近50年来东北冷涡暴雨过程动力条件诊断和水汽条件分析

本文统计了吉林省近50年东北冷涡暴雨过程,利用NCEP资料,计算了与降水有关的各种物理量,讨论了各种物理量的特征。并从环流系统着手,着重分析了冷涡暴雨水汽源地和水汽输送条件,结论指出,冷涡暴雨中心存在深厚、持续的上升气流,最大上升气流多数出现在500h Pa,比一般对流天气层次高;低层气流辐合,高空气流向北向东辐散的特征更加明显;上升气流中心位置、数值大小以及低空辐合中心及伸出的大值区等特征值可以作为定性判断暴雨落区指标;影响暴雨的水汽分别来自西太平洋副热带高压南部低纬热带地区和盂加拉湾,小部分来自日本海回流,两支主要水汽分别由西太平洋副热带高压后部西南气流直接向北方输送,或是分别由孟加拉湾向东和由副热带高压南部偏东气流向西输送在我国南部沿海合并后再向北输送。在水汽输送过程中,低空急流和副高位置起到了至关重要的作用。     

暴雨类冷涡与非暴雨类冷涡的合成对比分析

选择了８例典型的东北冷涡暴雨过程和８例典型的东北冷涡弱降水过程进行了合成对比分析，发现暴雨类冷涡其暴雨主要出现在冷涡的发展阶段，而非暴雨类冷涡的降水主要发生在冷涡的成熟阶段；暴雨类冷涡与其南侧的副热带低值系统联系密切，非暴雨类冷涡的这一特点不甚明显；暴雨类冷涡的两个降水中心分别出现在系统东侧偏南和南侧偏东一些的地，距系统中心大约３００－４００ｋｍ和７００－８００ｋｍ，这些区域处于低层辐合、高层辐菜     

辽宁地区一次强降水过程诊断分析

利用加密和常规气象观测资料、静止卫星红外云图和多普勒天气雷达监测产品对2010年8月19—22日辽宁地区一次大暴雨过程的雨情特点、环境条件、水汽输送、能量场、中尺度云团的演变特征、雷达反射率水平和垂直分布特征进行了分析,并探讨了持续性降水过程的发生发展机制.结果表明:辽宁地区此次暴雨过程包括冷涡东移和低涡北上两个降水阶段,总体表现为过程降雨量大、持续时间长、涉及范围广和局地爆发性强的特点.西风带长波槽稳定,副热带高压和日本海高压维持,"东低西阻"形势明显;东北冷涡、高层幅散、低层切变、低空急流及地面气旋等高低空系统耦合.来自北方的干冷空气和南方的暖湿空气在降水区汇合,水汽条件充沛.随着锋面系统东移,暴雨区具有极强的动力抬升条件.中α尺度云团发展,对流云团的组织化特征明显,冷云砧面积决定了强降水范围.多普勒天气雷达强回波长轴方向与回波移动方向一致,"列车效应引发局地强降水,回波具有后向传播特征,回波垂直结构表明此次暴雨具有低质心的热带降水特点.     

1998年夏季嫩江和松花江流域东北冷涡暴雨的成因分析

选择了1998年9例典型的松嫩流域东北冷涡暴雨过程进行诊断分析。结果表明, 东亚阻高、西太平洋副高和东北冷涡以及它们在强度和位置上的最佳配置构成了1998年松嫩流域持续性暴雨的大尺度环流背景。亚洲季风诸系统 (南亚季风, 副热带季风) 的水汽输送也是大范围强降水频繁出现的主要原因, 并且是与一般冷涡降水的最根本区别。冷涡系统自身独特的水平和垂直结构特征导致暴雨中心主要发生在系统中心以东大约6个经距的范围内, 而不是出现在冷涡中心附近及其以西地区。     

近50a东北冷涡暴雨水汽源地分布及其水汽贡献率分析

用HYSPLIT v4.9轨迹追踪模式,以分辨率为2.5°×2.5°的再分析资料驱动模式,对东北地区308例冷涡暴雨过程中的目标气块,进行后向轨迹追踪模拟。结果显示东北冷涡暴雨主要有4个水汽源地,(Ⅰ)西太平洋及相邻海域(包括鄂霍次克海、日本海、黄海、渤海和东海)水汽贡献率最大,平均水汽贡献率达39.8%;依次是(Ⅱ)孟加拉湾—南海海域为32.1%;(Ⅲ)欧亚大陆,尤其是贝加尔湖附近为20.9%;(Ⅳ)东北地区的水汽贡献率最小,仅为7.2%。欧亚大陆主要输送700 hPa高度附近的干冷气团,而各海域则输送800 hPa高度以下的暖湿气团。     

“96.7”集中暴雨过程的天气尺度诊断分析

对影响集中暴雨发生的主要系统，如副热带高压、冷涡、西风槽、中低以切变进行描述并从热力因素、动力因素两方面对其特征予以剖析，找出集中暴雨预报的着眼点。     

东北冷涡暴雨的成因分析

东北冷涡一般指活动在我国东北和内蒙古地区具有一定强度的高空冷性涡旋。本文规定：高空500hPa和700hPa出现闭合的等高线、地面图上无锋面气旋的高空冷性涡旋，并且在此天气形势下，东北地区出现3个或以上气象站日雨量大于等于50mm的暴雨，其中必须在一个省内至少有2个站暴雨，为东北冷涡区域性暴雨日(以下简称冷涡暴雨)。本文应用1980～1989年历史天气资料，对于冷涡暴雨的时空分布规律和成因进行了统计分析和物理诊断分析，在冷涡暴雨形成的环境物理条件及其热力、动力特征方面得出一些有益的结论，有助于深化认识冷涡暴雨与气旋暴雨形成的不同物理特征，为冷涡暴雨的预报提供物理因子和预报着眼点。     

一次东北冷涡暴雨数值模拟及动力诊断分析

利用常规观测资料、NCEP再分析资料和卫星云图产品,对2009年6月18-19日黑龙江省西南部地区的一次东北冷涡暴雨过程进行诊断分析,并利用WRF中尺度模式对暴雨过程进行数值模拟,分析产生暴雨的天气尺度和中尺度特征。结果表明：此次暴雨是由东北冷涡前部的暖湿切变造成的,鄂霍次克海阻塞高压阻挡使冷涡移动缓慢,使冷涡系统影响时间长,降水量增大。暖湿空气在切变处强烈辐合上升,为暴雨产生提供了动力条件;低空偏南急流为暴雨提供充沛的水汽条件,同时低层增温增湿使大气层结不稳定。低层强辐合区与高层强辐散区重叠,易产生强烈的上升运动,有利于深对流的发展和中尺度系统的生成及维持。暴雨是由暖锋云带中多个对流云团的发展移动造成的,地面中尺度切变线为暴雨云团的发展和维持提供了有利条件。数值模拟结果显示此次暴雨是由两次中尺度切变线先后在同一区域的发展和移动造成的;切变线上存在与暴雨关系密切的中尺度垂直环流。     

暴雨过程形成的天气气候条件分析

分析了嫩江、松花江流域降水异常偏多和暴雨频繁发生的天气气候条件.指出导致1998年嫩江、松花江流域发生特大洪水的环流特征是鄂霍茨克阻塞高压偏强、少动,形成长时间维持的阻塞形势;这种形势阻挡西部移来的低压槽,使东北冷涡停留在110～120°E不能东移.之所以会连续出现暴雨、大暴雨,归纳起来有以下天气特点:①亚洲中高纬度地区阻塞形势异常稳定;②长时间受东北冷涡控制;③西太平洋副热带高压短时间北进,且与东亚阻塞高压同位相叠加,位置适中;④盛夏影响北方的季风短时强盛     

东北冷涡暴雨的短期预报系统

东北冷涡暴雨是指在东北冷涡天气形势下，东北地区出现3个或以上气象站日雨量大于等于50mm的暴雨。根据东北冷涡暴雨的成因分析结果，应用1993～1995年6～8月日本数值预报传真图资料，针对东北冷涡暴雨形成的有利天气形势和热力、动力特征，对数值预报产品进行天气动力解释，选择数值预报因子，确定因子的可信度，采用MYCIN不精确推理方法，建立了东北冷涡暴雨预报系统。     

冷涡背景下吉林省双台风暴雨诊断分析

利用常规气象观测资料及NCEP1°×1°再分析资料,从环流背景、物理量场等方面对吉林省2018年8月23—26日发生的一次暴雨过程进行了分析。结果表明：(1)本次天气过程分为两个阶段,第一阶段受东北冷涡和台风(苏力)倒槽及双台风外围水汽影响,暴雨主要发生在吉林省中东部,第二阶段受冷涡诱发的低空低涡和减弱的台风(苏力)残余水汽影响,降水强度较第一阶段显著减弱,但影响范围较大;(2)第一阶段双台风外围的低空偏东风急流叠加形成来自日本海区域的暖湿水汽输送带,并在吉林省中东部强烈辐合,为暴雨的产生提供了有利的水汽条件;(3)第一阶段在冷暖平流作用下东北冷涡斜压发展加强与北上台风(苏力)倒槽相互作用在吉林省东南部产生暖锋锋生,斜压锋生下次级环流的发展及高低空急流耦合作用显著,有利于降水强度增强,同时Q矢量锋生函数对暴雨落区有一定指示意义。     

基于“配料法”的东北冷涡暴雨预报研究

利用1961—2014年中国东北地区200个气象站逐日降水资料以及NCEP/NCAR再分析资料,研究了东北冷涡暴雨的气候特征,分析了低空急流、切变对冷涡暴雨的影响;诊断分析了可表征冷涡暴雨过程中水汽条件、动力条件、热力不稳定条件的比湿、水汽通量、水汽通量散度、散度、垂直速度、K指数等物理参数,研究了东北冷涡暴雨发生时上述各物理参数需要达到的阈值指标,利用研究的物理参数阈值指标以及低空急流和切变等配料因子构建了东北冷涡暴雨的"配料法"预报模型,结合ECMWF模式和T639模式数值预报产品将"配料法"暴雨预报模型进行了业务化应用试验及效果评估。结果表明,东北冷涡有66%会产生暴雨,冷涡暴雨多发生在7—8月;低空急流和切变对冷涡暴雨有触发作用,91.2%的冷涡暴雨发生时对流层低层存在急流或切变;基于"配料法"的冷涡暴雨预报TS评分比ECMWF模式和T639模式暴雨预报评分提高了7.4%和11.1%,且明显减少了暴雨的漏报率。     

2001年夏季多雨时段环流形势特征分析

针对2001年入夏以来辽宁多次暴雨及大暴雨过程 ,通过对同期天气环流背景及流场分布进行综合分析 ,结果表明 :高空特定形势场、阻塞高压、副热带高压、冷涡、台风是出现多雨时段、暴雨及大暴雨的重要环流背景 ;暖式切变线、多种急流辐合上升是产生暴雨及大暴雨的重要物理因子     

东北冷涡暴雨的短期预报系统

1引言东北冷涡暴雨是指在东北冷涡天气形势下，东北地区出现3个或以上气象站日雨量大于等于50mm的暴雨。根据东北冷涡暴雨的成因分析[1][2]结果，应用1993～1995年6～8月日本数值预报传真图资料，针对东北冷涡暴雨形成的有利天气形势和热力、动力特征，对数值预报产品进行天气动力解释，选择数值预报因子，确定因子的可信度，采用MYCIN不精确推理方法，建立了东北冷涡暴雨预报系统。2起始场根据东北冷涡暴雨发生前12～24小时500hPa冷涡中心分布的区域确定起始场为45～55°N、105～125°E，同时副高脊线（与125°E交点）或副高中心达20～…     

2001年夏季多雨时段环流形势特征分析

针对2001年入夏以来辽宁多次暴雨及大暴雨过程。通过对同期天气环流背景及流场分布进行综合分析。结果表明：高空特定形势场、阻塞高压、副热带高压、冷涡、台风是出现多雨时段、暴雨及大暴雨的重要环流背景；暖式切变线、多种急流辐合上升是产生暴雨及大暴雨的重要物理因子。     

2013年7月2—4日东北冷涡暴雨天气分析

使用NCEP 1°×1°再分析资料和地面降水量资料,对2013年7月2—4日东北冷涡引发的黑龙江省暴雨天气进行了分析。结果表明：1）在东北冷涡影响期间,黑龙江省逐小时雨量大都小于10 mm,但持续时间长,累积雨量大,中西部地区出现大范围暴雨天气。2）东北冷涡发展期,强上升运动与下沉运动的耦合,为暴雨提供了很好动力条件。3）从黄海、日本海到黑龙江省的低空急流为暴雨提供了充足水汽和能量,强降雨区水汽通量达到8 g·s-1·cm-1·hPa-1,水汽辐合强于2×10-5g·s-1·cm-2·hPa-1,850 hPa的θse高于332 K。4）湿位涡变化显示,冷涡影响期间,降雨区上空有对流不稳定条件,有利于强降雨发生。正MPV1位涡舌从对流层高层下伸、东移与暴雨落区东移相吻合;东北冷涡发展期的大气斜压性强,降雨强。维持期、减弱期大气斜压性弱,降雨弱。对流层低层MPV2小于-0.2 PVU区域易出现强降雨。     

东北冷涡暴雨落区统计与诊断分析

选取2008—2011年35个东北冷涡个例,利用Micaps实况资料对东北冷涡暴雨落区进行统计和诊断分析。结果表明:2008—2011年东北冷涡暴雨最易发生在冷涡的第Ⅱ和第Ⅲ象限内,第Ⅱ象限中有吉林省中部地区、中朝边境和辽东半岛3个暴雨落区高概率区,样本概率值最大达0.6;第Ⅲ象限中有河北省北部1个暴雨落区高概率区,样本概率值为0.5。基于NCEP/NCAR再分析资料,利用合成分析法,以动力学条件和热力学条件为诊断量,对比实况暴雨落区概率分布可知,东北冷涡形成时,低空存在明显天气尺度的水汽输送带,水汽辐合形成了较明显的湿舌,暴雨落区位于湿舌舌尖的位置上;水汽通量散度、Q→矢量散度和湿位涡对东北冷涡暴雨落区的短时预报指示效果较好,特别是在东北冷涡的第Ⅰ、第Ⅱ及第Ⅲ象限内,诊断量大值中心与暴雨高概率区基本重合。     

一次暴雨天气过程的中小尺度系统分析

利用天气图资料、自动站四要素资料,运用中尺度分析方法及Micaps预报业务平台的应用等手段,对2010年7月17-18日在河南省周口市出现的一次暴雨天气过程进行了分析.分析结果表明,120-140°E日本海高压和青海高压的长期对峙、切交线的维持、西南气流的水汽输送和辐合、西风带系统的加入是形成此次天气过程的主要原因.强...     

新疆一次罕见的暖区暴雨过程特征分析

2018年7月31日新疆出现了一次罕见的暴雨过程,最大暴雨中心位于新疆东部哈密市,哈密市伊州区沁城乡小堡村过程累计雨量115.5 mm,连续2个时次小时雨强29.2 mm。对比哈密市建站以来6个国家气象站历年资料发现,此次暴雨特征与以往冷锋暴雨明显不同,暴雨降水时段更为集中,强度比冷锋暴雨更强,暴雨云团为典型的中尺度云团,范围小、呈块状。由于500 h Pa西太平洋副热带高压偏西偏北,高空无低值系统和冷空气入侵,哈密市主要受西太平洋副热带高压外围偏南暖湿气流的影响,此次暴雨结合了南方副热带高压型和偏南风风速辐合型暖区暴雨的典型特征,具有暖区暴雨的热力结构和风场配置,是一次罕见的暖区暴雨过程。暴雨区偏南风风速辐合和暴雨区山区地形的抬升效应是本次暴雨重要的触发机制,700 hPa孟加拉湾和日本海南部两支水汽在华北平原汇合沿东南输送路径至暴雨区且有强烈水汽辐合。暴雨发生在云顶亮温(TBB)等值线密集区梯度最大处,越接近TBB低值中心梯度处的暴雨强度越强。     

两次大暴雨的新一代雷达产品和闪电特征分析

应用新一代雷达产品、闪电监测定位资料等对2007年河南省郑州、信阳两次突发大暴雨过程进行了对比分析.结果表明:高空冷涡后部的冷空气和副热带高压西北侧的暖湿气流在信阳地区交绥是信阳暴雨产生的主要原因,锋前暖区暖平流使地面出现热低压产生辐合,从而激发局地强对流是郑州暴雨产生的主要原因;地面冷锋是两次突发暴雨的触发机制,信阳、郑州均处于中尺度辐合线上强辐合上升运动处.从闪电参数看,信阳暴雨过程全部为负闪,郑州暴雨过程正闪比例为39%,且闪电总频次明显高于信阳.郑州暴雨是由快速发展的块状单体回波造成,信阳暴雨是由混合降水回波持续造成.新一代雷达平均径向速度特征对突发暴雨有很好的指示意义,分析径向速度图对提前发布暴雨预警信号有一定的参考价值.