辽宁省温带气旋龙卷的环境参数特征

基于上海青浦双偏振雷达、武汉多普勒天气雷达、新一代天气雷达组网拼图、地面加密自动气象站和ERA5再分析等数据,对2021年5月14日夜间苏州、武汉相继出现的致灾严重的龙卷天气过程,从天气背景、地面触发机制、雷达探测特征和环境参数等方面进行了对比分析,结果表明：(1) 苏州、武汉两地龙卷均发生在西南暖湿气流强迫背景下,低层高温高湿,均受到低空急流和超低空急流影响,但两地龙卷发生位置与对应的急流位置不同,苏州龙卷西侧对应东侧急流出口区,武汉龙卷正好对应西侧急流出口区;(2) 苏州龙卷是由阵风锋引起的辐合线配合强度适宜的弱冷池触发的;武汉龙卷发生时地面存在中尺度辐合中心和弱冷池;(3) 两地龙卷均发生在孤立右移超级单体伴随低层中气旋突然加强之时,龙卷涡旋特征(TVS)分别出现在苏州龙卷和武汉龙卷发生前2 min和3 min;(4) 有别于美国龙卷发生的环境条件,苏州龙卷发生在高的对流有效位能、较低的抬升凝结高度和对流抑制能量以及中等偏弱的风暴相对螺旋度和垂直风切变条件下;武汉龙卷则发生在弱的对流有效位能、较低的抬升凝结高度、较高的对流抑制能量以及强的风暴相对螺旋度和垂直风切变条件下。比较而言,两地龙卷发生前和发生时,苏州龙卷的热力条件较好、动力条件中等偏弱,而武汉龙卷的动力条件较好、热力条件偏弱,可见两地龙卷均发生在热力和动力条件互补的环境下。

     

江淮地区龙卷超级单体风暴及其环境参数分析

利用多普勒雷达探测资料和NCEP再分析资料,对2003—2010年发生在江淮地区的6个龙卷超级单体风暴及其环境参数进行了分析。研究表明：（1）龙卷超级单体风暴H_BASE平均为1.7 km,H_TOP平均为9.1 km;H多在风暴的下部,近于下部的1/4处。H_BASE平均值比江淮地区各种超级单体的平均值低得多,H_TOP则略低。（2）龙卷超级单体I_VIL平均为25.6 kg/m²,Z_MX平均为54.8 dBz。和江淮地区超级单体相比,龙卷I_VIL要小得多,而龙卷Z_MX略低。（3）龙卷超级单体的中气旋M_BASE、M_TOP和M_SHR平均值分别为1.2 km、3.9 km和14.4×10^-3s^-1,和江淮地区超级单体相比,龙卷M_BASE、M_TOP明显低,而M_SHR略高。（4）TVS参数最强时的V_AD在12—45 m/s,V_LLD多大于30 m/s,V_MXD多超过30 m/s,V_MXD的高度不低于0.8 km,T_DPT在2.4—6.4 km,T_BASE在0.7—1.5 km,T_TOP在2.3—6.4 km,T_MXSHR超过22×10^-3s^-1。TVS参数最强时间与龙卷实际时间基本吻合,平均相差4.2 min;平均而言,TVS出现后6 min有龙卷发生。（5）雷达推算的龙卷超级单体的0—6 km风垂直切变比江淮地区超级单体的风垂直切变平均值高15.2%;龙卷发生前I_CAPE平均为1752 J/kg,I_K为38℃,850 hPa到地面风切变平均超过12 m/s,850—500 hPa温差平均为23.7℃。龙卷发生前能量处在中等到强的状态,大气不稳定性较强,风垂直切变大。     

温带气旋概念模式的最新进展

一、引言回顾温带气旋概念模式发展的历史,常引证挪威锋面气旋模式(Bjerknes 和 Sol-berg,1922)作为随后概念发展的起点。然而,Kutzbach(1979)的独特历史见解提醒我们,那些重要的结构上及动力上的概念化过程,是在前一世纪由欧洲及美国气象学家发展的。我们先介绍这些先驱探索者提出的模式个例,认识一下他们敏锐的洞察力和对我们气象学遗产宝库所作的贡献。接着,有选择地讨论了从挪威“Bergen”气象学派时代到现在为止几个气旋锋面模式的发展,其中包括从外场研究和数值模拟中得到的最新进展。     

中国龙卷的时空分布与关键环境参数特征

首先,利用中国气象灾害年鉴资料分析了2004-2016年13年间中国EF1或以上级别龙卷的时空分布特征,适当更新和扩展了范雯杰和俞小鼎(2015)的部分工作.然后,选取2002-2016年间70个龙卷超级单体个例(龙卷级别都在EF1级或以上)和144个非龙卷超级单体个例,利用2002-2016年间邻近探空资料和地面观测...     

海洋温带气旋发生发展的研究

本文综合地评述了近年来海洋温带气旋发生、发展的研究成果,讨论了海洋温带气旋爆发性发展的气候特征、天气形势、各种物理机制及数值模拟的结果,并进一步指出了有待解决的问题。     

温带气旋和梅雨锋的卫星云图特征

介绍温带气旋和梅雨锋的卫星云图特征。温带性气旋是来自不同方向的三支气流(暖输送带、冷输送带、干带)的汇合过程,梅雨锋气旋是气旋簇中的一系列气旋波中所处纬度最低的。在西藏高原东侧的中国东部地区,由于与特定地形、地理条件相伴的动力、热力作用,对流层上部从高原东伸的脊与它北侧的副热带急流夹得很紧,两者之间有多方向的外流;而对流层下部有极其潮湿的东西向切变线。这样的大气三度空间结构,趋向于符合对称不稳定条件,这使得密实、连续的梅雨锋云带得以稳定、持续地维持。也正是由于雨带上空被潜热加热的气流向东南扩散下沉,十天甚至半个月以后,环流形势将发生调整:或出现副热带高压加强,雨带北抬;或形势转变为经向型。经向型云带里不同区段云的密实程度有差异,这与沿云带低层气流的汇合、涡度以及云带与西太平洋热带扰动之间的相互作用有关系。     

卫星云图在温带气旋发生发展中的应用

本文对１９７３年１月－１９８８年１２月的卫星云图资料进行研究，分析了此阶段中发生的温带气旋云图特征，并归纳了温带气旋发生发展的云图特征，文中给出了一些中，短期预报方法和判据。在实际预报工作中收到了较好的效果。     

爆发性与非爆发性海洋温带气旋

本文选取分别代表爆发性发展(1983年3月)和非爆发性发展(1982年3月)的两个海洋温带气旋个例,对它们进行了比较研究。结果表明,无论是在基本要素场,还是诊断出的物理量场,两者都表现出明显的差异。其中,涡度、位势涡度、扰动动能和总动能之间的差别更大。在爆发阶段,前3项的增加量爆发性气旋是非爆发性气旋的2—4倍,而总动能的增大值两者悬殊更大,比值为13.6:1。     

Cyclone Phase Space Characteristics of the Extratropical Transitioning Tropical Cyclones over the Western North Pacific

The cyclone phase space (CPS) method has been utilized to evaluate the extratropical transition (ET) of tropical cyclones (TCs) in many recent publications. However, these studies mainly focused over the North Atlantic basin. In this paper, the CPS characteristics of all the cyclones over the western North Pacific are investigated and discussed, with three parameters calculated from the best-track data of the Regional Specialized Meteorological Center in Tokyo and the Japanese 25-yr reanalysis data. It is concluded that most TCs over the western North Pacific possess the non-frontal and warm-core structure, while a larger number of cyclones that have undergone ET hold the frontal and cold-core structure. The spatial pattern of the CPS parameters indicates that the areas of tropical and extratropical cyclone activities could be demarcated by 30°N. The composite and individual series of three parameters of the CPS indicate that the transformation of −V _T^U from positive to negative leads to the start of ET, and could be considered as a potential predictor in operationally forecasting an ET event.     

近50 a春季东亚温带气旋活动频数的气候特征及其变化

根据1948-2000年共53 a的NCEP/NCAR逐日海平面气压再分析资料,分析了春季(3、4、5月)东亚内陆和沿海地区气旋活动频数、气旋移动路径等气候特征及其年际、年代际变化,结果表明在春季的3、4、5月份中,内陆存在三个明显的气旋活动频数较大的地区,分别位于101°E、45°N附近的蒙古高压南缘、贝加尔湖以东的115°E、53°N附近地区和126°E、53°N我国东北北部附近地区.蒙古地区春季气旋活动频数存在明显的年代际变化,50年代气旋活动频数较少,60年代开始到70年代后期气旋活动频数较多,从70年代末至今又进入一个气旋活动频数较少的时期.贝加尔湖东部地区在50年代初气旋活动频数较多,50年代中期到60年代中期气旋活动频数较少,而60年代后期到70年代后期气旋活动频数又较多,此后气旋活动频数逐渐减少.我国东北地区春季各月气旋活动频数没有明显的年代际变化,只有80年代以来气旋活动频数的振幅较大.东亚沿海春季气旋活动频数较高的地区主要位于我国东北到俄罗斯远东和我国长江中下游到日本一带.从气旋活动路径来看,我国长江中下游到日本一带气旋活动路径在各个年代基本相同,没有明显的年代际变化,而我国东北到俄罗斯远东地区气旋活动路径在不同年代略有差异.进一步分析发现,气旋活动频数与北方地区春季降水量及沙尘暴发生次数具有一定关系.     

北美温带气旋及其对纽约降水的影响

利用西半球１９８０－１９９０年常规天气图资料及纽约逐日降水资料，将冬半年北美温带气旋分为３类，分析了它们的气候特征，形成过程及其对纽约降水的影响。结果表明：北美温带气旋冬半年平均频数５１个，年际变化不大，月际分布最多月为１２个，最少月只有５个；不同类型气旋的时间分布及对纽约降水的影响存在明显差异。     

北半球温带气旋的变化

许多学者对近半个世纪以来温带气旋的频数、强度和路径的年际、年代际变化等特征进行了研究,并探讨了温带气旋变化与大气环流的关系,试图揭示气候变暖背景下温带气旋变化的可能原因。较为一致的研究结论是：在全球变暖背景下,北半球气旋活动的变化显示出在中纬度明显减少,而在高纬度增加的趋势,意味着气旋的路径已经明显地北移。研究还表明,气旋活动的变化与对流层斜压性、急流以及北大西洋涛动、海温梯度等因素有关。     

1971—2020年辽宁龙卷的气候特征及环境条件分析

为了解辽宁龙卷气候特征,基于《中国气象灾害大典》《中国气象灾害年鉴》和其他相关资料,根据“改进藤田分级”龙卷级别分类标准,对1971—2020年辽宁龙卷进行强度分类和时空分布特征统计,并对比我国辽宁与美国龙卷高发区环境背景差异,分析辽宁龙卷典型的环流形势、物理量特征。得到以下主要结论:1971—2020年辽宁地区共记录到97个龙卷日发生龙卷105次,年均为2.1次,年平均龙卷生成密度为1.4×10^-5个·km^-2,约为美国的1/10。EF2及以上级别强龙卷共记录到17次,年均出现0.3次。95%的龙卷出现在5—9月,67%出现在14—19时。EF2及以上级别强龙卷主要分布在辽宁中部以西地区,东南沿海地区多为弱龙卷,辽宁西北部龙卷季明显早于东南部。对流有效位能和中低层风切变随季节呈反相位变化,两者的合适配置是龙卷等强对流天气产生的前提条件。低层风暴相对螺旋度偏小是我国辽宁较美国龙卷高发区龙卷密度明显偏小的主要原因。辽宁87%的龙卷与冷涡相关,分为低层锋生主导的冷涡底部短波槽和冷涡前部型(65%)、中高空干冷气流主导的冷涡后部型(12%)以及强热...     

A Modified Algorithm for Identifying and Tracking Extratropical Cyclones

In this study, a modified identification and tracking algorithm for extratropical cyclones is developed. This identification scheme is based on triangular-mesh contouring techniques combined with a connected-component labeling method in order to detect the outer boundaries and spatial domain characteristics of individual cyclones. A new tracking method allowing for the identification of cyclone merging and splitting events, as well as short-lived windstorms, is developed to reduce the uncertainty in the tracking of extratropical cyclones. I also show that this method excludes the tracks of open systems that would have been unnecessarily detected using conventional NCP methods. The climatological features of the distribution of cyclone frequencies are substantially larger over the traditional storm track regions compared to those seen in previous studies. Interestingly, a significant increase in the cyclone density in the Arctic occurs during all four seasons(up to 19%in summer) compared to that seen with a latitude–longitude gridded mesh analysis. I develop two new regional intensity indices(depth and vorticity) based on the cyclonic domain to better quantify the cyclonic activity in the Arctic region, and find that the interannual variabilities in these two indices are highly consistent. The results of this analysis may shed light on high-latitude cyclonic behavior studies via the newly detected 2D cyclone atlas derived from this cyclonic-domain-based algorithm.     

中国龙卷风的若干特征

应用数理统计方法和通过对观测资料的分析，研究了龙卷风的气候特征；根据近年天气资料，研究了龙卷风发生的天气系统，层结特征，风场和母体云团的特征。     

A Comparison of Precipitation Distribution of Two Landfalling Tropical Cyclones during the Extratropical Transition

The precipitation distributions associated with two landfalling tropical cyclones(TCs) during extratropical transition(ET) were examined in this study.Their distinction is that the bulk of precipitation fell to the left of the TC track in one TC and to the right in the other.The analyses indicate that,for the TC Haima(2004) case,accompanied by the approach of a deep midlatitude trough throughout the depth of the troposphere,the warm and moist air advection by the southeasterly flow north of TC was favorable for warm advection and frontogenesis to the northwest of the TC.Due to the steepening of equivalent potential temperature(θ e),the air-parcel uplift along the θ e surface,in collaboration with thermally direct circulation related to frontogenesis,led to enhanced precipitation northwest of the TC.In contrast,for TC Matsa(2005) embedded within a moister environment,a weak midlatitude trough was situated at the mid-upper level.The convection was triggered by the conditional instability at the lower level and then sustained by dynamic forcing at the mid-upper level so that the heavy precipitation occurred to the northeast of TC.For the two TC cases,the precipitation enhancement was also linked to the upper-level anomalous divergence associated with the jet-related forcing on the right side of the jet entrance.From the quasigeostrophic perspective,the advection of geostrophic absolute vorticity by the thermal wind most likely served as an indication reflecting the displacement of the vertical motion relative to the center of the TC.     

热带气旋登陆华南前后的强降水大尺度环境场特征

运用2001年和2002年7个热带气旋 (TC) 登陆华南前后的38个日降水量、NCEP/NCAR再分析资料以及卫星云图, 经普查和分析将TC造成的降水区划分为纬向型、经向型、NE—SW向型3种; 对各型高、中、低层中的主要气象因子作了详细分析, 如高层流场、中层副热带高压、低层急流和切变线或辐合线、整层水汽通量散度以及季风云涌等, 在此基础上归纳概括出了这些降水型各自前24 h的大尺度环境场特征概略模型图, 并对其强降水形成机理尽可能地给出了解释, 为TC登陆前后的超短期降水预报提供某种参考方法。