EOF分析用于β中尺度暴雨系统的探索

本文将2008年上海“8.25”暴雨过程的WRF中尺度数值模式模拟结果作为实况资料集,应用EOF（Empirical Orthogonal Function）方法对该资料集进行诊断,以探讨将该方法应用于暴雨β中尺度系统的可行性。主要结论有:当数值模式输出足够稠密、精细的样本,能够较好反映实况时,利用EOF方法对天气尺度和α、β中尺度系统的天气过程进行诊断是可行的。对本文的暴雨过程,EOF分解位势偏差场的前三个模态分别反映了α中尺度中端、低端和β中尺度天气系统的演变特征,分别对应于波长和振荡频率不同的驻波波列。其可分别称之为暴雨背景模态、暴雨系统模态和暴雨雨团模态。各波列物理性质不同,分别属于准地转的Rossby波、准平衡的涡旋波和非平衡的重力惯性波。天气系统EOF分解的物理本质为:可将一个变形和移动的天气系统分解为若干个具有不同物理性质且时空尺度不同相互独立的模态（驻波波列）。这有助于明确和深化对天气系统的认识。EOF分解能够进行天气系统的尺度分离,且分离后得到的各种尺度的天气系统是独立和有特定物理意义的,这更体现了该尺度分离方法的优点。本文中当EOF分解后各波列（模态）在某地时空指数发生三波锁相,且该地的位势表现为低空为负、高空为正,同时低层位势急剧降低时,则有可能在此处发生暴雨。     

“碧利斯”的中尺度雨团和雷达回波分析

对“碧利斯”雷达回波分析表明：雷达回波受着三个阶段不同天气尺度的影响。第一阶段是台风低压强偏北气流的作用，强中尺度雨团出现在强风的左侧；第二阶段是台风辐合线与西南急流的共同作用，强中尺度雨团出现在西南急流左侧辐合线辐合最强的地方；第三阶段是台风低压过境时北侧强旋转风的作用，强中尺度雨团出现在东南急流与东北急流间气旋性曲率最大的地方。三个阶段的回波性质不尽相同，降水性质也差别很大。对这三个阶段主要的雷达资料进行分析研究，总结出一些规律性结论，有益于今后在雷达回波监测网中熟练掌握不同天气尺度的雷达回波中中尺度雨团的发生发展，使其在短时临近预报、联防预警信息及预警信号的发布中起到重要作用。     

中尺度雨团在区域性暴雨中的作用

对2000年8月19日信阳一次区域性大暴雨过程中各站逐时降水资料分析发现：信阳区域性暴雨是由1～3个相互分隔的中尺度雨团构成，中尺度雨团的移动决定了暴雨的分布，中尺度雨团移动方向与地面风向一致。     

黔北暴雨过程的中尺度雨团活动研究

本文首先分析黔北暴雨的频数分布，得到大娄山南侧的遵义，绥阳一带为多暴雨区，自８０年代以来，黔北暴雨呈增长趋势。然后据逐时降雨量的分布，定义了雨团，活动雨团，准静止雨团、强雨团。统计了各类雨团的时空分布，发生源地，移动路径及面积大小，并分析了雨量极值的分布情况，最后根据７１３雷达资料分析了中尺度雨团的回波特征，归纳得到中尺度雨团回波主要有三种类型，平行多带型，弥合型，涡旋型。     

"碧利斯"的中尺度雨团和雷达回波分析

对“碧利斯”雷达回波分析表明:雷达回波受着三个阶段不同天气尺度的影响。第一阶段是台风低压强偏北气流的作用,强中尺度雨团出现在强风的左侧;第二阶段是台风辐合线与西南急流的共同作用,强中尺度雨团出现在西南急流左侧辐合线辐合最强的地方;第三阶段是台风低压过境时北侧强旋转风的作用,强中尺度雨团出现在东南急流与东北急流间气旋性曲率最大的地方。三个阶段的回波性质不尽相同,降水性质也差别很大。对这三个阶段主要的雷达资料进行分析研究,总结出一些规律性结论,有益于今后在雷达回波监测网中熟练掌握不同天气尺度的雷达回波中中尺度雨团的发生发展,使其在短时临近预报、联防预警信息及预警信号的发布中起到重要作用。     

中尺度雨团在区域性暴雨中的作用

对2000年8月19日信阳一次区域性大暴雨过程中各站逐时降水资料分析发现信阳区域性暴雨是由1～3个相互分隔的中尺度雨团构成,中尺度雨团的移动决定了暴雨的分布,中尺度雨团移动方向与地面风向一致.     

内蒙古典型暴雨过程的中尺度雨团观测分析

利用FY-2E逐时云顶黑体亮温资料 (TBB)、闪电定位资料、自动气象站资料和逐时降水资料,对2009—2013年6—8月内蒙古7例暴雨天气过程的中尺度雨团特征进行分析。结果表明：内蒙古暴雨的降水强度在1~3 h即可达到暴雨或大暴雨量级,中尺度雨团活动是内蒙古暴雨过程形成原因,而80%雨团活动是中尺度对流系统 (MCS) 造成的。MCS内TBB不超过-52℃冷云区和地闪密度大值中心对雨团强度和发展具有重要的指示作用,冷锋云系中MCS造成的雨团多原地生成和消亡,TBB不超过-52℃冷云区面积小,维持时间为2~8 h,地闪密度增长缓慢而且发生频次低;冷涡云系中雨团跳跃式出现在MCS冷云区或冷空气流入一侧,出现TBB不超过-62℃冷云区,雨团出现频次高,持续出现时间可长达24 h,地闪密度增长迅速且发生频次高。7次暴雨过程中约有60%雨团伴有地闪活动,地闪密度达到最大值时刻预示未来1~3 h最强雨团出现和MCS发展到成熟。地面加密风场中尺度辐合线先于MCS和雨团出现,中尺度辐合线造成的局地辐合可作为MCS发展的启动机制。     

1998年盛夏嫩江、松花江流域暴雨过程中尺度雨团特征

采用地面逐时降水、静止卫星红外云图和云顶黑体温度（ＴＢＢ）等资料,分析了１９９８年８月上旬嫩江、松花江流域的两类不同中尺度雨团的云型和ＴＢＢ特征,揭示出中尺度雨团对应的中尺度云团发生、发展、移动及消亡的特征。     

1998年夏季松花江、嫩江流域大暴雨中尺度雨团活动分析

用地面逐时降水资料、静止卫星云图、雷达图及常规气象资料,分析了８月上旬不同时段松花江及嫩江流域出现的中尺度雨团（≥５．０ｍｍ／ｈ）活动情况。根据它们的活动特点及在卫生云图、雷达回波上的演变和物理量诊断场的特征,将其分为两类。第１类是典型的冷涡中尺度雨团,第２类为东南方有地面气旋活动的冷涡中尺度雨团,它们都出现在冷涡的成熟及消亡阶段,活动在冷涡的不同部位,有着各自不同的演变特点。由此构建了相应的中尺     

诱发山洪泥石流特强暴雨的中尺度雨团活动和雷达回波特征

山洪泥石流灾害具有突发性，按天气尺度划分属于中尺度系统。本文用中尺度分析的方法分析了诱发山洪泥石流特强暴雨雨团和雷达回波特征，从而揭示出山洪泥石流特强暴雨雨团的活动规律和雷达回波演变特征，寻找诱发山洪泥石流灾害的预报依据。     

“海棠”影响河南降水雷达回波和中尺度雨团对比分析

使用郑州714CD雷达观测资料，以及2005年刚建立起的河南省乡镇雨量站网资料，配合河南省自动站资料，对0505号台风海棠造成的河南省大范围暴雨、局部特大暴雨过程进行了分析，总结出强降水回波区早于中尺度雨团1个小时左右生成，中尺度雨团早于降水回波减弱消失，稳定少动的强降水回波有利于中尺度雨团的产生和发展；多普勒速度场上，中尺度系统存在的地方有利于强降水回波发展和维持，也有利于中尺度雨团产生和发展；受持续不断45dBz左右强降水回波影响，构成“列车效应”，可造成暴雨甚至是大暴雨过程；对于大范围降水回波，依据乡镇雨量图上中尺度雨团活动规律，分析速度场上中尺度系统如逆风区、辐合区、大风区（低空急流），可以准确预报暴雨落区，发布暴雨预警信号。     

一次影响山东强暴雨过程的中尺度分析

利用１９９０年华北区域中尺度暴雨监测联防业务试验期间的获得的较为稠密的地面观测资料,卫星云图及常规天气图资料,对１９９０年８月中旬的一次影响山东强暴雨天气过程作了初步的天气学分析和中尺度分析,指出了直接造成这场大暴雨的中尺度系统和有利于它们发展的环境条件,文中重点讨论了中尺度天气系统及云团与雨团的关系。     

“98.7”东营汛期首次暴雨的中尺度分析

从雷达回波,卫星云图,雨团等方面分析了“９８．７”暴雨过程。发现;近于垂直的中低层切变线是对流云团产生的主要动力条件。云图上中尺度云团东移过程中的加强,合并和减弱过程与对流云团的新生,发展和消亡阶段相对应。强降水与雷达回波上强单体的稳定维持相关,雨团与中尺度云团有很好的对应关系。     

“98·7”北京大暴雨的中尺度分析

对“９８７”北京大暴雨过程中的雨团、雷达回波、地面风场（流场）及气压场进行了分析。分析结果表明：大暴雨过程具有明显的中尺度特征,偏东风的中尺度切变线,风速辐合线和中尺度低压系统在大暴雨过程中发挥了重要作用     

2009年7月6日山东暴雨的中尺度分析

利用卫星、自动站、加密雨量站等资料,对2009年7月5—6日山东暴雨过程进行天气动力学分析,重点是分析其中尺度特征。结果表明：本次降水过程是在有利的天气尺度环流背景下产生的,副热带高压西侧源源不断的水汽输送至暴雨区;高层强辐散与中低层强辐合以及强上升运动为中尺度对流系统的发生发展提供了有利的动力条件;强降水主要发生在对流云团发展到强盛时期,可用云顶亮温变化来监视云团发展;水汽通量的强辐合是降水的中尺度对流系统发生发展的重要条件之一。     

2004年7月10日北京暴雨的中尺度分析

利用常规探测、地面加密观测、NCEP1°×1°的6小时资料和雷达资料对2004年7月10日北京罕见的局地暴雨进行了天气动力学和中尺度分析。结果表明这次暴雨是在比较有利的天气背景条件下产生的,造成强降水的3个雨团在时空尺度上具有中β尺度系统的特征,不断移入的对流回波是降水的直接制造者,中尺度辐合线和小低压为降水发生提供了有利的触发条件。     

低纬高原地区一次强降水过程的中尺度雨团数值模拟研究

对2001年5月31日~6月1日发生于低纬高原地区的一次强降水过程进行了数值模拟,在确定大尺度环流形势场、降水过程及雨团模拟正确的基础上,对引发强降水的主要雨团A,利用模式输出的高分辨模拟结果进行了深入的再诊断分析研究。结果表明:虽然雨团A所在区域未发现有明显的气旋系统（或扰动）,但在其发展强盛期,仍具有明显的中尺度动力和热力结构特征;中低层正涡度中心先于降水系统的发展,而垂直上升运动是低层气流辐合抬升的结果;雨团A的形成与近地层气流辐合线密切相关,并与云南特殊的地形地貌密切关联;南风分量对强雨团A的产生和发展具有重要的作用;同时,受其大尺度环流场的影响,雨团A的发展演变与印缅槽的形成和发展密切相关。对中尺度雨团A的水汽来源分析表明:在中尺度系统发展成熟前有较强的向雨团A区域的水汽输送,并且水汽主要来源其西南侧,即孟加拉湾。     

“2004．6”湘西北低空急流暴雨的中尺度分析

利用常规观测、T213、雷达和MM5中尺度模式输出资料对2004年6月23—24日湘西北地区的暴雨和大暴雨进行了天气动力学和中尺度分析。结果表明：这场暴雨是在有利的天气背景条件下产生的，造成强降水的雨团在时空尺度上具有中尺度系统的特征，中尺度辐合线和低空急流为降水发生提供了有利的触发条件。     

华北回流强降水天气过程的中尺度分析

使用华北地区加密自动站资料、 多普勒雷达资料和NCEP（1°×1°）再分析资料, 应用中尺度滤波方法、 诊断分析方法等, 对2003年10月华北回流暴雨天气过程进行了中尺度分析。结果表明： 在回流冷空气与西南暖湿气流相遇产生的辐合带中存在中尺度低压和切变; 中尺度低压和切变主要在600 hPa以下, 中尺度低压随高度向西、 向北倾斜, 东西向中尺度切变随高度向北倾斜。此次回流暴雨过程中有5个中尺度雨团活动, 其中3个中尺度雨团与中尺度低压和切变配合且随低压和切变移动, 暴雨期间多普勒雷达速度图上出现了持续2 h以上的逆风区。