一次特大暴雨形成中天气尺度和次天气尺度系统的作用

采用中尺度数值模式MM5V2对1998年6月下旬发生在长江流域持续的暴雨过程进行分析研究。通过尺度分离与数值模拟对比试验，着重分析了暴雨过程中天气尺度与次天气尺度各物理量场的结构特征，提出本次暴雨过程形成的物理机制:天气尺度流场与水汽场为降水提供持续的远距离水汽输送通道，次天气尺度流场形成稳定的经向强辐合，为水汽的抬升与凝结提供动力条件；在有利的高、低空急流的配置下，暴雨区落在高空急流轴以南、低空急流轴以北；次天气尺度温度场下暖上冷的热力不稳定层结促进了热力不稳定的发展，促使暴雨增幅；特大暴雨发生地区上空的次天气尺度湿度的高值中心，有利于湿空气在上升运动中释放潜热，形成暴雨的反馈机制。数值试验分离模式初始场不同尺度系统信息，揭示了不同尺度系统在暴雨发生过程中的动力作用，没有中尺度系统的配合，仅有天气尺度系统信息，或只有次天气尺度系统信息，没有大尺度系统的配合，暴雨的强度及范围都将有所消减。分析及数值试验结果表明大暴雨是在天气尺度和次天气尺度系统的共同作用下才得以产生和维持的。     

梅雨期江淮流域的暴雨在次天气尺度图上的分布特征

对1983—1986年6—7月在江淮流域间发生的7次暴雨,用平滑滤波尺度分离法,制作了梅雨期次天气尺度天气图。本文重点讨论暴雨在次天气尺度天气图上的分布特征,并进行了物理量场诊断分析,目的在于揭示大尺度背景条件下,与暴雨落区可能有联系的某些次天气尺度扰动。     

我国北方50次区域性特大暴雨的环流分析

对30年(1954—1983)中国北方10省(市、区)50次区域性特大暴雨的天气尺度环流特征进行了分析。根据西北太平洋副热带高压的活动,结合直接发生暴雨的低值系统,将这些暴雨天气过程分为4类。可供暴雨天气分析预报业务和科研工作参考。     

“8.11”暴雨过程中天气尺度与次天气尺度系统的相互作用

采用改进的ｓｈｕｍａｎ－ｓｈａｐｉｒｏ方法,在对形势场、要素场进行尺度分离的基础上,对１９９９年８月１１～１２日发生在山东的一次区域性特大暴雨过程机制进行了诊断分析;计算了天气尺度与次天气尺度系统动能方程以及非线性动量相互作用各项;以分析强降水系统天气尺度和次天气尺度系统之间动能相互作用的主要动力过程,结果表明：在本次暴雨系统中,存在着天气尺度和次天气尺度系统间动勇相互作用,使暴雨系统得以维持,中     

长江、黄河流域暴雨预报着眼点

应用天气学和动力学方法诊断研究大尺度环境场对暴雨过程中次天气尺度系统发生发展的影响及机理,并用T42L12全球谱模式及MM4中尺度模式,试验长江流域和黄河流域暴雨过程中大尺度环流系统对次天气尺度系统发生的影响,从不同尺度相互作用出发对长江中下游和黄河中下游的暴雨提出预报着眼点,供有关部门在业务预报中参考。     

暴雨中两种尺度之间位势转换的诊断分析

本文应用平滑滤波的方法分离天气尺度和次天气尺度系统。选取同一暴雨过程中的两个时次,计算暴雨系统中这两个时次的天气尺度和次天气尺度系统间的位势转换量。得出:在某一区域,同一暴雨过程中不同时次,不同层次,天气尺度和次天气尺度系统之间的位势转换是不同的;即使是同一时次,水平位势和垂直位势的作用也是不同的。整层积分的结果是天气尺度系统向次天气尺度系统转换位势;次天气尺度系统也可向天气尺度系统转换位势。最大转换层均发生在对流层顶200—100hPa上。     

次天气尺度与中尺度正、斜压模演变揭示的武汉暴雨过程

利用滤波原理提取出大气流场中的次天气尺度和中尺度信息，再把大尺度和中尺度水平风场分别分解为正压分量（垂直平均）和斜压分量（扰动）流场。对1998年7月21～22日发生在武汉附近的强暴雨过程进行了次天气尺度与中尺度流场正、斜压分量演变特征的分析。结果表明：次天气尺度与中尺度流场正压分量的演变与此次强暴雨的酝酿、发展和消亡具有内在的联系；次天气尺度与中尺度流场高层200hPa斜压分量很强，低层850hPa正压分量很强；次天气尺度与中尺度流场斜压性占主导地位，随着暴雨的发展，中尺度流场的正压性减弱而斜压性进一步增强，而次天气尺度流场的正压性增强而斜压性减弱。以上结论对于揭示中尺度暴雨过程发生发展的本质有一定的意义。     

金华地区汛期暴雨环流形势特征分析

暴雨是中尺度天气系统的产物,但许多数值模拟的结果表明,许多中小尺度天气系统的发生发展是在一些有利的天气尺度和次天气尺度背景场下产生的。天气尺度的低值系统一方面是它本身的辐合以及锋面抬升造成大范围的上升运动,产生范围较大而强度较小的天气尺度雨区,另一方面又为系统内部存在的、直接酿成暴雨的中尺度降水系统的发生发展提供了有利的环境场条件。这就为日常暴雨预报提供了一条有根据的预报思路:即可以跳过对中     

一种分离暴雨过程天气尺度和次天气尺度特征的方法

作者提出利用奇异谱主分量重建技术进行气象变量场尺度分离的新构想,并设计出尺度分离的具体实施方法.使用此方法对1998年7月下旬长江流域强暴雨过程的卫星观测亮温(TBB)场进行了试验性尺度分离.结果表明,该分离技术可以将这次暴雨过程天气尺度和次天气尺度系统的基本结构清晰地分离出来.在天气尺度场上,长江流域呈现出明显的切变线上连续性对流云系的特征.在次天气尺度场上,可以清楚地显现出偶极子系统的演变特征,其活动与暴雨过程有很好的对应.     

高原东北部暴雨的天气尺度演变特征

通过对盛夏15个西南气流型暴雨个例的合成分析,指出了这类暴雨前24小时到当时场天气尺度系统的演变特征,并对这类暴雨过程中涉及到的某些天气系统进行了讨论。一、西南气流型暴雨及其分析方法盛夏,西太平洋副热带高压西北部的暴雨是我省及邻近省区一种主要的暴雨形势。有的称为“东高西低型”暴雨或“副热带湿     

暴雨天气过程的中尺度系统预报分析

暴雨是各种尺度天气系统相互作用的产物,其中直接作用造成暴雨的系统是在大尺度环流背景上发展起来的中尺度系统[1]。以2008年6月8~16日发生在河池市的三次强降水过程为例,对三次强降水过程的中尺度系统进行定性分析,结果发现:南亚高压、中高纬"两槽一脊"的环流型式和西太平洋副热带高压是本次过程的环流背景,锋面上的扰动、切变线、辐合线和低涡等中尺度系统共同作用产生了这次暴雨、大暴雨天气过程。     

大尺度环境场影响中低层次天气尺度系统发展和移动的初步分析

次天气尺度系统是一类水平尺度为几百公里的天气系统,它的发展常带来暴雨这样的强降水天气,西南低涡、江淮气旋就是这类系统的典型个例。天气分析事实表明,次天气尺度系统的发展和移动受到大尺度环境场的制约,因此,详细地研究大尺度环境场对次天气尺度系统发展和移动的影响是必要的。本文依据滤波原理,把大气运动场分解为大尺度环境场和次天气尺度扰动场,采用动力分析方法,分     

低纬高原中-γ尺度微单体暴雨个例的观测分析

利用德宏高密度雨量站网资料,筛选出2005年半年间的22次"单点暴雨"个例,以7月的3次相对独立中-γ尺度强对流暴雨天气过程为分析对象,通过观测发现,其特点在于:短时性,在降水开始的前1 h内雨量就达到暴雨量级,仅持续降水约1 h;单点性,暴雨只发生在一个雨量点,周围雨量点降水量不大甚至没有。利用新一代天气雷达观测资料对该系统的特点及演变过程进行了深入分析:进一步证实形成强降水系统尺度为中-γ尺度;强回波演变过程中对流发展旺盛;径向速度场存在强辐合、辐散特征。共分析的4次中-γ尺度系统在强度回波中都发现两个单体合并现象,单体的合并伴随强降水。统计这类暴雨个例存在两个单体合并过程的占到较大比例,单体合并可能是这类暴雨的触发与维持机制之一。     

“15.7”广西超长持续性暴雨过程多尺度特征分析

利用多源气象资料,通过综合诊断分析方法,对2015年一次广西持续性暴雨过程进行多尺度特征分析。(1) 南亚高压经历了双体型构建,副热带长波槽有利于冷空气南下和高空急流的建立。El Ni?o状态下,副高强度偏强,位置偏西、偏南,有利于暖湿气流向广西输送。南亚高压过渡层与副高对峙,有利于冷暖空气在广西交汇。(2) 影响天气系统有高空槽、切变线、冷锋、低空急流、季风槽及低涡等多天气系统。降雨分为锋前暖区、锋面、高空槽加强、季风槽与低涡等四个阶段。(3) 中尺度特征为锋前暴雨发生在MCC云团形成到减弱期,雷达强回波呈弓型,对流性强;锋面暴雨发生在MCC减弱后云带,雷达强回波为弓型向直线型转换,对流性减弱;高空槽加强暴雨为直线型云系和雷达回波增强;季风槽与低涡暴雨为增强的涡旋型云系和雷达强回波。(4) 暴雨发生在总体地势为云贵高原下坡和地面喇叭口地形辐合的桂西北、海陆分布差异的沿海及山脉迎风坡的桂东南。可见,长时间持续性暴雨过程是一个多尺度和多天气系统相互作用的结果,暴雨发生在有利的大尺度环流背景和天气系统配置下的中小尺度系统频繁发生处,地形助推暴雨作用明显。深刻理解持续性暴雨发生的尺度特征可提高该类天气预报能力。      

应用带通滤波器分离次天气尺度系统

本文设计了一个带通滤波器,能直接使用实测风资料,在边值影响较小的情况下,从有限区域原始场中分离出次天气尺度系统。并用一次实例,计算了原始场及次天气尺度场的散度场结构,发现暴雨易产生在原始场及次天气尺度场700mb 和500mb 辐合、300mb 辐散的重叠区域内。     

登陆台风暴雨地形增幅的数值试验

研究了７８０５号登陆台风暴雨地形增幅效应问题。数值试验表明，台风外围环流，环境场副热带高压系统及其边缘次天气尺度强风带与地形强迫因素的相互作用对于变性台风移动路径，台风暴雨落区分布及其降水强度有显著的影响。     

呼伦贝尔市一次鄂霍次克海阻高影响下的降水天气过程分析

2011年7月24日—8月4日呼伦贝尔市出现了一次鄂霍次克海阻高影响下的降水天气过程,此次降水过程历时之久为历史罕见。文章通过分析降水过程天气尺度大环流背景影响下的中小尺度天气系统的活动,结合水汽通量散度、垂直速度、涡度等物理量场的分布,发现受鄂霍次克海阻塞高压的阻挡,高空槽稳定摆动且发展为低涡,为暴雨的反复出现提供了极有利的天气尺度环流条件。     

青衣江流域“93．7”特大暴雨天气分析

青衣江流域是我国著名的多暴雨区。从天气学角度，对１９９３年７月２８～２９日，该区域产生的一次特大暴雨天气过程的大尺度环流及天气尺度影响系统、物理量场特征、中尺度特征、地形作用等分别作了较深入的分析。结果表明：此过程为一典型的青衣江流域中β尺度暴雨过程。它产生的原因为，１００ｈＰａ南亚高压东西向脊线位于该区域上空，５００ｈＰａ青藏高压东移后高原低涡切变迅速增强并促使地面──７００ｈＰａ中尺度地形涡旋强烈发展，而迎风坡和喇叭口地形对暖湿空气的强迫辐合和抬升，在很大程度上，加大了降水强度．太阳对地表面辐射增温及边界层的感热、潜热汇对中尺度地形涡旋的形成和发展起重要作用。     

云南初夏罕见暴雨天气的中尺度特征

应用Barnus带通滤方法，对2001年5月30日－6月2日云南初夏罕见的暴雨天气过程进行了尺度分离，初步揭示了此次暴雨天气发生的流场、能量场和动力场的中尺度特征，对提高暴雨天气预报能力具有积极意义。     

暴雨量经验计算公式

暴雨是各种尺度天气系统相互作用的产物,是中尺度天气现象。形成的原因很复杂,既涉及小扰动在大尺度环境中发生和增长的问题,又涉及到小扰动发展时对大尺度场的反馈问题,而这些问题都尚未解决。因此,目前暴雨预报准确率很低。为了探索暴雨量的预报,本文从产生暴雨三个条件入手,试验了一个区域暴雨量计算公式。