流耦合是暴雨触发机制;对湿位涡的分析表明,当700 hPa附近的湿位涡垂直分量小于0同时湿位涡在等压面上的垂直分量大于0时较易产生大暴雨。     

2018年6月贵州一次持续性降水天气过程分析

该文利用常规气象降水观测资料和NCAR提供的1°×1°的FNL再分析资料,对贵州2018年6月20—24日大范围持续性降水天气过程进行分析,结果表明:100 hPa受南亚高压影响,贵州处在高压前部的高层辐散、低层辐合气流中,有利于产生上升运动。500 hPa亚欧大陆稳定的两槽一脊环流形势,导致北方弱冷空气从贝加尔湖高压脊前不断南下至长江流域。850 hPa主要受低空急流和切变线的影响,低空急流将西南暖湿气流源源不断地输送到中国南方;切变线稳定位于浙江中部至贵州北部,同时贵州的水汽通量辐合区位于切变线南侧,利于水汽辐合上升。贵州全省处在低层辐合、高层辐散的垂直运动负值区中,有良好的上升运动条件。水汽和动力条件的配合,是造成此次贵州大范围的持续性降水天气的主要原因。     

长江中游区域性暴雨发展机理合成分析

利用高分辨TBB资料、逐6h NCEP/NCAP再分析资料和逐日降水资料及SCSMEX降水加密观测资料，通过对长江中游8次区域性暴雨的合成分析，研究发现：暴雨落区发生在急流出口区南侧与南亚高压脊线近极地一侧之间发散气流辐射加强的区域附近；且与东亚副热带地区季风涌相关联；高空非地转惯性平流风散度是高空总散度的主要贡献者，高空倾斜急流轴（NW－SE向）出口区水平风场的分布不均匀，导致其出口区的右侧产生较强的辐散场，由于对流风的作用，低层辐合会对高层辐散产生响应，从而诱发暴雨发生。高空急流轴倾斜以及急流出口区右侧强辐散场的出现要早于暴雨的发生。     

南亚高压对川渝地区盛夏极端旱涝的影响分析

利用NCEP/NCAR资料对川渝地区两个极端年1998年（涝年）和2006年（旱年）进行分析,结果表明,涝年南亚高压辐散强,脊线位置比多年平均偏南,西太平洋副热带高压（简称西太副高）主体西伸,脊线偏南;旱年南亚高压的辐散比涝年弱,脊线位置比多年平均偏北,西太副高脊线亦偏北。从动力特征来看,旱（涝）年,高层大气相对负（正）涡度平流的垂直分布有利于大气产生下沉（上升）运动,且南亚高压距平环流存在辐合（辐散）,与之对应的低层存在辐散（辐合）特征;热力分析亦表明,旱（涝）年的中低层多为暖（冷）平流,具有负（正）非绝热加热特征,且非绝热加热的垂直分布特征,有利于南亚高压距平环流局部辐合（辐散）加强,并对中低层系统的垂直运动产生影响。因此,一定程度上川渝地区两个极端旱涝年的出现与其上空的垂直运动变化密切相关,是由南亚高压与中低层系统的相互配置引起的。      

天山北坡一次特大暴雨过程诊断分析

利用常规资料、NCEP1°×1°再分析资料对2007年7月16—17日天山北坡出现的特大暴雨过程进行了诊断分析。结果表明：暴雨发生在100hPa南亚高压呈双体型、500 hPa中亚低值系统在天山北坡东段稳定维持的环流背景下;沿天山两侧的强东西风切变组织了系统性的强上升运动、低层向山的偏北气流与天山北坡向北开口的喇叭口地形产生的辐合上升运动促使暴雨强度增大;暴雨区与低层辐合、高层辐散的气旋性涡柱区相对应;来自孟加拉湾沿高原东侧偏南气流北上的水汽,通过中高层的西南气流和低空的偏东气流两条路径接力输送到暴雨区;正位涡异常与暴雨的发生关系密切。     

2018年登陆上海两个台风暴雨结构特征综合对比分析

利用常规天气资料、雷达资料及NCEP（1°×1°）再分析资料，对1812号台风“云雀”和1818号台风“温比亚”在上海和浙江产生的暴雨过程进行对比分析，结果表明：①“云雀”受副高南侧偏东气流引导，降水集中在台风南侧，“温比亚”受大陆高压南侧偏东气流引导，降水在台风两侧分布均匀，暴雨范围比“云雀”广，但暴雨中心强度比“云雀”弱。②“云雀”后期南侧杭州湾一带有弱冷空气侵入，大气对流不稳性增强，降水再次增强，“温比亚”后期大气为弱对流不稳定状态，降水逐渐减弱。③“温比亚”两侧水汽分布均匀，水汽通量大值区范围和强度比“云雀”大，但垂直方向上“云雀”辐合高度到达了对流层中上层。④ “云雀”暴雨中心正好位于南亚高压主体南侧偏东气流中，更有利于高层辐散加强，产生强降水。