攀西地区冕宁“6.26”突发性暴雨成因分析

相比一般暴雨,突发性暴雨一直是天气预报与研究的难点和重点。2020年6月26日19时~27日02时四川攀西地区凉山冕宁突发暴雨,造成了严重灾害。为了深入认识此次暴雨过程成因,应用观测试验、卫星遥感和ERA5再分析资料,对这次冕宁“6.26”突发性暴雨过程的温、湿环境及动力特征进行了分析研究。结果表明：（1）此次暴雨是由迅速加强的MCS造成,且诱发MCS的温、湿环境具备“突发性”。在暴雨前6~12h,CAPE快速增大、可降水量增加、“上干下湿”垂直结构及热力不稳定条件得以建立。（2）强烈的上升运动在中高层气旋性涡度向低层发展增强的过程中形成,低层气旋性涡度发展又伴随强烈的上升运动,与区域地形相关的动力条件的建立和加强对强对流维持及突发性暴雨发生有重要作用。（3）暴雨过程发生在低层螺旋度与水汽耦合的最佳时段,垂直螺旋度与水汽耦合作用的增强,更易于引发暴雨过程,动力−水汽耦合对暴雨具有重要的激发作用,且湿螺旋度对暴雨落区更具有指示意义。     

不同分辨率西南区域模式对冕宁“6.26”突发性暴雨过程的模拟

针对冕宁“6.26”突发性暴雨过程,对比分析了不同水平分辨率的西南区域业务模式对此次山区突发性强降水的预报效果,结果表明：复杂下垫面区域突发性强降水的落区和强度对模式分辨率均较为敏感;模式分辨率的提高可以更加精细地刻画复杂地形,使之更接近真实地形状况,进而得到更加精准的局地热力和动力状况,因此能更好地模拟中小尺度天气系统;提高模式分辨率对预报结果的改进具体表现为雨带特征更加清晰、强降水中心增多且更加细化,以及降水强度明显增大。     

四川冕宁“6.26”暴雨的中尺度特征分析

利用FY4卫星、天气雷达以及加密自动站资料,分析了冕宁“6.26”暴雨过程的中尺度特征。结果表明：700 hPa切变线、冷平流、强的不稳定能量以及不稳定层结等条件非常有利于强对流的发展;早期触发对流的关键系统为九龙一带的切变云系,云系在下山过程中触发对流云团,强降水始终位于强的亮温区南端,且短时强降水的发生时间比MCS发展最旺盛期滞后1 h;雷暴中产生的下沉气流导致地面阵风的不断增强与维持,同时与地面偏北冷空气配合,在冕宁南部一带形成明显的偏北风,进而在喇叭口地形和南侧的辐合处触发雷暴;新生雷暴在低层偏南风的作用下不断与北侧母体雷暴合并,形成了明显的后向传播特征,同时在山脉的阻挡作用下,雷暴长时间维持且移动缓慢,最终导致冕宁地区发生持续强降水。     

吉林省突发性暴雨的时空分布特征

使用吉林省５４个气象站１９６０－１９９２年逐日、逐时降水资料，分析定义突发性暴雨过程，并从时空分布及地形影响等方面对各种突发性暴雨进行了分析，得出它们之间在时间分布和地理分布上的差异，为此类天气分析预报提供气候背景。     

2018年北京“7.16”暖区特大暴雨特征及形成机制研究

利用京津冀区域加密自动气象站、SA多普勒天气雷达、L波段风廓线雷达、NCEP 0.25°再分析资料及0.03°高分辨率地形资料研究了北京2018年7月15—16日暖区特大暴雨特征和形成机制。结果表明:(1)这次暖区特大暴雨发生在副热带高压边缘的暖气团(θ_se高能区)中,无明显冷空气强迫,斜压性弱,有丰沛的水汽,850 hPa以下出现强水汽辐合。(2)暴雨的中尺度对流系统发展有3个过程:带状对流建立和局地强雨团影响、北京北部"列车效应"南部雷暴冷池出流造成对流加强和移动、平原地区线状对流重建。(3)暴雨发生前,低层西南风出现风速脉动,低空急流建立。首先在2500—3500 m高度形成低空急流,2 h后2500 m以下风速显著增大,5 h后急流厚度由边界层伸展到700 hPa。急流出口区降压,低层出现气旋性风场或切变,有利于垂直上升运动发展,触发和加强对流。(4)西南低空急流暖湿输送导致高温、高湿、高能的对流不稳定层结反复重建,这是对流发展加强的重要原因。(5)地面辐合线是对流触发并逐渐组织成带状对流系统的关键影响因素。地面辐合线方向、低空急流轴、回波移动方向三者几乎...     

四川冕宁“6.26”大暴雨模式预报检验

运用气象观测资料和GRAPES、ECMWF、SWCWARMS_9KM(简称SWC)模式预报资料,对冕宁“6.26”大暴雨天气过程模式预报性能进行检验。结果表明：（1）对于24 h累计降水预报,中尺度区域模式优势明显,量级与落区预报效果均为最好,其中GRAPES_3KM模式预报落区分布与实况重合度较高,暴雨及以上量级降水TS评分最高。（2）GRAPES_3KM模式最大小时雨强10 mm以上降水落区与实况大雨及以上量级降水落区匹配度最高,ECMWF模式24 h累计降水多物理量订正产品及短时强降水概率产品次之。（3）SWC及GRAPES_3KM模式24 h累计降水极值点相比实况略偏北,量级偏小。对于小时降水峰值出现时间,SWC模式偏早4 h,GRAPES_3KM模式偏早3 h。（4）GRAPES_GFS模式环流背景预报更接近实况,SWC模式能较好地预报出冕宁上空中尺度辐合系统的存在。     

云南哀牢山东侧一次突发性暴雨过程诊断分析

利用加密自动站资料、NCEP每6 h再分析资料和FY-2C红外TBB等资料,对2012年6月15日发生在哀牢山东侧突发性暴雨进行诊断分析。结果表明:700hPa切变线移到哀牢山后受滇缅脊和地形阻挡形成与山脉同向的切变线.地面冷锋移到哀山东侧后形成静止锋,受不断南下冷空气补充.形成冷空气下沉,暖湿气流上升,出现强烈的上升运动。切变线附近辐合云带内形成的中尺度对流云团在高空西北气流引导下产生的"列车效应"导致了突发性暴雨发生。来自东海和孟加拉湾水汽在切变线附近交汇,受切变线两侧风向辐合产生强烈的水汽辐合,并在哀牢山附近形成深厚的水汽辐合层,是本次突发性暴雨天气的主要水汽特征。逐小时地面自动站海平面气压场和对流有效位能在哀牢山沿线突发性暴雨发生前有明显变化,强降水主要发生在地面中尺度暖低压附近和对流有效位能高值区,此分析对此类短时强降水预报和预警具有一定指示意义。     

一次突发性暴雨的机理分析及短期预报思考

2015年9月4日白天,天津出现突发性暴雨过程,利用多种观测资料对此次过程进行分析,结果表明:偏南气流与高压底部东北风相遇,在蓟州山区以南形成辐合,触发雷暴发展;雷暴形成后,回波形成"后向传播"机制,配合中低空的南风脉动,在天津北部形成南北向的"列车效应",导致北部强降水的发生;上游的高空槽降水在近地面形成冷池,其向东辐散气流与偏东风相遇,在降水区下游触发新的雷暴,使得雨带快速东移,且当辐散气流与偏东风相遇后,出现小尺度辐合性气旋式环流,导致下游强降水增幅;当高空槽降水云团主体移过城区后,在γ中尺度辐合流场作用下,触发小尺度对流云团的生成和发展,影响天津城区再次出现强降水。在短期预报过程中,预报员在大尺度模式环境场分析的基础上,对于中尺度模式仅参考了其降水预报,而忽略了对中尺度环境场的分析,分析表明,虽然中尺度模式对此次过程的降水时段预报存在偏差,但其中尺度环境场预报,可以为此次暴雨过程在短期时效内(24h)的预报订正提供参考。     

高原地形对四川盆地西部突发性暴雨影响的数值试验

用η模式对1995年8月24日四川盆地西部一次突发性暴雨进行了数值模拟和地形减半、无地形数值试验。由对数值模拟与试验的结果分析得出:（1）青藏高原地形有利于高原东麓暴雨区的扩大与强度加大。（2）高原地形对其以北的天气系统南伸和以南的天气系统北扩有阻碍作用。（3）高原地形可影响高原附近以东地区的物理特征场分布,从而影响暴雨区的位置与强度。     

一次特大暴雨诱发的山洪地质灾害淹没模拟分析

本文以四川省安县茶坪河流域2013年“7.9”特大暴雨过程为例,基于Flood Area模型模拟此次洪水的动态演进过程。通过对比5组不同试验结果,发现数字高程数据精度对模拟结果影响较大,采用经过填洼的DEM高程数据得到的模拟结果更为准确,粗糙度系数在取值范围内对模拟结果影响较小。模型最终采用经过填洼的DEM高程数据,反距离权重雨量栅格分布、泰森多边形计算的面雨量文件以及加入嵌入河道的粗糙度参数模拟茶坪河流域此次洪水过程,模型较好的模拟出了整个洪水的动态淹没过程。模拟结果与实地灾情对比:上游考察点附近河道最高淹没深度为5.8m,下游考察点最高淹没深度为3.83m,均与实际灾情较为吻合;对两个考察点逐小时淹没水深与1~8h累积面雨量求相关,得到上游千佛镇预警时效为2h,下游晓坝镇预警时效为6h。考察点位置不同,使得累积面雨量预警时效不同。      

爬流和绕流对山地突发性暴雨的影响

利用ERA5再分析资料和融合降水数据,针对2018年5月21-22日发生在中国四川盆地西南部的一次山地突发性暴雨,首先对其降水强度和天气概况进行相关分析,并且通过绕流和爬流方程,将流场分解为绕流和爬流分量,重点探讨地形对于过山气流的影响及其对降水的作用.研究表明:受欧亚中高纬低槽槽后西北气流引导冷空气南下和西南低涡东移...     

诱发云南麻栗坡特大山洪泥石流的暴雨成因分析

利用常规气象资料、NCEP FNL 1°×1°再分析资料、FY-2G卫星TBB(相当黑体亮温)资料、雷达资料分析2018年9月2日麻栗坡猛硐特大山洪泥石流的气象成因,结果表明:猛硐位于100 hPa热带东风急流入口区右侧,500 hPa上位于两高压之间的相对低压区,在700 hPa风场上,猛硐附近存在风向辐合切变,高低...     

贺兰山东麓极端暴雨的中尺度特征

利用近10年宁夏逐时自动气象站降水、银川CD雷达、FY-2、探空和ECMWF再分析0.125°x 0.125°等高分辨率多源气象资料,在中尺度系统分型基础上,对比分析贺兰山东麓6次极端暴雨的中尺度特征.结果表明:(1)低空偏(东)南急流夜间增强并配合贺兰山地形,在东坡山前触发或增强了暴雨中小尺度系统,造成地形处降水增幅...     

“6.19”湖南大范围暴雨中“列车效应”的多普勒雷达特征

利用常规气象观测探测、中尺度自动气象站资料和多普勒天气雷达资料,对2010年6月18—20日湖南省大范围暴雨过程进行分析,着重分析该过程中＂列车效应＂的多普勒雷达特征。结果表明：深厚湿层是产生高降水率的水汽来源,中低层垂直风切变使对流系统具有高度的组织性,可使强降水维持更长时间,有利于大暴雨产生;低质心、高效率的大面积降水回波（≥40 dBz）较长时间源源不断从湘北经过产生＂列车效应＂,导致湘中以北大范围暴雨甚至大暴雨;冷暖平流和辐合相叠加的径向速度特征、中气旋、低空急流的维持使＂列车效应＂长时间维持;利用多普勒天气雷达快速识别强降水回波和＂列车效应＂并对其维持时间作出预测,可为及时、准确发布暴雨预警与预报提供可靠依据。     

盆地突发性暴雨的一种云系演变特征及其与降水的联系

利用云图分析系统对１９９５．８．２３突发性暴雨过程的分析,揭示了四川盆地内突发性暴雨过程的一种云系演变机制。在某些特定环境条件下,大尺度辐合系统本身有对应云系出现,但不会产生降水。在其前方的暖区中由于中度作用产生强对流云图,通常表现为孤立的中尺度对流辐合体,审高强度降水的直接产生系统。但这类中尺度对流体的降水通常是离散的。大尺度系统云系和中尺度对流体合并可以改变中尺度对流体的演变进程,延长期 内部     

武陵山区一次暖区强降水触发和维持机制分析

利用自动站观测资料、多普勒雷达资料、ERA5 0.25 °×0.25 °再分析资料及WRF数值模拟资料，对2018年5月19—20日发生在重庆武陵山区一次暖区暴雨过程中尺度环境条件及中小尺度对流系统演变、触发和维持机制等进行分析。结果表明:（1）此次过程无明显冷空气强迫，斜压性弱，边界层高温高湿，对流层中下层存在明显条件不稳定层结；（2）石桥强降水中小尺度对流系统演变主要有3个阶段:分散对流组织成东西向带状对流、带状对流断裂后雨团准静止维持、东北-西南向带状对流快速重建；（3）沿武陵山脉分布的边界层辐合线触发雷暴发生，强回波单体沿辐合线移动和加强，形成“列车效应”；（4）石桥东部山顶雷暴冷池出流下山，与环境暖湿气流和地形作用共同维持石桥强降水；（5）山区地形对降水有重要影响，近地面偏东风与石桥西部山体相互作用形成局地气旋性小涡旋触发降水，而受到石桥东部山体阻挡作用，地形性涡旋移速变慢，利于强降水维持。      

四川盆地东北部一次突发性暴雨事件的影响系统分析

利用ERA5再分析资料、新一代雷达拼图资料,探究了2017年5月初四川盆地东北部一次突发性暴雨事件的影响系统及动力影响因子。结果表明:此次暴雨事件的主要影响系统有中纬500 hPa东移低槽、西伸的西太平洋副热带高压、对流层中低层的西南低空急流以及低层切变线。大尺度的低空急流与中小尺度的山区低空急流的叠加使四川盆地东北部形成正涡度柱和低层强辐合柱的动力耦合,低空急流最大风速出口辐合上升区与地形的辐合抬升作用叠加形成盆地东北部强烈的垂直上升运动,成为山地暴雨突发的动力触发条件,因低空急流建立的位势不稳定层结构成暴雨的热力条件。冷空气自低层逐渐向高层侵入是暴雨第二阶段增幅的主要原因。盆地东北部地形是本次暴雨的另一个增幅因子,其对暴雨过程中垂直上升运动有加强作用,秦巴山脉迎风坡的抬升作用对暴雨第一阶段的降水量贡献较大,青藏高原东麓背风坡的辐合效应对第二阶段降水量贡献较大。此外,盆地东北部山地对东移的中尺度对流系统有阻挡作用,使其停滞并旺盛发展。     

中纬度突发性暴雨的可能先兆特征

通过对湿位涡（MPV）不守恒过程出现条件的讨论,理论上证明了：在中纬度突发性暴雨产生前,①必定存在着深对流高度范围内δθ^＊/δz迅速趋向于零的过程。②斜压向量沿广义位温梯度有一分量。③接近饱和的不饱和层足够厚。达到深对流高度。④处于含有大量水汽和液态水的云团和云块附近。1999年合肥2次突发性暴雨确实都有体现上述4个必要条件的2种共同特征现象。⑤在暴雨生成之前,在合肥上空存在着深厚的双层干区（在多普勒雷达VWP图上表现为深对流高度范围内的两层连续无资料区）,首先,随着上层干区顶部的湿冷空气开始下滑,上层千区开始从上到下消失,接着,当下滑空气停止下滑而开始上升时,下层的干区开始消失,最后在两层干区完全消失时,带来突发性暴雨的中尺度对流系统就突然出现。⑥同时在云图上,南下冷锋云带在逼近合肥市分裂成两部分,以至在断裂处几乎没有云和雾,而在周围则存在着含有大量液态水和水汽的两块云团。而在冷锋云带通过合肥后,带来突发性暴雨的中尺度对流系统就在几乎没有云和雾的断裂处爆发。