甘肃北部短时强降水中尺度特征及物理量配置

利用甘肃北部27个国家级自动气象站及635个区域气象站降水资料,结合常规高空、地面和欧洲中期天气预报中心（ECMWF）再分析物理量场资料,选取了2016—2019年5—9月104个典型短时强降水个例,对甘肃北部短时强降水天气发生发展的环境条件进行了中尺度综合分析,揭示了区域内短时强降水的一些特征和规律。结果表明：（1） 甘肃北部短时强降水集中出现在6—8月,短时强降水的强度多为10~20 mm。（2） 甘肃北部短时强降水天气的典型特征,分为副高边缘型、低压槽型、西北气流型和河套阻高型4种流型。（3） 通过分析不同天气形势、不同类别、不同物理量参数间的联系与区别,总结出各类短时强降水天气的环流特征和物理量要素指标和阈值。（4） 地面辐合线（冷锋）是甘肃北部触发强对流天气的关键系统,地面辐合线（冷锋）的分析对短时临近预报至关重要。（5） 低空偏南风急流（显著流线）在110°E左右北上及在37°N左右产生辐合是判断甘肃北部能否产生短时强降水的重要依据。并对2020年短时强降水预报效果进行检验,预报准确率达63.6%,说明建立的短时强降水预报指标预报能力较强,为提高短时强降水预报预警能力提供了一种新途径。     

陇东短时强降水与冰雹天气对比分析及预报方法研究

利用2008-2014年短时强降水和冰雹资料建成样本,通过对强对流天气诊断分析,建立了陇东地区强对流天气概念模型,归纳了两种强对流天气的物理量阈值,并对阈值进行了检验。结果表明:切变线是产生陇东地区短时强降水和冰雹的主要低层影响系统,低层700 h Pa有切变线产生短时强降水的个例比产生冰雹的个例多;物理量参数如△T_(700-500)、0℃、-20℃高度层、大气可降水量、700 h Pa比湿、K指数、θse500、θse700、0~6 km垂直风切变在冰雹与短时强降水天气中存在明显差异,可较好的区分两种强对流天气;其阈值指标对陇东地区的强对流天气有较好的预报效果。     

桂西6月份两次连续强降水过程诊断分析

利用ECMWF数值预报资料和M ICAPS常规观测资料,通过天气形势和物理量诊断分析的方法,对桂西6月8~12日发生的两次强降水的天气系统进行诊断分析,结果表明两次强降水过程与南支槽不断波动东移有关,南支槽过境配合高低空急流,是造成强降水天气的主要原因。ECMWF数值预报对高空槽、低空切变的预报与实况基本一致,对暴雨预报有很好的指示意义。     

黔南8·16强降水天气过程分析

通过对黔南8.16强降水天气过程的分析,结合天气图、卫星云图、雷达产品和物理量场分析了产生此次强降水的主要影响系统及其演变过程,过程主要是由于副高东退,高空槽和低涡切变东移加深,以及低空急流、地面幅合相配合产生。并通过实况对T639数值预报产品进行检验,结果显示T639在48小时内预报场接近实况,但对系统的移动预报略偏慢,强度预报偏弱。     

2004年7月4～5日贵州省黔西南州首场暴雨的物理量诊断分析

提出黔西南州大到暴雨的物理量诊断方法和临界指标,建立多重物理量场嵌套诊断模型,应用T213数值预报产品计算2004年7月4日物理量预报场,根据物理量预报场计算结果,对7月4日黔西南州暴雨天气进行诊断,将实况与预报结果进行对比,结果表明,运用多重物理量场嵌套诊断分析对大到暴雨的短期预报,准确率较高,预报结果对预报员有一定的指导作用。     

“2009.08.13”云南省大理州强降水天气过程分析

在利用常规资料、自动站降水资料分析2009年8月12～14日大理州强降水天气过程的影响系统、物理量特征基础上,还利用大理国家气候观象台的风廓线雷达资料探讨了强降水发生前风廓线雷达各项产品的表现,结果表明此次区域性强降水过程,其主要影响系统是500 hPa上的两高辐合区和700 hPa上的切变线;强降水出现前各物理量特征表现明显;风廓线雷达资料中信噪比与强降水对应关系非常密切,垂直速度的变化对强降水有一定预示作用,强降水出现前水平风随高度存在多层切变且切变层次突然增多并抬升。     

丽江机场强对流预报因子及潜势预报分析

利用FNL 1.0×1.0数据及丽江机场2014-2018年常规观测资料对丽江机场飞行区域强对流预报因子及潜势预报进行分析,表明选取对流有效位能、整层相对湿度、0℃层高度、近地表四层等压面的抬升指数和可降水量作为预报因子建立丽江机场雷暴预报方程,预报方程通过了显著性检验,预报效果检验表明该预报方程有较好的雷暴潜势预报能力;选取对流有效位能、0℃层高度、近地表四层等压面的抬升指数、可降水量和整层相对湿度建立强降水预报方程,预报方程通过了显著性检验,预报效果检验表明该预报方程有较好的强降水潜势预报能力。     

泥石流滑坡发生的降水预报方法与雨量标准--以四川省盆地区域为例

通过对η坐标数值预报模式预报的降水量检验分析,发现η坐标数值预报模式对青藏高原天气系统活动造成的四川盆地降水预报明显偏弱,且雨区偏北、偏西。我们使用风场资料对高原天气系统作自动识别,进行了对高原天气系统影响降水的强化与雨区漂移的处理,研究得出了η坐标数值预报模式释用强降水预报方法。通过对1991-2001年四川盆地发生泥石流、滑坡灾害的气象成因(强降水)分析,研究得出了四川盆地不同的地质地貌条件下泥石流、滑坡预测雨量标准。在上述研究基础上,建立了四川盆地泥石流、滑坡产生的强降水预报方法。经2003-08-09业务试运行,效果较好,较成功的预报了四川盆地西部、西南部3次大暴雨过程触发的多处泥石流、滑坡灾害,在防灾减灾中发挥了好的作用。     

近10 a中亚低涡背景下新疆短时强降水环境场分析

为更好地把握中亚低涡造成新疆短时强降水天气过程的机理特征,为新疆短时强降水预报预警提供参考和依据,利用FNL资料、探空资料等,运用天气学原理、动力诊断分析方法等,研究了中亚低涡系统不同部位发生的三类短时强降水的环境场特征及环流配置。结论表明：（1）短时强降水发生在500 hPa中亚低涡前部西南气流下为最多。（2） A指数在新疆地区短时强降水降水预报中意义不大。（3）中亚低涡背景下新疆短时强降水天气的配置一般属于高空冷平流强迫类。（4）三类短时强降水形势配置的共性：在低涡背景下,对流层中高层都有显著气流存在,低空有切变线存在,近地面往往有辐合线,700 hPa左右往往有湿舌。异性：第I类短时强降水湿度条件较好,第Ⅱ类短时强降水高低空温差较大,第Ⅲ类短时强降水垂直风切变较强。     

孟加拉湾风暴造成红河州一次强降水的诊断分析

应用MICAPS常规资料结合FY-2卫星云图,通过天气分析与物理量诊断分析方法,对红河州2007年5月16～18日的持续性强降水天气过程进行了分析。这次过程主要影响天气系统为初夏孟加拉湾风暴、700 hPa切变线及地面冷锋,冷空气侵入孟加拉湾风暴外围环流导致强降水发展并持续。冷锋切变南下有利于水汽凝结量的增加及强降水天气发生发展环境的形成。孟加拉湾风暴带来的充沛水汽输送和强烈的上升运动与不稳定大气为持续强降水发生发展提供了有利条件。卫星云图上强对流云团覆盖区与红河州强降水区相对应。     

内蒙古5-9月小时强降水时空变化特征

基于1991-2013年5-9月内蒙古自治区117个气象站逐小时降水量资料,分别定义各站点小时降水量的强降水阈值,揭示强降水事件时空变化特征,同时利用经验正交函数(EOF)分析方法研究小时强降水变化特征。结果表明:第99个百分位阈值、强降水事件发生频率和1 h降水量最大值空间分布基本一致,表现为自内蒙古西部向东部递增,高值区位于阴山山脉南部和大兴安岭山脉东南部的迎风坡,低值区位于内蒙古西部。21世纪以来,内蒙古强降水事件发生频率和强度都呈现增加的趋势。内蒙古强降水事件集中出现在7月中旬到8月上旬,而且午后至傍晚时段最为活跃,内蒙古东部区域的强降水事件有夜发性特点。内蒙古强降水事件持续时间在1～5 h,其中持续时间为2 h所占比例最大,说明强降水事件是由中小尺度天气系统造成的,而且同西太平洋副热带高压关系密切。     

甘肃一次副高内部极端强降水可预报性思考

传统认为副高内部下沉运动,抑制对流运动的发生,但是甘肃河东隔几年就会出现一次副高内部的强降水过程,而全球业务模式对此类强降水预报能力较弱,导致副高内部的强降水天气预报难度很大。利用多种常规和非常规观测资料,对2016年8月22日甘肃副高内部的一次极端强降水过程进行分析,以期发现一些可用预报指标,结果表明:青藏高压东北部辐散区和近地面层的中尺度辐合线的叠置,有利于形成强烈的上升运动,是强降水发生的天气背景条件。环境场极高的水汽含量,异常厚的暖云层,和小的垂直风切变有利于形成极大的降水效率,是强降水的增强条件。通过对各种中尺度观测资料的分析,发现一些对强降水预报预警有指示作用的因子:(1)对流云团冷云盖中心区域运动前方逐时云顶亮温(TBB)梯度最大处对应地面降水最强降水。(2)闪电总次数峰值后1~2h,且闪电带变的很有组织时,对应地面最强降水时段。(3)造成强降水的对流单体的雷达回波表现出低质心暖云降水的特征。(4)在组合反射率(CR)、垂直液态水含量(VIL)最大值出现后30~40 min,最强雨强出现。     

2008年秋季桂西北两次强降雨过程对比分析

利用常规资料、雷达回波等资料,用天气学原理及中尺度分析方法,对2008年秋季发生在桂西北的两次强降水过程的影响系统、物理量场和卫星云图特征进行对比分析,结果表明:(1)高空槽加深东移引导冷空气南下和西太平洋副热带高压的维持是造成这两次强降水的主要环流背景。(2)高空槽东移引导南下的冷空气和副热带高压是这两次强降水的主要影响系统。(3)中低层辐合上升运动加剧了气流的扰动,为两次强降水过程提供了动力条件。(4)副热带高压西侧偏西南气流引导下的热带云团是两次过程的主要水汽来源,FY2C相当黑体亮温的强亮温区与桂西北强降水落区有很好的对应关系。     

云南省红河地区2004年第一场透雨过程分析

利用2004年5月15～21日第一场透雨过程的高空资料,对产生强降雨天气的主要物理量进行分析,总结主要物理量的变化特征,揭示这次强降雨产生发展变化规律,对今后在预报过程中对主要物理量的变化引起重视,具有一定的参考意义。     

台风"派比安"降雨的特征分析

通过分析中高纬度的大气环流,发现台风"派比安" 的路径变化与西风带低槽和副热带高压的强弱及它们的相互配置有着密切关系;对"派比安"所影响地区带来强降水过程进行物理量的诊断分析.结果表明,强大深厚的台风低压系统是降雨的前提条件,中低层辐合、高层辐散的散度场有利于台风势力的维持,对强降水持续起到重要作用;正涡度区域与降水范围一致,其中心对暴雨中心落区具有指示意义;高水汽通量区与强降水落区密切相关.     

2003年广西最大一次锋面暴雨天气过程特征分析

本文利用常规观测资料和物理量资料,对2003年6月26～28日广西全区性范围暴雨天气过程进行诊断分析,指出副热带高压逐渐加强西伸与弱冷空气在广西维持对峙是暴雨产生的主要原因;物理量和云图分析表明,暴雨发生前广西上空有深厚的不稳定层结存在,造成本次的强降水是对流层中低层暖湿空气被地面弱冷空气抬升的结果。     

云南快速更新循环数值预报系统及其12小时降水预报检验与改进

以中尺度WRF模式为基础,参照北京地区高分辨率快速更新循环同化系统,建立了云南快速更新循环数值预报系统(WRF-RUC)。为了充分了解该系统在云南省的预报性能,对预报结果进行个例和2016年6~7月检验。结果表明:快速更新循环同化数值预报系统能进行强降水过程预报,但与业务化“区域WRF数值预报系统”预报结果相比,12h降水预报评分较低。通过个例数值试验表明WRF-RUC系统进行本地化参数方案试验,挑选适合云南省的物理方案,是系统预报效果改进的有效途径。     

2007年红河州一次典型两高辐合区强降水过程分析

2007年7月,红河州多受两高间辐合区影响,产生强降水,选取7月18～20日强降水过程进行分析,得出:单纯的两高辐合区并不一定能产生强降水。虽然此次过程中有深厚的西南涡从四川东南移,但强降水的触发机制并不是西南涡,而是高空冷平流,且高空冷平流具有高层强、低层弱的特点。水汽、能量条件表现出在高层随着环流背景场南移、中低层少变的特点,较强的上升运动也集中在对流层中上层。MM5对于此次过程较强降水发生的时间、区域有较好的预报能力,但降水量级偏小。     

天山山脉强降水云宏微观物理属性的空间分布特征北大核心CSCD

天山山脉是新疆重要的水源地,分析这一区域降水云的宏观和微观物理属性的垂直和水平分布,对于科学高效地开展人工增水作业具有重要意义。利用CloudSat和Aqua卫星资料对天山山脉3次强降水过程云高、云厚、冰粒子等效半径和直径(IER、IED)、水粒子等效半径(LER)、冰水含量(IWC)、液态水含量(LWC)、冰水路径(IWP)、液态水路径(LWP)的分析表明:(1)天山山脉强降水云分布在0.9~9.4 km范围内,天山东、西部云底偏低、云体偏厚,而中部云底偏高、云体偏薄。降水云占有率天山中部、东部分别为5%,西部为15.6%。(2)天山山脉强降水云IER以0~60μm为主,LER以0~5μm为主,IWC和LWC集中在0~50 mg·m^(-3),强降水云从低层到高层这些微物理量的低值段占优势,天山山脉西部、中部这些微物理量的低值段随高度呈单峰分布,西部和中部峰值分别出现在云层下部和中上部;天山山脉东部这些微物理量的低值段随高度呈双峰分布,极大值出现在云层下部和上部。(3)天山南脉、天山西部强降水云的IED较小,而天山中部、东部较大;天山中部云的LER较大,天山东部、西部、天山南脉较小;IWP从大到小依次排序为中部、东部、西部、天山南脉;天山中部云的LWP略大于天山西部和东部,天山南脉最小。     

天山山脉强降水云宏微观物理属性的空间分布特征

天山山脉是新疆重要的水源地,分析这一区域降水云的宏观和微观物理属性的垂直和水平分布,对于科学高效地开展人工增水作业具有重要意义。利用CloudSat和Aqua卫星资料对天山山脉3次强降水过程云高、云厚、冰粒子等效半径和直径(IER、IED)、水粒子等效半径(LER)、冰水含量(IWC)、液态水含量(LWC)、冰水路径(IWP)、液态水路径(LWP)的分析表明:(1)天山山脉强降水云分布在0.9~9.4 km范围内,天山东、西部云底偏低、云体偏厚,而中部云底偏高、云体偏薄。降水云占有率天山中部、东部分别为5%,西部为15.6%。(2)天山山脉强降水云IER以0~60μm为主,LER以0~5μm为主,IWC和LWC集中在0~50 mg·m~(-3),强降水云从低层到高层这些微物理量的低值段占优势,天山山脉西部、中部这些微物理量的低值段随高度呈单峰分布,西部和中部峰值分别出现在云层下部和中上部;天山山脉东部这些微物理量的低值段随高度呈双峰分布,极大值出现在云层下部和上部。(3)天山南脉、天山西部强降水云的IED较小,而天山中部、东部较大;天山中部云的LER较大,天山东部、西部、天山南脉较小;IWP从大到小依次排序为中部、东部、西部、天山南脉;天山中部云的LWP略大于天山西部和东部,天山南脉最小。