济南市区短时强降水特征分析

用2006—2008年5—9月的济南市区区域自动气象观测站资料和高空、地面资料,分析了济南市区出现短时强降水(R≥15mm/h)的年际、月际、时际以及强度特征,并分析了产生短时强降水的不同天气系统类型,为今后济南市区短时强降水的短时临近预报和预警提供参考。     

强冰雹和短时强降水天气雷达特征及临近预警

利用恩施多普勒雷达和常规分析资料,详细对比分析了2007-2008年发生在恩施山区强冰雹和短时强降水天气过程中的雷达产品特征.在此基础上,找出了适合恩施山区强冰雹和短时强降水天气的雷达临近预警指标:选取负温区回波厚度≥7 km、CR强中心回波强度≥55 dBz、强回波梯度≥15 dBz·km-1、45 dBz强回波伸展高度≥7.5 km、累积液态含水量(VIL)密度≥3.2 g·m-3和雷达风廓线1.8～6.1 km风垂直切变均值≥2.3×10-3s-1作为强冰雹临近预警指标;当满足组合反射率(CR)强中心回波强度、VIL密度、40 dBz强回波伸展高度和雷达风廓线(VWP)上1.8～6.1 km风垂直切变值达43.0 dBz,1.1 g·m-3,7.0 km和1.9×10-3s-1,可以考虑该站点及附近地区进入短时强降水临近预警状态,并利用2009年发生的强冰雹和短时强降水天气过程检验了这些临近预警指标性能.     

廊坊市短时强降水特征及其临近预报指标研究

利用MICAPS资料、自动站资料、雷达资料和NCEP 1°×1°间隔6 h再分析资料,对2005—2013年河北省廊坊市短时强降水的天气特征和物理环境场进行了综合分析,在研究强降水天气过程雷达特征的基础上,探讨了廊坊短时强降水天气的临近预报指标。结果表明:平均降水强度最大的区域集中在廊坊中西部固安、永清和霸州等地,强度达32~36 mm·h-1,整体呈现从中部向南北减小趋势,年际分布呈波动形式;短时强降水的雷达回波有移入型、合并加强型和本地发展型三种,而区域性短时强降水多为移入型或合并加强型;强降水开始前1 h,垂直方向上1.5—3.0 km之间有南风向西南风的转换,同时伴随风速增大。     

安康市短时强降水特点及其天气模型和环境参数分析

利用安康185个区域站小时降水数据和国家站探空数据、多普勒雷达数据,统计分析了2010—2020年5—10月安康市短时强降水的分布特征。结果表明：安康短时强降水主要出现在17—19时和22时—次日01时,且61.6%发生在7月中旬—8月中旬,在石泉西部发生最多;基于地形与短时强降水的关系来看,在海拔1 000 m以下,短时强降水频次随海拔高度先增加后减少,且在300～600 m内较多;从坡向和坡度来看,短时强降水在西坡发生最多,主要在陡坡、斜坡及缓斜坡地形发生。通过对134个短时强降水过程统计分析,归纳出副高控制型、两高切变型、前倾槽型和低空急流型四种天气概念模型,其中低空急流型占比高达58.4%;分析四种概念模型的温湿廓线和物理量特征,结合雷达资料,得到物理量指标及典型雷达特征图,对安康汛期短时强降水预报预警有一定指示意义。     

郑州市两次短时强降水过程的环境条件和中尺度特征对比

为了探求不同天气影响系统和垂直风切变下中小尺度系统造成的城市短时强降水过程的预报预警特征,以2007年8月2日和2008年7月11日发生在郑州市的两次短时强降水过程为例,利用常规观测资料以及河南省区域自动站、雷达探测资料等,对其大尺度环境条件和中尺度特征进行了对比分析。结果表明:以露点锋为触发机制的强降水超级单体和以锋区造成边界层辐合线为触发机制的混合性降水回波,虽然其雷达回波表现形式不同,但在地面中小尺度系统的作用下,都产生了1~2 h雨量达100 mm·h-1左右的短时强降水;地面辐合中心和高温高湿中心为短时强降水提供了动力抬升、热力不稳定能量和水汽条件;不同的0—6 km和0—2 km高度垂直风切变导致不同的对流回波形式,产生相同强度的短时强降水;短时强降水的降水效率不仅与云中降水粒子的大小有关,还与其数密度有关,即降水强度既与降水回波强度有关,也与其降水云中的滴谱分布有关;两次短时强降水过程分属于强对流型和热带降水型。结合地面加密站观测资料中小尺度分析与雷达探测产品分析,可对此类短时强降水发生提前预警。     

近6年陕甘宁三省5—9月短时强降水统计特征

利用MICAPS资料、自动站资料、雷达资料和NCEP 1°×1°间隔6 h再分析资料,对2005—2013年河北省廊坊市短时强降水的天气特征和物理环境场进行了综合分析,在研究强降水天气过程雷达特征的基础上,探讨了廊坊短时强降水天气的临近预报指标。结果表明：平均降水强度最大的区域集中在廊坊中西部固安、永清和霸州等地,强度达32~36 mm·h^-1,整体呈现从中部向南北减小趋势,年际分布呈波动形式;短时强降水的雷达回波有移入型、合并加强型和本地发展型三种,而区域性短时强降水多为移入型或合并加强型;强降水开始前1 h,垂直方向上1.5—3.0 km之间有南风向西南风的转换,同时伴随风速增大。

     

短时强降水与低空急流的关系及临近预警

利用风廓线雷达资料、探空和自动站逐小时降水资料,对2009—2014年南沙区42次有低空急流相伴出现的短时强降水环流配置及垂直结构中尺度特征进行分析,建立3种短时强降水模型,探讨了3类短时强降水与低空急流上中小尺度系统的关系以及降水强度与低空急流指数的关系。结果表明:急流轴上中小尺度系统的时间尺度在0.5~4 h,其对强降水出现有极强的预示作用,其中低空急流中尺度风速脉动出现比强降水提前0.5~6 h,急流轴下传出现比强降水提前3~6 h。急流指数增幅与雨强存在正比关系,强降水发生前1~2 h内低空急流指数增幅大小,也是短时强降水临近预警的一个重要指标。     

中山市短时强降水预警条件的综合分析

为寻找中山市短时强降水预警条件,从雷达回波、物理量多个角度对2004-2005年影响中山市的短时强降水过程进行了详细分析,结果表明:(1)天气尺度上的辐合特征、雷达回波强度场和速度场上的辐合特征、700 hPa临近站点的风向是做好雷达预警分析的关键。(2)不稳定指数和温度露点差是短时强降水预警的重要条件,一般这些指数(如:K指数≥35℃、sθe500-sθe850≤-8℃、S i<0℃、t-td≤4℃)提前于强降水发生前表现出来。(3)自动站预警可作为短时强降水预警的一个有效的辅助手段。     

短时强降水的多尺度分析及临近预警

利用安徽省1995—2010年逐小时降水量资料,统计了不同强度的短时强降水的时空分布特征,并分析典型短时强降水过程的环境背景场特征,建立了短时强降水的三种概念模型,总结出有利于其发生的大尺度影响系统。通过分析物理量得知,短时强降水发生时大气水汽充沛、湿层深厚,厚的暖云层保证了云粒子在降水系统的下沉气流里较少的被蒸发,而中等强度的对流有效位能和高的KI指数值有利于高降水效率的产生。短时强降水的雷达反射率因子有"低质心结构"和"高质心结构"两种结构特征。而径向速度场上的中小尺度风速切变、辐合、气旋式辐合则是强降水回波在某地维持和发展的重要原因。强降水发生前半小时边界层急流显著增强,也是短时强降水临近预警的一个重要指标。     

一组雷达预警指标在2013年短时强降水中的应用分析

利用一组雷达阈值指标,对2013年四川盆地发生的5次区域性暴雨过程中的短时强降雨进行检验和订正,结果表明,(1)无论针对具体的站点,还是区域面上的短时强降水,预警指标对预警短时强降水是可行的,且预警时效在0~2h内效果较佳。(2)SWAN产品中分析显示,要产生20mm/h以上的短时强降水,满足预警指标的回波需要监测到3个6min以上,通常强回波持续越长,对应的雨量也越大。(3)针对降水面上的预警准确率除2013年7月04日15时的成功预警率在57.1%左右,其余过程中预警指标对未来1h短时强降雨的预警成功率基本在80%以上,误报率基本在20%以下,在误报的站点中,SWAN拼图中回波与单站雷达探测的回波,尤其是在低仰角度上存在较大误差。