低空冷式切变线引发区域性大暴雨成因分析

应用常规资料、自动站雨量资料、卫星云图及雷达资料,对2009年5月9-10日发生在鲁西北和鲁中北部的一次区域性大暴雨进行分析。分析发现,低层冷式切变线是引发大暴雨的主要系统,暴雨主要产生在低空冷式切变线右侧、西南低涡的东北象限以及低空急流的左前方,也是高低空急流耦合区。副高西侧的西南急流建立起从南海到华北中部的水汽通道,为大暴雨的发生发展提供暖湿空气和能量,使得低涡辐合加强,是低层切变线长时间停滞的必要条件。地面锋面气旋则是暴雨开始的启动机制,锋后东北冷空气与西南暖湿空气在山东上空交汇,促使对流发展和不稳定能量释放产生暴雨。在低层辐合、高层弱辐散的情况下,暴雨区低涡的涡动作用使得水汽块运动加强。多个对流单体合并形成的中尺度对流系统(MCS)经过大暴雨区,雷达回波表现为层状云为主的混合回波带,说明对流并不旺盛。     

"07.5"湖北大暴雨的中尺度系统及降水成因分析

利用2007年5月30～31日天气图、物理量场、卫星云图和雷达回波资料及常规观测资料,采取天气学诊断分析方法,对湖北省初夏一次暴雨天气过程的大尺度环流特征、中尺度系统和强降水成因进行了分析。结果表明:高层辐散、冷空气与西南暖湿气流交绥、鄂中切变线维持、副热带高压稳定少动,是这次暴雨发生发展的有利大尺度环流背景;强对流云团或西南低涡中尺度云团是造成江汉平原北部、鄂东及鄂西南北部强降水的主要云团;整个暴雨过程伴随着强对流雷达回波的初生、发展、合并和减弱,降水主要由逐渐发展的强回波造成;低空急流输送水汽、中低层层结对流不稳定、低层辐合与高层辐散配置以及暴雨区存在较强锋生作用是此次暴雨的主要降水成因。     

湖北省一次区域性暴雨过程的综合分析

采用T213产品中的物理量资料和天气图、卫星云图和雷达回波资料,对2007年7月1日江汉平原和鄂东的大暴雨天气过程的环流背景及其动力、热力、水汽条件进行了综合分析。结果表明：乌山低槽分裂出的冷空气东移,在华北东北部形成气旋波,其后部冷空气南下与副热带高压北上携带的暖湿气流相对峙所形成的湿度锋锋生和低层低涡、切变线是造成本次大暴雨天气过程的主要天气系统。有利强降水的各物理量场配合是降水云团迅速发展加强的有利条件。有能量锋区配合的θse高能区和K指数≥39℃的区域是有利大暴雨产生的区域。     

一次西南低涡影响下的川渝地区 暴雨个例分析

利用常规观测资料、NCEP再分析资料、卫星以及雷达资料对2015年8月16—18日影响川渝地区的一次持续性大暴雨过程进行了分析。结果表明:在亚洲中高纬和低纬相对稳定的环流背景下,两次高原涡东移、两次冷空气南下侵入四川盆地共同促进了西南低涡生成发展,造成此次大暴雨过程。西南低涡"初生形成"阶段,地面热低压东北侧有冷锋侵入,中心偏北形成暖锋,低涡近于正压;"稳定持续发展"阶段,冷锋南段移至地面热低压南侧,北段与暖锋结合形成准静止锋,低涡斜压性明显且呈近圆形,持续性暴雨主要出现在西南低涡的暖切变线附近和冷槽东侧;"东移变形减弱"阶段,冷空气第二次侵入,冷锋持续增强,西南低涡东移变形减弱。低层辐合、高层辐散、充沛的水汽输送以及不稳定能量的累积为西南低涡的加深、发展和强降水的维持提供了重要条件。西南低涡暖切变线和南侧冷槽附近发展起来的对流云团是暴雨产生的直接原因,强降水主要发生在云团上风方TBB梯度相对较大的区域。此次强降水过程的局地环流有低空急流和低空辐合线或切变线配合,雷达体积速度处理(velocity volume processing,VVP)法反演的风矢图可更直观地判断风向风速、天气系统所处的发展阶段以及判识辐合线或切变线,低空辐合线或切变线的演变以及低空急流的强度和移向对强降水天气产生的动力条件、维持时间和回波外推预报具有重要的指导意义。     

2003-07-19新密、登封强对流天气过程分析

对2003年7月19日郑州地区的新密、登封出现的强对流天气过程的形势、K指数、垂直运动条件、中低空平均涡度场等的分析结果表明冷空气的入侵,提供了有利的动力条件;上层冷平流、下层暖平流及下湿上干的湿度垂直分布,提供了有利的层结条件;暴雨落区在Q矢量湿锋生函数最大轴线以南.     

“20110730”辽宁大暴雨过程分析

利用常规气象资料、卫星云图、雷达回波、自动气象站资料和NCEP(1°×1°)再分析资料,对2011年7月30日辽宁短时大暴雨过程进行分析。结果表明：暴雨期间500 hPa高空槽与850 hPa切变线形成前倾形势,前倾槽为大暴雨的产生提供了有利的不稳定条件。此次暴雨过程的中尺度分析表明,降水时空变率大;TBB等值线密集区和上冲云顶的位置对暴雨落区有较好的指示意义;强降水时雷达回波强度达到65 dBz,且有逆风区和正负速度对出现,中小尺度强对流特征明显;地面等温线密集带与地面切变线（或中尺度低压）的共同作用触发中尺度雨团,降水强度陡增。通过涡度方程诊断切变线形成动力机制得出,当正涡度变率发展加强时,切变线向正涡度变率大值区方向移动,产生辐合动力抬升条件;散度项对低层涡度变率的贡献最大,强辐合是低层切变线生成的动力机制之一。     

2003-07-19新密、登封强对流天气过程分析

对2003年7月19日郑州地区的新密、登封出现的强对流天气过程的形势、K指数、垂直运动条件、中低空平均涡度场等的分析结果表明：冷空气的入侵,提供了有利的动力条件;上层冷平流、下层暖平流及下湿上干的湿度垂直分布,提供了有利的层结条件;暴雨落区在Q矢量湿锋生函数最大轴线以南.     

2008年盛夏湖北一次连续性暴雨天气过程分析

利用常规气象观测资料以及自动站加密观测资料、T213物理量场、卫星云图和雷达回波资料,对2008年盛夏湖北省一次连续性大暴雨天气过程的环流背景、卫星云图和降水回波演变特征以及物理成因作初步诊断分析。结果表明:这次过程是中纬度长波槽发展并缓慢东移南压、不断分裂出小槽带动冷空气南下与稳定的副热带高压外围暖湿气流在长江中游交汇的结果;暴雨过程中,中低层辐合和西南低空急流为暴雨形成提供了充足水汽,而低层强暖平流、地面暖倒槽为暴雨形成提供了大量不稳定能量;随着降水系统向东发展,冷暖空气交汇加剧有利对流加强,在卫星云图上表现为多个中尺度云团生成、发展、合并,多普勒雷达产品表现为由层状云降水回波为主发展转为混合性降水回波,同时伴随多个强对流回波单体发生发展。     

2000年7月西南涡暴雨过程的分析和数值模拟

对2000年7月1～8日西南涡暴雨过程进行了大尺度分析,并利用中尺度暴雨模式MRM1对这次过程进行了数值模拟,结果表明,这次西南涡暴雨过程分为两个阶段,分别对应着两次冷空气南下。暖切变线的南北摆动是发生大暴雨的一个重要原因,而西南急流核的向北传播导致雨区向北传播。模式成功地模拟出了中-α尺度的低涡、切变线,沿暖切变线的强烈倾斜上升气流、中尺度正涡度以及水汽通量散度辐合柱状结构,这些对暴雨的发生提供了动力和水汽条件;而沿低空急流轴的狭长暖湿舌,其北部的干冷区构成的南北向能量锋区,以及较强的中低空不稳定层结是这次暴雨持续发生的重要条件。     

冷式和暖式切变线暴雨多普勒雷达资料对比分析

利用临沂新一代天气雷达(CINRAD/SC)观测资料和 MM5 模式产品及 Micaps 常规资料,具体分析了2005年9月20日和2006年7月3日发生在临沂市的冷式和暖式切变线暴雨到大暴雨过程的异同.分析表明两种切变线暴雨雷达回波都表现为和切变线走向一致的积层混合云降水云系,有较大范围,长度远大于宽度,对应于切变线成带絮状回波,最大回波强度相同,移速慢等特点.由于冷、暖式切变线结构上存在差异,冷式切变线暴雨低层有明显的东北气流冷垫,物理量场由低到高向北倾斜,加强了其动力上升运动;水汽输送依赖于对流层中层的西南急流,雨强的增大和高空急流的向下发展有关系.暖式切变线物理量场呈垂直分布,高低空配置利于上升运动维持,暴雨的水汽输送不仅依赖于对流层中层的西南急流,还依赖于低空西南急流,雨强的增大和中高空急流风速辐合中心的建立有关.结构的不同表现在雷达回波上不同特点为冷式切变线强回波单体或短带位于切变线南侧,而暖式切变线强回波单体或短带基本位于切变线雨带的中间.     

2009年6月28-30日湖北区域性大暴雨诊断分析

利用NCEP资料、LAPS产品、地面自动站资料及卫星资料和多普勒雷达拼图资料,对2009年6月28—30日湖北区域性大暴雨过程的环流背景与动力、热力、水汽条件等进行了诊断分析。结果表明：此次过程是在贝加尔湖低槽东移、副热带高压加强西伸北抬、西南急流发展、低层切变线南压和低涡东移的条件下发生的;低空急流的发展使大气强烈转暖,低层辐合与正涡度、高层辐散与负涡度及其相互配合,为暴雨发生发展提供了有利的热力和动力条件;冷空气南下在高温高湿的长江流域形成锋区以及西南急流加强,不仅向暴雨区提供了充沛水汽,还与切变加强、低涡东移共同造成能量锋区锋生,沿低层θse能量锋区及切变线有多个对流云团和强回波生成引发区域性强降水。     

2006-06-13贵州省望谟县大暴雨的诊断分析

利用NCEP／NCAR再分析资料、观测资料、FY-2C的红外云图TBB资料以及多普勒雷达的实时监测资料,对2006年6月13日发生在贵州省望谟县的突发大暴雨天气进行了研究,综合分析了此次强降水天气过程的影响系统、中尺度对流云团的发生发展演变、雷达回波特征及物理量场特征。结果表明,望谟县的短时强降水是受河套冷空气快速南下影响而致使贵州中部的辐合线南压锋生诱发β中尺度云团的生成与强烈发展所引起的。强降水区域与低层辐合带直接相关;对流层低层有能量锋出现,锋前积聚较强的潜在湿有效位能,在斜压扰动下,激发了倾斜垂直涡度的发展,导致大气层结对流性不稳定强烈发展,使中尺度对流系统得以发展和维持;雷达回波图反映了典型的中尺度系统特征。     

副高西北侧一次区域性大暴雨天气过程分析

应用常规气象观测资料、FNL再分析资料和FY-2C气象卫星资料,对2006-08-28发生在陕西中北部的区域性大暴雨天气进行综合分析。结果表明:副热带高压西伸北抬和贝湖冷涡分裂南下冷空气交汇对峙,为大暴雨形成提供了有利的大尺度环流背景,低涡切变、低空急流和地面冷锋是暴雨产生的主要影响系统。暴雨的水汽输送通道始于南海,沿副高外围气流到达暴雨区上空,雨区上空中低空存在着强水汽通量辐合中心。中层干冷空气从北方侵入暖气团,在雨区上空形成强对流不稳定区。涡度、散度、垂直速度等物理量的垂直分布有利于暴雨产生,散度在垂直方向上具有多层分布特征。暴雨发生在冷锋前部暖区中,共有4个中-β尺度对流系统生成发展,影响了暴雨区。     

广州白云机场一次大暴雨过程卫星和雷达资料合成分析

利用卫星云图TBB资料分析造成4月30日白云机场大暴雨过程的中尺度系统发生、发展传播等演变情况，分析TBB＜－40℃的强对流中心的传播、强度变化对白云机场天气造成的影响，为白云机场春季暴雨和雷暴强度预报提供定量的依据；利用多普勒雷达强度回波分析中尺度系统的传播和对白云机场天气的影响以及利用多普勒速度回波对中尺度气旋定位；通过多普勒速度回波资料、水平风场反演资料对锋面定位、跟踪和确定锋面移动速度；分析水平散度和垂直速度分布，对比它们与中尺度气旋的对应关系；根据多普勒风场分析了机场遗产及其延长线上垂直低空风切变的分布。     

从化一次短时暴雨过程的雷达回波演变特征

将多普勒雷达回波的演变特征,应用于广州从化市2007年6月9日的短时强降水分析,同时利用天气图、卫星云图等资料,分析此次暴雨过程的天气特征及变化。分析表明,此次短时暴雨产生于低涡、切变线和不断东传的高空槽以及低空急流、低层辐合、高层辐散的强抽吸作用的有利环流背景下,由多个单体合并成群的块状回波在移动过程中逐渐连成带状回波造成的。“辐合区”内出现回波使多个单体合并成群的块状强回波范围明显扩大,强度增强起到了十分重要的作用。     

“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。      

贵州一次暖区持续性区域大暴雨成因分析

利用NCEP 1°×1°再分析资料、自动站观测及雷达卫星资料等对2015年6月1日至3日发生在贵州的一次暖区持续性区域大暴雨天气成因进行分析,结果发现:低层高湿高能环境和上干下湿的大气层结有利于暖区降水效率的提高和强对流天气的产生;降水易发生在低空急流左侧和热低压东部第一象限和第四象限叠加区内,而强雷暴易发生在地面辐合线和850h Pa切变线之间的热低压第一象限里;垂直速度和涡度剖面图说明了暖区上升气流的强盛发展及其倾斜性,副高西伸北抬的同时地面辐合线却有所南压,二者反位相进退有利于斜升气流的维持;雷达组合反射率因子表明低层风速风向的辐合触发局地对流单体不断发生发展,降水过程表现出明显的"列车效应",而回波剖面显示该暖区降水回波具有热带降水回波的特征;卫星云图显示对流云团发展成长条状,整个过程表现出对流云团发展具有后向传播的特点。     

2012年7月陕西北部连续3次大暴雨过程对比分析

利用常规气象资料和NCEP1°×1°再分析产品以及雷达回波资料,对陕西北部榆林市2012年7月14—28日3次大暴雨天气过程进行分析表明,华北冷涡后部有强冷平流,850hPa偏南风较大,气层有较强的垂直风切变,可引起陕北北部局地突发性大暴雨;雷达回波显示反射率突然增强到60dBz以上,并有中气旋出现;副高西伸北抬,其外围形成较强的西南风急流到达陕北北部,当有西风槽东移或有北路冷空气下滑时,触发陕北北部区域性大暴雨;大暴雨前期对应有假相当位温高能区、高位涡和能量锋,散度、涡度、垂直速度均较一般暴雨量级明显偏大;来自东海、南海及孟加拉湾的水汽均是大暴雨的水汽来源。     

“7.28”山西中部强对流天气的中尺度分析

利用常规观测资料、中尺度加密气象站资料以及卫星和雷达产品等资料,对2016年7月28日出现在山西中部的一次强对流天气进行综合分析。结果表明:此次强对流天气发生在低涡低槽后部西北气流控制的环流背景条件下;低层切变线、地面辐合线和干线是此次强对流天气的主要触发因素;较低层冷空气的渗透,使得大气层结不稳定度加大,促使垂直上升运动加强,为强对流天气的发展提供了有利条件。强对流发生前,850 h Pa存在明显的逆温层,有利于低层能量积累。对流层高低层湿位涡的正负垂直叠置,使大气对称不稳定性增强,强对流天气发生在湿位涡等值线前沿的湿位涡舌附近、冷暖空气交汇的区域。卫星云图上出现的椭圆形雹暴云团,是造成冰雹大风天气的主要中尺度系统。雷达回波强度图上出现的旁瓣回波和三体散射长钉是典型的冰雹特征,且较降雹时间提前约15~20 min,雷暴大风发生在弓形回波头部、强回波中心断裂处,强回波快速减弱对雷暴大风的发生具有指示意义;径向速度图上出现中等强度的中气旋以及中层明显的径向辐合有利于雷暴大风出现;回波顶高和垂直累积液态水含量(VIL)的跃增表明出现大冰雹的可能,VIL的快速降低也意味着出现雷暴大风的潜势较大。     

新一代天气雷达在河西走廊强对流天气预报中的应用

通过对2006年张掖地区强对流天气的多普勒雷达资料分析,总结了本地强对流天气的雷达带状、块状强度回波特征;分析了强对流天气的中尺度系统中低空急流、暖平流、冷平流、逆风区、垂直风切变的雷达回波特征,将回波进行客观定量化,并引进了稳定度指标,得出具有可操作性的短时预报简明判据。