东北冷涡背景下浙江省两次强降水过程的对比分析

受东北冷涡西南部冷空气南下影响,2009年6月初浙江省连续发生了两次不同特点的强降水过程。利用常规气象观测资料、自动站资料、NCEP再分析资料及卫星TBB资料,对这两次东北冷涡背景下的强降水天气过程的大尺度环流背景和动力、热力及水汽输送条件进行对比分析。结果表明：同在东北冷涡天气背景下,由于中低层温度场配置不同、上下游系统强弱不同,导致浙江省发生的天气现象不同。6月2日降水是一次连续的区域性暴雨过程,雨带呈带状分布,以层状云降水为主,其低层为大范围的辐合,高层辐散,且低层辐合强于高层辐散;低空存在西南急流,为暴雨提供了重要的水汽和动力条件,大气层结比较稳定。6月5日强降水是一次强对流天气过程,降水分布不均匀,强度大,历时短,高、低空没有大范围的辐合辐散区,也没有低空西南急流,前期水汽条件较差,降水过程以热力作用为主;大气层结不稳定触发了强对流天气的发生,出现局地暴雨。两类暴雨的预报着眼点分别为：第1类区域性暴雨的预报重点为高层辐散、低层辐合结构和低空西南急流;第2类局地性暴雨的预报重点为大气的不稳定度与东北冷涡后部冷空气的干侵入。     

一次东北冷涡不同阶段强对流天气特征对比分析

利用NCAR/NCEP再分析（1?×1?）资料、区域自动站观测、FY-2D/2E卫星观测和GPS/MET水汽监测等资料,对2012年6月7-18日长春地区发生在同一东北冷涡系统不同演变阶段的3次强对流天气进行对比诊断分析。结果表明：在冷涡形成期,高低空急流耦合产生的次级环流上升支,触发锋前不稳定能量释放,导致中β尺度孤立深厚湿对流系统出现;在冷涡发展期,对流层高层干冷空气向对流层中下层侵入,形成高空露点锋,触发有组织的中α尺度对流系统;在冷涡消亡期,低涡减弱为高空槽并快速东移,其后部冷空气置于低层大范围暖湿空气之上,地面中尺度辐合触发不稳定能量释放,形成中β尺度对流系统。     

东北冷涡中尺度天气的背景分析

通过大量的个例分析，统计得出东北冷涡造成中尺度天气系统和天气背景的条件，结论可供分析和预报东北冷涡中对流天气的可能性和落区时参考。     

一次东北冷涡天气飞机增雨作业过程分析

对辽宁省增雨办抓住 2000年6月24日东北冷涡天气系统 ,在全省实施 3架次飞机人工增雨催化作业 ,使影响区普降中—大雨过程进行分析。     

东北冷涡背景下强对流天气的基本特征分析

利用呼伦贝尔市CIMISS系统实况资料,统计分析了2010—2021年5—9月东北冷涡背景下的强对流天气时空分布及物理量参数特征。结果表明：(1)5月雷暴大风次数最多,6月冰雹次数最多,6—8月是短时强降水集中发生期,尤以8月次数最多。(2)强对流天气主要出现在12:00—20:00,其中短时强降水每个时次均有发生,但雷暴大风与冰雹天气在21:00—次日08:00基本没有发生过。(3)大兴安岭西部雷暴大风站次较多;大兴安岭东北部、岭上及岭西北的冰雹站次较多;短时强降水与强对流天气空间分布特征较为一致,均是大兴安岭岭上南段与岭东的站次较多。(4)雷暴大风天气的风速多以17.2～20.7 m·s^-1为主;短时强降水量级为20.0～29.9 mm的站次占总站次的74.3%;持续时间小于5 min冰雹居多,直径小于5 mm冰雹的站次占总站次的49.1%。(5)短时强降水850 hPa的比湿、水汽通量、水汽通量散度的物理量参数均值均大于冰雹、雷暴大风;短时强降水K指数均值大于冰雹、雷暴大风,T₈₅₀-T₅₀₀均值大于26℃,短时强...     

东北冷涡诱发的一次连续强风暴环境条件分析

从深对流发展必须满足的对流层低层有足够强的湿层、层结不稳定和足够强的触发机制出发,对2002年7月11～15日由东北冷涡诱发的一次连续强风暴生成的环境条件进行了诊断分析。结果表明:低层暖湿条件是冷涡强对流预报的关键,强大的冷涡由于冷性层结深厚难以诱发强的对流性天气,而其分裂的次涡度中心或弱的冷性低涡配合低层暖湿气流常常产生突发性强对流性天气;强的风垂直切变引发的斜压不稳定和垂直运动是强对流触发和维持的重要条件,风暴发生前边界层到500 hPa风向随高度顺转超过90°,随着对流性天气的发展,850 hPa以上风垂直切变逐渐减小,而850 hPa以下可能受低层冷丘产生中高压的影响,切变有增大的趋势;冷涡诱发的强对流性天气常常位于高空急流出口区左侧,但在实际预报业务中需要配合散度场来进行综合判断。     

东北冷涡减弱阶段强对流天气特征及触发机制分析

利用常规观测资料、NCEP（0.25°×0.25°）再分析资料及多普勒天气雷达等资料,对2016年6月17－19日吉林省强对流天气过程进行诊断分析。结果表明：(1)此次强对流天气主要发生在冷涡减弱阶段,低空急流的移动和扰动、地面中尺度系统起到关键作用。根据东北冷涡强度的演变将此次过程分为两个阶段,第一阶段（17日11时至18日17时）冷涡缓慢减弱,强降水伴随相对密集的冰雹和雷暴大风出现在中西部地区,热力条件强于第二阶段;第二阶段（18日17时至19日23时）冷涡减弱为高空槽,强降水伴随相对较弱的对流出现在中南部地区,水汽条件优于第一阶段。(2)SI指数、CAPE值、θse的高、低层差值等在第一阶段均出现了明显高于（或低于）第二阶段的峰值（或谷值）,而第二阶段的湿层厚度远高于第一阶段,湿区范围也随之扩大。（3）两个阶段的主要触发条件均为低空急流和地面辐合线,第一阶段辐合线和露点锋双重触发条件产生了直径较大的冰雹,密集降雹引发地面气温骤降和气压骤升,诱发阵风锋再次触发强对流;第二阶段地形抬升为降水的增幅提供了有利条件。     

一次东北冷涡天气飞机增雨作业过程分析

对辽宁省增雨办抓住2000年6月24日东北冷涡天气系统，在全省实施3架次飞机人工增雨催化作业，使影响区普降中一大雨过程进行分析。     

郑州地区3次冷涡型强对流天气对比分析

对2004年6月中下旬郑州地区3次比较典型的强对流天气的高低空形势、物理量场及雷达资料的对比分析结果表明:1)500 hPa冷涡的位置在42°N以南,郑州上游有较强冷平流侵入,并且700 hPa和850 hPa也有对应低值系统存在,是郑州地区强对流天气发生发展的大尺度环流背景.2)地面中尺度辐合线的存在是强对流天气的主要触发机制.3)动力因子的差异造成了不同类型的强对流天气.4)雷暴云中强下沉冷空气在近地层强烈辐散能够引起地面大风.5)水汽因子的差异决定了雷雨能否发生.上下层均为干冷空气时一般仅伴有大风天气;低层暖湿、中高层干冷时能增加大气的对流性不稳定,有利于强降水和局地冰雹的产生.     

东北冷涡过程中的飑线分析

利用哈尔滨站的飑线资料和常规高空、地面观测资料,对冷涡过程中的飑线从天气尺度环流背景、大尺度动力条件和中尺度天气系统等几个方面进行了分析。结果指出：①飑线发生在冷涡发展较强阶段,②飑线发生在冷涡浊温压场结构不对称性较强的锋区上,③层结不稳定、低层水汽输送与辐合、强烈的上升运动等是必要的天气尺度条件,④地面上有明显的中尺度系统,⑤飑线发生时天气尺度动能明显向中尺度系统转换。     

1998年夏季嫩江和松花江流域东北冷涡暴雨的成因分析

选择了1998年9例典型的松嫩流域东北冷涡暴雨过程进行诊断分析。结果表明, 东亚阻高、西太平洋副高和东北冷涡以及它们在强度和位置上的最佳配置构成了1998年松嫩流域持续性暴雨的大尺度环流背景。亚洲季风诸系统 (南亚季风, 副热带季风) 的水汽输送也是大范围强降水频繁出现的主要原因, 并且是与一般冷涡降水的最根本区别。冷涡系统自身独特的水平和垂直结构特征导致暴雨中心主要发生在系统中心以东大约6个经距的范围内, 而不是出现在冷涡中心附近及其以西地区。     

一次东北冷涡背景下的飑线天气过程诊断分析

利用常规气象观测资料、NCEP/NCAR 1°×1°逐6 h再分析资料及FY-2E水汽图等资料,对2016年6月13 14日发生在山东的一次飑线天气过程进行综合分析。结果表明:此次大范围强对流过程是在东北冷涡背景下接连两次飑线影响而产生的,地面中尺度辐合线是触发不稳定能量释放的重要机制;强对流区上空的高CAPE值、中层干冷和低层暖湿的温湿垂直分布及中等以上强度的深层垂直风切变,都是这次强对流发生和维持的有利环境条件;强对流过程的干侵入主要来自于高空冷涡后部的偏北气流,引导冷空气向南入侵,随着干侵入的增强,其前侧的对流也随之增强;水汽图上"暗缝"的移动方向与500 h Pa气流的方向关系密切。     

一次台风变性并入东北冷涡过程的动力诊断分析

台风北移变性并入东北冷涡是造成东北地区夏季大范围暴雨的主要形式之一, 但其中的热动力结构变化特征及其物理机制尚不清晰。本文利用美国国家环境预报中心(NCEP)的再分析资料对一次台风变性并入东北冷涡过程进行动力诊断分析, 分析结果显示:冷涡冷空气的不断侵入以及台风移动形成的相对冷平流使得台风暖心结构消亡, 其低层低压辐合和高层高压辐散结构消失, 变性并入东北冷涡后气旋整层偏冷, 低层出现冷中心。台风变性并入东北冷涡过程中, 冷涡中心附近高空急流南侧的反气旋切变抑制气旋直接往高空发展, 而急流轴左侧的热动力分布特征有利于垂直涡度的发展, 变性后的气旋环流向冷涡的移近有利于急流轴维持倾斜, 从而促进气旋向高空冷涡倾斜发展。同时, 冷空气在气旋低层附近堆积导致等假相当位温线发生倾斜, 造成垂直涡度在气旋中层倾斜发展。台风变性并入东北冷涡后, 高空冷涡槽底的正垂直涡度平流促进气旋由中层直接向高层发展, 而高空冷涡槽底急流促进正垂直涡度平流的维持。气旋高空环流的发展反过来削弱了东北冷涡的高层环流, 导致高空冷涡中心出现北撤。     

一次华北冷涡暴雨过程的诊断分析

利用常规资料、自动站资料和T213 1°×1°格点再分析场资料对2007年7月1～2日湖北省的暴雨天气过程进行了分析。结果表明这次暴雨过程是在有利的高、中、低层系统配置下,由华北冷涡带动干冷空气南下,与副热带高压外围的暖湿气流在江淮流域交汇而形成的。干冷空气南侵在暴雨区北侧形成了明显的湿度锋和能量锋,在低层辐合区造成明显的湿度锋锋生触发了中尺度系统的发生发展。     

长生命史冷涡背景下内蒙古地区强对流天气分析

利用常规观测资料、卫星云图、探空资料及2.5°×2.5°的NCEP再分析资料,对2012年6月8-18日一次西折型冷涡影响天气过程的原因进行了分析,并在暴雨时段(13-14日)对比分析了内蒙古东北部和东南部地区强对流形成的原因。结果表明,来自西西伯利亚脊前的冷空气及正涡度不断向冷涡后部补充,使冷涡中心向西移动,而冷涡路径西折是这次冷涡过程持续时间长、影响范围广、连续多日产生强对流天气的最主要原因;内蒙古东部地区均处于高位温区和高位温梯度区,在强对流影响区域上,内蒙古东北部强降水是由两个中小尺度对流云团的强烈发展与合并造成,最强降水出现在亮温(亮温梯度)迅速减小(增大)时,地形造成的迎风坡上升运动和水汽在垂直方向辐合,为局地暴雨提供重要动力条件和水汽条件;内蒙古东南部强降水则是由上游多个对流云团合并,形成的水汽输送带直抵内蒙古东南部影响所致,低空急流、低空切变等次天气尺度系统触发作用更为显著,具有中高层干侵入,强降水出现在次级环流的上升支。     

长生命史冷涡影响下持续对流性天气的环境条件

利用云图和NCEP 1°×1°再分析资料,对生命史长达9天的冷涡系统的云图形态、移动轨迹、强度变化及其长久维持的原因进行了分析;并对比分析该冷涡影响下的持续对流性天气与冷涡分裂的冷空气、湿度层结及水汽条件的关系,探讨对流性天气的预报着眼点和不稳定参数阈值。主要结论:(1)连续9天对流性天气分别出现在冷涡涡旋云系头部的南部或东南部。强的对流过程时,云顶TBB温度在-40～-72℃;弱的对流过程时,云顶TBB温度在-40℃以上。(2)东亚阻塞高压两侧高涡度区的正涡度平流交替补充冷涡对正涡度的损耗,是冷涡长久滞留维持的主要原因。(3)冷涡在长生命期中是动态的,冷涡中心距研究代表点的距离与对流性天气的强弱有关;对流层中层V分量能敏感地反映冷涡分裂的冷空气活动情况。(4)随着对流性天气的持续,低空湿度层逐渐增厚,而850～700 hPa相对湿度≤60%的相对于区始终存在;975 hPa水汽通量的大小和方向反映来自渤海的水汽输送状况。(5)强天气威胁指数SWEAT和风暴相对环境螺旋度SREH在判断对流性天气的强度方面比常用的不稳定参数效果好。     

1998年松嫩流域东北冷涡大暴雨过程的诊断分析

利用1998年6～8月松嫩流域95个测站的逐日降水和NCEP/NCAR逐日再分析资料，通过诊断分析方法，对1998年松嫩流域东北冷涡大暴雨的形成过程及其大气环流背景，暴雨过程的降水性质与水汽输送特征，大气低频振荡与持续性降水的关系，以及东北冷涡暴雨随季节变化的特征等问题进行了探讨。结果表明，1998年松嫩流域较长的冷涡雨季中所发生的多次东北冷涡暴雨过程是很有代表性的，它们是大气环流由春末夏初到盛夏过渡不同进程中的产物，因而具有不同的环流背景和降水性质，且在洪涝灾害的形成中起着不同的作用，特别是亚洲季风水汽输送以及东亚大气30～50d和10～20d低频振荡对降水的持续性和阶段性变化均有至关重要的影响。     

东北冷涡持续活动的分析研究

本文首先分析了东北冷涡的持续性活动特征，然后讨论了东亚大气10～20天低频振荡及瞬变扰动对东北冷涡持续活动的影响。结果表明，准双周振荡在我国东北地区十分活跃，从时间连续的低频天气图上发现，该地区附近周期性循环出现的低频气旋同东北冷涡的形成和发展关系密切，并且其传播路径也较有规律。另外，本文还通过→E矢量分析以及月平均准地转位涡的收支计算，研究了东亚大气瞬变扰动对形成时间平均冷涡的影响，得出，在时间平均东亚阻高／东北冷涡偶极子系统控制的区域附近有瞬变扰动动能向时间平均气流动能转换，同时这里也存在有明显的→E矢量辐合，导致平均西风减弱，而有利于经向环流的发展。时间平均气流的位涡平流不利于阻高／冷涡偶极子系统的存在，且使偶极子系统高、低压中心的经向距离拉大，而瞬变扰动的位涡输送则有利于冷涡高位涡值和阻高低位涡值在原地维持，阻止它们向下游传播。     

暴雨类冷涡与非暴雨类冷涡的合成对比分析

选择了８例典型的东北冷涡暴雨过程和８例典型的东北冷涡弱降水过程进行了合成对比分析，发现暴雨类冷涡其暴雨主要出现在冷涡的发展阶段，而非暴雨类冷涡的降水主要发生在冷涡的成熟阶段；暴雨类冷涡与其南侧的副热带低值系统联系密切，非暴雨类冷涡的这一特点不甚明显；暴雨类冷涡的两个降水中心分别出现在系统东侧偏南和南侧偏东一些的地，距系统中心大约３００－４００ｋｍ和７００－８００ｋｍ，这些区域处于低层辐合、高层辐菜     

东北冷涡影响下呼伦贝尔市一次强降雨天气过程成因浅析

文章通过对2011年6月2日16—22时呼伦贝尔市岭东地区一次强降雨天气过程的分析,揭示了该过程发生发展的成因。研究表明,东北冷涡是造成本次强降雨天气的主要影响系统,大兴安岭对来自东部、东南部暖湿气流的阻挡,在岭东地区产生大雨或暴雨天气。低空急流以及风场上切变的存在对南部水汽向我市源源不断地输送起重要作用。高低层温度平流的差异以及湿度平流的差异使得大气层结变得不稳定,有利于强对流天气的发生、发展。同时大致指出了短时强降雨天气预报的普遍思路,对今后的预报预测工作具有一定的指导意义。