新动力因子在登陆台风与降水移动中的诊断研究

引入新动力因子位温平流项与广义位温耦合水平通量参数(the Potential Temperature Coupling Flux Parameter,简称PTCF)的定义,即位温平流项与广义位温的雅可比行列式,对登陆台风"韦帕"(Wipha)及其雨带的移动进行了诊断分析,发现台风中心会向新动力因子绝对值(|G|)的垂直平均值最大值处移动;|G|垂直平均值大值区的移动和变化早于台风中心的移动,对台风登陆与登陆后的移动路径有一定指示作用。为便于推导新动力因子的演变方程,还利用ARPS模式的资料同化模块对NCEP每6 h一次的全球最终分析资料(FNL)与MICAPS系统下全球地面资料和探空资料进行四维同化,插值到等高坐标系下,计算并分析了PTCF的平流项与4个阻力项分别影响台风及其降水移动的相对重要性。     

一次暴雪、雨凇、冰雹天气过程的综合分析

本文分析了一次罕见的暴雪、雨淞、冰雹天气过程,指出:晚冬、早春季节,当西太平洋副热带高压(以下简称副高)异常增强时,若500hPa西藏高原南侧有明显的长波槽发展东移,随着槽前暖湿平流的加强、东扩,将使低层(850hPa)江南锋区和暖切变稳定加强并北抬到江淮流域和鄂西北地区,使上述地区出现大范围、连续性暴雪天气。此外,由于南支槽前暖湿平流的加强东扩,导致700hPa长江中游地区出现爆发性增温增湿,形成具有潜在不稳定的大气送温层,产生大范围雨淞冰冻天气,并伴有“雷打雪”、冰雹等强对流不稳定天气。     

海表热通量反馈及海温变率

海气交界面的能量交换与海洋平流共同决定海表面温度(sea surface temperature,SST)异常的形成、维持与衰减。基于作者近期的研究,本文回顾了海表面热通量(surface heat flux,SHF)反馈以及SST方差与海表热通量及海洋热输送方差之间的关系。海表热通量异常可近似为一个与SST成正比的线性反馈项与一个大气强迫项之和。SHF的反馈参数取决于SST和SHF间的滞后交叉协方差以及SST自协方差。这种反馈总体上为负反馈,减弱SST异常,海表湍流部分起主导作用。最强的反馈可见于南北两半球的中纬度,最大值出现在大洋的西部和中部位置并延伸至高纬度地区。SHF反馈于北半球秋冬两季增强,春夏两季减弱。这些反馈特征在CMIP3耦合气候模式中得到合理的模拟。然而,多数模式中反馈的强度与再分析资料的估值相比略为偏弱。与再分析资料的估值相比,“平均模式”反馈参数比单一模式有更相似的空间形态以及较小的均方根差。基于海表面能量收支平衡,SST的方差可以表示为3个要素的积:1)海表面辐射和湍流通量以及海洋热输送的方差之和;2)一个衡量SST持续性的传输系数G;3)一个反映海表热通量以及海洋热输送之间协方差结构的有效因子e。SST方差的地理分布类似于海表热通量及海洋热输送的方差之和,但为G和e因子所修正。     

2009.3.23东京成田机场坠机的气象条件分析与数值模拟

2009年3月23日美国联邦快递公司的一架飞机在东京成田机场坠毁,事故发生的原因与当时的气象条件密切相关。利用美国新一代非静力平衡中尺度数值预报模式(WRF V2.2)对该次过程进行数值模拟,着重分析事故发生前后各种物理量的水平分布和垂直配置,并诊断分析了该时段内位温平流的分布特征。结果表明,强风发生在位温平流梯度区。强冷空气影响下形成的低空水平风的垂直切变、低层强下沉速度引起的侧风切变和地面强风是造成此次事故的主要气象原因。     

西北东部一次大暴雨数值模拟及中尺度分析

2005年7月1-2日,西北东部出现一次造成严重灾害的大暴雨天气过程(本文简称为"050702"暴雨),利用NCEP(1°×1°)资料分析表明,副热带高压边缘偏南和西南气流北上,与西北冷空气在西北区东部形成辐合区造成了此次暴雨的发生,此次暴雨的水汽来源于中国南海和孟加拉湾.本文用非静力中尺度模式MM5V3.6成功模拟出此次过程,对暴雨中心冷暖平流、辐合层及水汽通量散度等暴雨因子的中尺度结构与强降水的关系进行了研究.结果表明:(1)降水强度和对流层中层冷平流有很好的相关,随着冷平流的增强,降水强度也迅速增大;暖平流对降水强度起到维持的作用;(2)在降水达最强时段,对流层中出现低层强辐合,高层辐散的结构;(3)在降水达最强时段,对流层中低层水汽辐合的达到最强,表明水汽通量散度场和降水有较好的对应关系.     

一次远距离台风暴雨过程的熵流指数演变

应用耗散结构理论,结合河南省一次远距离台风暴雨过程,分析了大气排熵指数、边界层上部广义相当位温及广义相当位温平流等三个熵流指数与暴雨的发生和落区的关系,得到:大气排熵指数由高值向低值的演变有利于对流的发展,从而导致对流暴雨形成;暴雨落在大气排熵指数负值中心或负值轴线附近区域;远距离台风暴雨产生前,有高熵空气在边界层上部聚集,边界层高熵中心往往与暴雨落区对应;边界层上部高熵平流的移向往往预示了强降水的未来移向。     

关于苏联的平流动力分析法在东亚应用的几个问题

自从第一次全国气象技术会议后,苏联的平流动力分析法已开始在国内各预告单位陆续应用起来.中央气象台的预报工作同志在学习苏联的号召下,首先学习平流动力的理论部份,並以“锋生与高空变形场的改变、“气旋与反气旋的发生与发展”、“变压变高的平流动力理论与应用”等书为主要参考文件,同时,我们在日常天气讨论或预告工作中将学习所得的一些规则结合实况试用.     

用“多线交点法”预报南宁低温阴雨天气

春播期的低温阴雨是一种灾害性天气,如何分析和预报它已受到了广泛的重视。 本文提出的“多线交点法”是制作南宁2-3月份低温阴雨天气过程的中、短期预报方法。 一、“多线交点法”的形成 运动学方程揭示:某一地区的气温变化,主要受温度平流项,垂直运动项和非绝热因子(气温日变化和气团的变性)等诸因素的共同影响。这三项在不同情况下各起着不同的作用。一般来说,近地面层的气温变化以非绝热变温和平流变温为主;在自由大气中,则以平流和垂直运动所引起的变温为主。据此,在制作低温阴雨天气预报时,应     

不同环境风场条件下两次华南西部低涡暴雨个例对比分析

利用常规观测资料、FY 2C卫星TBB资料、自动站降水量以及NCEP/NCAR再分析资料,对2009年7月3-4日(简称“09.7”)和2008年6月1 6 1 7日(简称“08.6”)两次发生在华南西部的低涡暴雨过程进行对比分析,结果表明:(1)低涡是两次暴雨过程的直接影响系统,“09.7”过程伴随西南低空急流,“08.6”过程无低空急流配合,中尺度辐合可能在两次强降水过程中有着直接的触发作用.(2)“09.7”过程的低层辐合强度及上升运动强度明显强于“08.6”过程.“09.7”过程较“08.6”过程,暖平流强度明显偏强,等温度平流线也较密集.(3)相比“08.6”过程,“09.7”过程水汽净流量更大,这是西南低空急流将充足水汽往暴雨区输送的结果.(4)“09.7”和“08.6”两次暴雨过程均与高空西风急流南侧的垂直环流圈密切相关,“09.7”过程由于低空有急流存在,上升运动维持时间长,降水强度大,历时长,“08.6”过程广西境内低空无急流,上升运动维持时间短,降水强度偏弱,历时短.     

荆州市一次强降水的雷达回波特征浅析

使用Micaps提供的有关天气图资料和荆州移动式多普勒雷达(CINRAD／CCJ)PPI图象资料，对2002年5月29日发生在荆州市的一次强降水天气过程的雷达回波特征进行了分析。由于雷达PFI速度“S”状图象表示风向随高度顺转，测站上空有暖平流存在，从而对应强降水存在；“S”状速度减弱或消失意味着短时内降水减弱或消失；浅“W”状速度图象的存在，说明下层有弱的辐合，上层有弱的辐散，但总体为偏北气流，未来强降水过程即将结束。     

1980年黄河中下游干旱期的热源和热汇的诊断分析

计算了1980年6—9月逐日(12GMT)黄河中下游干旱期的视热源(Q_1)和视水汽汇(Q_2)的分布。结果表明,在典型干旱期(7—8月)内,对流层大气中基本上为热汇,且以对流层高层最强。在典型干旱期的前、后时段(6月、9月),对流层低层大气中为弱的热源。必须指出,Q_1、Q_2各项中最大的是垂直平流项,其次是水平平流项。     

低层暖平流强迫下两次大冰雹超级单体风暴结构特征分析

2020年3月21日和5月4日在低层暖平流强迫背景下湖南怀化出现两次罕见的6 cm大冰雹。基于常规气象资料和多普勒天气雷达资料,对这两次大冰雹过程的超级单体风暴的强度结构、动力场结构进行分析。结果表明：(1)两次过程均发生在低层暖平流强迫背景下,中等强度对流有效位能、大的深层垂直风切变和高的能量螺旋度,有利于风暴组织性发展与维持,地面辐合线是主要触发因子。(2) 6 cm冰雹均发生在超级单体风暴强烈发展初期,由无中气旋特征的“类超级单体”造成,出现钩状回波、旁瓣回波以及三体散射和回波悬垂等特征。(3)风暴强烈发展阶段垂直动力场均表现出低层辐合、中层气旋性旋转和反气旋旋转并存的双涡管式旋转、高层辐散特征。(4)大冰雹降落前风暴最大反射率因子和单体垂直累积液态水含量均达到67 dBz和69 kg·m^-2。强中心高度和最强切变高度的下降均反映出冰雹的降落。     

本站气压订正简表的简便更换法

近据有的台站反映,由于调换现用气压表或气压表器差值改变后,本站气压订正简表(以下简称“气压简表”)未进行相应的变动或变更错了,影响测报工作质量。除建议各台站应对现用“气压简表”进行一次认真的审查外,现将我省过去所采用的“气压简表”的     

一次伴有高原低涡和热带气旋活动的持续性暴雨过程分析

为了进一步考察持续性暴雨发生机制,针对2010年7月下旬川、陕、甘地区的一次持续暴雨过程,应用MICAPS资料,FY-2E辐射亮温资料,TRMM卫星降水资料,NCEP每6 h 1°×1°分辨率的分析资料,主要分析了暴雨发生的环流背景,暴雨直接影响系统-高原低涡、热带气旋、中尺度对流系统、冷暖平流等对持续性暴雨的影响。结果表明:(1)本次持续性暴雨过程发生在对流层高层南亚高压由纬向型转为经向型,对流层中层副热带高压东退西进,热带气旋登陆西行,高原低涡东移受阻,中尺度对流系统不断生消的有利条件下。(2)高原低涡与热带气旋相互作用使两者移速减缓,涡区切变流场加强,正涡度平流输送使低涡加强与维持。(3)低涡为暴雨发生提供了有利的抬升条件,使降水期间涡区呈现较强的正涡度和辐合上升运动,降水最大值出现时间对应辐合上升运动最强时,降水过程中对流层中低层为垂直正螺旋度,有利于低涡系统维持和降水持续,垂直正螺旋度大值区及出现时间对强降水发生及落区有一定的指示性。(4)对流层低层暖平流输送使暴雨区能量持续积累,同时也使暴雨区中尺度对流系统生肖不断,降水得以发生和持续。     

两个中期天气(降水)过程预报方法

一、用周期分析法作10天天气 (降水)过程预报 我们在运用本站资料作10天天气(降水)过程预报时,发现降水的多少、气压、气温的高低,湿度的大小等要素的时序分布,其自身存在着一定的周期变化规律。同时气压、气温、湿度和风向风速等的变化,直接关系到能否产生降水等天气现象。在分析验证谚语“三寒四暖”的过程中,发现天气过程(包括降水量、压、温、湿和风的变化过程等)确实存在着冷暖交替、高低相串的周期变化,正因为有若干个(压、温、湿)周期变化综合作用的结果,而产生这样或那样的天气。     

半拉格朗日平流内在耗散的定量分析

因在估计每一空气微团的出发点上的流场值时运用了插值方法,所以,半拉格朗日平流方案是耗散的。本文用一、二、三、四次精度的拉格朗日插值方案的放大因子计算了耗散衰减的时间尺度,以及产生的有效涡动粘滞系数(为波长和Courant余数的函数)。然后把半拉格朗日平流方案的内在耗散同许多传统的耗散形式(如拉普拉斯或双谐涡动粘滞)作了比较。着重说明了半拉格朗日平流和许多传统的欧拉技术的一致性。还利用所选择的严谨参数是符合守恒规则的观点,讨论了耗散对时间步长和格距的依赖关系。     

两条预报小经验

1.本站14时压、温、湿曲线上,三条曲线都上升,我们编为“ ”型,则24—72小时内,本站有一次降水或大风天气过程,准确率在80％以上。当压、温、湿曲线编为“- ”型或“ -”型时,也可预报24—72小时内有上述天气过程,但     

"05.6"东北暴雨中尺度对流系统研究Ⅰ:常规资料和卫星资料分析

应用常规气象资料与卫星资料相结合的办法,研究了2005年6月10日午后在黑龙江省中东部发生的暴雨中尺度对流系统(MCSs)的大尺度环流背景、大气层结演变特征、下垫面条件以及中尺度对流系统。结果表明:此次暴雨(简称“05.6”东北暴雨)是发生在高空槽东移加深过程中的一次对流天气过程。中尺度对流系统处于前倾疏散的高空槽槽前,高空辐散,低空辐合,为MCS发生提供了有利的大尺度动力条件。暴雨发生前对流层低层有西南—东北走向的湿舌,为暴雨提供了有利的水汽条件。高空干冷平流与低空的暖湿平流形成的差动平流,造成此处大气的层结不稳定度增强。此外,从地面接收到的太阳辐射能量分布情况来看,下垫面不均匀加热引起的热力环流是这次暴雨过程中尺度对流系统发生发展的一个重要的触发机制。研究地面中尺度切变线演变与此次暴雨对流系统发生发展的关系发现,切变线上对流强弱分布是不均匀的,其中在弧形切变线曲率最大处的对流最强,与沙兰河上游暴雨有关的对流云团就出现在这个地区。以上事实表明,地面中尺度切变线可能是此次暴雨发生发展的另一个关键因素,而造成切变线上对流发展不均匀的原因可能和切变线走向与环境风场的配置有较大关系。     

从对“三暖一寒”的初步分析看大气的“下游效应”

一、从“三暖一寒”说起“三暖一寒”或“奇暖三日必有一寒”,说的是内蒙地区冷暖交替的天气规律。意思是:暖几天,特别是“奇”暖几天之后,就要变冷。换句话说,一个突出的升温过程是寒潮降温天气的前奏。这条经验在内蒙颇为流行,广大气象人员对此也都有体会。本文围绕着“三暖一寒”列举大量现象,人对大量现象的概括、归纳与可能的解释中提出寒潮天气形成过程的概念。     

北疆北部一次暖区暴雪天气过程的的综合分析

利用地面观测、高空探测常规资料、NCEP 1°×1°再分析以及FY-2G红外云图资料，综合分析了2016年11月10—13日北疆北部的暖区暴雪过程成因，结果表明，此次暴雪天气是在“单阻型”经向环流和有利的高低空天气系统配置下发生的，主要表现为500 hPa东欧阻塞高压脊稳定，西西伯利亚低涡和冷槽东南下至北疆境外的中亚地区，200～500 hPa低涡和冷槽系统深厚且呈前倾结构，低涡底部极锋锋区加强并压至北疆上空，700～850 hPa北疆北部有暖平流和暖脊发展，地面气压场呈“两高夹一低”形势，北疆在地面冷锋前部和暖锋后部的暖区内。中高层西北急流、低层偏西气流和偏东气流三支气流在暴雪区上空汇合，暴雪区位于高空低涡底部西北急流、低层暖平流和切变线、地面暖低压南部的高低空重叠区域内。500 hPa以下仅有一条西方水汽输送路径，最强水汽输送在600～700 hPa，最强水汽辐合位于850 hPa附近，最大暴雪中心（裕民）的水汽输送强度更强、厚度更厚、时间更长，其平均云顶黑体亮温TBB值较富蕴偏高10℃左右。