高压“东阻”对特大暴雨形成的作用

1963年8月在华北、1975年8月在华中、1977年8月在毛乌素沙漠出现的特大暴雨是我国中纬度地区近40年来最严重的三场特大暴雨。国内对它们进行过较细致的个例研究。过去,我们曾提出:在适当的地形条件下,\     

非綫性效应在形成阻塞形势中的作用

本文討論了已經不稳定的扰动如何停止发展。扰动对基本气流作非线性的反馈,使扰动不再能从基本流場得到能量(位能或动能),于是扰动停止发展。在求解扰动涡度方程时,从略去非线性項的解作为第一近似的解代入非綫性項,重新解扰动方程,得到第二近似的解。在起始不长的时間內,第一近似已足够准确,然而时間稍长,則非线性項的訂正起重要的作用,它可以基本上改变了第一近似流場的形式,出現了閉合的高中心及Ω形流場。     

阻塞高压形成、发展机理问题概述

概要叙述了现代阻塞高压理论的主流，将其概括成5种主要流派，并作简要评论，最后阐明了阻高理论的发展方向。     

NUMERICAL STUDY ON EFFECTS OF THE QINGHAIXIZANG PLATEAU ON FORMATION OF THE URAL BLOCKING HIGH

By employing the improved T42L5 spectral model and utilizing the ECMWF data covering the period from 1 Julyto 7 July 1982,a numerical research on the formation of the Ural blocking system has been made.The results show thatthe model forecasts for the upstream U ral area turn out to be worse if the dynamic effect of the Qinghai-Xizang Plateauis not considered.The correlation coefficient between the model forecasts and observed 500 hPa geopotential heightanomaly decreases by 9% for the 5-day mean,and their averaged root mean square (RMS) error increases 15 m.Due tothe dynamic effect of the Plateau,the trough being on the northwest of the Plateau is barricaded and turns to be atransversal trough.Consequently southwest flow occurs along the northwest of the Plateau in front of the trough,whilenortheast flow prevails over the west of the trough,causing the formation of the blocking high over the Ural area.Whenthe dynamic effect of the Plateau is not taken into consideration,the trough develops and moves southeastward and theUral blocking high changes into a migratory high.All these result in the failure of the simulation.The dynamic effect ofthe Plateau helps to increase the negative vorticities over the Plateau and its north periphery as well as the Ural area,andalso helps to increase the positive vorticities over the Black Sea and the Caspian Sea area.On the other hand,thethermodynamic effect mainly influences the Plateau and its downstream area and plays an less important role in theformation of the blocking high over the upstream Ural area.     

偶极子型系统及其阻塞结构成因的数值试验

偶极子型系统及其阻塞结构成因的数值试验徐祥德，赵天良（中国气象科学研究院，北京１０００８１）（贵州省气象局，贵阳５５０００２）Ｌａｒｓｅｎ，Ｒｅｄｅｋｏｐｐ以及Ｎｏｇａｍｉ，Ｙａｍａｇａｔｅ，Ｙａｎｏ〔１，２〕，我国气象学家巢纪平〔３〕等将Ｒｏｓｓｂ...     

边界层过程对暴雨影响的敏感性试验

用MM5v3模式对江淮暴雨进行了计入与不计入边界层和计入与不计入地面通量的敏感性试验,结果指出二者的影响是一致的,地面通量是边界层影响的主要部分。一般说,不计边界层影响,则湿位涡、水汽通量散度、涡度、低空急流等分布发生变化,其中心位置改变,强度也有改变(大部分减弱),造成总的降水减弱和降水位置的改变。边界层正是通过湿位涡、水汽通量散度、涡度、低空急流等因素的综合影响来影响暴雨,并影响暴雨的落区和强度。     

阻塞高压建立的非线性机理探讨

文中建立了一个考虑斜压大气的超长波、长波与纬向气流相互作用的动力系统 ,其中把热力强迫和摩擦耗散作为外参数 ,采用相轨线图、流函数图和Poincar啨图综合分析的方法 ,绘制了外参数平面上的系统状态和环流型式的分布图。结果表明 :用Galerkin方法时 ,在一定范围内截谱阶数的增加对系统状态分布和环流型分布的影响不大 ,但在一定程度上增加了复杂性 ;加热分布的改变对系统影响很大 ;阻塞高压与环流振荡、经向度强烈发展有密切的联系 ,而天气波的发展有利于激发振荡。     

ATOVS资料的变分同化对一次暴雨过程预报的影响分析

利用ATOVS卫星辐射率资料和T213资料,采用GRAPES 3D-Var同化系统和中尺度暴雨数值模式AREM设计了直接用T213做初始场的控制试验和以T213做背景场直接同化ATOVS辐射率资料的同化试验,对2005年7月9—10日发生在湖北西部-河南南部的一次大暴雨过程进行了数值模拟分析。结果表明,直接同化ATOVS辐射率资料获得的分析场可有效改进温度场和湿度场的分布,尤其是对海上、高原等地的改进明显。对比试验结果表明,同化试验较控制试验可更好地模拟出暴雨的天气形势、主要影响系统,对降雨的落区、强度、暴雨发生时段有更好的反映。     

非地转强迫对Fitow(0114)暴雨的影响

利用非静力中尺度模式MM5对 0 114号台风Fitow从 2 0 0 1年 8月 31日 0 0时～ 9月 2日 0 0时 (UTC ,下同 )的降水过程进行了模拟研究。结果表明 ,MM5对Fitow登陆过程中暴雨落区和强度的模拟与实况比较一致。模拟结果较好地再现了暴雨的中尺度特征。正是维持少动的台风倒槽和嵌入其中的中小尺度系统相互作用造成了暴雨的发生、发展 ,而高、低空中尺度散度场的配置对暴雨有很好的指示意义。在华南台风暴雨区无论是高层还是低层 ,都存在很强的非地转作用 ,非地转涡度项对散度倾向项是重要的强迫因素 ;但非地转作用的实现与中高纬度地区有本质的区别 ,在低层非地转作用是由于强的位势场气旋涡度 (- 2  <0 )与弱的流场气旋涡度 (fζ >0 )不平衡产生的 ;而高层非地转作用是由于强的位势场反气旋涡度 (- 2  >0 )与弱的流场反气旋涡度 (fζ <0 )不平衡产生的。非地转作用是暴雨中尺度系统上升运动发展的触发机制。从动力学角度解释了用非地转 Q矢量散度场来判断暴雨落区要比用准地转 Q矢量散度场好的原因。     

青藏高压前部突发性局地强暴雨的初步研究

本文通过对一次500hPa青藏高压前部的突发性强暴雨天气的诊断分析，揭示了暴雨产生的环境场特征。利用带通滤波方法,分析了与暴雨天气密切相关的中尺度系统及发展机理，获得了一些对业务预报有指导意义的结果。     

1998年夏欧亚阻塞高压对西太平洋副热带地区大气环流影响的数值研究

利用T63L9大气环流模式，详细地研究了阻塞高压位于不同地区对我国东部西太平洋副热带高压地区大气环流的影响，得到了一些有意义的结果。个例研究表明：1998年夏季，中国大部分地区发生特大洪涝灾害期间，阻塞高压在欧亚中高纬地区的稳定维持量大气环流的主要特征之一；阻塞高压位于不同的位置，对副热带高压的强弱、东西进退以及南撤北挺均有较大影响。     

登陆台风对黄土高原东部暴雨的影响

对８０年代以来３次登陆台风低压外围影响黄土高原的大暴雨作了气候分析，对９６０８号台风进行了天气动力诊断分析。这结果可为此类暴雨预报提供理论依据。     

雷达资料的3DVAR和EnSRF直接同化方法对一次暴雨预报的影响分析

利用合肥站雷达资料和NCEP再分析资料,采用WRF模式、WRF-3DVAR和WRF-En SRF同化系统设计了直接同化雷达径向风和反射率的试验,对2003年7月4—5日发生在江淮流域的一次梅雨锋暴雨过程进行数值模拟分析。结果表明:(1)同化雷达径向风资料可以增加暴雨区低层的扰动,增强对流运动,同时可以减少模拟的过量降水;(2)3DVAR同化方法对水平风场调整明显,同化反射率改进了模式中的微物理量和动力场,同时同化径向风和反射率可以更好地调整风场,改善模拟雷达回波带的强度和位置;(3)En SRF同化方法可以将更多小尺度的风场信息同化进入模式,单独同化反射率可以较准确预报出降水中心,同时同化径向风和反射率可以改进模拟雷达回波带的位置;(4)使用3DVAR和En SRF同化雷达径向风和反射率可以提高降水预报,改善雨带的范围,对降水中心位置和强度的预报也有改进。     

用动态模糊聚类(ISODATA)作丹东大暴雨区划

丹东是我国北方降水最多的地区之一,大暴雨频繁,大小洪灾无年不有。在研究暴雨预报方法时,分区建立预报工具更为有效。在大暴雨气候分析、气象服务以及抗灾中,也需要对各县区大暴雨的频繁严重程度作出划分,以便确定工作重点。为此,本文应用1956—1980年共25年37个测点的资料来进行区划。这些测点包括国家和军队气象台     

东亚阻塞高压对我国降水影响的诊断分析研究

利用湿位势涡度 ,讨论了 1 998年 7月东亚中高纬地区阻塞高压的不同位置影响冷暖空气的活动路径进而决定暴雨发生的位置 ,结果表明 :当阻高位于中西伯利亚地区 ,主要影响我国华北平原及华南一带的降水 ;当阻高位于鄂霍茨克海地区时 ,对我国东北西部、华北平原、四川盆地的降水有重要影响 ;当阻高中心位于小兴安岭地区 ,副高位置异常偏北 ,主要影响我国东北地区的降水 ;当阻高位于以 ( 55°N,1 35°E)为中心的区域时 ,冷空气频繁活动于长江中下游地区 ,对该地区的降水有重大影响。     

梅雨锋生次级环流对暴雨的作用

本文采用了MM4中尺度数值模式对1991年7月5日08时至6日20时发生在江淮流域的梅雨锋暴雨过程进行了模拟。在模拟较理想的基础上，利用模式输出的高分辨率的动力协调资料，就暴雨过程中锋生次级环流各强迫项对暴雨的作用进行了诊断研究。结果表明：锋生次级环流对暴雨形成具有重要的作用，但在暴雨过程不同时期各项的作用差异很大。     

浙江大暴雨与南海台风“山竹”相关性数值研究

2018年9月17日前后浙江东北部出现了大暴雨,与此同时,1822号台风“山竹”登陆广东并向西移动,为了研究浙江东北部大暴雨是否与“山竹”有关,利用云图资料、ERA-Interim再分析资料和自动站加密资料,先分析了2018年9月17日前后浙江东北部暴雨的天气形势,后通过WRF模式对此次过程进行了数值模拟,并做了将台风“山竹”去掉、增大一倍、缩小一半三个敏感性试验。表明此次暴雨过程出现在台风“山竹”倒槽东北顶端,是对流云系发展引发的。“山竹”的存在使得偏南气流输送到浙江东北部地区,且偏南风输送大小与“山竹”是否存在及其尺度密切相关。同时“山竹”使得浙江东北部区域存在着大范围深厚的高湿区,“山竹”越大,高湿区越深厚。“山竹”使得该区域低层有明显辐合,高层明显辐散,且尺度越大,辐合层高度越高。“山竹”还造成垂直运动旺盛,且尺度越大,上升运动越强。“山竹”使得浙江东北部大气层垂直螺旋度明显增大,且“山竹”越大,中低层垂直螺旋度越大,垂直螺旋度的大小对接下来6小时该区域降水量有很好的指示作用。由此,浙江暴雨预报需考虑同时出现的南海台风活动情况。      

中尺度地形对“98.7”鄂东特大暴雨的动力作用

用一个高分辨的 η坐标模式对 1998年 7月 2 1日鄂东沿江特大暴雨过程进行数值模拟 ,得到与实况相吻合的结果。通过敏感性试验和分析 ,研究了局地中尺度地形对这次暴雨过程的影响及其机理。结果表明 ,虽然地形对这次特大暴雨过程的基本面貌并未起到决定性的作用 ,但也有一些重要影响。大别山对边界层南风暖湿气流的阻挡使位于其迎风面上游的暴雨带有所加强。幕阜山对边界层水汽流入的拦截则使位于其背风面下游的暴雨带的初期发展减缓。到了暴雨盛期 ,由于暴雨带南侧有中尺度低空急流出现并正好位于幕阜山区 ,因地形而抬高的摩擦层内的Ekman风矢偏转直指暴雨区 ,加强了暴雨区水汽的辐合。由于强对流暴雨系统盛期近地层气流转为辐散 ,对暴雨维持起关键作用的辐合层升高 ,因此地形抬高的摩擦辐合恰好叠加其上使之增强 ,这可能是此次鄂东沿江特大暴雨过程持续时间长的一个重要原因。     

积云形成暖雨的条件

本文用积云暖雨模式,计算了不同云底温度、升速和微结构特征条件下,积云通过暖雨过程形成降雨所需要的云厚。计算结果同我国江西九江及世界不同地区的积云降水云厚实测资料相比相当一致。世界上一些有资料地区积云降水云厚的差别很大,按本文计算结果,升速往往起着主要的作用,其次是微结构特征和云底温度。文中用在九江观测到的积云升速和降水资料,得出了云作升速和积云降水云厚的关系,同本文计算结果大致符合。     

复杂地形与锋面系统共同作用对台湾岛暴雨影响的数值分析

应用MM5V2数值模式输出的高分辨率资料对在复杂地形和锋面系统共同作用下台湾暴雨发生的水汽、垂直速度、低空急流等物理量场的中尺度特征进行了分析。表明地形是使锋面降水加强．最终形成暴雨的主要原因。在地形作用下，速度场、湿度场都具有比较稳定的局地特征，台湾岛迎风区保持着比背风区大的湿度场，流场表现为一个地形性中尺度环流。随着锋面系统的不断靠近，局地特征表现为加强和减弱两个阶段。发现迎风坡的低空急流主要是由地形引起的，它的南北向分布不均使空气发生了辐合上升运动，与地形和锋面引起的上升运动叠加，在地形迎风坡形成了一个垂直速度的大值区。有地形比无地形的降水明显加强。