大陆高压对强热带风暴碧利斯内陆强降水影响

强热带风暴碧利斯 (0604)(简称碧利斯) 登陆后造成极其严重的灾害。对该次强降水过程诊断分析发现,除强盛的西南季风外,深厚的大陆高压也起着重要作用。自高层向低层逐渐加强的大陆高压,其东南侧深厚的偏东北气流,与碧利斯登陆后西北象限的东北风相叠加,配合强盛的西南季风,使得碧利斯残涡以及槽区得以长时间维持。涡度收支表明:长时间维持的台风槽,其低层强烈的辐合效应,对暴雨区低涡发展作用显著,致使中尺度对流系统不断发展而造成内陆连续强降水。数值试验表明:在强盛西南季风背景下,大陆高压的增强东伸,不仅能够提供高空强辐散,而且能增强碧利斯西北象限东北风,使得登陆后减弱的碧利斯残涡和台风槽得以长时间维持,致使内陆暴雨区各层涡度增加而导致暴雨维持与增幅。     

0604号强热带风暴"碧利斯"特大暴雨的诊断研究

利用地面加密观测资料、自动站降水量资料和NCEP 1°×1°的每6 h再分析等资料,从能量、热量、水汽量以及环境场、冷空气和地形作用,分析了0604号强热带风暴"碧利斯"造成华南6省区大范围的强暴雨过程。结果表明:西太平洋副热带高压和大陆高压合并、西南季风异常活跃、高空强辐散流场和弱垂直切等均变有利于碧利斯陆上维持不消,越赤道气流致使西南季风强盛并将孟加拉湾和南海的水汽源源不断输入强暴雨区。分析发现:(1)风暴区域能量主要依靠潜热能平流的输送,维持暖性结构和产生强降雨;造成台风剧烈天气的动能是由非地转风穿越等压线,大气斜压性增强所制造的。(2)垂直输送项造成Q1和Q2的异常,是低层暖湿气流被抬升到高层产生凝结和潜热释放所造成的,积云对流所释放的凝结潜热对台风环流的反馈作用在台风暴雨中起到十分重要的作用。(3)冷空气从风暴东西两侧向低层嵌入,触发对流运动发展,近地层涡度和散度的形变项使山区处于一涡源状态,不断触发中尺度降水系统,促使暴雨增幅。     

9910号强热带风暴外围粤北暴雨成因分析

对9910号强热带风暴造成粤北暴雨的天气学分析,可看到强热带风暴外围的中低空偏东南急流和东路弱冷空气的相互作用,在登陆减弱后的热带低压东北象限的粤北形成一条东西向的中尺度辐合线,并提供位势不稳定能量的再生,形成多个中尺度云团,造成距离热带低压中心二三百公里外的华南北部普降暴雨到大暴雨.     

强热带风暴"碧利斯"致洪暴雨的特征及成因

利用常规气象观测资料、中央气象台台风定位资料、NCEP/NCAR分析资料等,对0604号强热带风暴“碧利斯“登陆后引发的致洪暴雨特点及成因进行了分析,发现大陆副高的加强,使“碧利斯“从福建进入江西后路径南折.正是由于处在大陆副高和西太平洋副高之间的有利环境场中,再加上强盛的西南季风的输入,使减弱后的“碧利斯“气旋性环流长时间在江西、湖南以及广西上空维持,从而导致强降水的持续.强的东南至偏南气流遇到我国东南沿海地形后的爬升作用是东南沿海强降水的重要原因.前期华南北部的大气不稳定热力结构也是强降水出现的有利因素之一.偏北、偏西、偏西南3支气流强力辐合以及南岭山脉的地形抬升作用,是湖南南部及广东西北部一带强降水出现的重要原因.     

强热带风暴"碧利斯"影响分析

本文对2006年第4号强热带风暴"碧利斯"造成的强降水天气进行了物理量分析,结合云图、新一代多普勒雷达资料,发现高空反气旋和低空急流的存在使得强热带风暴"碧利斯"具有影响时间较长、影响范围广的特点,雷达资料在联防、短时临近预报中发挥了重要作用。     

0604号强热带风暴碧利斯对云南的影响及维持机制

应用MICAPS资料及FY-2C卫星云图,通过天气分析与诊断分析,探讨了0604号强热带风暴碧利斯路径西偏南的原因,对造成云南的暴雨过程进行了分析并研究了这次登陆强热带风暴长久维持不消的物理机制。结果表明:黄海副高南落加强西伸与大陆高压合并加强,高压南侧东北风的牵引作用,是"碧利斯"路径西偏南的主要原因;"碧利斯"造成的云南强降水落区分布在热带低压倒槽前东北风急流区内水汽辐合中心区域,并且与700hPa湿Q矢量辐合区对应较好,热带低压影响期间,大气曾具有湿中性垂直运动结构,具备有利于暴雨系统发展的环境条件;"碧利斯"登陆后长时间和一支深厚的西南急流保持联结,是其长久维持不消的主要因素。西南季风云系卷入热带低压,增强了热带低压的水汽和能量输入,是热带低压得以长久维持并造成云南强降水的另一重要原因。南亚高压在热带低压活动期间增强,高层辐散场的增强,低层辐合、高层辐散的结构,与西南急流相联系的垂直正涡度的维持,有利于热带低压的维持,登陆后的热带低压有向高空强辐散区方向移动的趋势。     

0604号强热带风暴碧利斯异常强降水过程的诊断分析

基于0604号强热带风暴“碧利斯”异常强降水对我国造成的巨大影响,使用地面加密观测资料、卫星云图资料、NCEP/NCAR再分析资料及中尺度模式输出的产品,对此次强热带风暴登陆减弱后缓慢移动且长时间维持而引发的湖南、广东等地强降水过程进行了诊断分析。结果表明：受西太平洋副热带高压、北方大陆高压、青藏高原东部高压及低纬赤道高压的包围,低压移动缓慢,而西南季风气流及副高西南侧的东南气流源源不断地输送水汽到低压环流中,有利于其强度经久不衰,低压持续存在。对中尺度数值预报产品和物理量场的分析发现,水汽供应充沛,低层气流辐合性较强,垂直对流旺盛,是这次强降水发生的有利条件。     

强热带风暴“碧利斯”影响分析

本文对2006年第4号强热带风暴“碧利斯”造成的强降水天气进行了物理量分析，结合云图、新一代多普勒雷达资料，发现高空反气旋和低空急流的存在使得强热带风暴“碧利斯”具有影响时间较长、影响范围广的特点，雷达资料在联防、短时临近预报中发挥了重要作用。     

引发湘南特大暴雨的强热带风暴"碧利斯"过程分析

对影响我国台、闽、浙、赣、湘、粤、桂、黔等八省(区)的2006年第4号登陆强热带风暴"碧利斯"的特征进行了分析与阐述,并分析了在其影响下的湘南特大暴雨过程,结果表明:东北冷涡、西风带长波和副高的强度、位置等因素决定了碧利斯的移动路径;登陆前和登陆后的卫星云图存在明显差异;能量高值中心有吸引低压中心的表现;西风带系统、副高、青藏高压的准静止性影响强降水系统长时间原地少动,导致湘南暴雨灾害的发生;强盛的东亚西南季风为暴雨区提供源源不断的暖湿气流;低压倒槽辐合、辐散特性与东风波Ⅱ型相类似;物理量分析表明热带低压暴雨与西风带暴雨存在较明显的异同;湘南地处罗霄山脉与南岭的交界处,迎风波和喇叭口地形增雨效益明显。     

0308号强热带风暴“天鹅”影响过程分析

利用天气图、卫星云图等资料，分析了0308号强热带风暴“天鹅”的高空环流形势及演变、双热带气旋的影响、日本24小时地面预报图和降水预报图以及FY-2云图，探讨了如何预报热带气旋的移动路径、登陆地点和时段，切实提高热带气旋活动的预报准确率。     

东亚与北美东部降水和环流季节演变差异及其可能机理分析

利用NCEP/ NCAR 再分析资料和CMAP、GPCP卫星反演降水资料,对比分析了东亚与北美东部地区降水和大尺度大气环流季节演变特征的差异。结果显示,东亚和北美东部地区冬季环流形势较为相似,而夏季差异则较大,这正是东亚为季风区,北美为非季风区的表现。此外,基于季风的两大特征量“风”和“雨”,分析了两地降水和低空风场季节变化的显著差异：东亚副热带地区降水季节变率大,呈“夏湿冬干”的季风降水特征,低层盛行风向随季节逆转,冬季盛行偏北风,夏季盛行偏南风,具有显著的副热带季风区特征。北美东部副热带地区全年雨量分配均匀,低层常年盛行偏西风,呈现非季风区特征。进一步的分析发现,作为季风基本推动力的海、陆热力差异在东亚和北美东部地区有着显著的区别：东亚地区的经向和纬向温度梯度随季节反转的特征显著;而北美东部地区虽有纬向温度梯度的季节反转但幅度很小,且经向海、陆热力差异随季节反转不明显。此外,与青藏高原和落基山脉相伴的纬向环流也存在显著差异。鉴于此,提出经向和纬向海、陆热力梯度反转特征的不同以及青藏高原和落基山脉地形的不同作用很可能是造成东亚副热带季风气候而北美东部非季风气候的主要原因,上述结论还有待于数值试验的进一步证实。     

广西汛期不同等级小时强降水时空特征分析

利用2005—2021年4—10月广西91个国家气象站小时降水数据和Oceanic Niño Index (ONI)数据,分析了广西汛期极端短时强降水的特征及其关联因子。结果表明：(1) 广西超过80%站点的极端短时强降水强度在40~70mm·h^-1,强度和频次最高均出现在沿海地区,频次次高区域为桂东北地区,但其强度却为广西最低;(2)每年极端短时强降水频次呈现增多趋势,每年5、6月份极端短时强降水频次最高,但各个月份强度变化不大。(3)每日04—05时、17—18时的极端短时强降水频次最高,各个时次强度均在50~55mm·h^-1,差别不大。(4) 广西极端短时强降水特征不仅与地形密切相关,而且与南海夏季风、厄尔尼诺/拉尼娜事件关联性很大。(5)前一年秋季的ONI和次年前汛期的极端短时强降水呈显著正相关。

     

夏季风期间南海南部海区海-气通量交换浅析

海洋考察资料分析表明，夏季风期间南海南部海区海洋输向大气的热通量倍增，热通量的增、减过程与对流天气密切相关，季风潮天气过程中的热通量值居各天气过程之首，某些时段感热通量会出现大气向海洋的反向输送过程，地理环境使同一天气过程影响下海区内各通量的水平分布明显不均，海洋输向大气的热通量明显影响500hPa以下各层大气。     

关于东亚副热带季风若干问题的讨论

利用NCEP/NCAR再分析格点资料、TRMM卫星降水资料、中国东部站点降水资料和CMAP降水资料,重点讨论了东亚副热带季风雨季的起始时间、建立特征及其和南海夏季风的关系,同时也讨论了东亚副热带季风的可能机制。结果表明：（1）东亚副热带季风雨季于3月底—4月初（第16—18候）在江南南部和华南北部首先开始,伴随着降水的开始是偏南风的增强和对流性降水的显著增加,华南前汛期开始。（2）东亚副热带季风雨季的建立早于热带季风雨季,在热带季风建立后两者的雨带、强西南风带、强垂直运动带、强低空水汽辐合带均是分离的,南海热带季风在其建立后,与东亚副热带季风发生相互作用,促使副热带季风雨带季节性北进,两者共同影响中国的旱涝。（3）3月中下旬,东亚大陆（包括青藏高原）上空大气由冷源转为热源,东亚大陆与西太平洋之间的纬向热力差异及其相应的温度和气压对比均发生反转。东亚大陆（包括青藏高原）的动力和热力作用究竟是否是东亚副热带季风雨带提前建立的机制值得进一步研究。文章最后讨论了有关东亚副热带季风的共识与分歧。     

华南前汛期持续暴雨环流分型初步研究

采用1961—2010年NCEP/NCAR逐日再分析资料和台站观测降水量资料,按一定标准选取了华南前汛期24个持续暴雨过程;并且按基本判据确定逐年华南夏季风降水开始日期。然后依据南亚高压环流型和相对于该年夏季风降水开始的早晚,将这些暴雨过程划分为夏季风降水前、后南亚高压东部型,夏季风降水后南亚高压带状、西部型共4个类型;其中,夏季风后南亚高压西部型次数最多、平均持续时间最长。所有类型持续暴雨的相同点是:广东东北部附近均为暴雨频率和雨量高值区;暴雨期间华南150 h Pa位势高度增加、500 h Pa位势高度减少;华南处在150 h Pa偏西风急流南侧辐散区中;850 h Pa华南沿海有明显的西南气流,低层辐合在华南东北部最明显;两广沿海为可降水量大值区;华南的整层水汽输送主要呈现西南向。不同点是:夏季风后南亚高压西部型平均雨量较小,夏季风后南亚高压带状型与西部型在印度洋上存在明显的偏东风高空急流;夏季风后南亚高压类型在两广沿海的可降水量数值较大。     

1998和2010年长江流域汛期洪涝成因对比分析

1998年和2010年长江流域均出现区域性大洪水,水位均超警戒线。2010年长江上游嘉陵江、岷沱江流域支流渠江发生超历史性洪水,虽然江苏省沿江地区汛期降水量正常略多,但汛期有降水较集中的时段,上游客水和江苏省的强降水时段叠加,造成长江下游超警水位。对比分析了1998年与2010年夏季长江流域区域性洪涝的的成因,这两年,前冬都表现为厄尔尼诺事件,而南海夏季风爆发早晚虽不同,但南海夏季风都明显偏弱,副热带高压强度指数偏强,位置明显偏南,冬季积雪偏多。     

南海夏季风爆发前后大气环流的演变

利用1958-1997年的NCEP/NCAR再分析资料,以南海夏季风爆发日为临界日,分析了季风爆发前后全球平均环流和扰动环流的演变.结果显示,季风爆发前后气候平均场的环流形势是完全不同的,且这一变化是全球性的.从扰动场的演变看,伴随季风的爆发,扰动环流的变化不仅是全球的,而且具有突发性.分析还指出了南海西南季风的来源和三支越赤道气流的作用,特别是南半球环流的变化以及其对南海夏季风爆发的影响.     

南海夏季风爆发与热带海洋海温和大气环流异常变化关系的研究

用合成和相关分析方法及SVD技术研究了南海夏季风爆发早、晚年份4～6月季风建立时期季风环流的异常及其与热带太平洋-印度洋海温的关系。结果表明,南海夏季风爆发与热带大气环流和海温变异密切相关。（1）当热带中、东太平洋—印度洋（主要在西南部）及南海海温低（高）,西太平洋—澳洲邻近海域海温高（低）时,南海夏季风爆发早（晚）。不同区域海温对季风的影响有明显的季节差异,印度洋主要为晚春至初夏（4～6月）,南海为5～6月,而热带太平洋从前冬一直持续到夏季。（2）不同的海温异常产生不同的季风环流型,南海夏季风爆发早、晚年大气环流的异常变化基本相反。南海夏季风的活动主要受印度季风环流变化的影响,与前期冬春季西太副高的强弱及位置变化密切相关。西太副高弱时,南海夏季风爆发早;反之,爆发晚。（3）热带太平洋—印度洋海温异常引起季风环流和Walker环流的异常变化可能是影响南海夏季风爆发早、晚的物理过程。     

低纬季风涌影响登陆台风“榴莲”（0103）和“碧利斯”（0604）暴雨增幅的比较

以2001和2006年盛夏登陆中国南方并造成巨大灾害的两次热带气旋过程为例,利用＂CMA-STI热带气旋最佳路径数据集＂、NCEP/NCAR再分析资料及地面加密观测资料,对2001年0103号＂榴莲＂和2006年0604号＂碧利斯＂热带气旋陆上维持和暴雨增幅的大尺度环境场及成因进行了对比分析。结果表明：1）＂榴莲＂登陆后与中纬度西风槽发生相互作用,构成了典型的＂北槽南涡＂天气形势,＂碧利斯＂登陆后受西太平洋副高、北方大陆高压坝和南侧副高向西南方向延伸的高压脊所包围,有利于其环流维持。2）＂榴莲＂和＂碧利斯＂陆上维持期间越赤道气流明显增强,但是在＂榴莲＂活动期间,100°E附近越赤道气流表现突出,而在＂碧利斯＂陆上活动期间,80°E附近越赤道气流尤为显著,它们都增强了当时的西南季风,把大量来自热带海洋的水汽注入登陆后减弱的＂榴莲＂和＂碧利斯＂环流,使其非但没有很快减弱消亡,反而能在登陆后长时间维持不消。3）2001和2006年东亚夏季风存在明显低频振荡,2001年低纬夏季风10～20d低频振荡显著,而2006年则以30～60d低频振荡为主,由不同低频振荡周期表示的低纬季风涌均存在明显的北传特征。当低频振荡处于极端活跃位相时,季风涌最为强盛并侵入＂榴莲＂和＂碧利斯＂环流系统,正好对应着当时的台风暴雨剧烈增幅。此外,低频气流的辐合和低频水汽输送也是＂榴莲＂和＂碧利斯＂暴雨增幅的重要原因。     

南海夏季风爆发早晚的经向环流异常的机理研究

南海夏季风爆发与东亚地区的局地经向环流密切相关.本文利用线性局地经向环流诊断模式,定量诊断分析了1979~2003年5月1~15日的局地经向环流及其在夏季风爆发早晚年的差异,分析找出了在该关键时段对经向环流异常有正贡献的主要因子,从而确立影响季风爆发的相应天气过程及贡献机制.结果表明,在季风爆发早年期间,局地经向环流异常呈现为"Hadley环流"形态:上升运动(下沉运动)影响南海中北部(江淮地区),低空非地转南风(北风)影响南海中南部(华南和江南地区).季风爆发晚年的情况则与季风爆发早年相反.对造成经向环流异常的各个因子进行定量分析发现,经向分布不均匀的潜热加热的贡献作用最大,其次是温度平流和西风动量输送过程,与越赤道气流有关的边界效应则对南海中南部的低空南风有一定贡献.相应的天气学分析表明,季风爆发偏早年的副热带高空急流强度偏强且位置偏南,其动量输送过程导致对流层上层出现非地转南风、急流轴南侧(北侧)的华南(华北)地区出现高空辐散(辐合)和低层辐合上升(辐散下沉).与此同时,中纬度西风带扰动的南下和副热带高压脊从南海地区的撤出,中低层温度平流导致华中地区冷却和南海中北部增暖,进一步加强低纬地区上升、中纬地区下沉的经向环流异常.华南地区异常的非地转北风与南海中南部异常的非地转南风,显著加强了南海中北部的低空水汽辐合和对流潜热释放,从而激发出强烈上升运动.由此可见,中低纬天气系统配置能有效调节中国东部及南海地区的潜热加热和冷暖平流的南北分布,从而引起与季风爆发对应的局地经向环流的显著变化.