贵州省2008—08—15暴雨过程湿位涡诊断分析

应用湿位涡理论,对2008—08—15-16贵州省一次大范围暴雨过程进行分析,讨论了湿位涡与此次暴雨天气过程的关系,结果表明暴雨的发展与湿位涡的变化有很好的对应关系：踟密集区易导致湿斜压涡度发展和暴雨发生。对流层低层湿正压项负值区的移动反映了强对流过程位势不稳定能量的释放过程,湿斜压项的高值区与低值区等值线密集锋区与暴雨的落区相一致,为暴雨强度和落区的预报提供了一定的参考。     

一次爆发性气旋的发展与湿位涡关系的研究

通过对一次陆地爆发性气旋的数值模拟与湿位涡的诊断分析发现，气旋的爆发与湿位涡的平流关系密切，气旋的发展并不是在湿位涡中心位于气旋上空时才开始，而是当湿位涡中心位于气旋的后部，并在200hPa对下有明显的倒圆锥形下伸区时，才有利于气旋的发展。当湿位涡中心位于气旋上空时，气旋发展开始减慢。湿位涡局地变化的大小与水平方向位涡梯度的大小有关。湿斜压位涡负值区的上下贯通与气旋发展也有明显的关系。     

注重溶冰观测 提高测湿精度

空气湿度是表征大气物理状态的一个重要因素，是气象所站最基本的测定项目之一。在非结冰期的观测中，对于获取的记录其可靠程度是大的；而对于给冰期的观测，往往由于溶冰不当，而导致记录失真。本文就如何搞好溶冰观测，提高测湿精度，谈谈个人看法。1溶冰观测的意义所用溶冰观测，是由于湿球结冰以后，水杯不能再向湿球供水，而在每次观测前均须对纱布进行湿润，这一步骤称作溶冰观测。溶冰的目的并非是给结了冰的纱布起“加水”的作用，而是攸湿球上的纱布能有足够的水份（或冰衣），保持湿球表面处于良好的蒸发状态，以获得正确的湿度…     

冬季湿球溶冰观测注意事项

溶冰的目的是使湿球纱布有足够的水分(或冰衣)，保持表面有良好的蒸发，以获得准确的湿球示度。当湿球纱布将要结冰时，要将纱布剪去，否则会在湿球下形成冰柱，影响湿球示度。溶冰时水温切忌过高，相当于室温，如还不能溶去湿球纱布的冰层时，可将蒸溜水加温以能将湿球冰层溶化即可。湿球溶冰时温度升至0℃稍停后再上升，表明冰层已溶化，此时将水杯移开，并除去纱布头上的水滴，否则会在湿球球部产生冰柱，影响湿球示度。     

大气湿位涡影响夏季江淮降水异常的机理分析

利用欧洲中心再分析资料(ERA-40)中1958-2001年气象场资料(世界时00时),分析了降水异常年850 hPa湿位涡及其分量差异的原因.结果表明,降水异常年湿位涡和湿位涡正压部分的差异主要是由水汽的垂直分布差异引起稳定度的变化所致,而相对湿位涡和湿位涡斜压部分的差异,分别主要是由垂直涡度及纬向风的垂直切变和暖湿气流的经向切变所致.另外,还利用湿位涡的正压部分和斜压部分讨论了江淮夏季850 hPa大气性质的变化,结果表明,近50年来,大气对流不稳定减弱,而斜压不稳定增强.     

2012年7月北京一次大暴雨过程的湿Q矢量和湿位涡分析

利用NCEP 1°×1°的6 h再分析资料和常规气象观测资料,对2012年7月21日发生在北京地区的一次大暴雨天气过程进行非地转湿Q矢量(Q*)和湿位涡等物理量诊断分析,研究暴雨期间Q*散度、锋生函数和湿位涡的时空分布特征,以及它们与强降水之间的关系。结果表明,Q*在850 hPa高度层上对暴雨表现出良好的诊断特性,冷、暖气流的汇聚加强了锋生作用,强锋生中心出现几小时后即出现暴雨。暴雨区位于Q*辐合区内,Q*散度对6 h后暴雨的落区有很好的指示意义。暴雨落区基本位于MPV1正、负值交界处的等值线密集带上以及MPV2负值区内。暴雨区上空,从近地面到对流层低层的对流性不稳定与条件性对称不稳定同时存在,两者共同作用,这很可能是此次暴雨的中尺度对流系统发生发展的重要条件之一。     

2011年6月18日常州大暴雨成因分析

利用常规观测资料和NCEP再分析资料对2011年6月18日常州大暴雨过程从中尺度分析,物理量场诊断和雷达回波等进行了成因分析,结果表明:(1)中低层切变线、梅雨锋是本次暴雨过程产生的重要影响系统。(2)地面中尺度辐合线是造成常州、金坛出现强降水的主要原因之一,而中尺度辐合线和中尺度气旋的共同作用则是溧阳出现强降水的重要因素。(3)此次暴雨过程中,常州地区位于高能区,层结不稳定。强降水发生时,水汽明显加强,边界层的抬升运动也明显增强,存在较强的垂直上升运动。(4)西南急流为本地输送充沛的水汽和大量的不稳定能量,东北急流提供冷空气,促使冷暖气流强烈交汇,从而导致了暴雨的发生。(5)中γ尺度和中β尺度系统长时间维持,有利于连续强降水的产生。     

2011年6月18日常州大暴雨成因分析

利用常规观测资料和NCEP再分析资料对2011年6月18日常州大暴雨过程从中尺度分析,物理量场诊断和雷达回波等进行了成因分析,结果表明:(1)中低层切变线、梅雨锋是本次暴雨过程产生的重要影响系统.(2)地面中尺度辐合线是造成常州、金坛出现强降水的主要原因之一,而中尺度辐合线和中尺度气旋的共同作用则是溧阳出现强降水的重要因素.(3)此次暴雨过程中,常州地区位于高能区,层结不稳定.强降水发生时,水汽明显加强,边界层的抬升运动也明显增强,存在较强的垂直上升运动.(4)西南急流为本地输送充沛的水汽和大量的不稳定能量,东北急流提供冷空气,促使冷暖气流强烈交汇,从而导致了暴雨的发生.(5)中γ尺度和中β尺度系统长时间维持,有利于连续强降水的产生.     

一例台风诱发副高西北侧连续性暴雨过程的动力学机制分析

利用ncep 1°×1°再分析资料和地面加密自动站资料,采用动力诊断分析方法,对2008年9月22～ 26日发生在四川盆地西北部连续性暴雨的形成机制进行探讨.分析表明:连续性暴雨天气过程前期(对流性降水阶段),湿位涡正负区叠置的形式有利于低层气旋式辐合发展,强降水出现在对流层中下部MPV1 ＜0和低层MPV2＞0的范围内,而MPV1负值中心和MPV2正值中心及其包围的密集区,是暴雨产生的警戒区.后期(稳定性降水阶段),对流层高层MPV2负值位涡舌的向下伸展,有利于中低层大气斜压性增强,使垂直涡度发展,降水维持.湿螺旋度垂直分布能很好地反映暴雨发生时大气的动力特征,暴雨区上空低层正涡度、水汽辐合旋转上升与高层负涡度、辐散相配合,是触发暴雨的有利动力机制.强降水发生时段,湿螺旋度有显著增加,这对于降水发生的预报要优于z螺旋度.     

湿位涡方程及其应用

本文在湿绝热、无摩擦条件下，推导了湿位涡方程及其近似表达式。然后通过尺度分析得到了大尺度条件下湿位涡守恒的性质，其形式与干位涡一样。由于考虑了水汽的作用，使用它较干位涡更为方便。最后，我们把湿位涡用于江南岭北3 月有无连阴雨的分析，其结果与预报员经验是一致的。     

台风“韦帕”(0713)引发华东暴雨过程的诊断比较

采用湿Q矢量、螺旋度、湿位涡对给华东造成严重灾害的超强台风"韦帕"(0713)强降水过程进行诊断比较分析,结果表明:登陆前,上述物理量均能提前指示强降水落区,湿位涡有更多提前指示时间,螺旋度次之,湿Q矢量最少;登陆后,三者均能表征台风主体云系降水,湿位涡、螺旋度与强降水有较好对应关系,而湿Q矢量指示强降水位置偏北,但湿位涡会出现一定程度空报现象;台风深入内陆后,螺旋度预报指示明显不如湿位涡、湿Q矢量好,螺旋度指示强降水位置偏东,而湿Q矢量指示强降水范围略偏小;对台风后部强降水,湿Q矢量和螺旋度均未能预报出降水落区,而湿位涡仍有较好的预报效果。从区域平均看,螺旋度与湿Q矢量的预报指示时效小于12 h,而湿位涡超过12 h。     

2021年4·26华南区域性暴雨过程的特征

利用常规观测资料、ECMWF第5代全球大气再分析逐小时数据集,对2021年4月26日华南区域性暴雨天气过程环境流场、主要影响系统、水汽条件和温湿特征物理量进行分析。结果表明：该次暴雨过程的主要影响系统有高空槽、低涡切变线、弱锋面低槽;暴雨前期中层大气以下水汽含量充沛,水汽来源主要是南海暖湿东南气流和源于孟加拉湾的西南气流;副高加强与南支槽波动触发西南急流突变,是暖式切变低空水汽强烈辐合主要原因;广义湿位涡异常区对暴雨落区有较好示踪作用,暴雨区一般在GMPV水平梯度较大区域附近;具有湿度因子的湿涡度、湿散度物理量能较好描述大气低层水汽辐合辐散状况,对分析低层水汽和动力环境条件有一定意义。     

运用能量学方法分析大冰雹的落区

运用大气能量学的方法,对2002年7月19日发生在河南省中西部地区的降雹过程进行了分析,结果显示:大冰雹均出现在高空能量锋区以内,落区在低层湿有效能量平流正值中心附近。利用能量分析作为预报基础,再结合地面和雷达探测等资料进行综合分析,可以得出有无冰雹天气及冰雹落区的预报结论。     

“海葵”登陆前后强度演变及造成浙江省强降水的诊断分析

利用湿位涡、螺旋度和湿矢量对"海葵"登陆前后强度变化及造成浙江省强降水诊断分析,结果表明,广阔的暖海面、高空急流的维持、弱纬向风垂直切变及暖心结构的增强为"海葵"在近海发展提供条件。TC中心附近mpv1负中心的出现及mpv2正值区的抬升,及此后mpv2由正转负的过程,分别对其发展和衰减有12~18 h的提前量。台风先增强后减弱的过程对其大风区内高层水平螺旋度负-正-负的转换存在12 h的响应时间。大气层结不稳定条件下,TC强度发展有利于中心附近能量积累,促使低层气流增强并携带丰富水汽输送至浙东沿海,形成暴雨。台风大风区内高层水平螺旋度的演变通过影响TC强度,促使低空水平螺旋度变化,850 hPa数值增加及减弱为零的过程分别对强降水的形成与减弱有9~12 h左右的预示,且中心阈值一定程度上可表征TC登陆前后降水强度与持续时间上的差异。湿矢量可预示雨带分布,其负值区大小对雨带范围的表征能力较强但负值中心相对降水中心偏北,且无法反映登陆前后降水强度的差异。     

湿球温度表润湿系统污染对测湿准确度的影响及其对策

应用有关物理和化学理论，阐述湿球温度表润湿系统（指水杯、湿球用水及纱布、球的表面、扎线等统称为润湿系统），污染的途径，对测湿影响进行了定性（理论上）和定量（实验上）分析，提出减轻影响的科学方法。     

湿位涡和倾斜涡度发展

从完整的原始方程出发，在导出精确形式的湿位涡方程的基础上，证得绝热无摩擦的饱和湿空气具有湿位涡守恒的特性。并由此去研究湿斜压过程中涡旋垂直涡度的发展。结果表明，在湿等熵坐标中，涡旋的发展与对流稳定度的减少，等熵面上的辐合和潜热的释放有关。由于等熵位涡分析的应用受等熵面倾斜的限制，又进而发展了Ｚ坐标及Ｐ坐标中的倾斜涡度发展理论。指出无论是湿对称不稳定或对流不稳定大气，还是湿对称稳定或对流稳定大气，除对流稳定度的影响外，风的垂直切变的增加或水平湿斜压的增加均能因湿等熵面的倾斜而引起垂直涡度的增长。湿等熵面的倾斜越大，这种由干湿斜压性加强所引起的涡旋发展更激烈。在梅雨锋附近及其南侧暖湿区的北端，湿等熵面十分陡立，是涡旋发展及暴雨发生的重要地区。对１９９１年６月１２—１５日江淮流域暴雨过程的湿位涡分析表明，湿位涡分析，尤其是等压面上湿位涡量ＭＰＶ１和ＭＰＶ２的分析不仅在中高纬有效，在低纬度及低对流层也十分有效，是暴雨诊断和预报的有力工具。     

两次北上相似路径台风导致的暴雨湿位涡诊断分析

利用2012年8月28—29日和2019年9月7—8日水平分辨率为0.25°×0.25°的ERA5再分析资料、地面观测资料和中国气象局热带气旋最佳移动路径数据,对两次北上相似移动路径的台风“布拉万”和“玲玲”导致东北地区暴雨天气过程的湿位涡进行诊断分析。结果表明：台风导致的强降水与假相当位温的密集带对应较好,降水主要位于假相当位温密集带偏暖一侧,锋区越强,降水量越大。两个台风过程均在降水前期存在对流不稳定层结,为台风降水提供初始能量积累。初始时刻出现湿对称不稳定,是台风中心西北侧暴雨出现的主要因素。降水增强时刻,大气对流不稳定再次参与,说明低层对流不稳定提供了降水快速增强的主要能量。低层湿正压项(MPV1)和湿斜压项(MPV2)的绝对值均出现先增大后减小再增大的趋势,强降水主要分布在两个极值中间过渡时段。两次北上台风引起的吉林省中部暴雨带均与低层850 hPa的MPV2负值区和MPV1的正值区有较好的对应关系。     

太湖沿岸湿沉降的化学特性及水体酸化的趋势

通过对太湖沿岸湿沉降的实际监测，运用统计学方法研究了太湖沿岸3个测点自2002年7月至2003年6月大气降水pH值和化学离子组成，并结合文献和太湖水体的常规观测资料，分析了太湖流域大气降水酸化的趋势及地表水酸化的状况。结果表明：太湖地区的酸雨比较严重，沿岸酸沉降具有普遍现象；大气降水中主要阴离子是SO4^2-，约占全部测定阴离子的48％。Ca^2＋是主要的阳离子，约占全部阳离子的37％；太湖酸雨频率及酸雨强度近20a来有增强的趋势，但水体pH变化不大，水体有轻微酸化的迹象。     

干冷空气侵入在2005年12月山东半岛持续性降雪中的作用

利用常规资料和NCEP再分析资料分析了2005年12月山东半岛持续强降雪事件发生的环流背景及干冷空气活动特征,并运用湿位涡和锋生理论,研究了干冷空气在降雪事件中的作用.分析表明:低层湿度场的演变可以很好地反映山东半岛地区降雪的变化,但降雪事件与高层干冷空气紧密相连.对流层高层高位涡区与相对湿度小值区相对应,干空气主要来源于北侧(高纬度)对流层高层.高位涡区与低湿区都向下向南伸展,与低层MPV1<0的湿对称不稳定区对应.强降雪是低层饱和湿空气受地形强迫、锋生强迫的抬升作用及湿对称不稳定能量释放的共同作用造成的,而干冷空气的侵入是锋生和不稳定能量释放的触发机制.