低涡切变暴雨环流特征及物理量特征分析

根据铜仁10个站点2013—2017年雨量资料,选取5—7月的区域暴雨个例,利用常规天气资料和NECP资料,总结了暴雨天气的主要影响系统,对比分析了冷性低涡切变暴雨和暖性低涡切变暴雨的环流特征及物理量特征。分析发现,①冷性低涡切变暴雨的环流特征表现为:500 hPa高空副高脊线稳定,多波动槽,中低层有明显的低涡切变,低涡中心在川渝一带,东移路径;地面无明显锋面,有弱冷空气渗透,多以偏北路径为主,无明显降温;其发生频率是低涡切变型暴雨的33%,以5—6月为主。②暖性低涡切变暴雨的环流特征表现为:500 hPa高空副高脊线稳定,中低层有明显的低涡切变,850 hPa低涡多位于铜仁上空,东移南下路径;地面多为均压场,处于暖低压底部,海上高压后部;其发生频率是低涡切变型暴雨的67%,以6—7月为主。③冷性和暖性低涡切变暴雨物理特征表现为:水汽条件在暴雨发生时段最大,结束时减小;动力条件和热力条件及k指数在暴雨发生前、发生时两个时段逐渐增大(发生时最大),发生后减小;其他不稳定能量条件没有规律;暴雨的发生与不稳定能量的相关性不大。     

2011年6月27～30日钦州连续暴雨过程分析

针对2011年6月27～30日钦州连续暴雨天气,利用MICAPS资料分析天气系统和物理量场的演变.结果表明:此次连续暴雨天气过程是在较稳定的大尺度环流背景下,受高空低涡和低层切变辐合共同影响而造成;暴雨出现与水汽通量散度、垂直速度、K指数等物理量均有很好的对应.     

陕南一次暴雨天气过程的诊断分析

应用常规气象观测资料、NCEP（1°×1°）再分析资料和FY-2C气象卫星资料,对2007年7月28—29日发生在陕南丹凤的暴雨天气进行综合分析。结果表明：贝加尔湖的阻塞高压使得中高纬环流形势稳定,河套低涡、副高位置稳定少动,商洛处于稳定的东高西低的环流形势是本次暴雨的大尺度环流背景;低涡切变,低空西南急流为本次暴雨过程提供了充沛的水汽和能量条件,暴雨区上空存在着明显的水汽通量辐合中心,中层干冷空气由东北向下侵入暖气团,在雨区上空形成对流不稳定区。暴雨区上空900～300hPa都为正涡度区,为一深厚的气旋性涡旋,有利于对流的发展,雨区垂直运动发展旺盛且深厚,为大降雨提供了抬升条件。散度垂直分布从对流层低层到高层呈现辐合一辐散的双重结构,有利于对流的发生发展。     

中山市前汛期暴雨的环流系统分型及成因分析

针对中山市前汛期(4—6月)暴雨降水过程的环流形势场进行分型,对前汛期暴雨形成的动力、热力因子、水汽条件等进行分析。得出:中山市前汛期暴雨有5个主要环流类型,分别为华北槽型、高原东部槽型、南支槽型、西南低涡型以及热带系统型,出现天数最多的为南支槽型;在南支槽型和华北槽型中,高层均存在明显的辐散气流;200~850 h Pa相对涡度差小于零,高层负涡度、低层正涡度相配合为暴雨产生提供了所需的动力条件;暴雨区内低层水汽输送为暴雨的发生发展提供有利的水汽条件;高温高湿的大气层结,为暴雨形成提供有利的对流不稳定条件。     

对2002年夏季咸宁市一次连续性暴雨天气过程的分析

利用2002年7月23—26日500、700、850hPa高空天气图，地面天气图以及高空各层的散度、涡度、水汽通量散度等物理量场资料，对当年7月24—26日发生在湖北省咸宁市的一次连续性暴雨天气过程从环流背景、影响系统、各物理量场等方面进行了分析。结果表明，这一连续暴雨过程是高空槽、冷低压、低涡、切变线、西南急流及地面冷锋等天气系统共同影响的结果，暴雨落区与物理量场存在很好的对应关系。     

蒙贝低涡类环北京暴雨过程分型研究

利用天气观测资料、NCEP/NCAR再分析资料对1998—2008年发生的20例蒙贝低涡导致的环北京暴雨过程进行了分型研究。依据环流特征和天气系统配置,将该类暴雨过程分为两脊一槽型、阻塞型和低涡—副高南北对峙型。其中,两脊一槽型是斜压性较强的冷涡暴雨过程,天气和次天气尺度强迫均对暴雨发生产生影响,水汽来源于对流层低层西南气流的输送。阻塞型具有明显的局地对流暴雨特征,由两高之间宽广低压带上活跃的中尺度对流系统引发,高低空急流区产生的次天气尺度强迫是中尺度对流系统的触发因素之一。低涡—副高南北对峙型是低涡底部发展中的高空槽与北抬西太平洋副高相互作用产生的系统性暴雨过程,这一相互作用常强迫产生西南低空急流,为系统性暴雨的发生提供了充沛的水汽供应。     

弱环境风场条件下华南西部大范围暴雨特征分析

利用ECMWF 2.5 °×2.5 °资料和Micaps提供的常规观测资料,对16例在弱环境风场条件下的大范围暴雨过程进行了分析研究。结果表明：在5—9月汛期期间,华南西部基本上处于高温高湿的状态下,一旦具备有一定的动力触发机制,即使在850 hPa无低空西南急流配合的弱环境风场条件下,依然可以产生大范围的暴雨,甚至特大暴雨天气;在弱环境风场条件下产生大范围的暴雨天气,主要取决于在短时间内中低纬度出现异常环流,表现为华北槽或高原槽在东移南下的过程中发展加深,同时在华南西部的低层流场中出现低涡切变或气旋性拐点,气流辐合,水汽充沛,为暴雨的产生提供动力条件;广西境内的风垂直切变小,以及涡度、散度等物理量特征与暴雨过程均有较好的对应关系。     

湖北省卫星云图短时暴雨概念模型研究

利用FY-2C卫星云图,结合GMS、GOES卫星云图资料和高空、地面常规观测资料,针对2003—2008年湖北省内出现的主要区域性暴雨过程,分析引发暴雨的中尺度对流云团发生、发展、成熟与消亡的典型特征。在此基础上,总结提炼出在暴雨短时预报时效(0～12h)上,根据暴雨发生的不同大尺度环流背景和暴雨云团的演变特征,可建立5种卫星云图模型,即低涡冷槽东移型、冷切变南压型、春季暖倒槽型、梅雨锋切变型和台风西移型;湖北省短时暴雨云团主要发生在切变云带内,春季暖倒槽型和低涡冷槽东移型中,切变云带呈东北—西南向,暴雨云团沿东北—西南向发展,冷切变南压型和梅雨锋切变型中,切变云带呈准东西向,暴雨云团沿准东西向发展。     

陕西历史最早暴雨成因初步分析

利用天气学原理和T213提供的物理量场分析了2004-02-20发生在陕西历史上最早的暴雨过程，发现此次暴雨是在新疆分裂冷空气、高原槽、低涡切变和地面倒槽的共同影响形成的，环流形势为“东高西低”和“北槽南涡”．西南低空急流、低涡切变是此次暴雨的直接影响系统，动力结构为高层强辐散和低层强辐合．能量场具有典型的“Ω”中尺度结构，700hPa层SW低空暖湿急流是主要水汽和能量输送系统，暴雨区水汽辐合强烈，暴雨发生在水汽通量的最大梯度处，与夏季暴雨水汽特征相似。     

河南省2011年8月1—2日暴雨过程水汽条件与垂直螺旋度分析

利用常规资料和NCEP再分析资料,对2011年8月1—2日河南省区域性暴雨过程的环流形势、水汽条件和垂直螺旋度进行了分析,结果发现：这次暴雨是一次较为典型的西南涡东北移影响河南所造成的暴雨过程,500hPa高原槽东移,副热带高压减退之后又增强,中低层西南涡沿切变线东北移出,河南处于涡前的西南低空急流出口区前方及前方左侧,具备了区域性暴雨产生的动力与水汽条件。在本次暴雨过程中,700hPa水汽通量变化对强降水落区有很好的指示作用：豫西南的暴雨区位于水汽通量大值中心附近和前端水汽通量等值线密集带内,豫中东部的暴雨区位于水汽通量大值中心北部水汽通量等值线密集带内、大值中心运动方向的左侧。水汽通量散度场上,850hPa水汽通量散度的变化与暴雨的开始时段和强度有很好的对应：水汽通量散度转为辐合、辐合层增厚为强降水开始的标志,辐合量突然增大标志着降水强度增大。700hPa垂直螺旋度的迅速增强与强降水发生时段有较好的对应,强降水产生在垂直螺旋度大值轴的东南侧。     

对2009年7月3～5日玉林市一次暴雨天气过程的分析

利用实况观测资料、自动站加密观测资料、数值预报产品和非常规观测资料,从环流背景、水汽条件、动力条件等方面,对2009年7月3～5日玉林暴雨天气过程进行诊断分析.结果表明:(1)高空低槽、低层低涡切变线和低空急流是影响此次强降水过程的主要天气系统;(2)低空急流在此次暴雨过程中促进了大气不稳定、加大了水汽输送;(3)有利的热力水汽条件和动力条件是强降水产生和维持的机制.     

“973”加密观测期间合肥地区不同类型暴雨的特征分析

利用"973"加密观测期间的地面、探空资料和双多普勒雷达同步观测等非常规资料全面分析了2002年合肥地区出现的两场不同类型暴雨过程的环流背景、物理量垂直分布结构和多普勒雷达回波强度和速度特征.结果表明:冷式切变和暖式切变两种不同类型暴雨首先在物理量垂直分布结构十分相似,低层辐合、高层辐散,低层正涡度、高层负涡度,水汽水平辐合的最大值在850 hPa,只是在上下层配置和强度上有所差异,特别水汽通量散度场表现突出,暖式切变更有利于水汽辐合.另外多普勒雷达径向速度特征存在一定的差异,多普勒雷达VWP产品能实时监测暴雨过程中风的垂直切变,有助于提高单站暴雨的预报水平.     

近年来影响我国东部洪涝的高原东移涡环流场特征分析

利用NECP再分析资料,对1998—2004年间5次影响我国东部地区严重暴雨的高原东移涡过程的对流层中上层环流场特征进行了分析,指出了影响高原低涡东移出高原的四种天气系统类型:北槽南涡型、切变线、切变流场及西风槽前部;揭示了高原低涡东移出高原与500 hPa上的冷空气、副热带高压位置、200 hPa上的南亚高压及西风急流之间的关系;获取了高原低涡东移出高原的强信号,为高原东移涡暴雨预报提供了科学依据。     

华南西部重大锋面暴雨天气过程研究

对1970—2006年汛期(4—9月)发生在华南西部(广西)的重大锋面暴雨天气过程进行分析研究。结果表明：华南西部重大锋面暴雨天气平均每年汛期出现10ｄ,暴雨过程日数月总值分布具有明显的“单峰型”特征,峰值出现在6月;广西北部地区发生重大锋面暴雨天气过程比南部地区明显偏多;造成华南西部重大锋面暴雨过程的天气形势特征主要有五种类型：湘黔桂低涡型、深槽型、波动型、华北槽+南支槽型和南支槽+高后型;广西区域的925 hPa的水汽通量散度、850 hPa垂直速度和θse500～850等物理量场,较好地反映了华南西部大范围锋面暴雨天气过程物理量场的变化,可作为华南西部重大锋面暴雨天气过程的物理强信号和预报着眼点。     

一次低涡切变线引发的暴雨天气过程分析

利用常规气象资料、物理量场资料和雷达卫星等资料,从大尺度环流背景、降水天气影响系统、物理量场、急流等方面,分析了2009年7月8—9日发生在山东省的一次区域性暴雨的成因。结果表明,强降水是西风槽与低涡切变线和地面气旋共同影响造成的,低空急流是主要的水汽输送通道,为暴雨产生提供了水汽条件。高低空急流相距越近,其耦合作用越明显,对流发展越旺盛,降水越强。暴雨落区与水汽、涡度、层结稳定度指数等环境物理量有较好的对应关系。暴雨落区变化与低涡移动路径基本一致,后期跟地面气旋移动路径基本一致。     

长江上游中小洪水天气学分型及特征

基于1981—2012年宜昌水文站流量资料,普查出128例长江上游中小洪水过程。然后,利用国家气象站雨量资料和NCEP再分析资料,从环流背景出发,结合降水特点,将上述中小洪水过程分为纬向环流型、经向环流型、两高之间型和偏东气流型,其中经向环流型又分为贝湖槽类和东北槽类。最后,归纳各类天气型的主要影响系统、物理量特征、洪水特征,并建立天气学模型。分析表明:纬向环流型新疆北部低槽比常年同期偏强,经向环流型贝湖槽类和东北槽类分别是贝加尔湖低槽和东北地区低槽比常年同期偏强,两高之间型则是在青藏高压与副热带高压之间形成切变,偏东气流型受台风影响较多;致洪强降水一般发生在高层辐散、可降水量较大、中层正涡度且水汽通量辐合、中低层有暖平流的区域;从各型日最大流量增幅及过程流量平均增幅看,纬向环流型最大,偏东气流型最小。     

渭河流域2011年9月16—19日致洪暴雨诊断分析

利用常规气象观测资料、NCEP/NCAR(1°×1°)再分析资料,对2011年9月16—19日渭河流域致洪暴雨天气过程诊断分析,结果发现:巴湖横槽、乌拉尔山阻塞高压、低涡切变和副热带高压为连续暴雨的产生提供有利的环流天气背景条件。低涡切变的维持为大降水的产生提供了充分的动力抬升条件。低层辐合和高层辐散的有利配置加上旺盛深厚的垂直上升运动,将低层高温高湿的水汽抽吸到雨区上空。雨区位置随200hPa急流南压而南移,暴雨区与850hPa偏东急流位置对应较好。巴湖横槽转竖,引导冷空气大举南下,预示着持续阴雨天气结束。     

重庆一次暴雨过程的诊断分析

为揭示2012年5月11-12日重庆暴雨过程的发生发展机制,寻找重庆地区暴雨预报方法,利用国家卫星气象中心的降水量产品数据集和NCEP格点再分析资料,对这次暴雨进行了天气形势分析,并从动力和水汽条件、水汽螺旋度和水汽散度通量及不稳定指数等方面进行了诊断分析。结果表明,短波槽东移南下和西南涡东移北上是造成此次暴雨过程的主要原因;高空槽前脊后的正涡度平流,有利于大气的抬升运动;中层(700 h Pa)的西南暖湿气流为此次暴雨过程提供了水汽和能量,促进并维持对流的强烈发展;水汽螺旋度高值区和水汽散度通量低值区都与强降水区域有较好的对应关系,且有较好的时间相关性,这对强降水落区和降水系统的移动发展有一定的指示意义;低层暖湿气流抬升与高层冷空气交汇触发了此次暴雨天气过程;K指数和A指数对于暴雨的形成和发展有一定的预报意义。     

T213(639)模式对一次稳定层结下暴雨过程预报能力的检验

应用常规观测资料、自动站加密资料和数值预报产品,对2009年5月6日铜仁地区出现的暴雨天气过程的天气系统、水汽条件、大气稳定度、动力触发机制进行分析,并对T213(639)的数值预报产品进行了检验.结果表明,这次暴雨天气过程主要是由于高层浅槽东移、中低层切变系统南移、地面弱冷空气共同作用造成的.临近暴雨时刻中低层西南气流的加强把暖湿气流送入暴雨区是暴雨产生的关键.对数值预报产品的检验结果表明,对此次过程T213(639)在风场、涡度、散度、水汽通量、垂直速度方面都作了较好的预报,在今后的预报工作中应该多参考.     

宁夏雷暴天气过程划分及环流分型和环境场特征

利用1961—2005年宁夏25个气象站雷暴观测资料,根据雷暴发生特点对雷暴天气过程进行划分,得到全区(大部)性、区域性Ⅰ、区域性Ⅱ、持续性、局部性、分散性6类雷暴天气过程;并利用1996—2005年NCEP/NCAR逐日全球再分析资料,对10年来5—9月263例区域性雷暴天气过程进行分析,总结得到有利于宁夏雷暴天气发生的主要环流分型有4类:蒙古冷涡(槽)型、东北冷涡后部横槽型、河套低涡型、西风槽型。其中,前3种类型下易出现持续性雷暴天气过程。易于发生雷暴的环境场特征为宁夏处于500 hPa"西高东低"环流形势下的(弱)西北气流中,地面一般为气旋或热倒槽所控制,蒙古国至我国新疆一带或河西一带有冷锋、切变东移南下,中低层有一定的水汽和辐合抬升条件。