2016年湖北梅汛期一次极端强降雨的气象因子异常特征分析

利用NCEP/NCAR再分析逐日资料和其他常规观测资料,对2016年湖北省梅雨期一次罕见极端强降水过程气象因子的异常特征进行分析。结果表明:异常的高低纬度环流形势配合,为此次极端降水过程的发生提供了有利的环流背景。500 hPa副热带高压较气候平均值显著偏强,有利于副热带高压西侧水汽输送加强,使得低层南风距平较气候平均值异常偏强;850 hPa低涡强烈发展配合200 hPa分流区的形成,导致垂直方向上动力抬升也表现出一定的异常性;此外对该过程中极端降水站点上空的气象因子分析发现,水汽因子(PW)、不稳定因子(K指数)和动力因子(850 hPa散度)绝对值均比气候平均值偏高了1.5个σ以上,并且超过历史相关统计值的上四分位值。最后给出了此次过极端强降水过程的天气概念模型及气象因子异常度的定量配置图。     

山西秋季一次极端暴雨过程的异常特征分析

利用山西省109个国家站1960—2019年逐日降水量、2019年9月逐时降水量以及1980—2019年欧洲中期天气预报中心1°×1°逐6 h再分析(ERA5)资料,对2019年9月10—11日山西中南部区域性极端暴雨过程的异常特征及其成因进行分析。结果表明:(1)此次降水过程影响范围大、持续时间长,46站发生极端日降水事件,其中11站日降水量突破9月历史极值。(2)对流层中低层水汽、热力、动力条件均优于1980年以来山西中南部区域性暴雨过程的平均态,不同物理量的标准化距平绝对值(|N|)均达到2.5以上,超过历史相关统计值的上四分位值,尤其是水汽和热力条件表现出一定的极端性。(3)副高位置异常偏西、偏北且强度异常偏强导致中低层水汽和能量输送异常充足,山西中南部地区西边界和南边界的水汽输入对极端降水的发生发展起到重要作用。(4)倾斜上升的西南暖湿气流中存在位势不稳定层,700 hPa暖式切变线和地面冷锋触发对流,回波持续通过暴雨区产生"列车效应";稳定的切变线与异常的低层冷垫提供持续的动力条件,长时间维持异常充沛的水汽和水汽辐合是区域性极端暴雨的主要成因;大范围物理量场异常是导致此次极端降水事件发生的主要因素。     

长江中下游地区汛期极端降水量的异常特征分析

利用长江中下游地区（湖北、湖南、江苏、安徽、江西、浙江和上海）1960—2004年87个台站汛期（5--9月）逐日降水资料，统计不同台站近45年逐年汛期极端降水量，运用E（）F、鼢、趋势分析及Morlet小波分析等方法进行了时空分布特征分析。结果表明：长江中下游地区汛期极端降水量的平均空间差异较大；一致性异常特征是长江中下游地区汛期极端降水量的最主要的空间模态，而南、北反向变化模态也是比较重要的；长江中下游地区汛期极端降水量可分为两湖平原型、北方型、沿海型及南方型4个主要的空间分型；各主要空间分区极端降水量的年际变化特征差异较大，但从长期变化趋势来看，除了东北部极少部分区域外，其余区域汛期极端降水量均表现为增加趋势；另外近45年来长江中下游地区汛期极端降水量各分区的周期振荡不完全一致。     

云南省汛期极端强降水事件的气候特征

利用云南省1961～2008年94个站点逐日降水资料,根据百分位法定义了不同站点的极端强降水阈值,应用EOF、线性倾向率和周期分析方法,对云南极端强降水事件频数进行了时空分布特征诊断。结果表明：云南省汛期极端强降水阈值的空间分布呈西北至东南逐渐增大的分布趋势;以百分位法定义的极端强降水事件频数和大雨及以上强降水频数的空...     

湖北省两类典型极端降水过程气象因子异常特征对比

利用NCEP/NCAR再分析数据和其他常规观测数据,对湖北省两类典型极端降水型(南北气流汇合型、南北槽叠加型)的天气背景及气象因子异常特征进行分析,结果表明:南北气流汇合型500 hPa上形成南北气流汇合形势,低层切变线南侧南风发展异常强盛,地面上冷锋入暖槽形成静止锋,动力因子(850 hPa涡度、200 hPa散度)和水汽因子(大气可降水量)异常特征显著;南北槽叠加型500 hPa上形成南北槽叠加形势,低层或边界层形成显著低涡切变,地面上暖低压强烈发展,动力因子(200 hPa散度、925 hPa涡度)和不稳定因子(700 hPa温度平流)异常度比例偏高。最后给出了两类集天气背景与气象因子异常度配置于一体的极端降水天气概念模型。     

1995年盛夏7月辽宁省异常降水的诊断分析

1995年盛夏7月辽宁省降水特征是主讯期来得比较猛，降水集中、强度大。强降水过程主要出现在7月下旬后期，全省月降水距平百分率较常年偏多5.7成，仅次于1963、1964、1975、1985年。特别是辽河流域较常年偏多5～10成。由于降水时段集中、强度大，造成辽宁省特别是辽河流域发生了建国以来罕见的特大洪涝灾害，辽河流域有多站出现了1951年以来的月降水量极值，为近40年所罕见。     

2019年江苏梅汛期一次强对流成因分析

利用FNL资料以及单、双偏振多普勒天气雷达资料,分析了2019年7月6日发生在江苏的一次自北向南罕见的伴有冰雹、雷暴大风和短时强降水的大范围强对流天气过程。结果表明：江苏上空垂直方向干冷空气叠加在暖湿气流之上,600 hPa以下存在明显的对流不稳定,强烈的深层垂直风切变提供动力不稳定条件。大的对流有效位能、强烈的深层垂直风切、合适的0℃和-20℃层高度利于大冰雹产生。强对流发生过程中,冰雹云回波强度普遍在50 dBZ以上,顶高超过10 km,三体散射特征明显,同时存在气旋式辐合、回波悬垂等特征。双线偏振雷达各偏振参量表现出明显的冰雹云特征,下击暴流发生时低层速度图上出现强辐散区,预示着下击暴流天气的发生。随着Z_H的增大,K_DP值也有所增大,表明降水粒子尺寸增加,偏振雷达回波在水平和垂直方向的相位变化也增加,当回波强度超过45 dBZ时,83.2%的K_DP在1.5 (°)·km^-1以上,CC值也超过0.97,利于强降水发生。     

极端异常气象资料的综合性质量控制与分析

在传统的气象资料质量控制技术中,通常利用统计方法设置控制界限,对于界限以外的资料作为可疑值被标注或作为错误值而被剔除。文中以中国1971~2000年700多基准基本站中,气温极端事件———青海托托河站1985年10月~1986年3月的极端异常月平均气温为例,介绍了极端异常气象资料的综合性质量控制方法。通过综合性质量控制与分析,即参考Metadata、邻近站检验、不同观测项目间的一致性检查,均证明托托河站1985年10月~1986年3月极端异常月平均气温资料是正确的。从而说明,利用界限控制检查出的所谓错误资料,虽然在统计学意义上很难出现,但是它有可能反映了异常极端的天气气候事件,是正确的。因此,对于极端异常的气象资料,应进一步通过综合性质量控制,分析该资料正确与否,从而保留极端天气气候事件的事实。文中最后介绍了中国1971~2000年700多基准基本站极端异常月平均气温资料的综合性质量检查结果。     

广西异常暴雨天气事件之异常指数初探

对广西异常暴雨天气事件之“异常指数”的设置进行了初步探讨，提出暴雨天气事件中过程日最大暴雨范围，过程持续时间，过程强降雨，特强降雨发生范围等四项异常分指数，然后统计同一过程分指数之和，得总指数，在此基础上分别选出了4－10月各月广西异常暴雨天气事件。     

Analysis on Precipitation Efficiency of the “21.7” Henan Extremely Heavy Rainfall Event

A record-breaking heavy rainfall event that occurred in Zhengzhou, Henan province during 19–21 July 2021 is simulated using the Weather Research and Forecasting Model, and the large-scale precipitation efficiency(LSPE) and cloud-microphysical precipitation efficiency(CMPE) of the rainfall are analyzed based on the model results. Then, the key physical factors that influenced LSPE and CMPE, and the possible mechanisms for the extreme rainfall over Zhengzhou are explored. Results show that water v...     

“12.7.21”西南涡极端强降雨的成因分析

利用常规观测资料、ECMWF分析场、区域自动站、多普勒雷达及SWAN系统产品等资料对2012年7月21日西南涡暴雨过程及盘龙极端强降雨进行分析。分析发现：此次过程是“北槽南涡”形势下,地面冷空气触发西南涡其东侧辐合上升运动强烈发展,高层强辐散,因而产生了对流性暴雨天气过程;冷空气从西侧侵入西南涡是925 hPa “S”形冷锋形成的直接原因,也是地面辐合线形成的重要因素;极端短时强降雨就发生在西南涡东侧中尺度雨带的中部偏北区域,有地面辐合线相配合,降雨最强时MCC冷云中心TBB达最低值。雷达回波表明：西南涡两侧冷暖空气的交绥促进了β中尺度气旋式环流的形成;偏南风低空急流为强降雨提供了充足的水汽,增强了中低层的垂直风切变,有利于强降水超级单体风暴的发展和维持;盘龙的极端短时强降雨是β中尺度气旋式环流中,伴随有深厚中气旋的强降水超级单体风暴在环流中心附近持续发展的结果。     

“21·7”河南特大暴雨气象和水文雨量观测对比

2021年“21·7”河南特大暴雨打破我国大陆小时气象观测纪录,该极端天气事件位列2021年中国十大天气气候事件第2位。已有研究使用气象地面站雨量观测资料对此次过程进行雨情分析和极值统计,但降水时空分布不均匀,单一来源资料存在不确定性。通过对比气象站和水文站雨量资料,分析两套业务观测系统记录“21·7”河南特大暴雨过程的异同,发现气象站和水文站雨量在时间和空间分布上具有很好的一致性,两者不同等级的累积降雨落区、逐日和逐时降雨演变趋势均一致性强,但累积雨量和雨强极值的空间分布和数值存在差异,两套资料在暴雨中心（过程雨量大于600 mm）的系统性偏差小于1%。气象站和水文站的融合资料呈现比单一资料更细致的降雨分布、更全面的演变特征。此外,基于融合资料发现累积雨量排名前3位的城市（郑州、鹤壁、新乡）均具有累积雨量大、小时雨强极强、强降雨集中、雨强突然增长的特征,鹤壁和新乡最强降雨时段分别比郑州晚26 h和28 h。     

近年来引发青岛暴雨的台风特征分析

采用FNL（NCEP/NCAR）全球1°×1°再分析格点资料和实况观测资料,选取2001—2008年引发青岛暴雨的6个登陆台风个例,从源地、路径、结构、强度及其环境场作用等方面分析其特征,并与未引发青岛暴雨的登陆台风特征进行了合成对比分析。结果表明：台风登陆我国福建或浙江后继续北上至30°N以北时,会引发青岛暴雨;台风东移入海,再次登陆山东半岛且登陆点离青岛越近,引发的暴雨越强、范围越广;台风影响青岛时,已处于生命史中的衰亡阶段,但高层暖心结构仍较明显,强度仍会维持一段时间;台风登陆后沿着南北向块状副高边缘的引导气流方向移动,且高空有冷槽与台风低压结合,会引发青岛全区性的暴雨、大暴雨天气。     

Sensitivity Analysis of the Super Heavy Rainfall Event in Henan on 20 July (2021) Using ECMWF Ensemble Forecasts

An unprecedented heavy rainfall event occurred in Henan Province, China, during the period of 1200 UTC 19-1200 UTC 20 July 2021 with a record of 522 mm accumulated rainfall. Zhengzhou, the capital city of Henan, received 201.9 mm of rainfall in just one hour on the day. In the present study, the sensitivity of this event to atmospheric variables is investigated using the ECMWF ensemble forecasts. The sensitivity analysis first indicates that a local YellowHuai River low vortex(YHV) in the southe...     

2007年淮河流域暴雨期间大气环流特征分析

利用NCAR/NCEP再分析资料及国家气象信息中心30年气候平均降水资料,通过动力诊断与分析手段研究了2007年6—7月发生在我国淮河流域的暴雨。结果表明,淮河流域的环流垂直结构和降水有着非常好的对应关系。暴雨期间,鄂霍茨克海阻高与乌拉尔山阻高这种双阻高形势对于淮河流域的持续降水提供了很好的条件;南亚高压高层(200 hPa)基本为正散度区,低层(850 hPa)为负散度区,上下层强烈的抽吸结构对暴雨的发生也是非常有利的条件,同时,在淮河暴雨期问,南亚高压(200 hPa)与500 hPa西太平洋副热带高压有着相向而行的移动路径;位涡对于分析冷空气的活动,有着比较清晰的意义,暴雨发生前,有明显的正位涡异常从高纬度向低纬度伸展。大气非绝热加热分析结果显示,视热源和视水汽汇两者的高值中心与相应时段暴雨中心位置一致。     

青藏高原东北部强降水天气过程的气候特征分析

根据青藏高原东北部地区降水特点,定义青藏高原强降水概念,利用该区域内各测站自建站以来的气象资料,分析青藏高原强降水的时空分布特征和相对强度。结果表明:青藏高原东北部地区强降水的分布明显受到地形影响,年降水量和强降水次数自东向西呈阶梯性递减趋势,分别在青藏高原东北部的外流河谷地区和东南部四川北部地区存在大值中心;外流河谷地区两侧山脉的年降雨量较大,年均强降水日数较多,河源处相对较小,具有河谷地形的特点;青藏高原强降水的时段集中,雨强大,局地性强,且具有夜发性的特点;强降水日数和站数具有明显的年代际变化特征,近10年来出现区域性强降水的次数增加;青藏高原东北部外流河谷地区强降水的相对强度较大,同长江以南地区暴雨相对强度差不多。     

1951—1998年强降雨诱发的中国铁路洪水灾害分析

 基于1951—1998年的铁路重大洪水灾害资料,对中国铁路洪水灾害频次、致灾程度、时空分布特征及其变化进行了分析。结果表明,1951—1998年,中国铁路年均发生3.1起重大洪水灾害,重大洪水灾害造成全国铁路年均行车中断63 d,其中1954、1960、1981、1991和1996年是铁路洪水灾害严重的年份。铁路洪水灾害主要发生在5—8月,其中7月发生次数最多,但行车中断天数在8月最多。从铁路洪水灾害的地域分布来看,主要分布在东北、西北、华东及华南地区,发生洪水灾害次数最多的线路是兰新线,其次是京广线和陇海线,致灾程度最严重是淮南线。对中国不同区域铁路洪水灾害的致灾原因进行了探讨。     

“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。