V—3θ图的结构与“98.6”暴雨过程预测分析

Ｖ－３θ图是成都气象学院欧阳首承教授设计出来的运用图像结构来预测天气的结构预测方法,主要利用大气中的,压,湿,湿,风的垂直分布,判断大气滚流对天气演变的影响来预报天气转折性变化,利用Ｖ－３θ图对桂林站１９９８年６月份的暴雨过程作一个综合分析,结果几次特强的降水都在Ｖ－３θ图上有较好的反映,该方法对无明显降水的天气也能作定性的判断。     

2000年6月大暴雨过程的V-3θ图像分析

运用V-3θ图像结构预测方法,可判断大气滚流对天气演变的影响,预报天气的转折性变化.对2000年6月沙澧河流域的大暴雨过程进行分析,概括了具有预测意义的大暴雨过程的V-3θ图像结构特征.无探空站的区域强降水,在周围临近站点资料上亦有较好的反映.     

2000年6月大暴雨过程的V—3θ图像分析

运用V－3θ图像结构预测方法，可判断大气滚流对天气演变的影响，预报天气的转折性变化。对2000年6月沙澧河流域的大暴雨过程进行分析，概括了具有预测意义的大暴雨过程的V－3θ图像结构特征。无探空站的区域强降水，在周围临近站点资料上亦有较好的反映。     

θ_(se)和降水的统计关系

假相当位温θｓｅ是大气的一个温湿特征量,等压面上的假相当位温的大小,取决于温度和湿度的大小。在温度变化不大时,θｓｅ值的大小可定性反映大气湿度的大小,因此可根据θｓｅ的大小来判断空气中水汽含量的多少。低层大气中水汽条件,是降水形成的基本条件之一。为寻求θｓｅ和降水的关系,利用西华县气象局地面气象资料,统计了地面θｓｅ和降水的关系,结果发现：夏季（６～８月）０８时θｓｅ连续３～４天＞８０℃时,未来４８ｈ内出现降水的几率较高。但也有例外：１９９４年８月１２日０８时西华站地面θｓｅ为９５℃,未来连续几…     

(V)-3θ曲线图在"98.4.23"强对流天气预报中的应用

１９９８年４月２３日长江中下游地区出现了大范围大风、冰雹、暴雨等强对流天气。这次过程是５００ｈＰａ贝加尔湖横槽南摆,槽前强冷空气南侵,中低层长江流域有暖中心发展及副热带高压稳定维持在华南沿海上空等共同的影响而造成的。运用溃变图和Ｖ－３θ曲线图对“９８．４．２３”强对流天气形势进行了分析。结果表明：溃变图对天气形势的较好的擀示意义,用Ｖ－３θ曲线图可以预报出“９８．４．２３”强对流天气过程。     

V-3θ图的结构与"98.6"暴雨过程预测分析

V-3θ图是成都气象学院欧阳首承教授设计出来的运用图像结构来预测天气的结构预测方法。主要利用大气中的压、湿、湿、风的垂直分布,判断大气滚流对天气演变的影响来预报天气转折性变化。利用V-3θ图对桂林站1998年6月份的暴雨过程作一个综合分析。结果几次特强的降水都在V-3θ图上有较好的反映。该方法对无明显降水的天气也能作定性的判断。     

梅雨期一次黄淮气旋发展的干侵入特征分析

利用水汽图像、等熵气流、θse等物理量，对2003年梅雨期的一次黄淮气旋发展过程进行了分析，试图揭示干侵入在黄淮气旋发展中的作用。分析结果表明：与干侵入相联系的水汽图像暗区的移动、发展变化与黄淮气旋的发展、加强、减弱对应关系较好。水汽图像暗区前部依气旋的发展加强、维持、减弱而主要出现在黄淮气旋西侧、南侧和东侧。分析垂直环流表明，干侵入来自对流层中上层，与水汽图像暗区有较好的对应关系，在气旋发展强盛期下沉气流区自西向东、自南向北推进。高空动量下传促使地面气旋发展，从而使中、低层大气变得非常干燥。335K等熵面上的流场特征、等熵面陡峭处与水汽图像暗区的对应关系较好。θse的垂直剖面能反映干侵入特征。等熵面在垂直方向的折叠可使对流层中下层出现潜在对流不稳定区。θse=335K位温舌能较好地反映天气系统的三维结构和干侵入特征。自高层向下传递、加强的位涡变化能反映干侵入的动力特征。     

海口夏季对流性降水的某些稳定度特征分析

根据提出的方法,主要计算分析海口站１９９７年０８时及２０时的Ｃｐ、Ｋ、△θｓｃ的稳定度,得出了１９９７年海口３－１０月份降水中的ＣＰ、Ｋ、△θｓｃｃ配置的拟合率;ＣＰ对台风的移动路径亦的指示性作用。ＣＰ的大小对副高的稳定也有一定的影响。     

海口夏季对流性降水的某些稳定度特征分析

根据［１］［２］提出的方法,主要计算分析海口站１９９７年０８时及２０时的Ｃ＊ｐ、Ｋ、△θｓｅ的稳定度,得出１９９７年海口３～１０月份降水中的Ｃ＊ｐ、Ｋ、△θｓｅ配置的拟合率;Ｃ＊ｐ对台风的移动路径亦有指示性作用。Ｃ＊ｐ的大小对副高的稳定也有一定的影响     

一次强暴雨过程的水汽图像分析

用GMS－5水汽图像、红外云图、流场和云顶亮温TBB场，分析了1999年8月9日石家庄市区的强对流大暴雨。结果表明：（1）水汽图像中的较亮区域在对流层上部相对潮湿，水汽含量大，是强对流暴雨落区预报的参考依据；（2）水汽图像中较亮的湿区与θse高值区的重合，是强对流暴雨产生的重要物理因子。     

移动性热岛边界层特征的数值研究

用二维非静力完全弹性的中－γ尺度数值模式模拟了移动性热岛的大气边界层特征。试验中，热岛移速取为４ｍ·ｓ＾－１，热岛强度取△θｇ＝６０Ｋ和３０Ｋ两种。△θｇ＝６０Ｋ时，在热岛后方出现了强烈的垂直运动并形成了水平尺度为３－５ｋｍ的局地环流，最大上升速度１００ｃｍ·ｓ＾－１，出现在低层３００－４００ｍ高度；△θｇ＝３０Ｋ时，移动热岛的边界效应比前大为减弱，且不再出现闭合的局地环流。     

"强降水和黄海气旋"中的干侵入分析

利用GOES-9卫星6.7μm的水汽图像资料、等熵气流、位涡(IPV,MPV1)、sθe等物理量,对2003年梅雨期的一次强降水过程进行了分析,以揭示干侵入在强降水和黄海气旋中的作用。分析结果表明:(1)水汽图像暗区动态对强降水、温带气旋发展有很好的预报指示意义。(2)叠加了相对湿度场的垂直气流的发展、变化特征能清楚地反映干侵入与强降水的关系,对短时预报有一定指示意义,干侵入对强降水起激发作用。中层以上的干区与水汽图像暗区十分吻合。(3)sθe=340K等熵面上的气流能较好地反映对流层中上部的干侵入特征,sθe=330K等熵面上的气流能较好地反映黄海气旋发展特征。沿等熵面高脊区的下滑急流与水汽图像暗区相当一致。IPV大值区的发展变化与气旋快速生成、发展关系较好,IPV分布能较好地反映干侵入特征。(4)等压面上的MPV1空间、时空剖面均能很好地描述干侵入的演变特征。当MPV1≥0.4 PVU的区域向下伸展时,在其以南约2个纬距处出现强降水。(5)对气旋附近的强降水,干侵入起逐渐加强作用;对远离气旋区域,MPV1大值区域与强降水突然出现几乎是同步的,说明MPV1所反映的干侵入特征对强降水的作用在气旋附近与远离气旋区有所不同。强降水出现在sθe陡峭和密集区中。     

包含冻结过程的广义位温及位涡特征分析

为了对比分析降水过程中不同表达形式热力学变量和位涡时空分布特点,本文针对2017年7月13～14日吉林省强降水过程,利用模式输出资料对常规位温（θ）、相当位温（θ_e）、包含凝结概率函数的广义位温（θ_Gao）、包含冻结概率函数的广义位温（θ_Wang）和同时涵盖凝结过程与冻结过程（θ_Gu）五种不同形式位温进行计算,并分析五种对应位涡[PV(θ)、PV(θ_e)、PV(θ_Gao)、PV(θ_Wang)、PV(θ_Gu)]与降水的关系。结果表明,引入冻结概率函数的广义位温（θ_Wang）和对应的广义湿位涡PV(θ_Wang)与强降水的对应性更好。θ_Wang与θ_Gao差异集中在降水区对流层中高层5～11 km,前者始终高于后者,最大差异达2.5 K,说明冻结概率函数的引入扩大了广义位温的适用范围,更适合描述降水区湿大气非均匀饱和热力状态。五种位涡的差异主要在降水区上空12 km以下,由θ_Gao和θ_Wang定义的位涡PV(θ_Gao)和PV(θ_Wang)的正负异常中心更为明显。相比于PV(θ_Gao)和PV(θ_Wang)异常值更大,差异可达±0.2 PVU,这主要是由于冻结概率函数的引入增大降水区上空广义位温,促使冻结区的湿位涡异常增强。     

巴彦淖尔市暴雨过程的V-3θ图特征分析

运用天气学分析方法和图结构分析方法,对2014年5月23日巴彦淖尔市突发性局地暴雨过程进行了分析。结果表明:此次强降水过程是在中高纬稳定的大尺度环流背景下,受中低层低压倒槽、切变线辐合抬升,同时配合一支来自孟加拉湾西南水汽输送共同作用完成的。强降水发生前12h时即可从对流层顶超低温,θse和θ*线的多层折拐,以及θse和θ*线的距离远近等方面判断出水汽饱和程度、积云所在高度,从风场信息可以判断出大气的滚流状态及水汽来源所达高度,结合上游台站图V-3θ分析可以判断水汽的来向和输送强度,从而做出强降水的预报。θse和θ*曲线在500~300h Pa距离较大,而在500h以下高度距离较近,说明低层偏湿而高层偏干,且θse50℃有对流天气发生的显著特征,|θse-θ*|的差值在中间层较大,而在高低层较小,呈现一种中间偏干上下偏湿的蜂腰式结构,θse和θ*曲线在700h Pa以下近似垂直于温度轴,或与温度轴成钝角,θse和θ*曲线基本为准平行分布表明中低层的层结极不稳定,大气湿度很大,有利于对流天气发生。     

假相当位温的新算法及其应用

本文引入以气压、温度、水汽压(或相对湿度百分数)为参数的假相当位温新算法和计算程序来计算地面假相当位温的θ_(se),θ_d,θ_(sed)和θ_r[‰]等物理量。并以θ_r[‰]时间剖面图简例说明其在气象站大降水预报中的可能应用。     

巴彦淖尔市一次强降水过程卫星水汽图像上干湿特征分析

运用Micaps常规气象资料,从FY2E卫星水汽图像干湿特征等方面对2014年4月14—17日发生在内蒙古巴彦淖尔市一次强降水过程进行诊断分析。结果表明:1此次降水过程中,水汽带内有一条θse脊轴,其形状和范围与水汽带基本一致,水汽带所在的区域是一个深厚的湿区,低层有高θse脊轴维持,说明来自低纬的暖湿气流出现在水汽带下方,有利于大气层结不稳定出现,由于对流层中高层的干侵入存在,水汽带内部的θse比外部高5~10℃。2此次降水过程中水汽带范围内具有较明显的垂直上升运动,水汽带位置与200 h Pa正散度、负涡度区和垂直速度上升运动区有较好的对应关系,西侧边界与对流层上层的负涡度带近于平行,暗区的位置出现了很强的正涡度带。     

一次台风外围特大暴雨的结构特征

分析了１９９６年８月３￣５日河北省西南部致洪暴雨最大时段的卫星云图、雷达回波、地面风场及θｓｅ场的分布特征。结果发现,中－α尺度云团中的中－β和中－γ尺度云团不仅可使降水增幅,而且可以直接引起强降水产生;另外湿中性结构有利于特大暴雨的产生和加强。     

滇中地区春季两次冰雹天气对比分析

利用常规气象资料、NCEP 1°×1°6小时再分析资料和昆明CINRAD/CC多普勒天气雷达资料对春季出现在滇中地区的两次冰雹天气过程进行对比分析。结果表明,4.11冰雹过程为系统性的槽脊移动,属于高空冷槽形势下的典型低空切变降雹,3.22冰雹过程为一般性对流天气过程,属于一般性降雹。两次过程在V-3θ图中高层的3条θ线均有不同程度的左倾,θse和饱和θse均有不规则折拐,同时出现"蜂腰"状结构,并且在冰雹发生前低层为顺滚流、高层为逆滚流,冰雹结束时则为顺滚流减弱或者消失的共同特征,4.11冰雹过程低层有逆温冷层云出现,而3.22冰雹过程没有。通过指数分析看出4.11冰雹过程层结不稳定性强于3.22冰雹过程。雷达图像中4.11冰雹过程有钩状回波、明显的入流缺口、回波悬垂、正负速度对(弱切变),强回波伸展高度达到7km等特征,3.22冰雹过程有回波悬垂,强回波伸展高度达到5km,并无明显的正负速度对出现。     

基于溃变理论的V-3θ图在贵州3次转折性天气中的应用

利用常规观测资料和MICAPS 4版的V-3θ图,选取了2018年贵州冰雹、暴雨和大雪3次转折性天气过程,对V-3θ图进行了特征检验和简单应用,得出结论如下:(1)V-3θ图能很好反映大气能量结构变化,其典型特征均有较好体现:超低温结构、顺滚流、θ线多折拐等;(2)不同转折性天气其V-3θ图特征也有所不同:冰雹天气的滚流效应最突出,暴雨、大雪依次减弱;暴雨和大雪对θ_(sed)与θ~*线准平行且近重合要求更高;而冰雹天气过程对对流层顶出现深厚超低温结构更为敏感;(3)当环流形势较弱,常规天气分析难以判断转折性天气时,可利用V-3θ图特征进行辅助预报。     

基于溃变理论的沙尘大风天气预测研究

依据溃变理论和溃变V-3θ结构图的信息数字化,预测天气的转折性变化取得了应用的有效性突破。文中针对沙尘大风天气的预测分析,利用单站探空资料的特性层资料,通过V-3θ图直观反映大气层结的滚流方向、稳定度和水汽含量等信息,以此判断大风、沙尘天气的转折性变化。结果表明,沙尘大风发生前,V-3θ图中位温(θ)、露点温度的假相当位温(θsed)曲线非常靠近,θ曲线左倾明显,整层大气存在顺滚流,且对流层上层存在"超低温"现象;当θsed曲线数值增大,明显靠右,则表明沙尘大风天气将结束。溃变图方法显示了简捷、直观和应用有效的特征。