地面中—β尺度强锋区激发的特大暴雨过程分析

受0012号台风（派比安）外围影响，2000年8月30日02时至31日08时，在江苏省东北部发生了一次具有局域性、突发性、高强度、超历史、灾情重等特征的特大暴雨，分析研究发现，在台风外围第二象限，江苏东北部地面存在中-β尺度的能量锋区，此能量锋区是构成产生、维持特大暴雨的中-β尺度的天气系统。利用锋生函数对此能量锋区的发生发展进行诊断，结果表明，锋生函数的变形项起了决定性作用，辐合项也有较明显的贡献，非绝热加热在锋生初期有作用，但对锋区的维持，其贡献并不明显，进一步用二维中尺度方程对锋区进行数值模拟，结果显示，在能量锋附近驱动产生了涡旋，在涡旋上升支，将高能区的暖湿空气向上输送而成云致雨，在涡旋下沉支，通过下沉气流使雨迅速下落，同时拖曳冷空气使地面降温，使得锋区维持和加强，致使雨强增幅，综合分析表明，中-β尺度能量锋区形成以后，通过锋区附近的中-β尺度的辐合线，中低压，中高压以及锋区附近驱动的扰动涡旋等中-β尺度的天气系统间的相互作用，导致了这次江苏省东北部高强度的特大暴雨。     

中-β尺度对流云团造成特大暴雨过程的分析

通过对发生于长江中下游地区两个中－β尺度对流云团引起的特大暴雨过程的分析，探讨中－β尺度对流云团产生强降水的条件，研究其变化规律，从而为暴雨预报提供一定的物理依据。     

“98·7”北京大暴雨的中尺度分析

对“９８７”北京大暴雨过程中的雨团、雷达回波、地面风场（流场）及气压场进行了分析。分析结果表明：大暴雨过程具有明显的中尺度特征,偏东风的中尺度切变线,风速辐合线和中尺度低压系统在大暴雨过程中发挥了重要作用     

“98.7”武汉市特大暴雨的中尺度分析

使用红外云图、雷达回波、武汉市城区自动雨量站和地面中尺度观测资料，对1998年7月21－22日武汉市历史上罕见的特大暴雨进行了分析。概括了武汉市特大暴雨的时空分布，云图和雷达回波演变特征以及中尺度天气系统。为此后进行武汉市特大暴雨的预报提供有价值的参考依据。     

卫星亮温资料四维同化方案及其对"7·20"武汉特大暴雨的模拟试验

作者首次把与云参数相关的云顶亮温(TBB)资料直接用于中尺度模式MM5V2的牛顿张驰逼近(nudging)四维同化过程,提出了一种通过分析场的nudging四维同化来确定云顶高度的方法,并利用1 h间隔的TBB-nudging方案成功地模拟了"7@20"武汉大暴雨过程.TBB-nudging试验的模拟结果表明对流层低层中尺度低涡和低空西南急流是"7@20"大暴雨的主要影响系统,这预示着把卫星遥感资料(例如TBB等)用于中尺度模式的同化过程有可能提高中尺度暴雨的预报能力.     

1998年7月21日武汉暴雨小尺度动力特征的数值模拟研究

利用三维完全弹性积云数值模式,模拟了1998年7月21日武汉暴雨期间强降水积云的发生、发展过程.着重分析了积云动力学特征以及近地层散度场、水汽通量等对积云降水的发展、维持的贡献.结果表明,特殊的温、湿层结配置是这次强降水对流云发生的主要原因,而近地层高温、高湿气体源源不断地向云体输送,是强降水积云长时间维持的能量来源.合适的上下层风切变,特别是近地层逆向云体风速的存在,使得云体移动前方下层高温、高湿气体向云内输送,云后部伴随降雨而出现的干冷出流迅速流出,上层高空急流的存在,为积云顶部出流在更大范围扩散提供了条件.散度场、水汽通量场的分布及演变,也进一步证明了上述结论.     

“98.7”武汉及其附近地区特大暴雨中若干观测事实的分析

利用高空和地面加密观测资料、常规观测报告及每小时GMS IR卫星云图, 分析了1998年7月20~23日出现在长江中下游各省的暴雨过程, 重点揭示发生在武汉及其附近地区特大暴雨的若干观测事实。研究指出, 造成该地区特大暴雨的直接影响系统是对流层中低层的中α尺度辐合中心, 该系统具有冷心结构特征, 它的上空对流层上部为暖心, 出现强烈的增温。高层扰动、地面流场的中小尺度扰动与暴雨增幅紧密关联。     

2005-07-10信阳特大暴雨天气过程分析

利用常规实况及T213网格点资料分析结果表明,2005年7月10日信阳市特大暴雨过程是在一定的大尺度环流背景下,各种天气尺度系统发生发展及相互作用造成的.东北到华北地区的低槽由竖转横再转竖,对特大暴雨的持续起到重要作用.地面气旋波频繁影响,使中尺度系统在暴雨天气过程中的重要作用得以充分发挥. 数值预报产品对强降水的预报具有一定的指导作用,T213数值产品的垂直速度和涡度短期预报效果较好.     

一次大暴雨过程的分析

对2010年6月1—2日广西大暴雨天气的湿度场进行了分析。结果发现：暴雨前有一个高湿区的形成和维持过程,暴雨前一天预报的高湿区产生明显调整,导致暴雨出现,表明低层湿度场对暴雨发生有较好的指示意义。     

北京“23·7”极端强降雨特征和成因分析

利用北京地区加密气象站、补盲的北京市规划和自然资源委员会雨量站、双偏振雷达、风廓线雷达、GPS水汽等观测数据和ERA5再分析数据,对北京“23·7”极端强降雨阶段性特征和成因进行了分析。结果表明：“23·7”极端强降雨累计降水量（331mm）和单点最大降水量（1025mm）均打破历史纪录,最大雨强（126.6mm·h-1）排名历史第二位,具有显著的极端性。强降雨可分为5个阶段,其中第Ⅱ和第Ⅳ阶段降水量分别占过程累计降水量的37.1%和39.7%,第Ⅳ阶段雨强更大,对应急流更强,高温、高湿特征也更明显。地形对降雨的增幅作用显著,降水量在海拔100～300m山区迅速增加,极大值出现在海拔约400m的山区,第Ⅱ（第Ⅳ）阶段山区平均降水量和小时雨强分别是平原的2.1（3.0）倍和2.0（2.7）倍;第Ⅱ阶段主要为地形对急流的直接抬升,第Ⅳ阶段为地形绕流辐合和直接抬升共同作用。7月31日上午（第Ⅳ阶段）边界层急流出口区与低空急流入口区耦合导致低层上升运动增强,促使西部山前β中尺度对流系统由块状发展成线状并有γ中尺度涡旋产生,该β中尺度对流系统北上时形成短暂的列车效应,引发了西部山区8个站次100mm·h-1以上的极端短时强降水。     

2018年“7·16”北京强降水天气过程成因

利用常规观测资料、地面加密自动站、多普勒雷达等多种观测资料和高分辨率分析场资料,对2018年7月15—18日北京地区特大暴雨过程的降水时空演化规律、成因以及极端性进行了初步分析。结果表明:此次过程有3股明显降水“波峰”,是典型的强度大、时间长、效率高的华北暖区降水。①具有典型华北暴雨环流形势,高层辐散,中层位于副高边缘、缓慢东移的低槽前端,配合低层急流辐合及高温高湿条件。②此次暴雨过程有一定环流形势和物理量极端性,包括副高异常偏强偏北,低层较强的西南气流、暴雨区上游异常偏强的能量和水汽以及异常偏北的热带辐合带(CITZ)。③本地具有一定对流潜势,配合中低层西南气流的剧烈温湿输送,及其在山前强迫抬升,并与夜间山风形成地面辐合线,触发对流;此次过程雷达回波的“列车效应”和后向传播现象明显,回波具有低质心的热带降水回波特点。