滇黔准静止锋诱发贵州春季暴雨的锋生机制分析

利用卫星云图、常规地面观测资料和逐6 h的1°×1°NCEP再分析资料,对2003-2006年春季滇黔准静止锋背景下,出现的5次贵州暴雨天气过程进行了诊断分析和总结。结果表明:在准静止锋背景下,贵州春季暴雨是由高低空急流、高空槽、冷空气与准静止锋的共同作用产生的。低空急流将大量的水汽从孟加拉湾和北部湾输送到贵州,不断积累对流有效位能;高空急流的加速增强了"高层辐散、低层辐合"的大尺度上升运动,并通过急流下侧的正环流圈带动冷空气南下,使得准静止锋活跃锋生,是暴雨天气过程的触发机制。锋生现象分析表明,高空急流加速导致对流层中高层极锋锋区内锋生和对流层中层正环流圈的形成,加强了准静止锋附近的水平变形和垂直运动,进而促使锋生加强。水平变形和垂直运动对暴雨的产生也有直接影响:水平变形项范围越大则降雨强度越强,与垂直运动相关的倾斜项移动与在准静止锋附近生成的强对流云团的移动方向一致。准静止锋与贵州春季的暴雨过程关系密切,暴雨落区集中分布在准静止锋南侧1个纬距带内。高空急流加速度、冷锋附近的水汽辐合强度以及对流有效位能的高能舌区范围对暴雨范围和强度有指示作用。基于以上锋生机制,提炼了滇黔准静止锋诱发贵州春季暴雨的物理模型。     

准静止锋背景下的贵州两次暴雨天气过程对比分析

该文利用常规探空资料、地面观测资料及NCEP1.0°×1.0°再分析资料,对2014年6月9日08时—10日08时(简称9日,下同)和6月26日08时—27日08时(简称26日,下同)贵州出现的两次暴雨过程进行对比分析,结果表明:①两次暴雨均集中分布在20时准静止锋附近及其偏南一侧,跨越纬度约1°,其分布与环流垂直结构有较好的对应关系。②9日暴雨落区主要集中在贵州西南部,呈团状分布,降水时段比较集中;26日暴雨落区位于贵州南部一线,呈不连续的带状分布,降水时段偏长;9日08时准静止锋位于滇东,26日08时准静止锋位于贵州东北部,结合两次暴雨落区与准静止锋位置变化,暴雨落区与滇黔准静止锋摆动有极大的关系。③9日暴雨的水汽主要来源于孟加拉湾西南气流;26日暴雨的水汽受孟加拉湾偏西气流和副高外围西南气流共同作用。9日暴雨位于反气旋底后部东南气流与偏西气流交汇处,26日暴雨发生在低涡前部偏西南气流与偏南气流的交汇处。④9日暴雨垂直上升运动大值中心位于贵州西南部,26日暴雨垂直上升运动大值中心分别位于贵州西南部和东南部,暴雨落区与垂直上升运动大值中心有较好的对应关系;9日暴雨在贵州西南部上空存在低层辐合—中高层辐散—高层辐合的配置,26日暴雨在贵州东南部上空存在低层辐合—中高层辐散—高层辐合的配置,高、低空抽吸作用对暴雨发生提供了有利条件。     

昆明准静止锋的准地转Q矢量分析①

应用Q矢量理论,对1995年2月一次与云南寒潮天气过程有关的昆明准静止锋进行了诊断分析.结果表明:在850 hPa上,云南东部地区存在明显的非地转风辐合场,从而引起昆明准静止锋锋生;当700 hPa上Q矢量锋生函数值增大,说明锋后冷空气加强,昆明准静止锋容易南下;低层Q矢量辐合带与昆明准静止锋雨区有较好的对应关系.     

昆明准静止锋的准地转Q矢量分析

应用Ｑ矢量理论,对１９９５年２月一次与云南寒潮天气过程有关的昆明准静止锋进行了诊断分析。结果表明：在８５０ｈＰａ上,云南东部地区存在明显的的非地转风辐合场,从而引起昆明准静止锋锋生;当７００ｈＰａ上Ｑ矢量锋生函数值增大,说明儿后冷空气加强,昆明准静止锋容易南下;低层Ｑ矢量辐合带与昆明准静止锋雨区有较好的对应关系。     

一次由低层浅槽触发的强降雪过程分析

利用M icaps常规资料及物理量场对曲靖地区2005年3月一次强降雪天气过程进行诊断分析。结果表明:新疆北部至70°N深厚高压脊的维持有利于高纬冷空气往南输送,冷空气在四川、贵州堆积加强后由东北往西南方向推动,地面准静止锋自北向南影响曲靖,在有持续的、充足的冷空气补给的高空环流背景下,低层高原以南出现的浅槽不容忽视,其槽前西偏南气流带来的水汽条件与南下偏北气流的切变辐合都是发生强降雪的极重要因素。     

2004年秋季贵州静止锋天气分析

利用实况资料,从天气学角度对2004年秋季贵州静止锋天气进行分析,指出2004年秋季贵州静止锋天气主要以降雨为主,静止锋与冷空气的影响有关,500hPa引导气流、700hPa、850hPa西南气流的强弱以及地面冷空气的影响程度,决定了静止锋的强弱及维持时间.     

2次昆明准静止锋的对比分析

利用EAR5再分析气象数据,分析了2次昆明准静止锋天气过程的高低空环流形势、锋面结构、锋面位置、以及相关要素场等基本特征及其异同。结果表明：中高纬度地区阻塞形势的存在是昆明准静止锋形成的背景环流。当冷暖气团均强且势均力敌时,更有利于锋面的维持;冷空气较强时,锋面会向西移动,越过云贵高原地形的阻挡;反之,锋面则会向东移动。当锋面维持在高原地形东侧时,冷空气受地形的阻挡,锋面移动缓慢,锋区最为明显。此时锋面位置位于风场的最大水平切变、温度的最大水平梯度和相当位温的密集区所处的位置。2次过程寒潮爆发时冷空气均只能维持到700 hPa附近,且水平风场也均为600 hPa以下的低空切变,说明昆明准静止锋为浅薄系统。昆明准静止锋与一般冷锋锋后不同,2次个例昆明准静止锋锋后低空为湿区,而锋前水汽是否充足则要看南支槽所处的位置。     

两次昆明准静止锋的对比分析

利用EAR5再分析气象数据,分析了两次昆明准静止锋天气过程的高低空环流形势、锋面结构、锋面位置、以及相关要素场等基本特征及其异同。结果表明：中高纬度地区阻塞形势的存在是昆明准静止锋形成的背景环流。当冷暖气团均强且势均力敌时,更有利于锋面的维持;冷空气较强时,锋面会向西移动,越过云贵高原地形的阻挡;反之,锋面则会向东移动。当锋面维持在高原地形东侧时,冷空气被地形阻挡时,锋面的移动缓慢,此时锋区最为明显。当锋面维持在地形东侧时,风场的最大水平切变、温度的最大水平梯度和相当位温的密集区,描述的锋面位置几乎相同。两次过程寒潮爆发时冷空气均只能维持到700hPa附近,且水平风场也均为600hPa以下的低空切变,说明昆明准静止锋为浅薄系统。昆明准静止锋与一般冷锋锋后不同,两次个例昆明准静止锋锋后低空为湿区,而锋前水汽是否充足则要看南支槽所处的位置。     

2008年初贵州冰冻天气锋生场诊断分析

利用常规气象观测资料、ECMWF模式和NCEP/NCAR资料,对2008年1—2月贵州省发生的持续时间长、强度强、范围广的冰冻天气进行大气环流形势和锋生函数诊断分析。结果表明:持续冰冻灾害天气过程是冷锋从东北、正北、西北方向移到贵州时产生的一种强烈锋生过程,且长时间稳定地维持在贵州;北半球中高纬度出现双阻型高压,使大气环流长时间稳定,北支、南支锋区偏南,极地冷空气不断补充南下影响到江南,滇黔静止锋不断锋生并长时间维持在贵州西部,南支槽前的西南气流对这次雨雪天气的产生和发展起着重要的作用;地形在冷空气移动过程中具有阻碍作用。因此,低层锋生的长期维持使南来的水汽受阻是产生此次冰冻灾害的重要物理机制。     

云贵准静止锋雾的中尺度环境场分析及短期预报着眼点

通过对1995—2010年贵州08时能见度资料及地面天气图的普查,选取76次云贵静止锋雾天气过程,分析了云贵高原东部贵州山区区域性静止锋雾的时空特征;利用高空和地面天气图,对天气环流形势和影响系统进行统计分析,总结静止锋雾的天气系统特征,并进一步以两次典型个例为代表,对两类典型静止锋雾展开详细的中尺度环境场分析,归纳静止锋雾短期预报的着眼点。研究表明,贵州区域性静止锋雾呈"西多东少"的分布特征,区域性静止锋雾的高空环流条件为多槽脊型、两槽一脊型、横槽型和一槽一脊型。短期预报重点考虑500 h Pa在100°E以西大多有南支槽存在,云贵高原上空存在中空急流;700 h Pa同样有急流存在;850 h Pa表现为切变或偏南气流影响,前者冷暖气流同时加强,静止锋活跃,水汽在低层辐合,湿层较厚,雾与降雨同时出现;后者出现在静止锋减弱期间,偏南暖湿气流增强,中低层暖平流加强。     

滇黔准静止锋一次锋面雾的成因分析

利用地面加密观测资料、常规观测资料、NCEP再分析资料对黔西南州2009年12月6-9日的一次滇黔准静止锋锋面雾的天气过程进行分析,结果表明:在大雾发生期间,500hPa高度上南支槽、中低层西南气流强盛、地面滇黔准静止锋稳定维持是这次锋面雾的影响天气系统。滇黔准静止锋是维持大雾的稳定层结条件,中低层强盛的西南气流是维持大雾水汽条件。但是随着南支槽在东移过程中东推静止锋锋面使其东移减弱,大雾天气过程也随之结束。     

贵州省中部一次暴雨天气过程分析

利用常规气象资料、卫星云图、物理量场等对2007-07-09-10日出现在贵州省中部的暴雨天气过程的影响系统、物理量场分析等进行了分析,结果表明：副热带高压的快速东退使南支槽与北面高空浅槽在贵州西北部合并加深南移,引导位于四川南部的中低层切变快速南下到贵州中部,促使贵州中部地面辐合区锋生增强进而引发暴雨天气过程;水汽辐合中心为此次强降水提供了有利的水汽条件,加之强烈的上升运动,使辐合区得到加强发展,导致了暴雨天气的产生。     

两次滇黔准静止锋锋区结构的对比分析

利用常规观测资料和NCEP 1°×1°格点再分析资料,对滇黔准静止锋上的低温雨雪冰冻天气(简称08冻雨过程)及阴雨天气(简称09阴雨天气)的锋区结构特征及准静止锋的形成和维持进行了对比分析。锋区结构共同点表现在:在水平方向上,准静止锋在850 hPa的水平温度梯度大,是等温线密集区;锋后低空逆温显著,平均逆温强度达2~8℃,逆温中心位于贵州东部-湖南西部之间。在垂直方向上,锋区表现为等sθe的密集区,锋区在经向上向北倾斜,向上伸展高度接近600 hPa附近;准静止锋天气一旦持续,锋区在850 hPa上表现为正的涡度带以及水平风的辐合区;与准静止锋锋生密切相关的锋生函数为正值。不同点表现在:近地面温度场垂直结构的差异是导致准静止锋降水属性不同的重要原因;在08冻雨过程中,温度场在垂直方向不仅具有"冷暖冷"的结构特征,还具有较深厚的"一层模式"结构特征。在09阴雨天气中,低空温度场存在冷中心,但温度高于0℃。在锋区结构上,08冻雨过程表现为宽而平缓且向北倾斜,09阴雨天气在750 hPa以下表现为狭窄而陡峭,并在16°~17°N之间存在副热带锋区。造成锋区结构特征差异的重要原因在于,锋生函数的水平辐合项和变性项对准静止锋的贡献存在差异。     

冬季华南准静止锋的结构和类型特征研究

利用12年(2000～2011年)逐日的FNL(Final Operational Global Analysis)分析资料和逐日的中国站点降水资料, 定义了一个冬季华南准静止锋强度指数, 并根据该指数挑选出强准静止锋事件, 研究了强事件的结构特征、环流分型及其与降水的关系。结果表明:冬季强准静止锋事件多发于1、2月, 其发生频次在近12年里呈现明显上升趋势。强准静止锋锋区表现为等假相当位温线、等温线的密集带, 但是锋区湿度变化不明显, 并有明显逆温, 锋区由南北风辐合构成, 上升气流主要位于锋区上部, 纬向有两个次级环流与锋区相对应, 伴随正相对涡度和水汽通量辐合。根据850 hPa风场在锋区的辐合情况, 强准静止锋可分为北风辐合型、南北风辐合型、南风辐合型三种类型。在这三种类型中, 北风辐合型对应的北方冷空气最强, 华南降水最少;南风辐合型对应的南支槽最活跃, 华南降水最多;南北风辐合型介于两者之间。冬季华南准静止锋与冬季华南降水有一定相关, 在强准静止锋的背景下, 降水偏多时, 锋区低层的水汽通量辐合和上升运动偏强, 华南处于偏强南支槽前。     

成都一次脉冲风暴特征及成因分析

利用多普勒天气雷达观测资料、风廓线仪资料、加密自动气象站资料、常规观测资料和NCEP 1°×1°再分析资料,对2014年7月23日16:00在成都城区发生的一次局地强对流过程进行了分析。结果表明:晴空太阳辐射增温和低层偏南气流的暖湿水汽输送使得成都附近大气具备对流发展的能量和水汽条件;地面暖平流及成都城市热岛效应,使得成都城区低层抬升作用增强;在弱的垂直风切变环境中,南下阵风锋与成都城区西北部地面中尺度热中心和中尺度辐合线相遇,激发出脉冲风暴并迅速发展,进而产生局地强对流天气;多普勒天气雷达资料显示脉冲风暴强盛时期具有悬垂回波、有界弱回波区、中层径向辐合等强风暴的特征。     

西安市城市热岛效应卫星遥感分析

2008年初我国南方大部分地区发生了大范围、持续性的低温雨雪冰冻灾害天气,部分省市县的低温、冻雨、暴雪灾害属历史罕见。本文通过对1月10日-2月2日4次雨雪过程期间南方整体环流背景的描述,得到有利于雨雪天气产生并长期维持的环流背景场;同时副高偏强偏北,南支槽发展强烈,使得低层带来旺盛的偏南气流水汽输送。在江南华南一带的准静止锋长期维持是造成雨雪天气成灾的直接原因,静止锋与高低空急流的耦合抬升共同作用,以及南支气流对静止锋强度的影响,是使地面锋线附近产生强降水的主要因素。最后重点分析了第3次雨雪天气过程中的锋区东段与锋区西段的结构特点,得出造成冻雨和冰雪不同天气的空间场特征。     

2011年冬季贵州低温雨雪冰冻天气的成因分析

利用常规观测资料和NCEP 1°×1°及2.5°×2.5°格点再分析资料,对贵州2011年初的低温雨雪冰冻过程的天气成因进行了初步分析。结果表明：东亚地区500 hPa高度距平场＂北高南低＂分布以及中高纬阻塞高压的稳定维持,有利于引导冷空气频繁南下影响贵州,是持续低温的主要原因。滇黔准静止锋也是重要的影响系统,它的长期存在有利于阴雨天气维持;而大范围的冻雨（雪）天气则是伴随着东移的南支槽以及向上伸展的水汽辐合。由于西太平洋副高较弱和中亚地区低值系统不活跃,没有稳定持续的水汽向贵州输送,所以过程表现出短暂的间歇性,尤其是距离滇黔准静止锋区相对较远的贵州东部地区,受灾程度远不如2008年严重。因为有偏北路径的冷空气入侵,贵州中西部地区冰冻强度超过2008年;垂直结构的差异是影响范围最大强度最强的两次过程（第1和第4次）降水相态不同的重要原因;冰冻的形成与增长是多种气象因子综合影响的结果,在一定的降水条件下,日平均气温是影响冰冻强度的重要因子。     

一次副高西北侧暴雨天气过程分析

该文利用常规观测资料、区域自动站雨量、FY-2E云顶亮温TBB、NCEP 1°×1°6 h再分析资料绘制的水汽通量散度、垂直速度、假相当位温等物理量,综合分析了2012年5月10日凌晨到早上发生在黔东南州南部的暴雨和大暴雨天气过程。分析得出:此次暴雨天气过程是由高空槽、中低层切变和地面东北路径冷空气共同影响,触发中-βMCS造成;暴雨和大暴雨落区发生在MCS云顶TBB<220 K的冷云覆盖区域内;由于副高588线稳定维持在广西中部,贵州中南部受副高西北侧西南气流控制,系统南下受阻,冷暖空气长时间在贵州南部上空交汇,同时,9日08时850 hPa桂北—湘西有12～14 m/s的低空急流建立,贵州南部位于急流左侧辐合区内,充沛的水汽输送和水汽辐合,加上强烈的上升运动和高能量积聚,为暴雨的发生提供了充分必要条件;此次暴雨和大暴雨发生在月亮山西南气流迎风坡和雷公山与月亮山之间的喇叭口地形效应区域内。     

贵州南部两次局地大暴雨过程对比分析

利用自动站观测资料、探空资料及NCEP再分析资料,对2006年6月12日夜间和2008年5月27日夜间贵州南部局地大暴雨天气过程进行对比分析。结果表明,两次过程均发生在西高东低、东北低涡稳定维持的有利环流形势下,700 hPa巴塘低涡东移是造成贵州西南部强降水的主要影响系统,巴塘低涡和低空西南急流在贵州东南部维持对贵州西南部暴雨起重要作用,同时不稳定能量在贵州南部积聚为暴雨发生提供了有利条件,但相对于后一过程,前一过程在贵州水汽辐合区更大,其大雨量级以上降水范围更广;地面中尺度辐合线生成发展是两次局地大暴雨发生发展的可能触发原因,暴雨中心位于辐合线南侧暖区中;前一过程西太平洋副热带高压较强且位置偏西(西脊点到达110°E),南支槽东移有利于引导700 hPa低涡移动,弱冷空气与暖湿空气交汇形成能量锋锋生,引起低涡强烈发展、涡旋环流增强,而后一过程副高偏弱且位置偏南、偏东,500 hPa上无高原槽影响,以及地面贵州南部为低压控制且无冷空气影响,是前一过程比后一过程降水强度更大的原因。     

云南倒春寒天气过程的分析研究

利用常规观测和NCEP 1°×1°的6小时再分析资料,总结1980-2011年云南15次低温雨雪强倒春寒天气过程,得出500 hPa形势高纬为两槽一脊和横槽型,700 hPa为典型北高南低特征.重点分析2011年3月14-19日和2005年3月2-6日不同类型下两次强过程,过程中均有昆明准静止锋增强和川滇切变线南下,新西伯利亚冷空气南下自东北向西南侵入云南.前者地面强降温由中低层强冷平流引发,而后者是由低层强冷平流和高层强冷平流下传共同造成.强雨雪天气对应有深厚垂直上升运动或对流层中低层以下层存在强上升运动柱.孟加拉湾为水汽源地,强高、低空急流和其垂直耦合的次级环流输送了水汽和热量.强降雪期间,无南支槽时需要大而强的水汽通量和水汽辐合,有南支槽配合时中低层水汽通量有迅速增加过程.低层为冷层或近地面强冷平流利于降水物冷凝成雪.过程中均有强锋生作用推动锋面南下,锋面前进方向锋生函数零线对应低层850 hPaQ矢量辐合线,锋区梯度大,能量积聚多对应降雪范围大.低层等露点线有Ω型特征,露点锋抬升作用触发干湿交界面上干冷、暖湿气流交汇,露点锋和低空急流位置强度及Q矢量辐合区与云南强倒春寒降雪区有较好对应关系,地面降温幅度与850 hPa锋生函数正值强度成正比.