一次强对流天气过程物理量扰动场结构特征

分析2007年4月4日发生在湖南的一次强对流天气过程表明,前期天气持续回暖,积累大量不稳定能量,垂直风切变、动力、热力及水汽条件都有利于强对流天气的产生.这次过程地面、高空的温度、湿度、动能的扰动量分析表明,过程影响前及影响期间,具有正温度扰动,过程影响后,具有负温度扰动,地面温度扰动明显大于高空各层的温度扰动,说明地面的热力作用大于高空的热力作用;扰动湿度场中,强对流天气发生区域各层的湿度小于周围环境的湿度扰动,这可能是出现雷雨大风的原冈之一,各层的湿度扰动都比较大,因此对流很旺盛;扰动动能场中,过程发生区域的扰动能量明显大于过程发生前、后的扰动能量,各层中以850 hPa的扰动能量最大,地面次之.     

超长波的不稳定与发展的一个初步研究

本文在绝热无摩擦的条件下,讨论了超长波的不稳定与发展。超长波不稳定的控制因子有静力稳定度的垂直差异及风的垂直切变。不稳定的出现要求高空静力稳定度要比低空大,平流层满足了这个要求。风的垂直切变愈大则愈不稳定。 使扰动场对基本场反馈,求出了基本场的垂直切变与静力稳定度的变化方程。发现,扰动对垂直切变的反馈作用很大,而对静力稳定度则很小。根据d/dt(P’+K’)=0(其中P’与K’分别是一个波长中的扰动位能和扰动动能)的条件,求出了扰动发展到极值的时间和振幅。所得扰动发展的时间和极大振幅与实况较为符合,同时扰动极大振幅对于初值振幅具有准保守性。 影响超长波发展的因子除了风的垂直切变与静力稳定度垂直分布的作用外,还有波长。波长的改变对最后所要达到的极大振幅没有影响,而只是波长愈长扰动发展天数愈长。平流层的作用使扰动的振幅低空变小,高空增大。     

一次强风暴的垂直环境特征数值模拟分析

应用MM 5模式对东北冷涡诱发的 2 0 0 2年 7月 1 2日强风暴进行了数值模拟 ,较成功地模拟出中尺度强对流风暴。发现冷涡后部中层干冷空气绝热下沉是东北冷涡 70 0hPa附近干暖盖形成和维持的重要机制 ,而低层暖湿气流爬升及干暖盖的抑制作用是东北冷涡强对流不稳定能量积累的重要机制。风暴发生前持续的低层西南风到中层西北风的风垂直切变产生的差动平流 ,加剧了层结不稳定 ,而风暴临近风垂直切变方向的快速逆转使热成风不平衡 ,必须通过激发垂直环流以适应其变化 ,对风暴发展有重要作用。     

气旋爆发性发展过程的动力特征及能量学研究

本文对不同路径的爆发性气旋进行了动力特征及能量学研究。发现高空大值位涡空气的下伸是气旋爆发性发展的一个重要条件。初生气旋逐渐向强位涡区移近并形成上下位涡区相接的形势。使气旋迅速发展。高空急流与气旋发展有密切关系。发展中的气旋明显地向着急流左侧的辐散区移动。急流的突然加强及高空强风动量的不断下传，构成了下层的强风带及上下一致的急流结构。能量学研究指出在气旋发展前气旋内散度风动能向旋转风动能的转换突然增强。散度风动能在爆发气旋发展时有明显增长。     

气旋快速发展的机制分析

本文主要分析爆发性气旋的形成机制。通过对一个爆发性气旋生成的个例分析表明,高空急流核的东传及高空强风动量的下传加强了低层强风带及气旋性涡度切变;涡度及位涡垂直分布显示,以对流层中高层的强涡度为背景,气旋在中低层得以爆发性发展,使得强盛期的气旋发展成为一个上下一致的垂直涡度柱;低空强风带的加强一方面由于高空急流的动力强迫作用,另一方面来源于低纬空气质点对强风动量的输送作用。另外,本文还利用拉格朗日方法进行空气质点的轨迹积分,以分析高空纬向气流及低层强风带的变化及输送作用。     

阿拉善盟“4·24”强沙尘暴天气过程分析

应用基本气象资料,对2010年4月24—25日阿拉善盟强沙尘暴天气过程进行了天气和动力诊断分析。结果表明:气旋后部有强冷暖空气交汇,造成水平温度梯度增大,从而加大了垂直切变偏差风。同时,强变压梯度和强斜压性形成了变压风,引起了不稳定能量的释放,从而引发地面大风,产生强沙尘暴。高空急流的活动会促使下沉运动,有利于地面气旋加强,造成低层辐合,高层辐散,非常有利于对流的发生与发展。     

利用风廓线雷达资料分析大理机场飑线天气过程的风垂直变化特征

飑线天气现象是航空气象中危险和复杂的天气现象之一,2018年大理机场出现两次飑线天气过程,利用风廓线雷达资料和航空气象地面观测资料,分析两次飑线天气过程的风垂直变化特征。结果表明:(1)在飑线天气过程开始前2～4 h,从底层到高层均出现明显的上升运动,飑现象开始前后,上升运动和下沉运动同时存在,为大气中垂直热交换过程提供了有利条件;(2)飑线天气过程存在垂直风的水平切变及垂直切变,反映了强烈的对流发展,发展到离地高度5000 m以上;(3)飑线天气过程存在径向速度突变增大、谱宽变宽和单波束径向速度折叠现象,说明本场出现的是风雨交加的强对流天气;(4)高空到地面存在湍流运动,能量交换频繁,气流紊乱。     

“0730”上海强对流天气个例的中尺度观测分析及数值模拟

利用上海多普勒雷达、中尺度自动站等资料和中尺度数值模式WRF模拟结果,分析了2005年7月30发生,在上海地区的一次强对流天气(简称"0730")的发生、发展过程。结果表明,边界层中尺度辐合线和扰动能够在弱冷空气南下和局地中小尺度斜压不稳定的背景下产生,中尺度扰动不稳定随垂直运动上传、触发对流;低层高湿度梯度的大气层结、垂直风向剧烈非均匀切变和能量锋区的耦合配置,促进了强对流的迅速发展。结合数值模拟和诊断分析初步揭示了这次强对流过程发生冰雹、暴雨、大风等天气的原因。     

2010年5月潍坊一次强对流天气过程的诊断分析

利用常规观测资料、自动站、数值预报及潍坊713雷达资料,对2010年5月30日潍坊强对流天气过程进行了诊断分析。结果表明:这次强对流天气的主要影响系统是高空冷涡、低层切变线。存在上干冷,下暖湿结构,有较强的对流不稳定层结;对流层低层切变线是造成这次强对流天气的触发机制,地面风场上出现了"对头风"的强风向辐合中心;对流不稳定区的风垂直切变大,有较强的垂直上升运动。     

山东省2006年4月28日飑线天气过程分析

对2006年4月28日山东省一次飑线天气过程进行诊断分析，应用湿位涡守恒理论研究了飑线的发展机制。结果表明：飑线是由500hPa西风槽影响产生的，为低层增温增湿，高层冷空气南下，低能舌叠加在高能舌之上，导致大气对流性不稳定。850hPa切变线和地面低压槽中的辐合上升运动触发对流不稳定能量释放，产生中尺度对流云团，在热力不稳定和风垂直切变的环境条件下对流云团东移发展，形成飑线。低层大气湿斜压性增强，破坏了地转平衡，倾斜涡度发展，上升运动增强，对流发展；高空高位势涡度下传使得中低层位势涡度增大，导致其垂直涡度增大，有利于对流层低层中尺度涡旋发展，对流增强。较强的上升运动与风垂直切变相互作用，促使对流系统发展形成飑线，产生雷雨大风。