自贡一次短时强降雨过程的多尺度诊断

利用常规天气观测资料、ERA5的0.5°×0.5°再分析资料、地面自动站加密资料和卫星云图产品,对2020年8月12日四川省自贡市短时强降雨天气过程产生的原因和多尺度特征进行研究。结果表明：高空低槽与中低层辐合系统结合低空急流是本次暴雨天气过程的大尺度环流系统。低空急流为强降雨区提供了充足的水汽和能量;辐合上升动力作用增强、水汽含量的迅速增长、不稳定能量的增加,为对流性强降雨提供了条件;强烈发展的两个对流云团合并加强,形成强的中β尺度MCC,强降雨区位于MCC云顶亮温最低值中心附近,云顶亮温最低值达到-82℃;地面的中小尺度辐合线在短时强降雨中起到了对对流系统触发和加强的作用。     

一次暴雪天气过程的分析

对一次暴雪天气过程的环流特征和产生原因进行了分析，并得出预报此类天气的几点结论。     

川北两次特大暴雨天气过程成因的对比分析

采用天气动力学和动力诊断相结合的分析方法，通过对四川盆地北部两次小范围特大暴雨(2001年9月18日绵阳特大暴雨与2002年6月7日遂宁特大暴雨)发生时的环流背景、主要影响系统、要素场特征等进行对比分析，找出了两次过程的相似和不同之处，指出低空急流和相对稳定的环流形势是小范围特大暴雨形成的关键。     

广西一次持续性强降雨过程成因分析

利用常规气象资料和NCEP再分析资料,从前期天气背景、大气环流演变及产生持续性强降雨的动力、热力和水汽等条件,分析了2008年6月广西出现的一次持续性强降雨过程。结果发现：这次持续性强降雨过程期间,500hPa环流形势稳定,高空西风小槽呈阶梯状持续下滑影响广西,不断诱发暴雨出现;200hPa广西处于南亚高压东部脊区和高空西风急流出口区右方,风速辐散明显,在高低空急流耦合作用下,华南出现了正反两支垂直环流,广西上空辐合上升运动明显,为强降雨的出现提供了极好的动力条件;南海季风暴发和副热带高压在华南沿海的稳定维持,使得华南低空形成了印度洋和南海两吏水汽通道,为暴雨区上空提供了源源不断的水汽;高温、高湿、高能的热力条件,有利于扰动的形成和对流不稳定能量产生,为广西持续性暴雨提供了必要的能量条件。     

呼伦贝尔市岭东一次强降雨分析

利用MICAPS系统的各种传真资料和实况观测资料，对2003年7月25～27日发生在呼伦贝尔市岭东的强降雨天气过程的环流背景和物理量场进行分析。结果指出：由于副热带高压的北抬加强，西南边缘的偏南气流为降雨区提供了充沛的水汽和能量，加之地形的阻挡作用，有利于水汽在大兴安岭东侧积累；对流层低层切变线上的扰动为降水提供了触发机制，从而产生了较强的降水。     

一次暖区特大暴雨过程分析

5月3～5日珠海市出现2003年开汛第一场暴雨。利用天气学原理、参考云图以及其它物理量对这次暖区特大暴雨进行分析，发现南支小槽、西南低空急流和地面风场辐合是形成这次暖区特大暴雨的主要原因。     

一次低能大暴雨成因分析

文章采用天气动力学和动力诊断相结合的分析方法，对2001年9月18日至21日发生在四川盆地西北部的大暴雨天气过程从环流形势、中尺度流场、物理量场等方面进行了分析，得出在低温、低能情况下，动力因素在大暴雨天气过程中起了决定性作用，而这种动力作用主要来自于高低空呈气旋性旋转的三支气流。     

一次华南低空急流和暴雨过程的对比数值试验

在文献「４」成功地模拟华南前汛期一次低空急流和暴雨过程的基础上，分析讨论了４个对比数值试验。结果表明：凝结潜热加热和青藏高原大地形对暴雨的产生，华南低空急流的维持是十分重要的；不同的边界层过程以及华南地形的作用只表现在雨量的大小和分布上。     

怀化一次暴雨过程的不同降雨阶段对比分析

基于ERA5 025°×025°逐小时再分析资料、地面加密观测资料、怀化S波段多普勒天气雷达资料、常规气象观测资料,对怀化市2022年6月1—5日降水过程的动力、热力、水汽特征及对流发生发展过程进行分析。结果表明：(1)降水分为两个阶段。第一阶段为强盛西南气流中的暖区降水,低层的强暖平流积累了大量不稳定能量;第二阶段为冷空气影响下的锋面降水,高层的冷平流加剧了大气的不稳定性。(2)暴雨区上空高比湿、整层可降水量和充沛的水汽输送为暴雨的产生提供了充足的水汽。(3)地面的中尺度辐合线和地面冷锋是对流的触发条件,而对流的发生发展和低空急流的位置和强度密切相关。(4)暴雨区降水回波结构密实,为典型的多单体结构。第一阶段的降水具有明显的后向传播特征,且在径向速度图上出现了中β尺度的涡旋,有利于强降水的维持;第二阶段回波移动缓慢,无明显后向传播,在降水强度上弱于第一阶段。     

一次低空急流导致的深秋连续大暴雨过程分析

通过对2008年深秋发生在广西的一次连续大暴雨过程进行诊断分析,结果表明,在副高边缘上的低空急流是导致大暴雨的主要原因.热带云涌、充足的水汽来源并辐合以及低层辐合高层辐散的抽吸机制为秋季大暴雨的形成提供了有利条件.     

一次地形引起的特大暴雨雨量增幅过程分析

本文对9608号台风倒槽造成的庐山特大暴雨增幅进行了分析，结果表明，庐山的这次特大暴雨不仅与地形抬升作用有关，而且还与地形的冷中心效应有关。     

夏季北京地区强地形雨中尺度结构分析

利用卫星、雷达资料,分析了2002年6月24日北京地区大暴雨的降水云团演变特征,结果表明：中α尺度对流系统减弱过程中经历了中β尺度云团的发展过程,中β尺度对流云团是北京西部局地暴雨的影响系统;在观测分析的基础上进行了数值模拟分析：低层东风气流向西移动遏太行山东坡辐合抬升,黄土高原低层偏西风向东移动,受太行山脉强迫倾斜上升,与太行山东坡的地形抬升叠加,在太行山及其东坡产生强烈的上升运动,并形成垂直次级环流圈,同时,低层的偏南气流在燕山南坡上升,而冷空气偏北气流在燕山南坡半山腰下沉,该次级环流圈是北京西部山区强降水产生和维持的主要物理机制。     

0505号“海棠”台风暴雨数值模拟试验和分析

利用中尺度数值模式WRFv2.2较好的模拟结果, 并结合NCEP再分析资料、 地面自动站降水资料以及实况雷达回波资料对台风 “海棠” 造成的浙闽地区特大暴雨进行分析。研究发现, 这次暴雨属于台风中心北侧附近的螺旋云带降水, 主要是由边界层强中尺度辐合带直接影响造成的, 降水伴随着辐合带发展; 边界层顶的强东风急流和对流层低层强偏南气流在浙闽地区的交汇是强辐合带的成因; 台风向西北方向移动相伴东风急流和强辐合带的北移, 这是本次暴雨出现稳步北抬的原因。台风的三支不同气流在浙江南部和福建北部地区交汇上升, 起到了水汽通道和能量输送以及建立不稳定区的作用, 提供了暴雨的增幅与维持, 而气流的汇合主要发生在边界层内, 这也是中尺度辐合带高度受限于边界层的原因。浙闽地区复杂的中尺度地形对本场暴雨的发生有重要作用, 为暴雨的增幅做出了重要贡献, 但是, 对边界层不同气流造成的中尺度辐合带而言, 地形的作用较小, 仅可阻挡降水向西延伸。     

Simulation of the Microphysical Processes and Effect of Latent Heat on a Heavy Rainfall Event in Beijing

An extraordinary rainstorm that occurred in Beijing on 21 July 2012 was simulated using the Weather Research and Forecasting model. The results showed that：（1） The two precipitation phases were based on a combination of cold cloud processes and warm cloud processes. The accumulated conversion amount and conversion rate of microphysical processes in the warm-area phase were all much larger than those in the cold front phase.（2） 72.6% of rainwater was from the warm-area phase. Rainwater mainly came from the melting of graupel and the melting of snow, while the accretion of cloud water by rain ranked second.（3） The net heating rate with height appeared as an overall warming with two strong heating centers in the lower and middle layers of the troposphere and a minimum heating center around the melting layer. The net heating effect in the warm-area phase was stronger than that in the cold front phase.（4） Warm cloud processes contributed most to latent heat release, and the thermal effect of cold cloud processes on the storm in the cold front phase was enhanced compared to that in the warm-area phase.（5） The melting of graupel and snow contributed most to latent heat absorption, and the effect of the evaporation of rainwater was significantly reduced in the cold front phase.     

一次北京暴雨的环流成因分析

对2001年8月19日发生在北京的暴雨通过诊断分析解释了其环流成因，结果表明，这是一次典型的由中纬度斜压系统引起的大尺度暴雨过程，它的发生机制可以用准地转运动理论得到很好的解释。     

2004年7月10日北京暴雨的中尺度分析

利用常规探测、地面加密观测、NCEP1°×1°的6小时资料和雷达资料对2004年7月10日北京罕见的局地暴雨进行了天气动力学和中尺度分析。结果表明这次暴雨是在比较有利的天气背景条件下产生的,造成强降水的3个雨团在时空尺度上具有中β尺度系统的特征,不断移入的对流回波是降水的直接制造者,中尺度辐合线和小低压为降水发生提供了有利的触发条件。     

北京强降雨与道路积水统计分析及应用

利用2007—2011年汛期(6—8月)北京市人民政府防汛抗旱指挥部办公室每日发布的汛情通报、北京市20个气候站日降雨量和200多个自动气象站逐小时降雨量监测数据,对近5年北京强降雨及降雨强度与城区出现道路积水的关系进行统计分析,找出北京城区出现道路积水的降雨量特征、小时降雨强度和2 h降雨量道路积水临界指标。通过在2011年汛期(6—8月)10次道路积水中应用表明,该道路积水临界指标具有较好的参考价值,可为今后北京道路积水预报服务工作提供参考依据。     

梅雨锋上引发暴雨的低压动力学研究

对1998年"二度梅"结束前后长江中下游地区准静止锋上一次气旋发生发展过程进行了涡度收支的诊断分析.结果表明:(1)风场(尤其是辐散风场)对该气旋发生发展有重要影响;(2)低层辐合场是直接决定气旋发生发展的动力因子,它导致低层正涡度制造,对气旋的发展起直接作用;(3)涡度平流上正下负的配置和水汽凝结潜热释放,通过影响上升运动及低层辐合对地面气旋的发展起间接作用.在系列研究工作的基础上,提出了梅雨锋上第二类气旋(低压)的概念模型.     

北京城区一次大到暴雨的预报难点分析

2005年6月25日夜间北京城区出现了大到暴雨过程，与预报的小到中雨有很大偏差。通过对常规资料及雷达、卫星、风廓线仪和自动站资料的综合分析，发现这次降水不属于北京典型的大降水过程，而是具有明显的中尺度特征。25日23时低层弱冷空气从北面侵入，触发了具有高不稳定能量的对流发展；同时，低空西南急流携带大量水汽和能量到北京，使降水得以加强并维持。另外，位于山西的中尺度低压的东部有一条纬向辐合线，北京的城区和南部成为了地面上偏东和偏南气流的风速辐合区。根据以上分析提出了预报着眼点。     

Numerical Simulations of Impacts of Urbanization on Heavy Rainfall in Beijing Using Different Land-Use Data

A summer strong convective precipitation event on 10 July 2004 over Beijing is numerically simulated in this paper, and the impact of urban heat island (UHI) on summer convective rain is investigated. The analysis reveals that a mesoscale convective cloud cluster system leads to this heavy rainfall event, suggesting the supply of moisture by the large scale circulation before the initiation of precipitation, a generally weaker UHI of 2-3℃existed in the urban area. Much like a sea breeze, the anomalously warm urban air created relatively low pressure, inducing the inflow of cooler rural air towards the urban center, which is favorable to the ascending motion and the formation of convective precipitation over the urban area. In addition, the numerical simulation of the strong convective precipitation event suggests that the simulated result of precipitation using the 2002 LANDSAT-7 land-use data with 30-m resolution is much better than that using the 1992-1993 USGS land-use data with 1-km resolution, whether in the magnitude of rainfall or in the location of precipitation. The simulation confirms to some extent that the UHI has a significant role in causing extreme rainfall event.