地形对2011年9月华西致灾暴雨强迫作用的数值模拟研究

运用GRAPES_Meso模式对2011年9月16-18日发生在陕西、四川的连续特大致洪暴雨过程进行数值模拟.通过对比3套敏感性试验结果,揭示了气流与地形相互作用对本次致灾暴雨的影响,结果如下:(1)16-18日在台风和蒙古高压共同影响下,850 hPa在黄、渤海形成偏东水汽通道,使大量水汽经华北平原输送至华西地区,气流被秦岭分割为南北两支,北支在秦岭北侧受到迎风坡阻挡,形成强迫抬升和水汽辐合中心;南支暖湿气流从东部灌入汉中平原,受到“喇叭口”地形挤压而辐合上升.(2)平原与高大山脉的交错相间地形导致条带状正负垂直运动带产生,在垂直方向上形成强烈的抽吸作用,加之该地区16-18日丰沛的水汽交汇,从而引发大范围强降水.(3)海拔高度与地表起伏度均对降雨有较大影响,在同样海拔情况下,地表起伏度越大,就越容易产生暴雨.     

榆林市致灾暴雨的时空分布特征

利用1971—2012年42a榆林市12县区气象台站逐日(20—20时,下同)降水资料,对致灾暴雨的时空分布特征进行统计,分析发现:榆林平均每年出现致灾暴雨3.5次,在地域上呈南部多于北部、东部多于西部分布;致灾暴雨多出现在7—8月,占致灾暴雨总次数的73%;致灾暴雨强度最大的时段出现在7月下旬至8月上旬;西太平洋副高偏北偏强、东亚大槽偏东偏弱、东亚季风偏强,亚洲区极涡偏弱时,有利于榆林产生暴雨;榆林东部的黄河沿岸暴雨多,与偏南气流和偏东气流受地形阻挡作用强迫抬升,并在榆林东部形成辐合有关。     

榆林市致灾暴雨的时空分布特征

利用1971-2012年42a榆林市12县区气象台站逐日（20一20时,下同）降水资料,对致灾暴雨的时空分布特征进行统计,分析发现：榆林平均每年出现致灾暴雨3．5次,在地域上呈南部多于北部、东部多于西部分布;致灾暴雨多出现在7—8月,占致灾暴雨总次数的73％;致灾暴雨强度最大的时段出现在7月下旬至8月上旬;西太平洋副高偏北偏强、东亚大槽偏东偏弱、东亚季风偏强,亚洲区极涡偏弱时,有利于榆林产生暴雨;榆林东部的黄河沿岸暴雨多,与偏南气流和偏东气流受地形阻挡作用强迫抬升,并在榆林东部形成辐合有关。     

四川省主汛期致灾暴雨的环流背景分析

利用1984—2010年四川地区暴雨致灾经济损失调查表以及1981—2010年6—9月四川地区逐日降水资料和NCEP再分析资料,探讨了暴雨洪涝年和干旱少雨年的影响环流系统的差异,结果表明:2000—2010年暴雨致灾经济损失较前10年增加了80.6%,致灾暴雨发生站次增加了38%。致灾洪涝年暴雨发生的6—9月环流背景特征是:南亚高压在"西涝东旱"年环流比"东涝西旱"年偏强;副高586dagpm位于四川和重庆以南的地区。洪涝年7月开始副高有明显的准双周左右的振荡周期,西风环流指数较干旱年波动较大,对流层中高层东亚中高纬大气环流出现14天左右的低频振荡,高原低涡具有14天左右的振荡周期。低纬度西南气流多次向中高纬输送,孟湾地区水汽通量较常年偏强,且进入四川地区的水汽通道通畅。     

2003年淮河流域致洪暴雨的环流演变

使用EC模式的格点高度场和风场资料,分析2003年6~7月欧亚地区环流形势演变特征与安徽淮河流域致洪暴雨的关系发现:淮河流域的强降雨能持续14 d之久,是500 hPa高空超长波维持2波、长波交替出现5~6波、高纬度为阻塞环流形势以及副热带高压脊长时间稳定在23~27°N偏北位置诸因子共同作用的结果。     

1991年江淮暴雨洪涝致灾因素及成灾规律

从异常天气气候条件和人为因素两方面,分析了1991年江淮暴雨洪涝的致灾因素;从水量平衡出发,探讨了洪涝成灾规律,并分析了1991年洪涝灾害实况。     

江淮流域持续性暴雨过程前期环流特征

利用NCEP逐日再分析资料,通过合成分析以及滑动平均的低通滤波效果分析在江淮地区持续性暴雨过程发生前的环流场特征。研究认为持续性暴雨过程前期环流特征主要有以下几点:澳大利亚高压强度变化幅度小,马斯克林高压强度变化幅度大,两者之间呈现此消彼长的关系;副热带高压明显比常年偏强,脊线平均位置偏南,西脊点平均位置偏西;南亚高压属于西部型,强度偏弱,东伸脊点偏东;南亚高压的东伸脊点与副高的西伸脊点具有明显的相向而行,相背而去的活动特征;副高脊线比南亚高压脊线偏南4～6个纬距,并且两者具有步调一致的南北移动,但是南亚高压脊线移动时间比副高脊线提前1天左右。     

2011年渭河和汉江上游秋汛期环流特征及暴雨致洪成因

利用气候统计和天气分析方法,结合气象和水文资料,对2011年9月华西秋雨的时空分布特点、大尺度环流形势及相关流域的洪水与秋雨关系进行了分析。结果显示,2011年华西秋雨主雨区位于渭河、汉江上游及渠江流域,雨区集中和强降水时段集中是2011年华西秋雨的主要特点。分析大尺度环流表明,欧亚中高纬度地区位势高度距平场从西北到东南呈现"+-+"的典型波列分布,副热带高压的东西摆动和稳定维持直接影响雨带位置变化,西风槽与高原槽的叠加导致了大范围的强降水。渭河和汉江上游流域水位变化与流域强降水过程有很好的对应关系。与秋汛期历年洪涝年比较,2011年渭河和汉江上游流域秋汛期总降水量低于2003年,但暴雨过程集中、强度大导致该流域出现自1983年以来最大洪水。     

1995年初夏致洪暴雨环流特征

本文分析了1995年初夏我省出现的二次暴雨天气过程中500hPa高纬度地带双阻型向单阻型的环流调整及西风环流指数演变情况,表明500hPa双阻型及单阻型及西太平洋副高稳定是这二次暴雨天气过程的环流背景,且河西走廊低槽及高原东侧的短波槽不断东南移动时对降水加强的贡献。     

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。     

贵州省主汛期暴雨的气候特征分析

利用1981—2010年30 a贵州省83个地面气象观测站月降水量和月暴雨日数资料,采用合成、方差分析和经验正交函数（EOF）分解,着重讨论贵州省主汛期6-7月暴雨日数的空间分布及其时间演变特征,进而对6-7月暴雨日数EOF第一模态的时间序列作小波分析、趋势分析及突变检验,分析贵州省6-7月暴雨日数时间序列的短期气候特征。结果表明：近30 a贵州省6-7月暴雨日数与降水量的时空分布一致,并对降水量有主要贡献。暴雨日数的空间分布存在3个暴雨多发区和2条暴雨少发带,范围最广、强度最大的暴雨多发区位于省之西南部,大值中心在六枝、晴隆和镇宁附近。暴雨日数时间序列的变化在20世纪90年代是偏多时期,20世纪80年代和21世纪至今是偏少时期。贵州省6-7月暴雨日数EOF第一模态时间序列在20世纪90年代存在显著的3～5 a年际震荡,在1981—2010年间总体变化趋势分为3个时段：1981—1990年、1991—2000年和2001—2010年,呈＂降—升—降＂变化,没有明显的突变点。     

Climatic characteristics of rainstorms in main flood seasons of GuiZhou

利用1981—2010年30 a贵州省83个地面气象观测站月降水量和月暴雨日数资料,采用合成、方差分析和经验正交函数（EOF）分解,着重讨论贵州省主汛期6-7月暴雨日数的空间分布及其时间演变特征,进而对6-7月暴雨日数EOF第一模态的时间序列作小波分析、趋势分析及突变检验,分析贵州省6-7月暴雨日数时间序列的短期气候特征。结果表明：近30 a贵州省6-7月暴雨日数与降水量的时空分布一致,并对降水量有主要贡献。暴雨日数的空间分布存在3个暴雨多发区和2条暴雨少发带,范围最广、强度最大的暴雨多发区位于省之西南部,大值中心在六枝、晴隆和镇宁附近。暴雨日数时间序列的变化在20世纪90年代是偏多时期,20世纪80年代和21世纪至今是偏少时期。贵州省6-7月暴雨日数EOF第一模态时间序列在20世纪90年代存在显著的3～5 a年际震荡,在1981—2010年间总体变化趋势分为3个时段：1981—1990年、1991—2000年和2001—2010年,呈＂降—升—降＂变化,没有明显的突变点。     

中国暖区暴雨的研究进展

利用常规气象观测、多普勒天气雷达、风云2G卫星、ERA5再分析资料,基于多尺度子空间变换及局地多尺度能量分析方法,对2020年1月24—26日广西沿海一次漏报的暖区暴雨天气进行了诊断研究,结果表明：暖区暴雨期间南支槽前西南急流的暖湿输送为暴雨发生提供有利背景场;对流系统不断在越南东北部喇叭口地形作用下触发,受高层气流引导移入广西沿海一带造成明显降水;暖区暴雨的发生发展主要由对流尺度动能主导,两者演变具有较好的匹配关系;对流能量主要来源于对流层中、低层,而在对流层高层为能量的流失;背景尺度向对流尺度的动能转换贡献最大;对流层中层、低层背景流场的正压失稳主导了暖区暴雨的发展;对流层中层对流尺度有效位能向动能的浮力转换进一步促进了系统的发展;动能的空间输送使得对流动能在空间上均匀分配,有利于对流系统平稳发展,使其维持较长生命史并移动较远距离造成多地降水;天气尺度动能转换和气压梯度力做功的贡献很小,体现了暖区暴雨弱天气尺度强迫的性质。

     

黄淮地区两次低涡暴雨的中尺度特征分析

利用自动站资料、卫星云图、新一代天气雷达资料与NCEP再分析资料,分析了2010年7月17—19日黄淮地区低涡暴雨过程中两次强降水过程（分别简称“7．17”过程和“7．18”过程）的环境条件及其中尺度系统发生、发展演变过程。结果表明：（1）两次强降水均发生在充足的水汽输送、大的不稳定能量和较强的辐合上升运动等有利环境条件下,“7．17”过程热力条件更好,降水强度大,但降水范同小;“7．18”过程动力条件更好、强降水落区范围大,但雨强比“7．17”过程小。（2）“7．17”过程累积暴雨带落区位于气旋中心移动路径两侧约30—80km范围内,“7．18”过程累积暴雨、大暴雨带落区位于气旋中心移动路径两侧约70～100km范同内。（3）中尺度雨团（带）和短时强降水主要出现在地面中尺度气旋周围附近,地面中尺度气旋活动的不同阶段强降水落区不同。（4）卫星云图上,两次过程强降水均由发展旺盛的对流云团自西南向东北移动而产生,对流云顶亮温低至210～220K。（5）雷达回波图上,“7．17”过程涡旋特征更明显,“7．18”过程冷暖切变回波带特征更明显。两次过程中尺度雨带与大于等于43dBz的螺旋回波带对应关系较好,短时强降水和螺旋雨带上大于等于48dBz的强回波有较好的对应关系。     

辽宁东南半岛两次北上台风暴雨特征及成因对比分析

利用常规观测资料、NCEP FNL再分析资料、卫星和雷达资料等对2012年台风“达维”（过程1）和2017年台风“海棠”（过程2）导致的辽宁东南半岛两次极端暴雨过程的降水特征及成因进行对比分析。结果表明: 两次过程的降水特征存在差异,过程1是大范围的稳定持续性暴雨,受台风倒槽触发的多个中尺度云团造成的列车效应影响,持续时间长达30 h; 而过程2的小时雨强更大,最强达到113 mm·h^-1,小尺度积云不断新生并涌入到中尺度云团中,雷达图存在后向传播特征,强风暴基本反射率达到50—60 dBz,中尺度辐合风场伸展高度达到9 km,对流云发展更旺盛,过程2的对流性降水特征更明显。过程1暴雨在台风倒槽里发展,过程2在台风输送的暖湿空气与对流层干冷空气的相互作用中产生。两次过程中,台风残涡与副热带高压间均形成了横跨10个纬距的水汽输送带,850 hPa水汽通量均达到20—25 g^-1·cm^-1·hPa^-1·s^-1,比湿和水汽通量散度达到辽宁登陆台风暴雨物理量的预报阈值; 远距离台风对阻挡副热带高压南落和建立北上台风引导气流起到关键作用。过程1受“达维”残涡倒槽影响,辐合层由地面伸展到500 hPa,动力抬升条件更强; 过程2中850 hPa假相当位温达到354 K,由于中层干空气侵入,位势不稳定较强,在大尺度辐合和地形强迫抬升作用下,形成更为深厚对流云,对流性降水特征明显。     

2011年江苏典型和非典型梅雨锋暴雨特征对比分析

2011年江苏梅汛期分为典型和非典型梅雨锋降水两个阶段,针对不同阶段中产生的暴雨,利用常规资料和NCEP/NCAR再分析资料,采用合成平均方法,从天气形势、热力和动力特征方面对其异同进行了分析。结果表明：典型梅雨锋暴雨在500 hPa中纬度低槽和副热带高压的共同作用下产生,暴雨落区在5840 gpm线附近,对流层低层有切变线,近地面梅雨锋特征显著,经向风扰动为深厚的北风,暖湿气流来自于孟加拉湾和南海中北部;非典型梅雨锋暴雨时,中高层江苏处于天气尺度深厚低槽前的西南气流中,冷空气来自东北冷涡后部,低层有倒槽辐合线,近地面锋区较弱,异常强盛的暖湿气流由南海经台湾海峡和东海北上,对流层低层经向风扰动为南风,中高层为北风,暴雨产生在低层南风风速辐合区;两类暴雨的落区均位于锋区暖的一侧以及假相当位温(θse)和比湿(q)大值区的北侧以及强上升运动区。     

月亮山区两次暖区暴雨天气过程双偏振雷达回波特征分析

本文主要利用黔东南榕江双偏振多普勒天气雷达、常规观测和加密自动站观测等资料,对黔东南2020年5月31日及6月8日两次暖区暴雨天气过程的雷达回波特征进行分析,结果表明：（1）月亮山区暖区暴雨的雷达回波主要以积状云回波为主,地形对回波具有明显强迫抬升作用;（2）回波演变主要分为三个阶段,对流回波的“合并增强”,单体后向传播形成长时间的“列车效应”,造成了月亮山区的暴雨过程;（3）径向速度场往往配合逆风区及γ中尺度的气旋式辐合;回波顶高、垂直积分液态含水量伴随跃增现象;（4）暖区暴雨由低质心+高质心回波共同影响造成,发展旺盛的单体生消较快,对流性特征显著;（5）随着质心高度、最大垂直液态水含量及最大回波强度的升高,雨强也会随之增强,但是三者与雨强变化之间存在一定的滞后关系;（6）暴雨以上降水以大雨滴为主,降水强度强,雨滴浓度大;（7）雷达估测的1h累积降水量、3h累积水量及风暴总降水量产品的演变与对应的自动站观测到的实际雨量变化趋势较为一致,但与实况均存在一定的偏差,且随着雨强的增大,误差随之增大;3h累积水量及风暴总降水量两个产品能较好地反映出强降水落区。     

近41年来江南地区暴雨洪涝灾害时空变化特征分析

暴雨和防灾能力建设是影响洪涝灾害发生及其损失变化的重要因素.根据1978—2018年江南地区(沪、浙、闽、湘、赣五省、市)暴雨洪涝灾害数据、气象台站观测逐日降水量资料、社会经济数据,统计分析了近41年江南地区暴雨及其引发的洪涝灾害损失的变化特征及时、空差异,并从降水和社会防治两方面分析其成因.结果表明:近41年来江南地...     

2014年9月大气环流和天气分析

2014年9月环流特征如下：北半球高纬地区极涡为单极型,中高纬地区呈6波型分布,西北太平洋副热带高压与常年同期相当,9月全国平均降水量为80.7 mm,比常年同期（65.3 mm）偏多23.6%;全国9月平均气温为17.1℃,较常年同期（16.6℃）偏高0.5℃。 月内共有6次强降水过程,四川盆地东北部、陕西中南部、河南等地共有113站发生极端连续降水日数事件,陕西中南部、山西西南部、河南西部和四川东北部等地共有96站发生极端连续降水量事件。月内,台风海鸥和凤凰先后登陆我国;华西地区、黄淮大部、华北西南部等地出现持续降雨过程;甘肃、陕西及河南等地前期气象干旱得到解除。