对流云合并的国内外研究进展

对流云合并是暴雨、冰雹等灾害性天气过程中常见的一种现象,对流云合并能促进云体的发展,产生更多的降水,并引发强对流天气。本文围绕对流云合并研究现状,从基本概念、观测事实、合并的影响、合并机制等方面,来总结国内外的相关进展,并对合并现象的未来研究和发展方向进行了探讨。时空分辨率更高、探测内容更丰富的新型大气探测资料的应用以及借助数值模式来有效模拟合并的物理过程是对流云合并研究的主要发展方向。     

基于肇州县对流天气成因分析一次强对流天气的气象服务过程

正1引言强对流天气,是指出现短时强降水、雷雨大风、龙卷风、冰雹和飑线等现象的灾害性天气,它发生在对流云系或单体对流云块中,在气象学上属于中小尺度天气系统。这种天气的水平尺度一般小于200公里,有的仅有几公里。这种天气破坏力很强,它是气象灾害中历时短、程度剧烈、破坏性强的灾害性天气。目前党中央、国务院对防灾减灾工作越来越重     

发生短时强降雨的对流云合并作用分析

利用静止气象卫星、新一代多普勒天气雷达、地面、wrf数值模拟和LAPS再分析资料,对2013年6月30日皖南山区一次短时强降雨过程中的对流云合并现象进行了观测和分析。综合观测显示,这是一次由三个强弱不同的对流云先后发生合并的过程;强弱不同或强度相当的两对流云合并后的新对流云系统短时间内强度是增强的。分析认为,山区夏季对流云合并发生在水平垂直风切变及垂直涡度增大的湿斜压不稳定增强的环境中;对流云合并过程中伴有中气旋、地形涡等中γ系统形成,中气旋与地形涡系统内的强烈垂直运动导致低层形成辐合的垂直环流是山区短时强降雨触发机制。     

应用多普勒天气雷达资料分析强对流天气的垂直廓线特征

利用石家庄多普勒天气雷达资料,对2004-2007年的22次冰雹和39次短时强降水天气过程中的各要素进行了对比分析.结果表明:在单体对流云和积层混合型对流云中,冰雹回波的强度、高度均强(高)于短时强降水,并且单体对流云型冰雹和短时强降水的回波强度和顶高均强(高)于积层混合型,积层混合型对流云出现短时强降水比例高于冰雹.在回波中层,短时强降水主要为偏东风和偏南风,冰雹主要为偏西风、偏北风;冰雹平均风速大于短时强降水,在3～6 km的高度风速显著增加.强对流天气出现前均呈现低层辐合,高层辐散;都有较强的上升运动,在天气过程出现后冰雹的下沉运动更强;当高层辐散量大于低层辐合量时,对流云发展加强,反之减弱.     

基于FY-4卫星资料分析暴雨云系特征

本文利用FY-4气象卫星单通道云图和多通道组合，以2019年7月28日四川省眉山市的一次暴雨过程为例，分析暴雨云系的演变和微观物理性质等特征，结果表明:此次暴雨过程中出现两次对流云团的合并，云团的合并造成了暴雨区域和强度增大，属于多个对流云团多次合并，暴雨云团中有强烈的大尺度垂直上升运动，整层大气水汽充足，为强降雨提供了较好的水汽输送和动力条件。多通道RGB合成图能以色彩的形式有针对性地突出对流系统、冷暖气团、云粒子相态等属性，造成此次暴雨过程的对流云团主要为伴随强烈上升气流的由冰粒子组成的高层积雨云。FY-4气象卫星在暴雨等强对流天气监测中有着重要的作用，补充了常规天气资料分析的不足，为短时天气预报提供一种思路。      

2009年7月7日南京短时暴雨的中尺度特征分析

利用FY-2C卫星红外辐射亮度温度(T_BB)资料、多普勒天气雷达资料、加密自动站资料、NECP再分析资料、常规观测资料对2009年7月7日发生在南京地区的一次短时大暴雨过程的中尺度特征进行分析,结果表明:在有利的天气尺度背景形势下,多个中尺度对流系统在南京地区合并,合并后的中尺度对流系统强度强,移速慢,造成了南京地区的强降水。这次短时暴雨的中尺度特征在云图T_BB资料上表现为对流云团合并后强度和范围显著增强,移速缓慢,T_BB梯度大值区在南京地区停留;在地面风场上体现为南移的中尺度辐合线与南京地区局地生成的中尺度辐合中心合并,使得地面风场辐合显著增强;在雷达回波上表现为,南京地区上空不断有对流单体并入形成大面积高效率降水回波,镶嵌其中的γ尺度对流单体沿着相同方向依次通过南京地区。分析中还发现,低空急流、低空切变线是这次短时暴雨天气过程的重要影响系统,利用多普勒雷达资料可以识别和分析它们的发展、变化特征,为短时暴雨的临近预报提供依据。     

四川盆地暴雨过程对流云合并特征初探

利用FY-2E静止气象卫星的云图资料,对2012—2018年夏季(6—9月)发生在四川盆地眉山市内的35次区域性暴雨过程进行分析,探索研究暴雨过程中对流云合并现象的特征。结果表明:暴雨过程中有88%出现了对流云合并,对流云合并是造成暴雨强对流天气过程的重要影响因素;按照合并云团的数目以及合并次数,可将合并过程分为两个对流云团合并、多个对流云团同时合并和多个对流云团多次合并三大类;同时暴雨过程里的合并现象与合并云团之间的距离、面积比例、最低亮温差及最低亮温平均值有密切的联系。     

2009年江苏一次强对流天气过程的遥感监测

以卫星水汽图为主,结合可见光云图、雷达资料和常规天气观测资料,分析2009年6月5日发生在江苏徐州沛县的一次冰雹、龙卷天气,结果表明：卫星水汽图中动力异常区与对流系统的交界处和可见光云图上两个对流云团出流边界处触发的新的雷暴云团区域容易产生龙卷等强对流天气;水汽图上的水汽输送带与可见光云图的对流云系相一致,并且水汽图像特征与导致垂直运动和气流变形场的大尺度天气过程有关系,代表着对流层中上部的动力特征;强对流天气发生在低亮温对流云团中。高时空分辨率的卫星和雷达遥感资料很好地反映了短时强对流天气系统的发展与演变,有效地补充了常规天气资料分析的不足,为短时天气预报提供一种思路。     

TBB资料的处理及应用

在汛期的短时预报工作中，常规资料从时间分辨率和空间分辨率都不能满足短时预报，尤其是灾害性天气的临近预警的需求。TBB资料以其高时空分辨率能够很好地反映强天气系统的发生、发展和消亡，尤其能定量指示对流云的发展高度，通过分析TBB资料，找出了可以进行强对流天气临近预警的关键区和关键指标，尤其当亮温在-63℃～-80℃时对暴雨的产生有很好的指示作用，强对流的面积和层次的变化对暴雨也有很好的指示作用，不但可以大大降低灾害性天气的漏报率，也在短时预报的精细化和准确率上有明显提高。同时，还提供了TBB资料处理和实时显示系统，处理部分包括用MATLAB编程将9210下传的每小时1次的TBB资料转换成图像文件，实时显示系统具有动画、统计和单点显示等功能。     

沙坪坝区2014年4月18—19日强对流天气过程成因分析

利用常规气象资料、卫星资料和永川多普勒雷达资料,对2014年4月18日凌晨和19日凌晨沙坪坝区出现的强对流天气过程进行分析,结果表明：强对流天气过程发生在地面热低压发展,高原多短波槽东移的环流背景下,高空急流在重庆上空的维持是强对流天气连续出现的重要原因;影响沙坪坝区的强对流天气出现在对流云团的合并阶段;18日凌晨的对流回波具有典型的冰雹特征,19日凌晨的强回波具有短时强降水回波的结构特征。     

黑龙江省2005年7月20日短时暴雨雷达回波分析

对黑龙江省2005年7月20日的一次短时暴雨天气过程的卫星云图和新一代雷达资料进行分析,得出此次过程中回波特征及其发生、发展的演变规律,总结出对灾害性天气临近预报的一些有指示意义的信息。     

基于葵花8号卫星资料的沈阳两次暴雨过程中对流云特征对比分析

应用葵花8号卫星资料,结合NCEP FNL再分析、GNSS遥感水汽、风廓线雷达、全国智能网格实况融合分析资料,对2017年7月14日和2018年8月7日沈阳两次暴雨过程(分别简称过程Ⅰ和过程Ⅱ)中对流云特征进行了比较分析,重点探讨了对流云的触发维持机制与影响降水特征差异的因素。结果表明:(1)两次过程分别为局地突发暴雨和区域性极端暴雨,沈阳市区暴雨均由两个对流云团引发,对流云团合并使得降水持续。过程Ⅱ云团合并发生在其移动方向的后侧,具有后向传播特征,合并云团沿其长轴方向移动影响沈阳市,使降水时间延长。(2)在降水前至降水初期,过程Ⅰ对流云顶和水汽层顶快速上升且云顶迅速超过水汽层顶,而过程Ⅱ亮温下降缓慢。短时强降水发生前红外和水汽亮温同步快速降至-60℃,可作为提前预判对流云团产生短时强降水的参考指标。10 min雨量大于10 mm的对流云云顶集中分布在红外亮温低于-55℃、亮温差为-5~0℃的范围。(3)两次过程中,沈阳市分别位于东北冷涡后部和副热带高压北缘。过程Ⅰ,探空曲线呈“X”型,CAPE高达2584 J·kg^-1,造成对流云深厚,云底以下干层导致雨滴蒸发,使降水强度减弱,该过程高强度降水仅发生在对流云团合并加强阶段。过程Ⅱ,云底到地面湿层明显,保证了雨滴降至地面,产生相同量级降水的云团的TBB比过程Ⅰ高。(4)强降水发生前,地面风场存在明显辐合,当大气可降水量2 h内跃增8 mm时,站点出现强降水;局地水汽跃增可能是低空西南气流偏南分量增大或偏北冷空气侵入到暖湿空气中所致。     

一次梅雨期暴雨过程的中尺度天气系统

近年来,我国正在大力加强一些灾害性天气的监测和短时预报工作。作好短时预报的前提,是要对各种天气过程有更细致的了解,因此,近年国内外中小尺度天气分析研究得到蓬勃的发展,本文就是在这方面作的一个尝试。 对梅雨期间的暴雨过程进行中尺度分析的工作,过去已有不少,但大多使用1小时降水资料进行雨团分析。这种按小时人为的划分,模糊了自然的降水过程,而且分析所     

两次对流云合并过程的双偏振雷达观测研究

为了研究对流云合并过程中的微物理特征,利用2008年7月在安徽寿县进行观测的双线偏振多普勒天气雷达的资料,对两次不同类型的对流云合并过程进行了观测分析,研究合并后对流云中偏振量和粒子相态的变化情况。结果表明,卫星云图观测到的对流云合并过程在雷达回波上表现为小回波块之间的合并;回波合并以后强度、径向速度和差分传播相移率等物理量均增大,差分反射率因子大值区向回波连接处转移,并出现一个与大值中心相对称的负值区;合并时在连接处出现一片雨水区,并且只有在中下部开始的合并过程中才会出现冰相粒子增多的现象。     

江淮夏季对流云合并发生的天气学条件

应用NCEP再分析资料,根据2005—2006年江淮地区夏季33个对流云合并的个例发生的条件和环流背景分析研究,得出了对流云合并发生的5种天气系统类型：华北槽前型、华北槽后型、副高内部型、副高外部型和东风系统型;不同的天气系统类型触发对流云合并的热力学和动力学物理条件也不同;山区地形对地面气温和能量的影响与对流云的发生和合并有密切关系。     

SWAN系统灾害性天气监测模块的二次开发与应用

应用C#语言编程,针对河南省本地业务需求,对灾害性天气短时临近预报业务系统(简称SWAN系统)灾害性天气监测模块进行了二次开发,实现了实时业务运行。添加了SWAN系统服务器端灾害性天气实时监测模块的监测功能,使系统服务器端定时处理雷暴和冰雹灾害性天气报文、及时准确地生成雷暴和冰雹灾害性天气监测产品,改进了客户端灾害性天气实时报警功能,使客户端界面能直接清晰地显示灾害性天气图标而非灾害性天气信息提示框,解决了实际业务中强对流天气多发时段内SWAN系统客户端显示界面灾害性天气监测产品与其他预警、预报产品之间辨别困难的不足。通过2014年7月一次河南省大范围强对流天气实例,对比分析了二次开发前后该系统在实际业务中的应用情况可知:对灾害性天气监测模块进行二次开发后的SWAN系统平台有助于预报员更及时、快捷地了解灾害性天气实况,在河南夏季强对流天气多发时段的灾害性天气监测和预警预报工作中具有更良好的应用效果。     

地面自动站要素实时收集系统

短时临近预报必须有在时间和空间上进行加密的实况信息,因为短时灾害性天气都是中小尺度天气系统造成的,中小尺度天气系统具有生命史短、空间尺度小特点,只有在时间和空间上足够小的网格才能对中小尺度天气系统识别、跟踪,并对其进行短时临近预测。     

毕节地区雷电监测、预报、预警方法研究

利用闪电定位监测系统、天气雷达系统、地面气象站构成雷电监测网络,结合气象卫星资料、高空探测资料和天气影响系统进行综合分析,进一步了解、掌握雷电发生发展物理过程和雷电形成机制,做出雷暴天气潜势、短时和临近预报、达到对雷暴等强对流灾害性天气的监测和预警。     

南疆西部两次短时强降水天气中尺度特征对比分析

利用常规气象探测、FY气象卫星、多普勒天气雷达、地面自动站资料以及NECP、EC高时空分辨率再分析资料,对比分析了2014年8月30日(简称"8.30")和9月8日(简称"9.08")南疆西部两次短时强降水天气中尺度特征。结果表明:"8.30"过程发生在高压脊前西北气流内,"9.08"过程出现在低涡底部平直西风带内,两次过程中地面和低空中尺度辐合线均是短时强降水的重要影响系统;造成短时强降水的β中尺度对流云团发展迅速、移动快,两次短时强降水分别产生在对流云团TBB梯度最大处和发展过程中范围最大时。两次过程在雷达回波特征方面存在明显差异,对流风暴质心高度明显不同,"8.30"过程影响系统为高质心γ中尺度超级单体,最强回波高度6 km,具有中低层辐合、高层辐散、旋转特征;"9.08"过程影响系统为低质心γ中尺度普通单体风暴,最强回波高度2 km,雷达径向速度上两次过程边界层辐合线对对流风暴的产生和加强有重要作用。     

昆仑山北坡短时强降水天气分型及雷达回波特征分析

应用昆仑山北坡小时、分钟降水资料以及和田C波段多普勒天气雷达资料,分析近8年该区域短时强降水天气分型,对比分析对流云与混合云2型5类短时强降水的回波强度、顶高、垂直液态含水量等回波特征量值以及持续时间的差异.得出昆仑山北坡短时强降水中,中亚低涡(槽)型环流形势和块状多单体回波最多,昆仑山北坡无超级单体回波.需高度关注3...