我国南方持续性暴雨成因的TBB场分析

利用多种资料分析了2014年7月13—17日贵州持续性暴雨过程的中尺度环境场特征及贵阳极端降水成因,并以多个时次不同要素资料进行合成分析,构建此次梅雨锋西段持续性暴雨的天气学模型。结果表明：(1)此次贵州持续性暴雨发生在单阻型梅雨稳定的背景下,当地持续3~4 d的强降水由中低层低涡切变、低空急流及地面静止锋(梅雨锋)共同作用造成。(2)梅雨锋雨带的建立、维持及移动造成贵州不同区域出现强降水。此次过程梅雨锋雨带对贵州的影响分四个阶段,其中,第三阶段梅雨锋西段缓慢南压过程中多个β中尺度云团更替、合并及缓慢移动造成贵阳及周边部分县市降水量突破历史极值。(3)中低纬度系统相互作用使水汽输送异常偏强。7月16日白天当年第9号超强台风“威马逊”进入我国南海海面后促使副热带高压西侧向北输送的水汽加强,该水汽与来自孟加拉湾的强盛西南暖湿气流在贵州上空汇合、加强,形成异常偏强的水汽通量及水汽辐合中心,这可能是贵阳极端降水发生的重要原因。(4)相比2010—2014年5—9月贵阳发生的另外4场大暴雨过程,该过程更长的降水持续时间可能是贵阳极端降水发生的另一重要原因。(5)贵阳强降水期间,强降水的雷达回波表现为层状云-积云混合降水回波,并具有低质心暖云降水特征,同时径向速度图上可见强劲西南急流及中尺度气旋性辐合。

     

两次持续性暴雨天气的螺旋度对比分析

本文利用常规观测资料、逐小时区域自动站观测资料、NCEP1°× 1°逐6小时再分析资料等对安顺2019年6月5-11日和9月5-10日的持续性暴雨天气进行分析,结果表明：（1）6月5-11日天气过程主要是由于两高之间不断有短波槽东移造成的,9月5-10日天气过程主要是由于副高稳定少动,西南涡在副高外围稳定维持较造成的;（2）垂直螺旋度垂直积分越大越有利于产生强的短时强降雨,垂直螺旋度强中心发展高度越高越有利于短时强降雨持续不断的产生;（3）水汽垂直螺旋度在这2次持续性暴雨天气过程中对短时强降雨的发生和降雨强度有很好的指示,水汽垂直螺旋度在短时强降雨出现前6小时出现增大,且中心值越大短时强降雨强度越强,在短时强降雨发生期间迅速减小;（4）6月5-11日天气过程中,质量垂直螺旋度值增大-减小得越多,出现的短时强降雨强度越强。     

2次持续性暴雨天气的螺旋度对比分析

该文利用常规观测资料、逐小时区域自动站观测资料、NCEP 1°×1°逐6 h再分析资料等对安顺2019年6月5—11日和9月5—10日的持续性暴雨天气进行分析。结果表明：(1)6月5—11日天气过程主要是由于两高之间不断有短波槽东移造成的,9月5—10日天气过程主要是由于副高稳定少动,西南涡在副高外围稳定维持较造成的;(2)垂直螺旋度垂直积分越大越有利于产生强的短时强降雨,垂直螺旋度强中心发展高度越高越有利于短时强降雨持续不断的产生;(3)水汽垂直螺旋度在这2次持续性暴雨天气过程中对短时强降雨的发生和降雨强度有很好的指示,水汽垂直螺旋度在短时强降雨出现前6 h出现增大,且中心值越大短时强降雨强度越强,在短时强降雨发生期间迅速减小;(4)6月5—11日天气过程中,质量垂直螺旋度值增大—减小得越多,出现的短时强降雨强度越强。     

2010年5月我国南方持续性暴雨过程分析

使用NCEP日再分析资料和常规降水观测资料,对2010年5月5—23日我国南方地区持续性暴雨过程雨情及影响系统特征进行了初步分析。结果表明:乌拉尔山阻塞高压和贝加尔湖低压大槽异常偏强并稳定维持、副热带高压偏强偏南且维持在20°N以南是有利于持续性暴雨发生的稳定环流型;旺盛的水汽输送及其辐合带维持在江南至华南北部为南方持续性暴雨发生提供了充足的水汽条件;高原东侧或东移、或停滞的西南低涡和切变气流中频繁活动的涡旋是造成江南至华南持续性暴雨过程的重要中尺度对流系统。     

2010年5—6月南方持续性暴雨的成因分析

2010年5月5日至6月27日我国江南至华南地区出现11次持续性暴雨过程,引起华南和江南洪涝灾害。利用NCEP日再分析资料,初步分析了持续性暴雨的成因。结果表明,2010年5—6月11次持续降水期间乌拉尔山阻塞高压和贝加尔湖大槽较常年偏强且稳定维持,副热带高压异常偏强,位置稳定偏南,为华南持续暴雨天气建立了有利的稳定大尺度环流背景;强盛的季风气流不断地将暖湿水汽输送至江南至华南地区并在那里和来自中高纬度的干冷空气汇合;高原上多低值系统东传是暴雨发生发展过程中重要的中尺度对流系统。中纬度相当位温锋面南侧不稳定大气层结属性气流造成强烈的上升运动,并与强烈的水汽通量辐合为持续性致洪暴雨提供了非常有利的动力热力条件。     

闽西北两次致洪暴雨成因对比分析

利用天气图资料、地面加密自动站资料和多普勒天气雷达探测资料等,对2010年6月18日和7月7日发生在闽西北山区的两场大暴雨至特大暴雨天气过程进行对比分析。结果表明:两场暴雨过程均是在高空槽东移引导冷空气南下和西南急流在福建省中北面的强风速辐合的相互作用下,有充分的水汽,较强的上升运动、不稳定的大气层结条件下产生的。副热带高压的位置、西南急流的水平宽度及前倾槽是影响大暴雨时间长短及范围大小的重要因素;暴雨的强度与低层辐合和高层辐散的抽吸效应、垂直上升运动等成正相关;暴雨区上空的水汽通量和水汽通量散度的最大中心比特大暴雨发生时间早,分析预报点上空的水汽变化特征对灾害天气的预报预警有指导作用;两次暴雨雷达回波均呈带状,且该强中心的长轴与移动方向基本一致,是两次暴雨的重要特征。     

“20.6”华南西部前汛期极端持续性暴雨特征与成因分析

2020年5月底至6月上旬广西出现了12天的严重致灾持续性暴雨过程,由于其形成的极端复杂性,有必要进行深度剖析,揭示其特征和成因。利用欧洲中期天气预报中心（EC）ERA5 0.25°×0.25°逐小时再分析及实况资料,对该次过程进行了多尺度综合分析。中期天气预报：（1）该次过程具有强降雨持续时间长、范围广、强度强、累积雨量大、多地24 h雨量破历史记录及灾情特别重等特点。（2）该次过程发生在中高纬度环流、副热带高压、孟加拉湾低槽、低空急流及南亚高压有利配置的环流背景下。南亚高压过渡层与副热带高压不形成稳定对峙,中高纬经向型环流重建向纬向型环流转换,冷空气影响华南地区具有波动式特点,造成冷锋、静止锋及暖区交替影响,从而形成局地性、区域性及全省性暴雨交替,具有与以往持续性暴雨明显不同的特点。（3）大气聚积较大能量,锋面和暖区暴雨前聚积巨大能量,能量聚积及有效释放与最大小时降雨量成正相关。低层大气高温高湿且整层大气湿层深厚及较小的CIN和较低的TCL＿P有利于能量的积聚和对流触发,暖区和静止锋暴雨具有更易于触发的环境条件。能量、动力及水汽辐合的极端性造成了降雨极端性。（4）锋面暴雨由地面中尺...     

2022年7月18-20日贵州持续性暴雨天气过程分析

利用FNL 1o×1o再分析资料、FY-2H卫星TBB资料及常规气象观测资料,对2022年7月18日—20日发生在贵州的一次持续性暴雨天气过程进行分析,结果表明：西太平洋副热带高压的西脊点在112°~116°E之间稳定维持,对850hPa切变线的南压有阻碍作用,造成中尺度对流系统MCS在切变线附近发展增强,从而形成了此次持续性暴雨天气;强降水区上空700hPa比湿≥11g·kg-1,850hPa比湿≥16g·kg-1,且850hPa水汽通量散度达-7·10-5g·hPa-1·cm-2·s-1以上,从近地面到300hPa为一致的上升运动,其中心值达-1Pa·s-1,近地面有高能舌存在,其中心值达360K,同时低层暖平流和中层冷平流的共同作用降低了层结稳定度,为能量和潜热的释放提供了有利条件,进而增强了上升运动;在强降水发生的第Ⅰ阶段MCS呈团状结构,其大范围的云顶亮温TBB＜-70℃,表明云体内上升运动发展强烈,是造成第Ⅰ阶段降水强度大的主要原因,当中α尺度对流云团分裂为多个中β尺度时,降水强度达到最强;第Ⅱ阶段和第Ⅲ阶段的MCS呈带状结构,其TBB＜-70℃的范围较小,且产生暴雨的区域内TBB大多在-60℃左右,表明此阶段云体内的上升运动强度小于第Ⅰ阶段,降水强度远弱于第Ⅰ阶段,但由于云带在贵州中部一带稳定维持超过14h,是造成第Ⅲ阶段暴雨影响区域最广,累积降水量最大的重要原因。     

6月21-23日梧州市北部持续性暴雨天气过程分析

利用常规气象观测资料和卫星云图,结合梧州多普勒天气雷达回波等资料,对2012年6月20-23日梧州市北部的持续性暴雨过程进行成因分析,并对各种模式的预报结果进行对比分析,得到本次天气过程梧州北部出现持续性暴雨的初步结论.     

近30年我国南方区域持续性暴雨过程的分类研究

利用中国站点日降水资料对1981~2011年我国南方地区区域持续性暴雨(PHREs)进行了分类研究。按照区域内至少连续5 d或5 d以上有不小于10个格点[分辨率0.25o(纬度)×0.25o(经度)]出现大于等于50 mm降水且相邻两日雨带重合率不小于20%的标准,采用客观分析的方法分别挑选出我国江淮区域和华南区域PHREs。江淮区域非台风影响的PHREs 31例,集中发生在6月中旬到7月中旬,平均持续8.29 d,华南非台风影响的PHREs 34例,集中发生在6~7月,平均持续6.24 d,这两类事件的发生频次和强度均呈年代际增长。江淮区域受台风影响的PHREs 4例,集中发生在7月中下旬到8月初。华南受台风系统影响的PHREs 31例,集中发生在7~9月,此类事件的发生频次和系统强度在2000年以后均明显上升。采用场相关的客观分类方法对非台风影响的PHREs进行较为细致的分类,将江淮区域持续性暴雨事件分为A型(主雨带在长江以南)、B型(主雨带在长江以北)和C型(主雨带在长江沿江地区),将华南区域持续性暴雨事件分为E型(主雨带在云贵高原以东)和F型(主雨带位于云贵高原和广西),该分类将为下一步的机制研究提供帮助。     

广西一次强降雨TBB场特征分析

利用FY-2E卫星的相当黑体亮温（Black-Body Temperature,TBB）等经纬度投影数据（水平分辨率0.1°×0.1°）和NCEP／NCAR的再分析资料,对应分析2010年5月31日至6月2日TBB平均场分布特征及其演变特点.结果表明：TBB比较好的展示了强降雨落区及强度的变化特点,TBB的梯度变化与强降雨的演变有明显的对应关系,TBB梯度突降时,降水随之增强,突升时,降水随之减弱.丰富的水汽从南海源源不断沿副高西侧向华南上空输送,与高空槽引导下的冷空气在华南上空交汇,对广西上空的强降雨云系的发生、发展和维持起着重要作用.同时,TBB低值区在广西中部暖式切变附近稳定少动,给该地区造成长时间的强降雨天气.     

AN OPERATIONAL AUTO-MONITORING FOR THE EL NINO EPISODES USING GMS TBB

By making full use of GMS TBB data, diagnosis and analysis of the formation and development of El Nino event in 2002 and 2003 were made. It suggests that the first clue of the El Nino event appeared in December 2001. The event was formed at the end of 2002 after five phases of development, and came into the phase of flourishing in the winter of 2002. From the analysis the dynamics, it is noted that that the position of the ascending branch of Walker cell was moving from the equatorial west Pacific to the equatorial central Pacific in the phase of formation and development of the El Nino event. The process of diagnosis shows that it can provide an important clue for forecasting the genesis and development of the El Nino episodes.     

2001年夏季风活动与我国南方暴雨某些特征的分析

应用GMS TBB资料对2001年亚洲夏季风活动作了诊断分析,得到中南半岛和我国南海共经历了3次季风爆发过程,且强度都强于历史同期水平;揭示了印度—孟加拉湾、中南半岛以及我国南海3个季风区季风爆发与间歇的特征。分析了季风对华南及长江中下游地区三次（6月上旬至中旬初、6月下旬至7月上旬、8月末）暴雨过程的影响,指出季风爆发及其与北方南下冷空气的结合,是造成东南部地区出现大范围长时间强降水的必要条件,从而为该地区强降水过程预报提供某些重要线索。     

Comparison of Microphysical Characteristics Between Warm-sector and Frontal Heavy Rainfall in the South of China

During the April-June raining season,warm-sector heavy rainfall(WR) and frontal heavy rainfall(FR) often occur in the south of China,causing natural disasters.In this study,the microphysical characteristics of WR and FR events from 2016 to 2022 are analyzed by using 2-dimensional video disdrometer(2DVD) data in the south of China.The microphysical characteristics of WR and FR events are quite different.Compared with FR events,WR events have higher concentration of D<5.3 mm(especially D <1 ...     

Heavy Rainfall Associated with a Monsoon Depression in South China: Structure Analysis

A heavy rainfall associated with the deepening of a monsoon depression happened in the summer of 2005. This process was first diagnostically analyzed and the 3D structure of the monsoon depression was discussed~ then this structure was compared with those of the monsoon depression in South Asia and the low vortex in the Meiyu front. The results showed that the heavy rainfall directly resulted from a monsoon depression in South China~ and the large-scale environment provided a favorable background for the deepening of the monsoon depression. The 3D structure of the monsoon depression was as follows. In the horizontal direction, there existed a convective cloud band to the south of the monsoon depression, which lay in a convectively instable area, with a relatively strong ascending motion in the mid and low levels of the troposphere, and the ascending motion matched well with a moist tongue, a convergence area, and a band of positive vorticity in the mid and low levels of the troposphere. In the vertical direction, the depression had an obviously cyclonic circulation in the mid and low levels of the troposphere, but no circulation from above 300 hPa. The monsoon depression corresponded to convergence and positive vorticity in the low levels, but to divergence and negative vorticity in the upper levels. The upward draft of the depression could reach the upper levels of the troposphere in the west of the depression, while the descending motion lay in the east. There was a low-level jet to the south of the depression, while the upper-level jet was not obvious. The depression was vertically warm in the upper levels and cold in the low levels, and the axis of the depression tilted southeastward with height, whose characteristics were different not only from the monsoon depression in South Asia but also from the low vortex in the Meiyu front.     

一次罕见的华南大暴雨过程的 诊断与数值模拟研究

首先对1994年6月中旬的华南暴雨过程进行了诊断分析,然后,利用PSU和NCAR发展起来的有限区域中尺度模拟系统MM5进行了数值模拟研究。诊断结果表明:此次过程长江以南的大部分地区具备大尺度的降水条件,而在两广地区降水更强,这可能是由地形等其他条件决定的。两广地区活动较强的对流云团是造成暴雨的主要中尺度系统,而东部地区主要是锋面造成的连续性降水,对流活动较两广地区相对较弱。数值模拟结果显示:MM5模式对这次华南的强降水过程具有较好的模拟能力,静力方案对大范围雨区的模拟比非静力方案要好一些,但对大暴雨区的模拟非静力方案似乎更具优越性。对流参数化方案的试验表明,Kuo方案能较好地模拟大范围的雨区,Grell方案对强暴雨中心的模拟似乎比其他方案好。对行星边界层方案的试验显示,边界层过程对强的对流性降水的模拟是不可忽略的。这些看法与已有的诊断结果是相符的。     

Synoptic Characteristics of Heavy Rainfall Events in Pre-monsoon Season in South China

Persistent heavy rainfall events in South China can be divided into pre-and post-monsoon-onset events according to the onset of the South China Sea Summer Monsoon. In this study, daily rainfall data from 174 stations in South China and daily NCEP/NCAR reanalysis data are used to investigate pre-monsoon-onset events. The synoptic characteristics of pre-monsoon-onset heavy rainfall events are examined in detail. It is found that 21 heavy rainfall cases happened in the pre-monsoon period between 1961 and 2005....     

华南暖区暴雨事件的筛选与分类研究

利用逐小时降水资料,采用客观方法对1982~2015年华南地区暖区暴雨进行了筛选和分类研究。主要结果如下:华南区域暖区暴雨事件共计177例,暖区暴雨占筛选的暴雨事件的16.86%,表明暖区暴雨是华南非常重要的降水过程。暖区暴雨主要出现在4~7月,6月份最多,平均持续11.58 h。暖区暴雨事件发生位置主要集中在广东、广西的沿海地区和粤北山区,有四个降雨中心。产生华南暖区暴雨的天气形势主要有四类,切变线型、低涡型、南风型和回流型,不同类型的暖区暴雨对华南地区的内陆和沿海的作用不同,且南风影响下的暖区暴雨发生频率较高,影响较大,是一类较为重要的暖区暴雨。     

中国台风特大暴雨综述

Nina(7503)台风于1975年8月在河南林庄造成24 h 1062 mm的特大暴雨,成为中国大陆台风暴雨之最。1975年,发生在中国大陆的这场特大暴雨,冲垮水库河堤,洪水泛滥,酿成大灾。中国24 h 1000 mm或以上的台风特大暴雨,称之为极端暴雨(Extreme rain),除这次外,还出现过多次,但都发生在台湾。分析表明,台风特大暴雨并不完全依赖于台风强度或内核对流强度,还和环境不同尺度环流系统与台风的相互作用、下垫面对台风环流的作用及台风上层云微物理过程有关。因此,登陆台风残涡复苏所下暴雨往往会超过强台风的暴雨;台风外围尤其是台风倒槽辐合区所下的暴雨也可能会超过台风中心暴雨。造成极端暴雨的台风有一些显著特点:极端暴雨产生在登陆或近海台风维持和停滞时段;低空急流、季风涌、双台风作用及内陆大面积水体是登陆台风获得水汽和潜热能量的主要来源;中纬度槽与登陆台风或残涡相互作用,可向台风或残涡提供位能和不稳定能量,使其产生更大降水;山脉地形对极端暴雨的形成起重要作用;台风高层云团中的微物理过程,对极端暴雨的形成有重要作用。     

2005年8月16日天津大暴雨成因分析

运用FY-2C卫星资料和由NCEP/NCAR再分析资料计算的多种物理量场,初步分析了2005年8月16日天津大暴雨的成因：此次大暴雨发生在低槽冷锋前部,对流层中层低槽和副热带高压的维持、对流层低层切变线的出现、近地面层冷空气的扩散侵入、对流层中低层强盛的不稳定能量以及充沛而又深厚的水汽等天气条件的有效合理配置,造就了这次历史罕见的大暴雨。降水显著的中尺度特性与中尺度云团相对应。同时,对比分析了15日发生在河北东北部、京津地区的另一个降水较弱、对流天气强的对流云团,结果显示它们形成发展中存在差异,为今后两类天气的预报提供了一些线索。