佛山地区一次局地暴雨过程的重力波特征分析（英文）

利用高精度微压计数据,详细分析了2016年11月20–21日佛山地区一次局地暴雨的重力波动态频谱特征,结果表明:重力波激发了此次暴雨,暴雨发生前,重力波呈现出振幅间歇性增大,周期范围不断增宽的过程;其中,暴雨前约4 h出现了重力波最大振幅80–160 Pa,相应的周期范围为140–270min。强雷暴对重力波的作用是积极的,会增大波的振幅,产生中心振幅约80–100 Pa,周期范围210–270 min重力波;尤其是,强雷暴激发了更短周期(≤36 min),振幅约10 Pa的重力波。大振幅重力波提前于暴雨出现,比雷达,卫星识别出强对流早了约4h,这一特征或许对局地强对流预警有指示意义。     

佛山地区不同类型雷暴过程大气重力波的频谱动态特征研究

利用佛山地区2017年1月至2019年10月高精度微压计数据,统计分析佛山地区不同类型雷暴天气的大气重力波频谱特征,结果表明:雷暴天气与重力波的生成、发展密切相关,长周期(90～270 min)、短周期(1～90 min)重力波在不同类型雷暴天气有明显的差异.不同类型雷暴期间,都有大振幅(≥110 Pa)、宽周期范围的...     

锋面暴雨雨团活动的波动性

一、前言在局地强对流天气中重力波的存在已为大家所公认。但在大范围的降水区中是否也存在着重力波呢?二宫等曾指出在日本梅雨期间存在着波长约为150公里,周期约为3小时左右的中尺度降水系统,他们认为这种中尺度系统具有重力内波的性质。李麦村也论证了重力波对暴雨的触发作用。我国的许多暴雨中分析,主要着重于分析暴雨雨团。这种雨团有时仅单个地活动,有时则成群地活动,每个雨团都具有一定的     

2007年3月3—5日辽宁省暴雪和大风天气的中尺度分析

使用中尺度数值模式WRFV2.2.1对辽宁省2007年3月3-5日的暴雪和大风天气过程进行了数值模拟,结合10min一次的地面自动观测站资料和数字化多普勒天气雷达探测资料,研究了中尺度重力波的结构及其环境场特征,探讨了波动的激发机制.对流层上层中尺度重力波生成在350-250 hPa(约9-11 km),周期为2-3h,水平波长30-40 km,波动沿水平方向传播约9h.地面气压扰动振幅约为2 hPa,周期为2-3 h,波动由西南向东北方向传播,方向与地面风向相反.沿波的传播方向,地面观测的逐时降水量呈波动特征,周期约为2h.对流层上层中尺度重力波减弱后,雷达降水回波强度出现显著的波动特征.对流层上层中尺度重力波生成在朝向脊区传播的高空急流出口区下方,300 hPa环境场具有显著的切变不稳定特征.波动生成在理查逊数小于0.25的地区,在中尺度重力波生成的高度上,暖平流强,风速低,风切变大.中尺度重力波生成地区出现显著的不平衡气流,拉格朗日罗斯贝数大于0.7,水平散度倾向出现明显的大值,其中-▽w·(e)v/(e)v的量级明显大于其他各项,表明对流层上层重力波的生成及发展与环境场的显著风切变有关.     

溃变理论在滇东南暴雨预报中的应用

根据溃变原理的非规则结构分析方法,对红河州1980—2015年259场暴雨过程进行了检验分析、合成分析和预测应用,计算分析了超低温及低频重力波指数与暴雨出现的相关性。结果表明:暴雨前12~36h,(低涡)切变暴雨、孟湾风暴(南支槽)暴雨、副高外围暴雨、西行台风暴雨和辐合区暴雨在探空站的V-3θ结构信息图上分析出明显的先兆特征,集中表现为对流层高层出现超低温、3θ曲线的非均匀结构、中低层的充沛水汽条件和整体顺滚流;超低温越强,未来12~48h降雨也会增大,但是超低温现象出现频率较大,需配合其他条件判断暴雨的出现;低频重力波稳定指数与未来24h降雨存在显著负相关,即低频重力波稳定指数越小,降雨量越大,前24h的低频重力波稳定指数值对暴雨指示意义最强,当低频重力波稳定指数值为-0.2^-0.4时发生暴雨的频率最高。     

一次梅雨锋暴雨过程中的重力波特征

利用中尺度数值模式WRF模拟了2007年7月7~9日江淮地区发生的一次梅雨锋暴雨过程,通过动力分析和Morlet小波分析方法研究了此次梅雨锋的重力波特征。结果表明:2种非平衡流诊断指标(Ro和ΔNBE)简易有效,梅雨锋暴雨过程中的中尺度重力波系统垂直结构十分清晰;强波动发生时段集中在7日20时至8日06时,30~80 min短周期重力波能量远高于长周期;重力波在低层表现强烈,中高层的短周期能密度中心出现更早;最强波动时段与强对流相对应,波动与对流形成耦合,动力与统计分析相互补充,效果较好。     

2014年3月28—31日肇庆强降水和强对流天气的分析

利用常规观测、MICAPS、NCEP再分析和自动气象站资料,对2014年3月29—31日肇庆强降水和强对流天气的天气形势、物理量诊断、单站气象要素演变特征、环境条件及能量场进行了分析。结果表明:强对流天气发生在200 h Pa高空急流轴南侧辐散分流区、500 h Pa高空槽前强西南气流、850 h Pa低空急流和地面显著流线汇合的重叠区域;气压最低值出现在强降水峰值出现前1~2 h,强降水发生前2~3 h,气压突降;温度和露点温度的差值在0.5℃以内的时段与强降水集中的3个时段基本吻合;暴雨临近至暴雨发生期间总温度在肇庆附近维持强梯度,暴雨区向正变温平流的下风方向移动;总温度高中心配合地面中尺度辐合线,导致肇庆大暴雨。     

城市边界层过程在北京2004年7月10日局地暴雨过程中的作用

从大量的观测事实入手,结合简要的理论分析,揭示发生在北京城区的一次相对孤立的β中尺度对流暴雨系统的启动机制以及城市边界层在这次局地暴雨过程中的作用.研究结果表明:(1) 2004年7月10日北京暴雨前后,局地水汽和天气尺度低空水汽输送条件是非常有利的,但是天气尺度系统的垂直运动对这次北京局地暴雨是存在抑制作用,至少没有明显的帮助.这一点与区域性降雨带中出现的中尺度暴雨中心具有明显区别.(2)暴雨发生在偏南暖湿气流中,首先,可能是位于北京西南的河北涞水和易县附近强雷暴群激发的重力波传播,触发对流不稳定能量释     

一次东移西南涡过程的平流层重力波特征研究

基于WRF模式对2011年6月16—19日一次东移西南涡过程的模拟,开展了西南涡激发平流层重力波的特征研究。东移西南涡可以分为发展、强盛和减弱3个阶段,每个阶段均伴随着强降雨天气,但由于降水位置和强度的不同,平流层重力波的分布和强度也不同。西南涡发展阶段,平流层重力波主要位于低涡的东侧,并向东北传播;西南涡强盛阶段,伴随对流降水的强度和范围明显增大,平流层重力波的振幅和范围也显著增大,且围绕西南涡的东侧和南侧呈现出半环状的重力波分布特征可分为两支,东侧波动波列表现为东北西南向分布,南侧的波列表现为东—西向分布;西南涡减弱阶段,重力波的振幅和范围均减小。波谱分析表明,重力波的纬向波数频率谱关于零频率呈非对称分布,且随着西南涡的增强,波谱在小尺度范围显著增大,即强对流更容易激发出小尺度的高频波;经向波数频率谱在波数较小谱段关于零频率基本呈对称分布,但在波数较大谱段,也呈非对称分布,这说明受平流层东风气流的影响,重力波主要向东传播。     

“5.10”岷县短时暴雨斜压锋生特征和不稳定条件分析

利用常规气象观测资料、加密自动站雨量和NCEP l°×l°再分析资料,对2012年5月10日甘肃岷县一次短时暴雨并引发山洪的强对流天气成因进行综合分析。结果表明:此次致灾严重的局地性短时暴雨的影响系统斜压性显著,500 h Pa高空槽后较强冷平流和槽前暖湿平流强烈交汇,地面到500 h Pa锋生作用明显。从天气系统基本配置类型看,500 h Pa斜压槽、700 h Pa低涡切变及暖湿气流、地面冷锋是这次强对流过程的影响系统。物理量诊断表明,中低层冷暖平流较强,锋生函数在10日午后明显增强,锋生函数正值区前侧出现强中尺度雨团,雨团朝锋生函数梯度方向移动。此次强对流过程中,大气为条件不稳定,700—300 h Pa温差达-49℃。斜压锋生作用的逐渐增强导致不稳定条件增强,进而导致上升运动发展,是产生本次短时暴雨天气的根本原因。     

Effects of Averaging Period on Energy Fluxes and the Energy-Balance Ratio as Measured with an Eddy-Covariance System

The eddy-covariance method is an important technique for investigating the exchange of energy and substances between the atmosphere and an ecosystem. However, an inappropriate averaging period leads to inaccurate fluxes and a low energy-balance ratio (EBR). The effects of various averaging periods on fluxes and the EBR are analyzed using flux data from the entire growth stage of maize measured with an eddy-covariance system in northern China. We find that the relative error of the flux between an averaging period of 10–60 min and the commonly used averaging period of 30 min is within 3%. When the averaging period is between 10 and 60 min, the magnitudes of fluxes increase with the length of the averaging period at various growth stages. For averaging periods exceeding 60 min, the magnitudes of fluxes vary significantly, particularly for periods longer than 120 min. In general, \({ EBR} > 0.8\) in the maize field, tending to increase within periods of 10–60 min, but decreasing rapidly at various growth stages for averaging periods longer than 120 min. Ogive functions indicate an optimal averaging period of the seedling–shooting and shooting–heading stages is approximately 10–30 min, and that of the heading–filling and filling–maturity stages is 30–60 min.     

大气对流层重力波研究进展

重力波对暴雨等强对流天气有着触发机制的作用,甚至影响着大气环流、大气结构和演变.综合近50年来国内外有关大气对流层重力波的研究成果,为重力波的进一步研究提供参考.多年研究表明：暴雨等强对流系统、山脉地形等为对流层重力波波源;重力波强度与风垂直切变、背景绝对涡度成正比,传播速度与波的振幅、水平波宽成正比,重力波在稳定大气中得到了加强,潜热加热有利于重力波的形成;重力波的探测手段为微压器、卫星、雷达观测等,通过重力波探测目前基本掌握了重力波的日、月、季节的活动规律.     

Characteristics and possible formation mechanisms of severe storms in the outer rainbands of Typhoon Mujiga (1522)

To better understand how severe storms form and evolve in the outer rainbands of typhoons, in this study, we investigate the evolutionary characteristics and possible formation mechanisms for severe storms in the rainbands of Typhoon Mujigae, which occurred during 2–5 October 2015, based on the NCEP–NCAR reanalysis data, conventional observations, and Doppler radar data. For the rainbands far from the inner core (eye and eyewall) of Mujigae (distance of approximately 70–800 km), wind speed first increased with the radius expanding from the inner core, and then decreased as the radius continued to expand. The Rankine Vortex Model was used to explore such variations in wind speed. The areas of strong stormy rainbands were mainly located in the northeast quadrant of Mujigae, and overlapped with the areas of high winds within approximately 300–550 km away from the inner core, where the strong winds were conducive to the development of strong storms. A severe convective cell in the rainbands developed into waterspout at approximately 500 km to the northeast of the inner core, when Mujigae was strengthening before it made landfall. Two severe convective cells in the rainbands developed into two tornadoes at approximately 350 km to the northeast of the inner core after Mujigae made landfall. The radar echo bands enhanced to 60 dBZ when mesocyclones occurred in the rainbands and induced tornadoes. The radar echoes gradually weakened after the mesocyclones weakened. The tops of parent clouds of the mesocyclones elevated at first, and then suddenly dropped about 20 min before the tornadoes appeared. Thereby, the cloud top variation has the potential to be used as an early warning of tornado occurrence.     

梅汛期区域性暴雨的多尺度分析及临近预警

利用常规观测数据、NECP1°×1°逐6 h再分析资料、FY2E卫星黑体亮度温度TBB资料以及南京、常州多普勒天气雷达产品,对2012年江苏出梅之前的最后一场区域性暴雨过程进行多尺度分析。在此基础上,探索该类暴雨的临近预警线索,结果表明:(1)此次过程的雨带呈准纬向分布,属于典型的梅汛期静止锋降水。过程中主要有两次降水集中时段,两个阶段的降水性质存在差异,但都具备较高的降水效率。(2)中高纬大范围稳定的阻塞形势,为此次持续性暴雨过程的产生提供了有利的大尺度环流背景。而在此过程中,两段降水集中期的形成与地面触发系统的出现和维持有着较为密切的联系。(3)此次过程中两段降水集中期内的物理量特征以及TBB的演变情况和其对应的降水特征存在异同。(4)雷达特征分析表明,此次过程具有较高的降水效率和较长的持续时间。实际业务工作中可以通过判断回波的质心高度和边界层风速有无跃增来估计降水效率的潜势。当推断较高的降水效率潜势将持续较长时间时,应及时发布暴雨警报。     

江西暴雨气候特征及降水极值重现期分析

利用1961—2020年江西省83个国家气象观测站日雨量资料,采用线性倾向估计法、年最大值法以及耿贝尔Ι型极值分布理论,对江西年平均暴雨日数、暴雨降水量、暴雨贡献率、暴雨强度等的变化特征以及不同重现期的降水极值进行了分析.结果表明:1)江西各地年均暴雨日数呈西南向东北递增分布;大部分地区年暴雨日数呈增加趋势,并呈现西部和南部增加略慢,东部和东北部快速增加态势;尤其是江西东北地区既是暴雨高发中心,同时也是暴雨日数增长中心.2)江西各地年平均暴雨降水量和暴雨贡献率均呈东北多、西南少分布;景德镇和上饶为暴雨降水量和暴雨贡献率高值区也是增长中心;赣州北部和吉安南部为暴雨降水量和暴雨贡献率低值区,但呈现明显增长趋势.3)江西各地平均暴雨强度呈现较明显的北部大、南部小的分布特征;暴雨强度呈现西部增强、东部减弱的趋势.4)江西不同重现期的日雨量极值呈现东北大、西南小的分布,高值区主要分布在上饶、景德镇和抚州一带,低值区主要在吉安南部和赣州.     

A climatic study of severe storms over Bulgaria produced by Mediterranean cyclones in 1990−2001 period

Over south-eastern Europe, severe weather events are often associated with Mediterranean cyclones. This paper presents a climatic study of severe storms over Bulgaria produced by synoptic-scale Mediterranean cyclones, which are the main high-impact weather systems for the region during the winter season. The study is based on a synoptically oriented data set that contains systematic information about the pronounced Mediterranean cyclones including their life and trajectories over the Mediterranean area and the severe storms over Bulgaria produced by them. The definition of a severe storm is a storm in which the wind speed and precipitation exceed thresholds of 15 m/s and 30 mm/24 h, respectively. The observed severe storms were split into two groups by the number of districts where they have caused damages. During the last years a trend of decreasing numbers of initiating synoptic-scale Mediterranean cyclones has been observed. However, the number of those producing a high-impact weather phenomenon over Bulgaria has increased. In these high-impact cases, the observed paths of the cyclones are connected to the specific circulation conditions over the region. In the most severe cases, almost 80% of the cyclones move through the southernmost parts of Balkan Peninsula and for a large portion of them, this motion is associated with a blocking regime in the mid-level mass field.The development of such Mediterranean cyclone cases has been studied and results are presented here. The results illustrate the synoptic-scale mechanisms for intensification of a feeding flow of Mediterranean air towards the area affected by extremely severe weather.     

山东一次区域性暴雨中尺度特征分析

利用常规资料、地面自动站资料、FY2C卫星云图TBB和多普勒天气雷达资料,对2009年5月9—10日发生在山东的春季区域性暴雨进行分析和研究。结果表明:①强降水是在低层冷空气和深厚西南暖湿气流交汇的过程中产生的,副高异常偏强,制约850～700hPa切变线和地面辐合线停滞少动,产生较长时间的降水。②地面辐合线的形成和维持激发了边界层的辐合上升运动,为暴雨区提供了充足的水汽,冷空气从边界层楔入,与暖湿气流汇合并抬升暖湿气流辐合上升,使上升运动加强,降水增幅。③中尺度对流系统是造成暴雨的主要中尺度系统,多个单体更迭并移经同一区域,形成"列车效应"而产生区域性暴雨。④雷达径向速度图中逆风区和不同高度(超)低空急流的大小对短时强降水预报有一定的指示意义。     

暴雨和中尺度气象学问题

对近年来暴雨和中尺度气象学的进展进行了综合评述，这包括（１）暴雨发生的条件；（２）强风暴和中尺度对流系统概念模式；（３）中尺度系统的数值模拟；（４）中尺度动力学问题；（５）暴雨预报等。对于暴雨和中尺度气象学将来研究的问题也作了讨论。     

2011年春季河南久旱转暴雨的环流特征及成因分析

利用常规气象观测资料、NCEP/NCAR 1°×1°和2.5°×2.5°全球再分析资料,对2011年5月河南久旱转暴雨过程的影响系统及环流演变特征进行分析。结果表明,暴雨产生在高空槽前、中低层切变线南侧、低空急流出口左侧强的低空辐合区。将干旱期间与暴雨时段大尺度环流场进行对比分析得出,干旱期间500 hPa高度场长期维持＂西高东低＂的环流形势,暴雨时段环流迅速调整为＂东高西低＂,上游也由干旱时期的高度正距平转为负距平,下游由高度负距平转为正距平。干旱期间西风急流和南亚高压主体均较偏南,暴雨时段二者均快速加强北移,暴雨区恰好位于二者交汇的高空强辐散区。干旱期间AO指数及NAO指数均为正值,当二者先后由正值转为负值时,有可能预示着后面将有强降水发生。