甘肃短时强降水天气若干环境参数特征分析

利用甘肃省2005-2013年81个气象站逐时降水量、2012-2013年全省区域站雨量及部分探空资料,分析甘肃省短时强降水天气地域分布及环境参数特征,结果表明∶(1)甘肃省短时强降水天气全省均有出现,但主要出现在河东地区,以庆阳北部和陇南居多。(2)合成T-Log P图上各站低层有暖平流、高层有冷平流;平凉(20∶00)、武都(08∶00、20∶00)温湿曲线呈明显"漏斗"状。(3)短时强降水出现时,K指数、SI指数、CAPE、CIN、各特殊层的高度、静力稳定度及各层的温度露点差在不同区域均表现出不同的特征。上述结果为短时强降水的短时或短期潜势预报可提供参考。     

2004年8月23日曲靖市突发性强降水成因浅析

2004年8月23日在曲靖市境内出现了局地大暴雨的罕见强降水天气过程,出现了30年以来最大日雨量。利用micaps常规资料和GOES-9卫星云图对这次暴雨过程进行分析,结果表明,高空副热带高压变化和低空切变线共同影响是造成这次强降水的主要原因。来自副热带高压外围的西南气流为暴雨输送了丰富的水汽,切变线南移为暴雨提供了有利的动力条件。暴雨区与垂直速度及涡度所表现的上升区对应,并伴有高能高湿条件。同时,卫星云图上有中尺度云团,由于切变线南压作用,使得暖湿不稳定气流辐合上升加强,促进了中尺度云团的旺盛发展,使得强降水短时内迅速发生。研究这次局地强降水天气的机制,找到一些突发性强降水的预报着眼点具有明显的分析诊断意义。     

甘肃北部短时强降水中尺度特征及物理量配置

利用甘肃北部27个国家级自动气象站及635个区域气象站降水资料,结合常规高空、地面和欧洲中期天气预报中心（ECMWF）再分析物理量场资料,选取了2016—2019年5—9月104个典型短时强降水个例,对甘肃北部短时强降水天气发生发展的环境条件进行了中尺度综合分析,揭示了区域内短时强降水的一些特征和规律。结果表明：（1） 甘肃北部短时强降水集中出现在6—8月,短时强降水的强度多为10~20 mm。（2） 甘肃北部短时强降水天气的典型特征,分为副高边缘型、低压槽型、西北气流型和河套阻高型4种流型。（3） 通过分析不同天气形势、不同类别、不同物理量参数间的联系与区别,总结出各类短时强降水天气的环流特征和物理量要素指标和阈值。（4） 地面辐合线（冷锋）是甘肃北部触发强对流天气的关键系统,地面辐合线（冷锋）的分析对短时临近预报至关重要。（5） 低空偏南风急流（显著流线）在110°E左右北上及在37°N左右产生辐合是判断甘肃北部能否产生短时强降水的重要依据。并对2020年短时强降水预报效果进行检验,预报准确率达63.6%,说明建立的短时强降水预报指标预报能力较强,为提高短时强降水预报预警能力提供了一种新途径。     

近10 a中亚低涡背景下新疆短时强降水环境场分析

为更好地把握中亚低涡造成新疆短时强降水天气过程的机理特征,为新疆短时强降水预报预警提供参考和依据,利用FNL资料、探空资料等,运用天气学原理、动力诊断分析方法等,研究了中亚低涡系统不同部位发生的三类短时强降水的环境场特征及环流配置。结论表明：（1）短时强降水发生在500 hPa中亚低涡前部西南气流下为最多。（2） A指数在新疆地区短时强降水降水预报中意义不大。（3）中亚低涡背景下新疆短时强降水天气的配置一般属于高空冷平流强迫类。（4）三类短时强降水形势配置的共性：在低涡背景下,对流层中高层都有显著气流存在,低空有切变线存在,近地面往往有辐合线,700 hPa左右往往有湿舌。异性：第I类短时强降水湿度条件较好,第Ⅱ类短时强降水高低空温差较大,第Ⅲ类短时强降水垂直风切变较强。     

2012年7月下旬河套地区4次切变暴雨的对比分析

应用日常预报业务中可以方便使用的常规观测资料、数值预报产品、卫星云图、加密自动站观测资料以及雷达资料等,从环流背景、流型配置、物理机制等方面对比分析了河套地区4次暴雨过程,旨在提高对暴雨的短期预报预测能力及短时强降水的临近预警能力。分析发现：（1）副热带高压西侧的偏南气流以及来自孟加拉湾的暖湿偏南气流在35°—40°N与来自高纬度的干冷的偏北气流多次交汇,水汽在该带中明显辐合,为河套地区持续性暴雨发生发展提供源源不断的水汽,提供水汽辐合上升动力条件;（2）暴雨落区与低层的显著流线出口区或急流出口区的位置、切变线的位置密切相关,暴雨一般落在高空急流的右侧、低空急流的左侧;（3）暴雨天气出现前一般会出现500 hPa以下θ随高度的增加而减少的特征;（4）暴雨天气出现前一般都会出现风随高度顺转的特征;（5）暴雨过程中地面辐合线起到动力抬升作用,触发中小尺度系统的生成和发展;（6）抬升凝结高度和自由对流高度都比较低,利于水汽凝结,而平衡高度较高,利于能量的积累,对于对流天气的预报有较好的指示意义。     

甘肃一次副高内部极端强降水可预报性思考

传统认为副高内部下沉运动,抑制对流运动的发生,但是甘肃河东隔几年就会出现一次副高内部的强降水过程,而全球业务模式对此类强降水预报能力较弱,导致副高内部的强降水天气预报难度很大。利用多种常规和非常规观测资料,对2016年8月22日甘肃副高内部的一次极端强降水过程进行分析,以期发现一些可用预报指标,结果表明:青藏高压东北部辐散区和近地面层的中尺度辐合线的叠置,有利于形成强烈的上升运动,是强降水发生的天气背景条件。环境场极高的水汽含量,异常厚的暖云层,和小的垂直风切变有利于形成极大的降水效率,是强降水的增强条件。通过对各种中尺度观测资料的分析,发现一些对强降水预报预警有指示作用的因子:(1)对流云团冷云盖中心区域运动前方逐时云顶亮温(TBB)梯度最大处对应地面降水最强降水。(2)闪电总次数峰值后1~2h,且闪电带变的很有组织时,对应地面最强降水时段。(3)造成强降水的对流单体的雷达回波表现出低质心暖云降水的特征。(4)在组合反射率(CR)、垂直液态水含量(VIL)最大值出现后30~40 min,最强雨强出现。     

“2009.08.13”云南省大理州强降水天气过程分析

在利用常规资料、自动站降水资料分析2009年8月12～14日大理州强降水天气过程的影响系统、物理量特征基础上,还利用大理国家气候观象台的风廓线雷达资料探讨了强降水发生前风廓线雷达各项产品的表现,结果表明此次区域性强降水过程,其主要影响系统是500 hPa上的两高辐合区和700 hPa上的切变线;强降水出现前各物理量特征表现明显;风廓线雷达资料中信噪比与强降水对应关系非常密切,垂直速度的变化对强降水有一定预示作用,强降水出现前水平风随高度存在多层切变且切变层次突然增多并抬升。     

河西走廊东部一次第Ⅱ型冷锋结构的对流性暴雨过程诊断分析

利用地面、探空常规观测资料,结合NCEP/NCAR全球资料同化系统再分析资料(1°×1°)、FY-2D卫星云图、区域站等资料,对2012年7月20~21日河西走廊东部一次对流性暴雨过程进行天气动力学诊断和中尺度分析。结果表明:暴雨过程发生在"北槽南涡"的环流形势下,柴达木低涡东移,为暴雨产生提供了有利的中尺度环流背景。这次暴雨过程具有第二型冷锋的特性,锋面附近的强烈抬升加低空切变线的辐合叠加,为暴雨发生提供了强劲的上升气流和不稳定层结。高低空急流耦合为暴雨的发生发展创造了良好的环境条件。暴雨出现时武威市低空存在明显湿舌和水汽通量散度辐合中心。风暴相对螺旋度中心位置和强度与暴雨落区、强度和起止时间有较好的对应关系。稳定度参数在暴雨发生前后有明显变化,∑Tσ、K指数极大值均超过了本地暴雨预报阈值,表明这次暴雨过程存在较好的能湿条件;CAPE值、SI指数均超过了本地短时强降水预报阈值,表明暴雨出现在强不稳定层结中,有利于强对流天气的发生。V-3θ图表明,中低层有顺滚流,有利用启动对流抬升机制。     

广西金秀县“2013-07-14”重大漂流灾害事件的气象特征分析

利用常规气象地面观测资料、探空资料,中小尺度自动站监测网、雷达遥感等非常规观测资料,对于2013-07-14发生的广西金秀县漂流灾害事件的气象特征进行分析,结果表明:广西金秀县天堂谷漂流灾难是由一个小尺度的脉冲对流单体风暴在发展强盛过程中,产生的短时强降水所引发,脉冲对流单体风暴在雷达速度剖面图上具有低层经向辐合和高层辐散出流的特征,回波高度超过10 km,但上升气流未出现倾斜,强回波中心主要位于3~6 km的暖层云中,是典型的强降水风暴类型特征;脉冲对流单体风暴处在台风槽尾部的高温高湿大气环境条件下,边界层强辐合线是对流单体风暴生成和发展的主要动力强迫机制;雷达反演的降水量能够较精确地反映无雨量监测站流域的雨强,反演的平均面雨量超过30 mm/h,为禁止漂流的危险等级。雷达估测产品的应用能为山洪、泥石流和滑坡灾害多发区的监测预警提供可行的方法。     

干旱区一次锋面过境短时暴雨中尺度系统分析

利用加密自动站、卫星云图及雷达图像等资料,对2010年6月7日白天到夜间宁夏中北部地区出现的短时暴雨天气成因及中尺度系统演变进行分析。结果表明,此次短时暴雨是在“东高西低”稳定的环流形势和锋面过境背景下,500 hPa西风槽,700 hPa切变线、低涡、低空急流,850 hPa切变线,地面冷锋等主要影响系统相互配合、共同作用下发生的;大降水落区位于低空急流左侧与切变线尾部的辐合区,这可作为宁夏中尺度暴雨天气系统的一种典型特征;逆风区的出现和S型风场、锋面过境雷达图像特征是此次强降水典型的雷达回波特征,逆风区分布与中尺度系统走向基本一致。     

“2017.6.28”昆明大暴雨过程诊断分析

利用常规观测资料、卫星、雷达和NCEP/NCAR1°×1°再分析资料,对2017年6月28~29日发生在昆明北部局地性大暴雨过程进行诊断分析。结果表明:此次昆明北部大暴雨发生的大尺度环流背景是辐合区和低空切变线。低空急流为暴雨区提供了充足水汽和不稳定能量,丰富的水汽含量和强的水汽辐合有利于强降水的发生。θ_(se(500-800))和TBB等值线密集区的对流云团发展旺盛,暴雨区出现68.5 mm·h~(-1)的短时强降水。多普勒雷达速度图显示,中尺度辐合区、逆风区等多个中尺度系统,是此次暴雨产生的直接影响系统。     

2011年大理州入汛后首场区域性大雨过程分析

分析2011年6月27 ～ 28日大理地区入汛来首场强降水天气过程的影响系统、物理量特征以及风廓线雷达资料,结果表明此次区域性强降水过程的主要影响系统是东移的中纬度槽和低层的切变线;区域性强降水开始前,大理上空是不稳定能量的密集区且大气处层结于不稳定状态;从水汽条件看,过程开始前低层湿度虽大,但没有水汽的强辐合;强降水出现时存在剧烈的上升运动释放不稳定能量,且低层正涡度高层负涡度,散度场上低层辐合高层辐散,但低层辐合并不强;信噪比和垂直速度在降水的持续时间和降水强度方面与降水对应关系非常密切,强降水出现时间及持续时间与40 dbz高信噪比出现时间一致,垂直速度负值绝对值越大降水越强,厚度越厚持续时间越长;强降水出现时水平风随高度存在多层切变,强降水出现期间水平风矢量达到最高的位置,随着降水的减弱,测量到的水平风矢量高度明显降低.     

2011年大理州入汛后首场区域性大雨过程分析

分析2011年6月27～28日大理地区人汛来首场强降水天气过程的影响系统、物理量特征以及风廓线雷达资料,结果表明此次区域性强降水过程的主要影响系统是东移的中纬度槽和低层的切变线;区域性强降水开始前,大理上空是不稳定能量的密集区且大气处层结于不稳定状态;从水汽条件看,过程开始前低层湿度虽大,但没有水汽的强辐合;强降水出现时存在剧烈的上升运动释放不稳定能量,且低层正涡度高层负涡度,散度场上低层辐合高层辐散,但低层辐合并不强;信噪比和垂直速度在降水的持续时间和降水强度方面与降水对应关系非常密切,强降水出现时间及持续时间与40dbz高信噪比出现时间一致,垂直速度负值绝对值越大降水越强,厚度越厚持续时间越长;强降水出现时水平风随高度存在多层切变,强降水出现期间水平风矢量达到最高的位置,随着降水的减弱,测量到的水平风矢量高度明显降低。     

非地转湿Q矢量在川北大暴雨过程分析中的应用

利用常规高空和地面实测资料,对2005-07-18-19出现在四川盆地北部的区域性大暴雨天气过程的环流特征进行了分析;运用非地转湿Q矢量理论进行了动力诊断分析.结果表明,在副高阻挡的形势下,高低空切变线、地面冷锋和偏南低空急流的共同作用造成了此次暴雨天气过程;暴雨区位于湿Q矢量次级环流上升区附近,在其东西方向和南北方向上存在明显的次级环流圈;700 hPa湿Q矢量散度负值中心附近及其西部和北部之间的辐合区是强降水出现的区域,随着暴雨系统的发展,其散度辐合区与雨区对应得越好.     

黔西南州特大致灾暴雨的天气机理分析

利用MICAPS资料、自动站实况资料及NCEP/NCAR FNL再分析资料,对2016-2020年发生在贵州省黔西南州的12次特大暴雨天气过程进行统计分析,总结其大尺度天气背景,对强降水发生前后的动力、热力、水汽等条件进行量化对比,对动力条件、水汽条件在空间和时域上的耦合和配合进行分析,探讨当地复杂下垫面对特大暴雨可能的增减幅作用,得出如下结论：(1)2016-2020年特大暴雨只在6、7、9月出现过,其中6月最多;特大暴雨的致灾率达83%,其中兴义受灾频次最多。(2)特大暴雨发生时200 hPa南亚高压稳定存在,500 hPa贵州附近多为高空槽,其次为两高切变线和低涡,700 hPa及850 hPa均配合有切变线,地面系统多为地面辐合线。(3)强降水发生前平均K指数为39℃,发生时增大至40℃,结束后继续增大至41℃;SI指数表现为不稳定度逐步增大,强降水结束后趋于稳定;700 hPa散度表现为辐合先加强再减弱,强水汽辐合时段超前于强降水发生,850 hPa在暴雨发生前多为辐散,暴雨发生时辐合强度迅速加大,700 hPa比湿平均11 g/kg, 850 hPa 16 g/kg。(4)...     

2008年一次混合性强降水过程的雷达产品特征分析

通过对2008年5月28~29日文山北部地区一次混合性强降水过程的雷达产品、乡镇自动站雨量资料的分析发现:此次混合性强降水过程具有降雨时段集中,具有明显的阵性;强降雨范围小,雨量分布较为集中;降雨强度大等明显的中小尺度特征。对应的速度常上有明显的大风区、逆风区、中尺度辐合带和辐合系统存在。PUP降水产品中1小时、3小时降雨量产品在监测短时强降水天气过程中的可信度较高,在短时临近预报中对监测预警强降水的发生具有重要参考价值。     

地面辐合线锋生激发黔西南州冰雹天气的个例分析

本文利用NCEP\NCAR1°×1°资料、实况观测资料及黔西南州多普勒雷达资料,对2012年4月19日傍晚发生在黔西南州的一次冰雹天气进行了诊断分析。分析表明:低层切变和地面辐合线是本次冰雹天气的主要影响系统;北部发生在对流性不稳定层结中,0℃层高度满足冰雹发生的环境;偏北路径弱冷空气南下激发了地面辐合线锋生,促使对流不稳定能量释放,产生对流;在多普勒雷达图上发生冰雹时出现了有界的弱回波及悬垂回波特征。     

中国西北地区东部短时强降水时空特征

基于中国西北地区东部136个气象站2001-2011年每6 h地面降水常规观测资料、1 674个自动站2009-2011年逐时降水资料,运用气候统计、线性趋势、归一化、分区域统计以及降水集中度（PCD）和集中期（PCP）分析等方法,研究了西北地区东部短时强降水的时空分布和气候特征。结果表明：该地区短时强降水日数年际变化不大,但区域性的短时强降水过程呈明显增加趋势;短时强降水主要发生在7月上旬至8月下旬,且具有明显的日变化特征;短时强降水总频次的空间分布与地势分布比较一致,高频高值区多位于夏半年环流盛行西南气流的迎风坡附近;在空间上PCD由东南向西北越来越集中,PCP自东向西逐步推迟。     

2007年红河州一次典型两高辐合区强降水过程分析

2007年7月,红河州多受两高间辐合区影响,产生强降水,选取7月18～20日强降水过程进行分析,得出:单纯的两高辐合区并不一定能产生强降水。虽然此次过程中有深厚的西南涡从四川东南移,但强降水的触发机制并不是西南涡,而是高空冷平流,且高空冷平流具有高层强、低层弱的特点。水汽、能量条件表现出在高层随着环流背景场南移、中低层少变的特点,较强的上升运动也集中在对流层中上层。MM5对于此次过程较强降水发生的时间、区域有较好的预报能力,但降水量级偏小。     

库尔勒一次强对流大暴雨天气特征分析

利用高空、地面观测资料及NCEP和T639资料,对2012年6月4日发生在库尔勒的罕见暴雨进行综合诊断分析,并总结了暴雨过程的中尺度云团及雷达回波特征。发现强降水出现时段集中、雨强大、危害性强,中亚低槽进入南疆盆地并在后部中层冷空气不断侵入,三股气流在库尔勒附近发生绕流辐合,高空急流产生抽气作用,加上山前迎风坡的地形抬升,产生局地强烈上升运动,成为此次强降水的主要原因。同时此次天气雷达回波图上具有明显地"人"字形雷达回波特征;沿"人"字形的一撇一捺中有多个中小尺度对流云团存在,并有短时的气旋式辐合体在中低层发展维持。垂直螺旋度中心的变化对天气系统的演变有好地指示性,其中心位置对强降水落区有很好的指示意义。