佛山地区一次局地暴雨过程的重力波特征分析

利用高精度微压计数据,详细分析了2016年11月20–21日佛山地区一次局地暴雨的重力波动态频谱特征,结果表明:重力波激发了此次暴雨,暴雨发生前,重力波呈现出振幅间歇性增大,周期范围不断增宽的过程;其中,暴雨前约4 h出现了重力波最大振幅80–160 Pa,相应的周期范围为140–270min。强雷暴对重力波的作用是积极的,会增大波的振幅,产生中心振幅约80–100 Pa,周期范围210–270 min重力波;尤其是,强雷暴激发了更短周期(≤36 min),振幅约10 Pa的重力波。大振幅重力波提前于暴雨出现,比雷达,卫星识别出强对流早了约4h,这一特征或许对局地强对流预警有指示意义。     

佛山地区不同类型雷暴过程大气重力波的频谱动态特征研究

利用佛山地区2017年1月至2019年10月高精度微压计数据,统计分析佛山地区不同类型雷暴天气的大气重力波频谱特征,结果表明:雷暴天气与重力波的生成、发展密切相关,长周期(90～270 min)、短周期(1～90 min)重力波在不同类型雷暴天气有明显的差异.不同类型雷暴期间,都有大振幅(≥110 Pa)、宽周期范围的...     

锋面暴雨雨团活动的波动性

一、前言在局地强对流天气中重力波的存在已为大家所公认。但在大范围的降水区中是否也存在着重力波呢?二宫等曾指出在日本梅雨期间存在着波长约为150公里,周期约为3小时左右的中尺度降水系统,他们认为这种中尺度系统具有重力内波的性质。李麦村也论证了重力波对暴雨的触发作用。我国的许多暴雨中分析,主要着重于分析暴雨雨团。这种雨团有时仅单个地活动,有时则成群地活动,每个雨团都具有一定的     

2007年3月3—5日辽宁省暴雪和大风天气的中尺度分析

使用中尺度数值模式WRFV2.2.1对辽宁省2007年3月3-5日的暴雪和大风天气过程进行了数值模拟,结合10min一次的地面自动观测站资料和数字化多普勒天气雷达探测资料,研究了中尺度重力波的结构及其环境场特征,探讨了波动的激发机制.对流层上层中尺度重力波生成在350-250 hPa(约9-11 km),周期为2-3h,水平波长30-40 km,波动沿水平方向传播约9h.地面气压扰动振幅约为2 hPa,周期为2-3 h,波动由西南向东北方向传播,方向与地面风向相反.沿波的传播方向,地面观测的逐时降水量呈波动特征,周期约为2h.对流层上层中尺度重力波减弱后,雷达降水回波强度出现显著的波动特征.对流层上层中尺度重力波生成在朝向脊区传播的高空急流出口区下方,300 hPa环境场具有显著的切变不稳定特征.波动生成在理查逊数小于0.25的地区,在中尺度重力波生成的高度上,暖平流强,风速低,风切变大.中尺度重力波生成地区出现显著的不平衡气流,拉格朗日罗斯贝数大于0.7,水平散度倾向出现明显的大值,其中-▽w·(e)v/(e)v的量级明显大于其他各项,表明对流层上层重力波的生成及发展与环境场的显著风切变有关.     

溃变理论在滇东南暴雨预报中的应用

根据溃变原理的非规则结构分析方法,对红河州1980—2015年259场暴雨过程进行了检验分析、合成分析和预测应用,计算分析了超低温及低频重力波指数与暴雨出现的相关性。结果表明:暴雨前12~36h,(低涡)切变暴雨、孟湾风暴(南支槽)暴雨、副高外围暴雨、西行台风暴雨和辐合区暴雨在探空站的V-3θ结构信息图上分析出明显的先兆特征,集中表现为对流层高层出现超低温、3θ曲线的非均匀结构、中低层的充沛水汽条件和整体顺滚流;超低温越强,未来12~48h降雨也会增大,但是超低温现象出现频率较大,需配合其他条件判断暴雨的出现;低频重力波稳定指数与未来24h降雨存在显著负相关,即低频重力波稳定指数越小,降雨量越大,前24h的低频重力波稳定指数值对暴雨指示意义最强,当低频重力波稳定指数值为-0.2^-0.4时发生暴雨的频率最高。     

一次梅雨锋暴雨过程中的重力波特征

利用中尺度数值模式WRF模拟了2007年7月7~9日江淮地区发生的一次梅雨锋暴雨过程,通过动力分析和Morlet小波分析方法研究了此次梅雨锋的重力波特征。结果表明:2种非平衡流诊断指标(Ro和ΔNBE)简易有效,梅雨锋暴雨过程中的中尺度重力波系统垂直结构十分清晰;强波动发生时段集中在7日20时至8日06时,30~80 min短周期重力波能量远高于长周期;重力波在低层表现强烈,中高层的短周期能密度中心出现更早;最强波动时段与强对流相对应,波动与对流形成耦合,动力与统计分析相互补充,效果较好。     

2014年3月28—31日肇庆强降水和强对流天气的分析

利用常规观测、MICAPS、NCEP再分析和自动气象站资料,对2014年3月29—31日肇庆强降水和强对流天气的天气形势、物理量诊断、单站气象要素演变特征、环境条件及能量场进行了分析。结果表明:强对流天气发生在200 h Pa高空急流轴南侧辐散分流区、500 h Pa高空槽前强西南气流、850 h Pa低空急流和地面显著流线汇合的重叠区域;气压最低值出现在强降水峰值出现前1~2 h,强降水发生前2~3 h,气压突降;温度和露点温度的差值在0.5℃以内的时段与强降水集中的3个时段基本吻合;暴雨临近至暴雨发生期间总温度在肇庆附近维持强梯度,暴雨区向正变温平流的下风方向移动;总温度高中心配合地面中尺度辐合线,导致肇庆大暴雨。     

城市边界层过程在北京2004年7月10日局地暴雨过程中的作用

从大量的观测事实入手,结合简要的理论分析,揭示发生在北京城区的一次相对孤立的β中尺度对流暴雨系统的启动机制以及城市边界层在这次局地暴雨过程中的作用.研究结果表明:(1) 2004年7月10日北京暴雨前后,局地水汽和天气尺度低空水汽输送条件是非常有利的,但是天气尺度系统的垂直运动对这次北京局地暴雨是存在抑制作用,至少没有明显的帮助.这一点与区域性降雨带中出现的中尺度暴雨中心具有明显区别.(2)暴雨发生在偏南暖湿气流中,首先,可能是位于北京西南的河北涞水和易县附近强雷暴群激发的重力波传播,触发对流不稳定能量释     

一次东移西南涡过程的平流层重力波特征研究

基于WRF模式对2011年6月16—19日一次东移西南涡过程的模拟,开展了西南涡激发平流层重力波的特征研究。东移西南涡可以分为发展、强盛和减弱3个阶段,每个阶段均伴随着强降雨天气,但由于降水位置和强度的不同,平流层重力波的分布和强度也不同。西南涡发展阶段,平流层重力波主要位于低涡的东侧,并向东北传播;西南涡强盛阶段,伴随对流降水的强度和范围明显增大,平流层重力波的振幅和范围也显著增大,且围绕西南涡的东侧和南侧呈现出半环状的重力波分布特征可分为两支,东侧波动波列表现为东北西南向分布,南侧的波列表现为东—西向分布;西南涡减弱阶段,重力波的振幅和范围均减小。波谱分析表明,重力波的纬向波数频率谱关于零频率呈非对称分布,且随着西南涡的增强,波谱在小尺度范围显著增大,即强对流更容易激发出小尺度的高频波;经向波数频率谱在波数较小谱段关于零频率基本呈对称分布,但在波数较大谱段,也呈非对称分布,这说明受平流层东风气流的影响,重力波主要向东传播。     

“5.10”岷县短时暴雨斜压锋生特征和不稳定条件分析

利用常规气象观测资料、加密自动站雨量和NCEP l°×l°再分析资料,对2012年5月10日甘肃岷县一次短时暴雨并引发山洪的强对流天气成因进行综合分析。结果表明:此次致灾严重的局地性短时暴雨的影响系统斜压性显著,500 h Pa高空槽后较强冷平流和槽前暖湿平流强烈交汇,地面到500 h Pa锋生作用明显。从天气系统基本配置类型看,500 h Pa斜压槽、700 h Pa低涡切变及暖湿气流、地面冷锋是这次强对流过程的影响系统。物理量诊断表明,中低层冷暖平流较强,锋生函数在10日午后明显增强,锋生函数正值区前侧出现强中尺度雨团,雨团朝锋生函数梯度方向移动。此次强对流过程中,大气为条件不稳定,700—300 h Pa温差达-49℃。斜压锋生作用的逐渐增强导致不稳定条件增强,进而导致上升运动发展,是产生本次短时暴雨天气的根本原因。     

深圳一次强对流天气的中尺度分析

受静止锋北侧一条强对流云团的影响，深圳市2001年4月9日下午出现了少见的强对流天气，16年来首次记录到冰雹，市气象台发布了2001年第一个暴雨信号。红色暴雨信号。由于这次强对流天气过程发生前，深圳地区上空的大气层结比较稳定，而强对流过程又具有典型的中尺度特征(降雨空间分布极不均匀)和中尺度天气现象(降水持续时间较短)，因此本文通过对该强对流过程的中尺度分析，找出这场暴雨的触发机制—重力内波，探讨以后预报局地暴雨的可能性。     

影响惯性重力波活动规律的动力学因子研究

通过探测发现大气重力波有明显的活动规律:重力波强度在冬、春季强于夏、秋季,在5月和10月发生急剧减弱和加强的转变,无天气过程时晚上比白天强,尤其短周期的重力波,周期为40~80min的重力波平均强度最强,其他较弱。在斜压大气和考虑积云对流加热条件下,运用积云对流参数化、Taylor公式展开等方法,推导出惯性重力波的非线性KdV方程,求出其孤立波解,以此解释以上得出的大气重力波的活动规律:惯性重力波强度随风速垂直切变增大而增大,急流是最重要的惯性重力波波源,是重力波强度在冬、春季强于夏、秋季的主要原因,亚洲急流在5月和10月的北跃和南落,是重力波强度发生急剧变化的原因,急流下方是激发惯性重力波最强的地方。一般情况下,惯性重力波强度随着大气背景流场绝对涡度增大而增大,正涡度对惯性重力波起激发和增强的作用。当惯性重力波向下传播时,波的强度随层结稳定度(N2)增大而增大,由于太阳辐射的作用白天大气层结稳定度比晚上小,这解释了在无天气过程时晚上重力波强度强于白天的原因。惯性重力波强度和波的频率成正比,这解释了周期为40~80 min比周期为140~160 min的重力波强的原因。重力波强度还与非线性积云对流参数常数b及科氏力参数f成正比。     

2008年洛阳地区雷暴初日的局地大暴雨分析

2008年4月7日夜间,洛阳市出现了入春以来的首次区域性雷暴天气,栾川县出现局地大暴雨,12 h降水量达到96 mm.利用常规气象资料和乡镇雨量站、新一代多普勒雷达资料,分析了此次区域雷暴过程中伴随的局地大暴雨成因,结果表明:这次局地大暴雨是在强垂直温度梯度条件下,低涡系统的东移,致使涡前切变线移入不稳定能量区,诱使不稳定能量暴发而产生的强对流天气,涡前切变线是这次过程的触发机制;前期晴朗高温天气所积蓄的不稳定能量释放是导致强降水形成的有利条件;K指数、SI指数等对流指数对此次局地暴雨有很好的反映;对流触发后生成的中β尺度对流系统稳定维持在栾川且获得发展是造成强降水的主因;栾川特殊的山地地形(伏牛山脉)对降水有一定的增幅作用.     

晋西北地区一次雷阵雨天气过程中重力波参数演变特征

针对晋西北地区2013年8月6—8日出现的一次雷阵雨天气过程,利用垂直高分辨率探空资料获取此次天气过程中大气重力波的周期、水平波长、垂直波长、波传播方向和群速等参数值,分析这些波参数值随时间的演变特征。结果表明:在此次雷阵雨生成和发展期(6—7日),由小尺度强对流天气系统引起的非地转平衡,激发出周期小、水平波长短且群速快的重力内波,其中,重力波周期、水平波长分别由1.05 h、23.36 km减小到0.22 h和5.67 km,而波群速由5.30 m·s-1增大到18.69 m·s-1,波传播方向由-93.51°转变为35.05°;当雷阵雨进入消亡期(8日),大气重新调整为准平衡状态,导致重力波周期及水平波长显著变大、且波群速明显变慢,其中,重力波周期和水平波长分别由0.22 h、5.67 km迅速增大到9.06 h和268.98 km,而波群速由18.69 m·s-1快速减小到2.60 m·s-1,波传播方向由35.05°转变为-140.10°;在整个天气过程中,重力波垂直波长变化不大。因此,是否存在周期小、水平波长短且群速快的重力波与雷阵雨的发生关系密切。     

近30年松原地区局地暴雨气候变化特征

1引言松原地处吉林省西部松辽平原区,由于位置偏西,水汽不足,发生大范围的系统性暴雨的次数较少,多以突发性、局地性天气为主,局地暴雨是松原地区主要灾害性天气之一。局地暴雨空间尺度小、突发性强、生命史短,在天气图上中小尺度暴雨天气系统分析不明显,增加了局地暴雨预报的难度。同时由于局地暴雨往往雨强较大、突发性强,同时可能伴有雷暴、大风、冰雹等强烈天气现象,容易造成严重的气象灾害,统计结果表明:松原地区同时伴有雷暴的局地暴雨占总暴雨个例的77.5%,因此,局地暴雨的社会关注度越来越高。本文利用松原市近30年的局地暴雨天气资料,对     

“7.28”山西中部强对流天气的中尺度分析

利用常规观测资料、中尺度加密气象站资料以及卫星和雷达产品等资料,对2016年7月28日出现在山西中部的一次强对流天气进行综合分析。结果表明:此次强对流天气发生在低涡低槽后部西北气流控制的环流背景条件下;低层切变线、地面辐合线和干线是此次强对流天气的主要触发因素;较低层冷空气的渗透,使得大气层结不稳定度加大,促使垂直上升运动加强,为强对流天气的发展提供了有利条件。强对流发生前,850 h Pa存在明显的逆温层,有利于低层能量积累。对流层高低层湿位涡的正负垂直叠置,使大气对称不稳定性增强,强对流天气发生在湿位涡等值线前沿的湿位涡舌附近、冷暖空气交汇的区域。卫星云图上出现的椭圆形雹暴云团,是造成冰雹大风天气的主要中尺度系统。雷达回波强度图上出现的旁瓣回波和三体散射长钉是典型的冰雹特征,且较降雹时间提前约15~20 min,雷暴大风发生在弓形回波头部、强回波中心断裂处,强回波快速减弱对雷暴大风的发生具有指示意义;径向速度图上出现中等强度的中气旋以及中层明显的径向辐合有利于雷暴大风出现;回波顶高和垂直累积液态水含量(VIL)的跃增表明出现大冰雹的可能,VIL的快速降低也意味着出现雷暴大风的潜势较大。     

大气对流层重力波研究进展

重力波对暴雨等强对流天气有着触发机制的作用,甚至影响着大气环流、大气结构和演变.综合近50年来国内外有关大气对流层重力波的研究成果,为重力波的进一步研究提供参考.多年研究表明：暴雨等强对流系统、山脉地形等为对流层重力波波源;重力波强度与风垂直切变、背景绝对涡度成正比,传播速度与波的振幅、水平波宽成正比,重力波在稳定大气中得到了加强,潜热加热有利于重力波的形成;重力波的探测手段为微压器、卫星、雷达观测等,通过重力波探测目前基本掌握了重力波的日、月、季节的活动规律.     

广西地区一次强雷暴天气过程雷达特征及环境场分析

利用常规气象观测资料、区域自动站观测资料、多普勒雷达探测资料、NCEP的1.0°×1.0°和2.5°×2.5°再分析资料,采用天气学诊断的方法对2014年6月5日广西区域性强雷暴天气过程的雷达特征和环境场进行了分析。结果表明:广西地区此次强雷暴天气过程是在500 h Pa前倾槽与地面静止锋配合的有利天气背景下,由两个弓形回波造成的。广西北部地区的弓形回波强度较弱,移动较慢,呈低质心和垂直上升结构,属强降水雷暴系统,造成了短时强降水重复出现,导致大范围暴雨;广西南部地区的弓形回波强度较强,移动较快,具有前侧和后侧入流缺口、前倾结构、中层径向辐合等雷暴大风的典型特征,造成大范围雷暴大风和局地短时强降水。中层环境湿度及垂直风切变的差异是造成广西北部和南部地区雷暴天气类型差异的环境背景原因。广西南部地区中层干区是由副热带高压环流内的干空气在西南急流作用下向北输送造成的。850—500 h Pa西南急流和较强的垂直风切变则是由高空槽与副热带高压快速靠近导致的强气压梯度造成的。     

1971—2015年宁波首场暴雨的气候特征及环流形势

根据1971—2015年宁波9个国家气象观测站降水资料和1980—2015年天气形势图,统计分析宁波45 a首场暴雨的气候特征,归纳分析了宁波首场暴雨的影响天气系统和环流形势。结果表明:宁波首场暴雨多发生在4月,以局地暴雨为主,部分暴雨次之。降水时段以24 h暴雨为主,夜间时段暴雨多于白天时段暴雨。降水频次分布和日最大降水量分布具有南北两端较多、中东部较少的特征。宁波首场暴雨的影响天气系统有低涡切变线、江淮气旋、梅雨锋及副热带高压(以下简称副高)边缘强对流4类。低涡切变线的影响以大范围和局地暴雨为主,江淮气旋的影响以局地和部分暴雨为主,梅雨锋的影响以部分暴雨为主,副高边缘强对流的影响以局地暴雨为主。受低涡切变线影响的暴雨容易出现在宁波东南部几个站点,江淮气旋影响和梅雨锋影响的暴雨容易出现在环沿海区域站点,副高边缘强对流影响的暴雨易出现在宁波南部。西南暖湿气流带来充沛的水汽是首场暴雨发生的必要条件,冷空气入侵或冷暖空气交汇是暴雨形成的重要原因。     

北京地区2004年7月10日局地暴雨过程中的波动分析

2004年7月10(简称04710)北京出现了局地暴雨天气.这次暴雨的落区主要集中在城区,由于降雨时间短、雨量集中,给北京城区的部分基础设施和城市交通造成了极大的负面影响.这也是近十几年来罕见的一次北京城区暴雨.针对这次局地暴雨天气过程,利用雷达、自动气象站、常规气象站资料等,结合天气学分析和重力波指数分析方法对暴雨的触发机制和落区进行了研究.分析显示:04710暴雨是一次中小尺度天气过程,其中由重力波所激发的小尺度波动对强降雨的产生及其时空分布起主导作用;重力波发生、发展条件与判据的分析显示,强垂直风切变使平均气流中的部分动能转化为扰动动能,促使重力波的产生与传播;重力波通过积雨云团时加快了积雨云的发展,加大了云内上升速度,使不稳定能量得以释放,进而触发强降水;天气学分析指出,中层冷空气入侵造成的垂直风切变是触发重力波的主要原因;雷达回波图显示出强降雨的产生、发展及其分布形态与小尺度重力波的分布和传输相吻合.