2010年10月海南岛一次特大暴雨过程数值模拟和诊断分析

使用WRF 模式对2010 年10 月4-6 日发生在海南岛的特大暴雨过程进行数值模拟和边界条件敏感性试验.敏感试验表明,使用0.5° ′ 0.5°分辨率的GFS 资料作为边界条件模拟效果最好.模拟结果表明,采用4 km 水平格距试验模拟的强降雨中心（1 200 mm）位置、量级与实况强中心（1 084 mm）基本接近,模拟的48 h 雨量在海南岛上呈东多西少的分布特点,与实况基本相符,但模拟的西部降雨较实况偏多.同时利用模拟结果对风场、水汽通量散度、假相当位温、低空急流和散度垂直通量等要素进行了诊断分析,结果表明在热带低压、冷空气和副热带高压的影响下,存在着强低空急流、强水汽辐合中心、大气对流不稳定结构及高低空配合较好的辐散辐合作用,使得本次过程上升运动异常强烈,从而产生特大暴雨.     

2007年6月粤东持续性暴雨的成因分析

利用自动站雨量、NCEP/NCAR 1°×1°间隔6 h再分析数据、卫星TBB等资料, 对2014年7月13-17日贵州铜仁持续性暴雨天气过程的维持机制进行了分析。结果表明:稳定贝加尔湖阻高东侧低涡槽后的西北气流携带冷空气南下与副热带高压外围西南暖湿气流在贵州北部交汇, 使得该区上空大气出现持续的不稳定。同时, 高层反气旋环流与低层低涡切变之间, 形成低层上升、高层下沉的垂直环流结构, 进一步加强了对流不稳定系统的发展; 随着干冷空气的不断入侵, 触发了对流不稳定能量的几次快速释放, 并通过西南暖湿气流的持续输送及辐合而再次重建, 从而导致持续性暴雨的形成。低层低涡系统及地面辐合线稳定维持, 及低层水汽的不断输送并形成辐合, 为持续性暴雨的发生发展提供了有利的动力和水汽条件。在这样的大气环流形势下, 利于不同区域生成的强对流云团反复影响铜仁, 形成持续性暴雨。加上地形阻挡、抬升和喇叭口地形收缩作用, 进一步增强了局地极端强降水形成。

     

海南岛一次特大暴雨的数值研究

利用卫星资料、NCEP资料以及AREM模式输出资料,对发生在2008年10月中旬海南岛一次大暴雨过程进行了中尺度数值模拟分析。分析结果表明:AREM模式较好地模拟了本次大暴雨过程,当初始资料选取NCEP资料时模拟效果最佳;sθe等值线密集区以及位涡梯度最大区与暴雨中心相对应;暴雨中心700 hPa以下低层对应条件对称不稳定,其上至600 hPa为对流不稳定;条件对称不稳定对其上空的对流不稳定有触发作用;对热源〈Q1〉和水汽汇〈Q2〉分析得出,大值区与降水分布基本一致,凝结潜热的释放对大暴雨过程有反馈作用;位温垂直平流项对Q1起决定性作用,位温局地变化项及水平平流项对Q1的贡献不大。在Q2诸分量中,比湿水平平流项和垂直平流项共同作用于Q2,比湿局地变化项影响较小。     

A budget analysis of a long-lived tropical mesoscale vortex over Hainan in October 2010

The vorticity, eddy kinetic energy, and helicity budgets were calculated to study the variations of a long-lived tropical mesoscale vortex that occurred over Hainan during the period 05?C09 October 2010. The main results are as follows: the vortex was mainly located at middle to lower levels of the troposphere, and among different levels, the dominant factors responsible for the variations of the vortex were different. Intense convergence at the lower troposphere dominated the formation and longevity of the vortex. The vertical transport of positive vorticity which was closely related to the convective activities was conducive to the formation and maintenance of the vortex. The barotropic energy conversion was favorable for the formation of the vortex, while the baroclinic energy conversion accelerated its attenuation. Background circulations were favorable for the longevity of the vortex, and interactions with other synoptic systems were important to its variations. The variation of helicity was closely related to the vortex, and the maintenance of positive helicity was another favorable factor for the longevity of the vortex.     

宁波一次罕见持续重度污染事件的成因分析

2013年12月1—10日宁波市出现历史罕见持续性重度污染事件。基于常规天气观测、浙江省自动气象站、宁波慈溪边界层风廓线雷达和凉帽山岛370 m高塔、宁波市和舟山市污染物监测等资料,应用美国NOAA HYSPLIT4模式进行粒子后向轨迹分析,并将CALMET诊断模式应用到WRF中尺度数值模式输出,对本次污染发展和消散过程宁波市3 km以下气象要素进行精细化诊断分析,计算通风系数。结果表明：（1）合适的环流背景是污染发展和持续的主要原因。气溶胶粒子浓度升高过程中有3次弱冷空气影响,主要表现在800 m以上层次,为粒子的输送提供了好的动力条件,却又不影响边界层风速和稳定性。弱冷空气间歇期风力弱,风向快速变化,利于粒子的循环滞留。（2）污染发展和持续阶段宁波市区3000 m以下持续弱下沉气流,夜间边界层高度低,200 m以下存在明显逆温层,导致气溶胶粒子在低层的堆积和能见度的降低。（3）污染发展和持续阶段夜间通风系数均小于1 m²/s,扩散条件很差,而污染消散阶段通风系数明显增大。没有外源性粒子输入时,通风系数与气溶胶粒子浓度成负相关。     

近30年华南前汛期暴雨研究概述

利用1961—2014年华南地区连续无缺测的145个地面气象站日降水量资料,对该区域近54 a的暴雨分布情况及年际变化进行统计分析, 结果表明：华南地区暴雨类型以日降水量为50~100 mm的情况居多,占暴雨总日数的80%。华南南部沿海地区观测到的暴雨日数多于其西北部内陆区域,南部沿海台站暴雨降水量占台站总降水量的比例超过39%,其中广东上川岛高达53.6%。近54 a华南地区站点平均年暴雨日数最多为2008年,约9 d,最少为1963年,约4 d。在54 a平均月分布上,6月份站点记录暴雨日数最多。逐年暴雨日数整体呈上升趋势,约为0.3 d·(10 a)^-1。华南地区1961—2014年共挑选出典型暴雨事件312个。华南地区暴雨日数和典型暴雨事件次数在前汛期略高于后汛期。

     

“10.7”安庆特大暴雨及中尺度低涡结构的数值模拟与分析

采用常规气象观测、地面加密降水资料、FY-2E卫星逐时TBB资料以及WRFV3.3高分辨率模式输出资料,对2010年7月12-13日安庆罕见特大暴雨过程的中尺度对流系统的发生发展、结构特征及形成原因进行了综合分析.WRFV3.3中尺度非静力模式很好地模拟了此次切变线暴雨的雨带走向、几个暴雨中心的位置和强度,以及中尺度对...     

“10.7”安庆特大暴雨及中尺度低涡结构的数值模拟与分析

采用常规气象观测、地面加密降水资料、FY-2E卫星逐时T_BB资料以及WRFV3.3高分辨率模式输出资料,对2010年7月12—13日安庆罕见特大暴雨过程的中尺度对流系统的发生发展、结构特征及形成原因进行了综合分析。WRFV3.3中尺度非静力模式很好地模拟了此次切变线暴雨的雨带走向、几个暴雨中心的位置和强度,以及中尺度对流系统的整个发展过程。分析结果表明:此次特大暴雨是在高层200 hPa强大的南亚高压稳定少动,中层500 hPa的短波槽的生成、转向和发展与副高的维持,低层的700 hPa和850 hPa中尺度低涡、切变线以及地面梅雨锋扰动的共同作用下造成的;700 hPa低涡、切变线以及沿切变线相继生成和强烈发展的β中尺度对流系统是这次特大暴雨的直接制造者。细网格模拟结果揭示,安庆特大暴雨与850 hPa上的β中尺度对流系统(MβCS)的生成和强烈发展直接相关。该MβCS具有明显的动力—热力结构特征,显示:强上升运动与饱和气柱的耦合,强散度柱与强涡柱的耦合发展,强上升运动与位势不稳定的耦合发展,湿静力不稳定与湿对称不稳定共存。     

浙北地区一次大暴雨过程的等熵位涡分析

利用NCAR/NCEP逐日再分析资料,对浙北地区2008年6月9—11日大暴雨过程进行等熵位涡分析。结果表明:等熵面上的位涡(IζP)演变反映了暴雨区的移动及西南急流的发展。暴雨区主要位于位涡高值中心的东南侧,对应西南气流发展最强处,而位涡中心降水却不明显。当高位涡中心区南压影响后,强降水结束。通过垂直剖面图可看到,等熵面上的西北急流将高层的高等熵位涡向东向下输送,当浙北地区处于正IζP平流控制下时,强降水发生,当其处于负IζP平流控制时,强降水结束。同时,逆向的Ferrel环流圈的形成,为30°N附近强降水的产生与维持提供了有利的条件。     

Kinematic structure of a heavy rain event from dual-Doppler radar observations

The detailed kinematic structure of a heavy rain event that occurred in the middle reaches oi the Yangtze River was investigated using dual-Doppler radar observation. A variational analysis method was developed to obtain the three-dimensional wind fields. Before the analysis, a data preprocessing procedure was carried out, in which the temporal variation with the scanning time interval and the effect of the earth curvature on the data position were taken into account. The analysis shows that a shear line in the lower and middle levels played an important role in the rainfall event. The precipitation fell mainly on the south end of the shear line where southerly flow prevailed and convergence and updraft were obvious. With the movement and decay of the shear line, the precipitation moved and decayed correspondingly.     

江西持续性暴雨的典型大尺度环流模型

利用1961—2010年共50 a的500 hPa欧亚地区历史天气图资料对江西省74次持续性暴雨天气过程的大尺度环流形势进行分析,并建立了江西省持续性暴雨天气的大尺度环流模型。结果表明,该模型中,欧亚中高纬的长波槽脊呈双阻塞高压型,两个阻塞高压分别位于乌拉尔山西侧和鄂霍茨克海西侧;我国东北地区有一低涡,且从该低涡中心至江西附近地区有一深厚低压槽(华北槽);西太平洋副热带高压位于低纬西太平洋地区,其脊线位于20 N附近,西脊点位于110 E附近,副热带高压北侧的584 dagpm线位置(115 E的纬度)位于27 N附近;华北槽后的干冷空气与副热带高压西北侧的暖湿气流持续交汇于江西地区,为持续性暴雨提供了有利于水汽输送和辐合抬升条件。500 hPa的历史天气图和NCEP资料均显示,该大尺度环流模型具有较好的普适性。     

陕北北部一次罕见区域性暴雨天气过程分析

利用MICAPS常规气象资料、ERA-Interim 0.25°×0.25°再分析数据、地面区域气象站逐小时观测数据、FY-2G卫星云图和榆林CR/CB雷达产品,对2017年7月25日20时—26日08时陕西北部持续强降水过程进行综合分析。结果表明：（1）这次降水过程呈东西向带状分布,雨强大、范围小、移动慢、持续时间长,降水主要集中在夜间,大暴雨区具有典型的β中尺度特征;（2）西风槽的快速东移南压以及副高的稳定维持有利于槽前正涡度平流的加强及低层低值系统的发展,850 hPa新生的河套低涡和东南低空急流成为这次强降水过程的直接影响系统;（3）河套低涡是一个浅薄的热低压系统,它的发生发展可分为三个阶段,初始阶段低涡形成于弱的锋区中并具有不对称的暖心结构,成熟阶段和旺盛阶段低涡转变为对称的暖心结构,强降水产生在低涡发展成熟阶段,在低涡旺盛阶段降水达到最强;（4）河套低涡直接影响并控制着地面β中尺度低压的发生发展,β中尺度低压稳定在榆林西部,中尺度低压的西部和东部分别形成冷性辐合和暖性辐合,不断触发γ对流单体生成,不同中尺度对流云团的合并导致了降水的强烈发展。

     

2011年7月3日山东局地大暴雨过程的观测分析

应用常规气象资料、FY-2E红外TBB资料、地面加密自动站观测资料和NCEP再分析资料,对2011年7月3日山东中部地区出现的大暴雨过程进行了分析。结果表明：该过程在有利的天气形势下发生,其降水具有中尺度强对流系统特征;强降水落区位于地面自动站风场辐合中心偏冷锋前位置;一个MαCS和一个MβCS是该暴雨过程的直接影响系统;强降水出现在中尺度对流系统（MCS）发展强盛到成熟阶段,降水区最初位于TBB梯度最大处,再沿TBB梯度最大处向下风方移动,并始终处于强冷云顶区后侧;自高纬度向暴雨区低空锲入的东北气流对降水过程起触发作用;强降水区位于低层切变线南侧与水汽通量舌区左侧等值线密集带上,并与假相当位温陡立面密集区位置对应。     

哈尔滨秋季一次持续性重污染过程分析

利用气象与环境监测数据,结合后向轨迹和秸秆焚烧火点监测资料,从环流形势、气象要素、污染源和污染传输特征等方面,对哈尔滨2017年10月18—20日持续性重污染天气过程进行分析。结果表明:这次重污染过程连续48h为重度或严重污染,首要颗粒物为PM2.5,PM2.5平均浓度为438μg·m^-3,局地PM2.5浓度高达1487μg·m^-3。重污染过程分为两个阶段,每个阶段主要污染物呈双峰分布。在重污染过程中,高空环流平直,浅槽前暖平流占主导地位,地面为弱低压均压场控制。地面风速小,平均风速仅为1.5m·s^-1,风速≤1.5m·s^-1静小风频率为71%,风场辐合,有利于污染物积聚。在重污染发展的过程中,地面相对湿度(RH)增大有利于颗粒物吸湿增长和污染加剧;在重污染减弱的过程中,PM2.5浓度减少至每阶段谷值时间比RH减小至谷值时间滞后4—5h。在边界层内有逆温层顶高为200m左右、逆温强度>2.0℃·(100m)^-1的贴地逆温层,层结稳定,垂直扩散条件差。污染物主要来源于秸秆焚烧,其次来源于取暖燃煤。静稳气象条件下本地污染物积累叠加远距离较高浓度的秸秆焚烧污染物输送导致哈尔滨这次重污染过程。     

2008年5-9月我国主要暴雨天气过程

利用中国大陆2 400多站日降水资料和常规探空资料,统计2016年4-10月我国主要暴雨天气过程,概述各主要暴雨过程的降水分布和天气形势特征。结果表明: 2016年4-10月我国共出现204个暴雨日、41次主要暴雨过程,暴雨日数为近9年同期最多;除8月外,其余各月长江中下游地区月累计降水较常年同期偏多5成,其中7月偏多2倍以上,月累计降水中心出现在湖北江夏,较常年同期偏多近6倍;6月30日-7月6日,长江中下游地区出现大范围强降水,局地过程累计降水量超过700 mm;2016年共有8个台风登陆我国,其中1608号超强台风“电母”造成海南临高日降水量达538.3 mm、过程降水量达857.8 mm,均为当年全国极大值。

     

2011年4—10月我国主要暴雨天气过程简述

利用MICAPS系统日降水资料和常规天气图资料,以1981 —2010 年30 a 平均降水量为气候态,统计了2011 年4—10 月我国的主要暴雨天气过程,并对各主要暴雨过程的影响系统、出现时段、范围及累积降水量进行概述。统计结果表明,2011 年4—10 月我国共出现172 个暴雨日、125 次区域性暴雨,38 次主要暴雨天气过程。汛期主要气候特点是,长江中下游春季干旱,6 月暴雨频繁,部分地区旱涝急转;夏秋季西南、江南伏秋旱严重;9 月华西秋汛显著;9 月底至10月中,海南、两广暴雨强烈。     

江苏地区一次罕见持续性强浓雾过程的成因分析

2013年11月30日—12月9日,江苏出现持续10 d的强浓雾天气。利用秒级探空资料、能见度资料、江苏省高速公路沿线高时空密度的交通气象观测站资料以及NCEP/NCAR的1°×1°的分析资料,结合天气形势、气象要素、物理量场,对这次持续性强浓雾的特点和形成、维持机制进行分析。结果表明,(1)此次雾过程持续时间长、范围广、强度大、污染重。(2)在大陆高压控制下,江苏长时间处于高压带的均压区内是这次连续性强浓雾过程的重要天气条件。(3)地面辐射冷却、低空下沉气流以及东南暖湿气流是强浓雾形成的重要原因。(4)双层逆温和深厚的逆温层是出现强浓雾的重要热力条件。(5)弱冷空气入侵,是雾体爆发增强的促发因子。      

2012年4—10月我国主要暴雨天气过程简述

利用中国大陆2 400多站日降水资料和常规探空资料,以1981—2010年30 a平均降水量为气候态,统计2020年4—10月我国主要暴雨天气过程,概述各主要暴雨过程的降水分布和天气形势特征。结果表明：2020年4—10月我国共出现188个暴雨日、41次主要暴雨过程。2020年5—9月,月平均降水较常年同期平均值明显偏多,6—7月,长江中下游和江淮地区出现超强梅雨,月累计降水量较常年同期基本偏多5成以上,部分地区偏多2倍以上。2020年4—10月我国共出现28站次特大暴雨。8月四川强降水频发,引发内涝和山体滑坡等次生灾害。年内最大日降水量423.2 mm出现在8月10日的四川芦山。6月7—10日,广东龙门出现年内最大过程降水量667.9 mm。2020年共有8个台风影响我国,其中5个台风在我国登陆。台风整体偏弱,但8月下旬至9月上旬,东北地区连续遭受3个台风袭击。