盛夏一次地面冷锋过境引发局地大暴雨的成因分析

利用常规观测资料、风廓线雷达和变分多普勒天气雷达分析系统(VDRAS)反演资料,从大气环流形势、垂直结构特征和对流发生发展机制等方面,对2017年7月21日地面冷锋后华北地区发生的一次局地大暴雨过程成因进行探讨。结果表明:(1)局地大暴雨发生在副热带高压北抬、低层回流冷空气侵入的背景下,暴雨区位于地面冷锋后约300 km的冷空气一侧,850 hPa低空切变线是主要的影响系统。(2)在低层回流冷空气作用下850 hPa以下表现为环境温度直减率小于湿绝热递减率(γγ_s)的稳定层结;同时受副热带高压北抬影响,700—500 hPa层结不稳定性加强,不稳定层结位于边界层稳定层结之上,具有冷区“高架对流”特征。(3)低层冷垫对应下沉运动,暖湿气流上升运动位于冷垫之上,1.4 km高度附近的中尺度辐合线对高架对流的触发起到了重要作用。(4)带状中尺度对流系统东移缓慢,并呈现明显的后向传播和列车效应特征,是导致降水持续时间长并造成局地大暴雨的主要原因。     

一次冷锋南侧对流性暴雨诊断分析

利用常规气象观测资料、NCEP资料、卫星、雷达和地面加密观测等资料,对2008年5月27-28日江西北部一次冷锋南侧(冷锋前)对流性暴雨过程进行天气动力学诊断分析和中尺度分析.结果表明:(1)对流性暴雨出现在冷锋前的主要原因是:各层槽线位置近于垂直,锋面陡峭,并出现前倾槽结构;冷锋前低层暖湿气流异常强盛,下暖湿上干冷使对流不稳定能量增强;当冷锋移近、气旋波发展东移和低空急流加强,触发了冷锋前对流不稳定能量释放.(2)本次暴雨具有明显中小尺度特征,共有4个β中尺度对流系统沿地面冷锋南侧发展东移,850 hPa的中尺度辐合线、地面中低压和中尺度辐合线、云顶亮温低值区、强回波区及雷达速度图上逆风区等均揭示中小尺度扰动系统存在,且中小尺度扰动系统与暴雨雨团对应很好.     

一次春季冷锋过境引起的大风天气分析

本文通过对大兴安岭地区春季由于一次冷锋过境产生的大风天气分析,总结出了本次大风天气过程中的日变化特征、引起大风天气的高空和地面环流形势特点,影响系统以及一些具有指示意义的气象要素和数值预报物理量要素场特点,得出一些对今后在大风天气预报预警工作中具有指导意义的结论。     

北京春季一次持续浮尘和污染天气过程分析

2001年4月底5月初北京地区出现了一次以浮尘天气为主,夹杂轻雾、雷阵雨、烟幕等复杂天气过程的持续重污染事件,给北京地区的生产和生活带来了较大的影响。文章主要从天气形势上分析了北京浮尘天气形成的原因和持续空气污染的气象条件。结果表明,此次过程是由于高空冷涡发展东移,蒙古气旋发展和地面冷锋移动经过蒙古国南部和华北北部等干燥、疏松的地表形成扬沙、沙尘暴,大量的细小沙尘粒子随高空偏西气流携带而至北京,形成浮尘天气。本地低空处于弱辐合区,层结稳定,风速小、逆温频繁,这些均不利于沙尘粒子和本地污染物的扩散,导致连续可吸入颗粒物重污染的形成。     

一次急行冷锋的雷达回波分析

桂林地区2004年5月3日出现了一次急行冷锋降水过程，通过用桂林新一代多普勒天气雷达观测资料对这次过程进行分析，发现这次锋面附近风切变明显，锋面、切变线、槽线呈前倾结构，锋后冷高压浅薄，北风大，锋面南压很快。在雷达回波图上带状回波明显，在回波带上出现了多个中小尺度对流回波单体，造成了局地强降水。通过雷达速度图资料分析，发现桂林单站风随高度顺转，冷平流明显，因此锋面过后降温较大。     

一次急行冷锋的雷达回波分析

桂林地区2004年5月3日出现了一次急行冷锋降水过程,通过用桂林新一代多普勒天气雷达观测资料对这次过程进行分析,发现这次锋面附近风切变明显,锋面、切变线、槽线呈前倾结构,锋后冷高压浅薄,北风大,锋面南压很快.在雷达回波图上带状回波明显,在回波带上出现了多个中小尺度对流回波单体,造成了局地强降水.通过雷达速度图资料分析,发现桂林单站风随高度顺转,冷平流明显,因此锋面过后降温较大.     

夏季两次低槽冷锋型暴雨成因对比分析

利用常规观测资料和NCEP 1°×1°再分析资料,对对流层低层无低涡、无低空急流配置的低槽和冷锋影响下2004年7月29—30日后倾槽和2004年8月3—4日前倾槽两次暴雨过程的成因进行了对比分析,结果表明: 虽然两次过程对流层中低层形势非常相近,但在空间结构上却存在显著差异。后倾槽锋区向冷空气倾斜且成3段锋,其中,第1段锋在850 hPa以下,冷空气虽较弱,但对整个降水过程起抬升触发作用,暴雨区出现在该段锋移动方向的前沿,即地面辐合线呈气旋性弯曲的流线密集处;前倾槽锋区完整,湿斜压锋区向暖区倾斜,暴雨区出现在锋前1～2个纬距处,即地面辐合线右侧偏南气流密集带中。两次过程低层均有强的水汽输送,存在高温高湿区,925 hPa比湿均达15 g〖DK〗·kg-1以上,所不同的是,后倾槽暴雨区位于水汽通量大值区、等〖WTBX〗θe〖WTBZ〗密集线前沿及风场辐合明显的水汽辐合区内,而前倾槽暴雨区则位于水汽通量等值线密集带中的水汽辐合区、〖WTBX〗θe〖WTBZ〗暖舌的舌尖和风场辐合处,但更偏向暖空气一侧。此外,暴雨易发生在山区或海岸线等特殊地形抬升的区域。     

一次冷锋倒槽暴风雪过程特征及其成因分析

利用常规观测资料,对2010年3月14日山西中北部的一次冷锋倒槽暴风雪天气的风场结构及其形成和维持机制进行了探讨。结果表明：（1）此次过程分为4个阶段,其中强冷锋降雪持续时间长,出现了两次降雪增幅,而涡旋降雪时间短,但强度大;地面自动站风场上β-中尺度辐合和β-中尺度涡旋是造成此次暴雪的直接原因。降雪强度和落区与风场结...     

鲁北一次前倾槽引发的局地暴雨成因浅析

通过对常规气象资料、卫星云图和多普勒雷达资料的分析,指出当高空槽超前于地面冷锋,在高空槽附近不稳定能量积累的背景下,生成的后移动的中尺度系统,是造成鲁北2000年7月22日暴雨的原因。     

一次降水性冷锋的边界层谱特征及尺度分析

本文使用１９９４年１月１５日至１９日南京北郊二台洞梯度观测站１９９５年气象塔的实测资料,南京小教场的地面和探空资料。对９４年１月份发生的一次伴有大量降水的强冷锋的湍流谱及多尺度时间、空间分布进行了计算分析。     

沈阳地区沙尘天气分析

本文总结了沈阳地区沙尘天气的时空分布特点,从天气条件、地表自然条件(沙源)两方面分析了沈阳地区沙尘天气的成因,总结了沈阳地区预报沙尘天气时应参考的5个因素。     

东北冷涡减弱阶段强对流天气特征及触发机制分析

利用常规观测资料、NCEP（0.25°×0.25°）再分析资料及多普勒天气雷达等资料,对2016年6月17－19日吉林省强对流天气过程进行诊断分析。结果表明：(1)此次强对流天气主要发生在冷涡减弱阶段,低空急流的移动和扰动、地面中尺度系统起到关键作用。根据东北冷涡强度的演变将此次过程分为两个阶段,第一阶段（17日11时至18日17时）冷涡缓慢减弱,强降水伴随相对密集的冰雹和雷暴大风出现在中西部地区,热力条件强于第二阶段;第二阶段（18日17时至19日23时）冷涡减弱为高空槽,强降水伴随相对较弱的对流出现在中南部地区,水汽条件优于第一阶段。(2)SI指数、CAPE值、θse的高、低层差值等在第一阶段均出现了明显高于（或低于）第二阶段的峰值（或谷值）,而第二阶段的湿层厚度远高于第一阶段,湿区范围也随之扩大。（3）两个阶段的主要触发条件均为低空急流和地面辐合线,第一阶段辐合线和露点锋双重触发条件产生了直径较大的冰雹,密集降雹引发地面气温骤降和气压骤升,诱发阵风锋再次触发强对流;第二阶段地形抬升为降水的增幅提供了有利条件。     

一次槽前“干”对流背景下阵风锋天气过程分析

对2015年8月23日发生在陕西关中的一次伴有阵风锋的强对流天气过程的不稳定度条件、卫星云图和雷达资料进行分析,结果表明:本次强对流天气过程虽然发生在槽前,但垂直环境配置为\"上干下湿\",属于槽前\"干\"对流,850 h Pa的切变线为强对流提供了初始扰动,地面辐合线触发了强对流天气的发生;两条阵风锋均出现在对流云团边缘TBB梯度最大的区域内、对流有效位能剧烈释放时;另外,两条阵风锋的相向运动,导致两条阵风锋之间强对流单体的产生。当强对流云团与阵风锋叠加时,一方面,二者相互抑制,互为削弱,阵风锋很快消散;另一方面,与阵风锋相联系的对流云团中因为有新的对流单体补充又迅速发展,产生更剧烈的强对流天气。     

沙尘天气过程沙地下垫面沙尘通量的获取与分析研究

利用浑善达克沙地地区2004年春季沙尘暴和微气象学加强观测实验资料,计算了浑善达克沙地地区不同沙尘天气条件下湍流交换系数、湍流动量通量和感热通量、沙尘浓度通量;研究了沙尘暴过程中湍流作用、沙尘输送特征及起沙条件。结果显示:浑善达克沙地地区非沙尘天气白天近地层热力湍流作用强于动力湍流,湍流交换以感热交换为主;沙尘天气过程中,近地面层湍流动力作用明显增加,湍流动量和感热交换都对湍流输送有主要贡献,感热通量数值有不同程度的降低。较强沙尘暴天气过程中动力湍流强于热力湍流。随着沙尘天气经历起沙、平衡、沉降的演变过程,沙尘通量数值呈现由正值为主,过渡到向上和向下数值相当、向下数值比例增加。非沙尘天气、扬沙天气和沙尘暴天气过程的沙尘通量值范围分别是±5μg/(m2.s)、±30μg/(m2.s)和-200—300μg/(m2.s)之间。浑善达克沙地地区,非沙尘天气也存在一定量的沙尘输送,但数值较小。浑善达克沙地地区沙尘通量与摩擦速度的三次方成正比,为F=Cu3*。临界起沙风速和临界摩擦速度分别约为6m/s和0.4m/s。     

北京风沙天气的气溶胶特征

利用常规气象观测资料、卫星云图以及1988、1990、1992、1993、1995、2000年等年北京风沙天气期间所采集的气溶胶样品的分析结果,研究了北京的风沙天气分布特征,风沙期间大气污染状况,产生风沙天气的主要原因及沙尘的来源等.初步得出北京的风沙天气主要出现在春季,是造成春季大气污染的重要原因之一;北京春季风沙天气是由沙尘暴、浮尘和扬沙造成,但以扬尘引起的频率为最高,占71.4%;风沙期间大气气溶胶与无风沙时气溶胶的物理化学特征有明显的差异;大气气溶胶的物理化学特征显示出,风沙期间的大气气溶胶主要来源于自然源,以局地尘源为主,人为排放的气溶胶作用相对减弱.     

大气层结对冷锋环流的影响

利用原始方程模式讨论了不同大气层结对冷锋环流的影响及其在激发锋区中尺度强对流系统中的作用,结果表明:层结对锋区环流有非常大的影响,随层结稳定度的减小,锋区非地转越锋环流和上升运动迅速增强,锋前暖区有可能产生中尺度强对流和多重中尺度上升运动带,并有利于对称不稳定的激发;层结对冷锋环流的影响和锋区中尺度强对流系统形成的作用主要由中低层的大气层结状态决定。     

多普勒天气雷达在阵风锋监测中的应用

本文利用多普勒天气雷达(CINRAD/SA)及常规资料,对2004年5月22日发生在江苏东北部的一次阵风锋天气现象进行了详细分析。阐述了阵风锋的反射率因子和多普勒径向速度特征,如回波强度、宽度、成因及冷锋过境前后的速度场特征等。并且探讨了阵风锋在短时预报中的应用。     

适用S波段多普勒天气雷达的径向速度自动退模糊方法

径向速度模糊问题限制了雷达速度资料的广泛应用,针对退速度模糊中孤立回波或被距离折叠隔离的回波出现模糊、受杂点干扰影响以及大多算法往往将径向直线作为初始参考等问题,提出了一种新的自动退模糊方法：（1）通过查找0速交界点插值得到两条0速线以进行正、负速度区域的大致分区;正、负分区后,分区域段识别杂点干扰区与非杂点干扰区;对杂点干扰区,逐点判断其是否满足模糊特征条件,对非杂点干扰区,识别模糊边界以圈定模糊区域块进行退模糊,并做遗留点的逐点扫尾退模糊处理。（2）对于未能确定0速线的情况,使用上层记录的0速线信息或搜索符合条件的径向直线0速线。（3）对于仍未能确定0速线的情况,用逐点判断的方法退模糊。利用S波段雷达观测的飑线、冰雹、强台风等事件11个个例3407个速度模糊体扫资料对该算法进行了验证,总体速度退模糊准确率高于98%。利用0速线确定正负分区、识别模糊区域块以及在逐点判断中考虑扩展邻域搜索,有助于孤立回波及被距离折叠隔离回波的退模糊处理,该方法比业务方法更有效, 2018年3月4日冰雹个例的速度退模糊准确率高于业务方法10%。对杂点干扰区使用逐点判断方法可正确退去模糊区,使其免受杂点影响。综合考虑上层0速线信息及图像中有助于确定0速线的相关信息,经严格把关和检验,确保0速线的准确性,有益于退速度模糊处理。     

2010年5月6日重庆强对流过程的天气学分析

利用常规观测、NCEP/NCAR再分析、FY-2E卫星、多普勒雷达以及自动站观测资料,对2010年5月6日重庆强风雹、暴雨天气过程进行了天气学分析。详细讨论了各尺度天气系统的发展演变及相互作用关系,并在此基础上提出了此次强对流发生的天气背景概念模型。研究结果表明:这次强对流过程发生在中纬度气旋、反气旋和高空槽增强发展的背景下,地面气旋与反气旋之间的冷锋也在南移中逐渐增强,而中纬度系统与西南地区低压和副热带高压间构成的鞍形场在重庆北侧造成锋生,一方面使得冷锋西段增强,另一方面通过次级环流与中层急流正反馈相互作用,加剧重庆中低层辐合抬升运动,既降低了大气稳定度,又为对流的触发形成提供了有利条件。与此同时,重庆低层始终位于西南地区低压东北部,偏南气流不仅输送了充足的水汽,其伴随的暖平流还与太阳辐射共同造成了重庆低层的显著升温,形成了条件不稳定层结。5月5日夜间冷锋移至重庆地区,锋面附近的强辐合造成了对流的初始发展,这一过程很可能与冷锋进入四川盆地后的下坡地形有关。另外,此次天气过程中副热带高空急流造成的强垂直风切变和高空辐散也为对流的强烈发展提供了有利条件。     

The electrification of dust-lofting gust fronts (‘haboobs’) in the Sahel

Two Doppler radars and a suite of auxiliary surface observations are used to document the electrical, aerosol and aerodynamic properties of dust-lofting gust fronts near Niamey, Niger during the AMMA (African Monsoon Multidisciplinary Analysis). Electrification with dominant negative polarity is a common behavior, consistent with earlier studies on dust devils and the Harmattan wind in dry environments.