2005年"5.31"湖南大暴雨中尺度模拟和发生机制

利用NCEP 1°×1°的6 h再分析资料和MM5模式15 km水平分辨率模拟的逐时资料,对2005年初夏湖南大暴雨的中尺度系统及其触发、维持机制进行了诊断分析研究。结果表明:高低空急流最佳配置,动力耦合关系建立为暴雨发生提供了有利的环境条件;中尺度系统在渝南、黔西生成后移入湖南停滞发展,加强了湖南上空动力不稳定条件,促进对流发展;偏南暖湿气流整层突然增强对暴雨的对流系统爆发性发展起十分重要的作用,它在中高层凝结释放潜热加热高层大气,对上升气流起到正反馈作用;高层大气强“抽吸”效应和前期降水产生地表潜热和感热的强迫作用亦是对流爆发性发展的重要因子。湖南复杂地形在暴雨启动机制中起重要作用。但敏感性试验表明,地形抬升不是这次暴雨唯一必需的触发条件,削平南方山地不仅能增强水汽输送,低层偏南气流增强还能加强地面中尺度系统的辐合作用,辐合抬升是触发机制之一。降雨过程发生发展主要受天气系统控制,地形效应可明显改变降雨落区和强度,迎(背)风坡度的增加(减小)通常使降雨加强,反之使降雨减弱。     

河南一次特大暴雨过程的天气学分析

利用NCEP再分析资料,对2005年7月20-22日河南西部特大暴雨的成因进行了诊断分析。结果表明：台风低压倒槽外围的东南气流和副高西南侧的东南气流合并,形成一支较强盛的东南气流带是本次特大暴雨的水汽来源;辐合线和地形的作用是本次特大暴雨的触发机制;特大暴雨中心附近存在低空的气旋辐合、高空的反气旋辐散,且在特大暴雨发生发展时,高空的反气旋辐散作用起主导作用,是特大暴雨发展和维持的依据;在前期有东南急流存在的情况下,东风分量和南风分量明显减弱的时刻．是强降水发生的时刻。     

河南一次特大暴雨过程的天气学分析

利用NCEP再分析资料,对2005年7月20-22日河南西部特大暴雨的成因进行了诊断分析。结果表明：台风低压倒槽外围的东南气流和副高西南侧的东南气流合并,形成一支较强盛的东南气流带是本次特大暴雨的水汽来源;辐合线和地形的作用是本次特大暴雨的触发机制;特大暴雨中心附近存在低空的气旋辐合、高空的反气旋辐散,且在特大暴雨发生发展时,高空的反气旋辐散作用起主导作用,是特大暴雨发展和维持的依据;在前期有东南急流存在的情况下,东风分量和南风分量明显减弱的时刻．是强降水发生的时刻。     

黔东南州一次低温雨雪冰冻天气过程触发维持机制分析

利用2008-01—12—02—02T08常规天气图资料,对黔东南州发生大范围低温、雨雪、冰冻天气的环流形势及触发、维持机制进行了分析和诊断。结果表明：高低空急流的存在、中高层强的暖湿气流在此次低温雨雪冰冻灾害天气过程中起着十分重要的作用;中低层的逆温层维持,对低温雨雪冰冻天气过程的触发起着主要作用。     

伊犁河谷"7.31"极端暴雨过程不稳定性及其触发机制研究

2016年7月31日至8月1日新疆伊犁河谷发生了一次极端强降水事件,多站突破降水极值。利用NCEP/NCAR 0.25°×0.25°再分析资料、中国地面卫星雷达三源融合逐小时降水产品及国家基本地面观测站逐时降水资料,通过天气研究和预报（WRF）数值模拟和诊断分析强降水期间大气的不稳定性及其触发机制,证实了不同尺度系统相互作用以及复杂地形的影响是干旱、半干旱地区极端暴雨形成的重要因子,并得出以下结论:（1）降水前河谷低层高对流有效位能积累,低层锋面东移触发对流有效位能释放,造成河谷第一阶段短时强降水天气;前期对流性降水释放湿对流不稳定能量,低层大气对称不稳定性逐渐增强,在对称不稳定作用下维持和加强了伊犁河谷第二阶段强降水天气。（2）第一强降水阶段期间大气低层为对流不稳定性层结,降水初期和第二阶段强降水期间大气均为条件对称不稳定性层结,对称不稳定的产生主要来自于湿位涡斜压分量（M_pv2）,其中降水初期低层M_pv2变化由大气的湿斜压性和低层水平风的垂直切变所造成,第二阶段强降水低层M_pv2变化主要由大气湿斜压性造成。（3）第一阶段强降水期间,低层锋面和地形抬升,垂直运动迅速发展,造成河谷南、北部山前降水;河谷东侧中尺度气旋在地形阻挡下稳定少动,是东部地区短时强降水天气发生的直接启动机制。第二阶段强降水期间,中、低层锋区叠加爬坡,冷锋锋生,中、低层风场辐合区叠加,河谷东北部形成垂直环流圈,上升运动进一步发展,是造成河谷第二阶段暴雨的重要原因。     

西北东部半干旱区一次极端特大暴雨的触发和维持机制

2022年7月15日地处西北东部半干旱区的甘肃庆阳出现特大暴雨,多站日雨量和小时雨量均突破历史极值,利用多源观测资料和ERA5再分析资料,针对这次特大暴雨过程形成机制进行分析。结果表明,本次过程是发生在黄土高原复杂地形下弱天气尺度斜压强迫、弱不稳定能量及深厚湿层背景下的暖区暴雨,局地性强、强降水持续时间长;南亚高压、副热带高压及低层气压系统上下叠加的环流形势配置有利于中尺度对流系统发生发展;地面辐合线和偏南低空急流触发对流系统初生、发展,低空急流的发展和长时间维持使地面辐合线不断加强,同时急流左侧（暴雨区）与其出口区和入口区右侧形成的稳定次级环流是对流系统维持的关键,而凝结潜热释放引发的局地锋生、低层正涡度发展则是对流系统发展维持的另一重要因素,同时也是大气不稳定度维持的重要原因。中尺度对流系统呈现深厚低质心、准静止特征,雷达回波具有后向传播和列车效应特征。     

2007年8月10-12日山东半岛持续性特大暴雨的维持机制分析

利用多普勒天气雷达资料、常规观测资料及NCEP/NCAR再分析资料,对2007年8月10—12日发生在山东半岛持续性特大暴雨的特征及维持机制进行了分析。结果表明：本次持续性特大暴雨与西太平洋副热带高压中心稳定少动和其边缘不断有冷空气侵入有关;雷达回波强度图上,10—11日最强回波＞50 dBz,12日回波强度在40～45 dBz,其径向速度的零速度线表现不同,但均反映为暖平流;暴雨前期山东半岛具备了发生强雷暴所需的不稳定大气层结,副高边缘的低空东南急流为山东半岛输送了充足的水汽,从而有利于山东半岛暴雨的维持;暴雨维持的动力场特征为：散度场维持低层辐合、高层辐散,垂直速度场为较强的上升运动。     

潜热对江淮地区一次特大暴雨过程维持机制研究

2020年7月17日20时～18日20时,在淮河至长江之间出现大范围降水,短时强降水维持时间长、雨强大。此次降水发生的环流背景是：中高层多短波槽波动,伴随低层的低涡发展以及低空急流加强。强降水主要发生在低涡、切变线南侧的暖区中,降水主要分为两个阶段：第一阶段（17日20时～18日06时）强降水发生在暖式切变线和第一个低涡的暖区中,是中层潜热释放导致中层扰动形成的急流自激过程。中层位涡发展,中层扰动加强,中层扰动导致其南部急流加强,急流的自激机制形成向南、向下的上升运动波动,当水汽、能量和上升运动区配合时,形成强降水。第二阶段（18日07时～18日20时）强降水发生在第二个低涡的暖区。中高层潜热释放形成扰动,导致深厚的中低层急流发展,形成了高、中、低层一致的上升运动区。同时配合深厚低空急流带来的水汽和能量条件,形成了强降水深对流。因此整个过程的潜热释放对强降水的发展有重要作用。     

双流机场“7.21”暴雨微物理特征及触发维持机制分析

利用天气雷达、地面自动站和微波辐射仪等多种气象探测资料,对2017年7月发生在成都双流机场的一次暴雨过程进行了分析。结果表明:此次暴雨发生在弱天气系统强迫条件下,大气层结呈现弱对流抑制、低抬升凝结高度、中等对流有效位能,湿层深厚,低层较暖且低层无急流影响。短时强降水由中尺度系统直接产生,午夜前的初始对流由高压西北部偏南暖湿气流与山体下滑冷气流相互作用,结合山前强水平温度梯度产生,之后在冷池和边界层暖湿气流作用下生成新的对流。产生强降水的回波结构密实,暖云特征突出,属于热带低质心降水系统。对抬升凝结高度、自由对流高度、湿层厚度等的分析表明,水汽条件较为极端,但由于系统整体属于前向传播,无明显的"列车效应",限制了实际降水效率。     

“03.7”湘西北特大致洪暴雨的触发机制数值研究

利用常规、地面加密观测资料、GMS卫星云图和常德多普勒天气雷达资料, 结合MM5中尺度数值模式模拟结果对“ 03.7”湘西北特大致洪暴雨过程进行综合分析, 并探讨其可能的触发机制。研究表明: “03.7”湘西北特大暴雨与边界层内多个中尺度辐合扰动的移动和发展密切相关, 且伴随着中尺度雨团的强烈发展, 由此诱发的β-中尺度涡旋是此次特大暴雨过程的直接影响系统; 有组织的多单体风暴活动是张家界这一特大暴雨中心形成的主要原因; 等熵面上的位涡下滑和倾斜涡度的发展可能是导致β-中尺度气旋涡度急剧发展的重要因素; 低空急流扰动、对流层高层强辐散形成的抽吸作用以及湘西北特殊地形对此次暴雨过程有明显的触发和增幅作用。     

“04.6”湘西北特大致洪暴雨形成机理分析

对湖南省西部和北部的一次特大致洪暴雨过程综合分析得出：此次特大暴雨过程的发生与对流层中低层西南急流和亚欧大陆上空维持阻塞形势密切相关。阻塞形势的维持，使得对流层中低层两个冷涡稳定少动，从而形成了东北向干冷气流，其与西南暖湿气流在湘西北地区上空形成一条东北西南向的切变线。切变线上生成的深厚的中尺度气旋的演变、发展，是特大暴雨产生的根本原因。对流层中层涡度、Q矢量散度及345K等熵面上位势涡度的由南向北发展与强降水区由南向北发展有较好的对应关系，可作为暴雨预报指标。超强散度柱、强涡度柱和陡立深厚θse，耦合结构是垂直上升动力和暴雨产生和持续的重要动力机制。     

2005年6月湖南大暴雨过程的天气动力学诊断分析

利用NCEP分析资料和实测资料,对2005年6月初湖南大暴雨过程进行了天气动力学诊断分析。结果表明：暴雨区中上升运动和水汽辐合均大于周围区域,中低层为对流不稳定层结。暴雨区位于非地转湿Q矢量辐合强迫的次级环流上升支中,其南北两侧为非地转下沉气流,下沉气流的补偿有利于暴雨系统的维持。非地转湿Q矢量辐合区对6小时暴雨落区预报有指示意义。暴雨区位于700hPa湿位涡和850hPa湿相对位涡负值中心附近偏暖湿气流一侧。低层暖湿平流和强上升运动致使低层湿空气辐合补偿、热量上传,利于高层辐散增强,抽吸作用加强低空辐合,促使暴雨发展。     

“99．5．7”昆明大暴雨分析

利用GMS-5卫星云图、常规历史资料和T106资料，通过湿位涡、螺旋度、湿Q矢量及散度、锋生函数等理论，对1999年5月7日昆明大暴雨进行诊断分析，并从影响系统及热能条件与1986年6月7日的昆明大暴雨对比，结果表明：在昆明春季连续几次冷空气影响下，由于西南急流的建立，在冷空气的协同作用下，也能造成大暴雨天气。昆明处于200 hPa高空急流右侧，700 hPa低空急流左前侧；物理机制上，云南处于湿舌区内，昆明700 hPa湿位涡经历了由MPV1大于0、MPV2小于0到MPV1小于0、MPV2大于0的转换。昆明大暴雨出现在：①MPV2小于0等值线密集区的南部；②700hPa垂直螺旋度正值中心南部；③湿Q矢量辐合及散度负值中心处。     

湖南一次强降水天气过程分析

综合运用常规、非常规加密观测资料、风云卫星资料和1° X1°的NCEP/NCAR再分析资料,对2019年主汛期湖南一次强降雨过程进行分析及成因探讨.结果表明:此次降雨过程影响系统复杂多变,由暖区暴雨、中层冷平流入侵暴雨、锋面暴雨组成,冷空气入侵时降雨效率最高,小时雨强与累计降雨达到最强;副高明显偏强,较历年同期偏西24...     

2005年6月华南持续性暴雨爆发和维持机制分析

利用常规气象资料及T213分析场资料，对2005年6月18日～23日华南大范围持续性暴雨过程的高低空形势、能量及动力条件进行诊断分析。发现：这次过程低空急流维持了低空对流不稳定形势，高空急流维持了高空辐散、低空辐合的有利形势，高空西南急流与高空西北急流一样，能造成暴雨区高空有利的辐散形势，形成高层辐散、底层辐合，触发强烈的上升运动，高低空耦合是此次强降雨爆发的熏要机制，强降雨落区位于低空西南风急流出口区的左侧和200hPa西北风急流的出口区西南侧，即低空急流的左侧与切变线的前沿；暴雨区域高湿能条件的维持．保证了强降雨过程的能量供给，是强降雨持续的重要条件。     

2005年6月华南持续性暴雨爆发和维持机制分析

利用常规气象资料及T213分析场资料,对2005年6月18日~23日华南大范围持续性暴雨过程的高低空形势、能量及动力条件进行诊断分析。发现:这次过程低空急流维持了低空对流不稳定形势,高空急流维持了高空辐散、低空辐合的有利形势,高空西南急流与高空西北急流一样,能造成暴雨区高空有利的辐散形势,形成高层辐散、底层辐合,触发强烈的上升运动,高低空耦合是此次强降雨爆发的重要机制,强降雨落区位于低空西南风急流出口区的左侧和200hPa西北风急流的出口区西南侧,即低空急流的左侧与切变线的前沿;暴雨区域高湿能条件的维持,保证了强降雨过程的能量供给,是强降雨持续的重要条件。     

湖南持续性区域暴雨气候特征及暴雨落区分型

基于1961-2016年湖南88个台站逐日降水及NCEP再分析数据,利用突变分析、聚类分析、合成分析等方法,分析了湖南持续性区域暴雨的气候特征,并对暴雨落区进行了分型。结果表明,近56年湖南持续性区域暴雨过程年平均出现2次,最长持续日数为5天;夏季发生次数最多占73%,冬季未发生,出现较多的月份5,6,7和8月分别占16%,38%,20%和14%;持续性区域暴雨过程次数在1993年发生了均值突变,年平均过程次数从1961-1992年的1.4次增加至1993-2016年的2.8次。持续性区域暴雨过程年均发生0.9次以上的区域主要分布在湘中以北,湘中以北较湘南年均次数偏多。持续性区域暴雨强度全省区域平均值为82.5 mm·d^-1,大于85 mm·d^-1的台站主要分布在湘西北及湘东南。暴雨日强降水落区可分为4类空间分布型即湘西北型、湘中偏北型、湘中偏南型及湘东南型,4类空间分布型的累计暴雨日数占总持续性区域暴雨日数的百分比依次为25.6%,30.1%,21%和18.4%,湘西北型与湘东南型的降水强度较湘中偏北型与湘中偏南型的降水强度大,且强降水落区相对更集中;对应4类暴雨落区分型合成的925 hPa风场切变及水汽辐合大值区的位置、走向与4类暴雨空间分布型的强降水落区基本吻合,对强降水的落区有较好指示性。     

2003年7月上旬张家界特大暴雨山洪分析

对造成 2 0 0 3年 7月 8～ 1 0日张家界特大暴雨山洪的主要影响系统、物理量诊断场资料、多普勒雷达回波资料及自动气象站要素进行了分析 ,并重点分析了张家界特定的地形条件对降水的增幅作用及暴雨的夜发特征 ,为湘西北的暴雨山洪预报提供了一些有益的启示。