用典型暴雨放大法估算可能最大降水量

从可能最大降水的基本概念出发,针对降水形成机制,对影响暴雨的关键性物理因子（如水汽和降水效率、水汽净输送、水汽辐合上升等） 进行分析并加以放大,即采取放大法,利用区域典型暴雨资料,估算驻马店地区的可能最大降水量为１０６４．７ ｍｍ／ｄ。     

哈密北部初秋一次暴雨过程与预报服务偏差分析

利用常规气象观测资料、FY-2E卫星云图及加密自动站降水资料,对2016年8月8-9日哈密地区北部一次暴雨过程及预报服务偏差进行了分析。结果表明:高空低槽和中低层切变是此次暴雨过程的主要影响系统,中低层的西南急流和偏东急流为暴雨提供了充足的水汽条件,低层辐合高层辐散的环流配置、垂直上升运动的加强促使低层水汽迅速向上输送为暴雨提供了动力条件;同时从技术和非技术方面对预报服务偏差进行了分析。     

一次西南涡特大暴雨的中尺度诊断分析

采用LAPS中尺度分析模式大气资料,对2008年7月一次西南涡暴雨过程进行天气学降水运动的中尺度诊断计算与分析。诊断计算包括：可降水量、层结不稳定能量、对流可降水量、水汽权重平均风速、水汽通量散度、云水、云冰总量及其通量散度和垂直速度与凝结函数降水率等。结果表明：“西南涡-切变线”系统的暴雨发生在暖湿气团与变性冷气团之间的中尺度风场辐合上升运动区,中尺度雨团发生在层结不稳定的暖湿气团一侧。计算的中尺度垂直运动与凝结函数降水率场,降水率为暴雨到特大暴雨。计算的水汽通量辐合降水率与凝结函数降水率不会完全重合,且水汽通量辐合既可致中尺度“雨”,又可成大尺度“云”,并且云水、云冰通量辐合/辐散,可解释为它们的“正”/“负”碰并增长,而碰并增长产生水凝物增量（降水率）也促成大暴雨。因此,在凝结函数降水率场中产生的中、小尺度对流雨团,加上水汽与云水、云冰通量辐合及其碰并增长,并且借助层结不稳定能量释放和可能产生的强迫“次级环流”及水汽与云水、云冰输送,是这次“西南涡-切变线”系统造成襄樊特大暴雨的天气学成因。     

四川盆地2013年夏季三次特大暴雨过程对比分析

利用常规观测资料、自动气象站降水资料和NCEP 1°×1°再分析资料,对2013年夏季四川盆地三次特大暴雨过程进行了对比诊断分析。结果表明:三次暴雨过程均发生在阻塞环流背景下,在充分的水汽、较强的上升运动、不稳定的大气层结等条件下产生的。前两次过程低层影响系统是西南低涡、第三次过程是切变线。水汽和能量主要在中低层积聚,水汽的辐合上升区域、不稳定层结区域与降水大值区较吻合。中低层水平湿Z-螺旋度负值区域分布与相应时刻的降水落区和天气系统有较好的对应关系。垂直分布上,暴雨区低层正涡度、水汽辐合旋转上升与高层负涡度、辐散相配合,是触发暴雨的有利动力机制。     

登封2007年春季大到暴雨的特征分析

利用NCEP提供的再分析资料(Global Final Analyses),对2007年3月3日登封市大到暴雨天气过程从动力和热力条件、水汽输送、湿Q矢量等方面进行分析,结果表明:这次降水过程的两个主要降水时段都出现在次级环流的垂直运动上升区内;暴雨过程中登封上空中低层维持一高能区;温度平流值陡降,导致这次降水过程结束和强降温天气的发生;整个暴雨过程登封维持着通畅的水汽通道和较强的水汽辐合,水汽辐合中心区对应降水集中时段.     

河西西部一次大到暴雨过程诊断分析及数值模拟北大核心CSCD

利用实况降水资料、NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料和数值模拟结果,对2011年夏初河西走廊西部一次大到暴雨过程进行了分析。结果表明,这次暴雨过程的成因是"北高南低"的环流形势和南、北方暖湿空气与干冷空气交汇而形成的。此次过程水汽来源较多,为暴雨的发生提供了充分的水汽条件;暴雨发生前,大气能量有个积聚的过程,在暴雨发生时能量开始释放,最后到暴雨结束,能量释放完毕;暴雨发生时,降水落区上空整层均为上升气流,这种强上升运动不仅使暖湿空气辐合抬升,且在上升过程中释放潜热,加热大气,使垂直运动增强,形成正反馈;700 hPa Q矢量辐合区走向与雨区走向基本一致,出现降水区域的Q矢量辐合中心值要<-3×10-15hPa-1·s-3,但Q矢量辐合强度与暴雨强度并没有较好的对应关系,这表明Q矢量的辐合区能较好的预报暴雨及较大降水的落区,但没有较好的预报出暴雨强度;通过数值模拟可知,实际降水大值中心基本上与模拟的大降水中心吻合,高分辨率的模拟结果能分析出此次降水过程影响系统的移动和发展,模拟的MCAPE和雷达反射率因子等物理量均对此次降水过程有较好的指示意义。     

河西西部一次大到暴雨过程诊断分析及数值模拟

利用实况降水资料、NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料和数值模拟结果,对2011年夏初河西走廊西部一次大到暴雨过程进行了分析。结果表明,这次暴雨过程的成因是"北高南低"的环流形势和南、北方暖湿空气与干冷空气交汇而形成的。此次过程水汽来源较多,为暴雨的发生提供了充分的水汽条件;暴雨发生前,大气能量有个积聚的过程,在暴雨发生时能量开始释放,最后到暴雨结束,能量释放完毕;暴雨发生时,降水落区上空整层均为上升气流,这种强上升运动不仅使暖湿空气辐合抬升,且在上升过程中释放潜热,加热大气,使垂直运动增强,形成正反馈;700 hPa Q矢量辐合区走向与雨区走向基本一致,出现降水区域的Q矢量辐合中心值要-3×10-15hPa-1·s-3,但Q矢量辐合强度与暴雨强度并没有较好的对应关系,这表明Q矢量的辐合区能较好的预报暴雨及较大降水的落区,但没有较好的预报出暴雨强度;通过数值模拟可知,实际降水大值中心基本上与模拟的大降水中心吻合,高分辨率的模拟结果能分析出此次降水过程影响系统的移动和发展,模拟的MCAPE和雷达反射率因子等物理量均对此次降水过程有较好的指示意义。     

一次华南季风低压连续性暴雨过程的诊断分析

利用NCEP的FNL再分析资料、广东省区域自动站观测资料等,对2018年8月27日到9月1日发生在广东省的一次季风低压连续性暴雨过程的大气环流形势以及持续性降水的物理机制进行分析。结果表明:在高层辐散环境条件下,低层季风低压的长时间维持,为强降水提供有利的环境条件。低层的不稳定能量以及深厚的垂直上升运动,为持续性的强降水提供了有利的动力条件。暴雨期间,来自南海地区的暖湿气流为暴雨区带来了充足的水汽;暴雨区域的水汽总收支为净流入,其中南边界为强的水汽流入边界,西边界的水汽流入弱于南边界,北边界和东边界为水汽输出,经向的水汽辐合是暴雨区水汽辐合的主要贡献者。     

一次华北暴雨过程的数值模拟及水汽过程分析

运用WRF模式对2009年7月华北地区的一次暴雨过程进行数值模拟,结果表明:WRF模式比较合理地再现了这次暴雨天气过程;本次暴雨过程的主要输送载体为西太平洋副热带高压外围及低槽前的西南急流;低层水汽通量散度的负值区与降水落区有较好的相关性;对水汽通量拓展分析研究表明,纬向水汽辐合及由风场辐合效应造成的水汽辐合贡献较大,经向水汽辐合和由于水汽分布不均而形成的平流差异所造成的水汽辐合贡献较小,且多为负贡献;水汽散度的垂直通量负异常区与云水、雨水混合比较大的区域对应得较好,它与降水的相关性也优于水汽通量散度。     

2013年7月辽宁省降水异常物理机制研究

利用MICAPS常规资料和NCEP再分析资料,对2013年7月辽宁省降水异常物理机制进行了研究。结果表明:2013年7月辽宁省降水偏多发生在异常环流背景下,乌拉尔山高压脊和贝加尔湖低压槽强度大于常年,冷空气偏强且路径偏南;东亚40°—50°N处在纬向强锋区中,有利于气旋生成发展;副热带高压脊线比常年偏北2个纬度,西北侧暖湿气流活跃。7月中高纬地区有3次明显冷空气向南侵入至40°N,与中低纬北上至40°N及以北的暖湿气流交绥形成暴雨,影响系统分别为华北气旋、蒙古气旋冷锋和副热带高压西侧辐合线,不同影响系统暴雨过程的物理机制存在差异。3次暴雨过程中,华北气旋暴雨水汽供应最充沛,水汽源地不仅有西太平洋、南海、东海和黄海,还有孟加拉湾;暴雨区水汽主要由副热带高压外围西南或偏南气流向北输送,东海北部和黄海是水汽汇合及输送量最大的区域。高空急流受贝加尔湖低槽强度影响,不同影响系统高空急流演变和强度不同,低空急流分布与强度及高空辐散区、低空辐合区相对高、低空急流轴分布的位置也不同;高、低空急流耦合发展及高空辐散区、低空辐合区叠置产生的强垂直上升运动造成了水汽强烈辐合,其中华北气旋暴雨水汽辐合最强,水汽辐合层顶达850hPa,蒙古气旋冷锋和副热带高压西侧辐合线暴雨水汽辐合顶在900hPa附近及以下。热力分析表明,3次暴雨过程环境大气中层均有干冷空气侵入,增加了降水对流的不稳定性。     

积云对流参数化方案用于降水量计算的试验研究

本文将郭晓岚1974年提出的在热带系统中对流潜热释放的参数化方案,经过一些修改后,用于研究中纬度地区的暴雨。1982年7月29至8月2日,黄河三门峡至花园口之间出现一次暴雨,它具有显著的强对流天气特点。本文利用修改方案计算了这次过程中的潜热释放量,并换算为雨量。其结果表明,雨量的两小时计算值与实测值比较一致。在可能最大降水方面,根据水汽通量辐合因子与降水的关系,用对流方案中的水汽通量辐合因子进行了降水量放大,得到了本次暴雨放大的三小时可能最大降水,并与传统的可降水放大法放大的结果进行了分析比较,前者在理论上更为合理,实用上也是可能的。     

朔州市"8·12"暴雨分析

利用MICAPS系统资料对2005年8月12日发生在山西朔州市北部的暴雨天气过程的大尺度环流背景和物理量场进行分析。结果表明:这次暴雨天气过程发生在纬向环流向经向环流调整的过程中,西太平洋副热带高压有一次明显的西伸北抬,是一次典型的副高西北侧西南气流型暴雨。降水水汽主要来自南海,中低层的水汽输送十分充沛,并在朔州市北部形成辐合。低空急流的建立,为此次强降水提供了丰富的水汽和位势不稳定能量;过程期间,物理量场表现出强水汽输送辐合及上升运动;冷空气与暖湿气流及特殊地形的综合作用激发出中尺度降水云团,造成此次强降水。     

郑州“7·20”极端暴雨过程中水汽和高低空急流作用机制的数值模拟

针对郑州“7·20”特大暴雨过程,使用CMA-MESO区域模式对此次极端强降水过程中水汽与高低空急流的影响进行了数值试验分析。结果表明,此次暴雨过程较为成功地被中尺度模式模拟再现;暴雨过程中水汽来源主要为台风“烟花”北侧的东南急流携带的来自西太平洋与印度洋的水汽以及台风“查帕卡”北侧东南气流携带的来自南海的水汽;降水及水汽输送对水汽含量十分敏感,水汽含量微小的变化便会使郑州上空气流辐合区强度减弱,水汽累积减少,降水范围向河南北部缩小,降水强度大幅度减弱;低空急流对应的气流辐合区是郑州上空出现强垂直上升运动中心的主要机制,低空急流减弱后,水汽辐合减弱,降水减少,降水中心位置偏西南,高空急流对降水的影响与低空急流相比较小。     

山东一次局地暴雨的中尺度风场特征

利用山东济南及滨州多普勒雷达体扫资料,结合NCEP/NCAR(1°×1°)再分析资料及地面自动站观测资料,对2007年6月29日鲁中地区的一次局地暴雨过程进行分析,结果表明:本次局地暴雨为对流性降水,该过程风场水平和垂直结构与回波强度及其演变存在较好的对应关系,中低层存在明显的中尺度切变线,垂直方向上,暴雨系统存在明显的上升气流,二者是产生暴雨的重要条件;中低层辐合线造成水汽集中,为强回波带的形成提供水汽和动力条件;强回波带上的上升气流将水平输送到局地的水汽向上输送,有利于系统进一步发展。     

暴雨形成的条件

要做好暴雨予报,首先必须分析它的成因,了解它的形成条件。 我们知道,产生降水必须具备两个基本条件:一是要有适当的流场将充沛的水汽不断输送到降水区,并在降水区得到集中;二是要有一定强度的上升运动,使水汽辐合上升,凝结成云,云滴增长,形成雨滴。其过程如图1所示     

巴彦淖尔市“8．16”局地大暴雨过程诊断分析

文章利用常规气象观测资料、数值预报产品和自动站资料,对2008年8月15-18日发生在巴彦淖尔市一次局地大暴雨天气过程进行诊断分析。结果表明：（1）在降水前期,位于贝湖脊下深厚的“高压盖”将500hPa西南水汽和700hPa东南水汽拦截在河套南部,为暴雨产生聚集了水汽;（2）从孟加拉湾经四川伸向巴彦淖尔市的高能、高湿舌,为暴。雨形成输送了潜在的不稳定能量;（3）西伸副高与东移的贝湖高压脊叠加建立的东高西低环流背景,为强降水在暴雨区滞留起到了阻挡作用：（4）500hPa西来小槽推开“高压盖”后产生的辐合上升区和700hPa切变线叠加后,与200hPa高空急流出口处左侧辐散槽区在巴彦淖尔市上空叠置,是形成暴雨的动力抬升条件,也是产生本次暴雨的触发机制。高、中、低层中、小尺度切变、辐散、辐合流场垂直叠置,高能、高湿、强辐合、强上升区同时具备,是本次暴雨的预报着眼点。     

渭河流域三次暴雨过程水汽和上升运动的垂直结构比较

利用常规高空观测资料和NCEP/NCAR 6 h再分析资料等,着重从水汽和上升运动的垂直结构上对发生在渭河流域的三次致灾暴雨过程进行了比较分析。结果表明:三次暴雨过程具有相似的水汽通量散度场垂直结构,即低层辐合、中层或高层辐散,但低层辐合远大于其上层辐散,低层强水汽通量辐合不仅为暴雨区提供了充沛水汽,也导致并促使水汽在垂直方向上从低层向高层输送,从而增强大气垂直上升运动发展;600 hPa(或400 hPa)水汽辐合或辐散突然增强,预示降水强度将增大,其突然减弱,则标志着强降水趋于结束;三次暴雨过程中,强降水主要出现在整层上升运动形成前后和450 hPa附近垂直上升运动增强最快时段内。     

一次西南涡持续暴雨的GPS大气水汽总量特征

利用成都地区地基GPS遥感的大气水汽总量资料 (GPS-PWV)、NCEP再分析资料、自动站降水量资料和探空站比湿资料,对2010年7月15—18日发生在四川盆地东北部的一次持续性暴雨的水汽变化特征进行综合分析,重点探究这次大暴雨的影响系统 (西南涡) 发生、发展前后GPS-PWV的演变特征及其与降水的关系。结果表明:降水发生时,GPS-PWV通常在短时间内有急剧的上升,并在西南涡形成前达到最大值;西南涡完全形成时,GPS-PWV急升结束;西南涡东移,GPS-PWV继续下降到最低,降水趋于结束。与水汽通量散度相比较,水汽散度垂直通量能更好地描述暴雨过程中的强上升、辐合辐散运动以及水汽输送情况,它与GPS-PWV变化趋势基本一致。因此,GPS-PWV的急升与陡降对大暴雨的形成与减弱有一定指示意义。     

忻州市2003年7月30日暴雨过程分析

本文从天气形势、物理量场、中尺度雨团等方面对2003年7月30日出现的暴雨过程进行了综合分析,明确了“7.30”暴雨是蒙古冷低(涡)、河套切变线、强烈的辐合上升运动、充沛的水汽和大气层结不稳定等共同作用的结果。降水过程具有明显的中尺度特征。地形差异对降水也是有贡献的。分别讨论了天气形势因子和物理量场在暴雨预报中的指导作用。     

地形影响下海河流域北系强降水成因分析

利用区域自动站观测和NCAR/NCEP 1°×1°再分析资料,对比2012-2014年海河流域北系4次强降水过程成因,重点分析地形对强降水过程的影响。分析结果表明,4次强降水过程均属于低槽类暴雨,高空槽是影响流域北系强降水的主要影响系统,副热带高压、低层辐合系统对暴雨强度、位置及持续时间存在明显影响。此外,除能量及水汽的积聚外,地形对海河流域北系降水强度有明显增幅作用。风场与地形相配合的地形抬升是降雨增幅的动力因子。在水平方向上,呈"V"形分布的上升运动区,对应燕山山脉迎风坡坡度较大地区;在垂直方向上,地形强迫引起的低层上升运动中心与天气系统抬升引起的中高层上升运动中心逐渐合并加强。地形阻挡导致的水汽通量辐合也是迎风坡降雨增幅的重要因子,低层地形引起的水汽辐合明显强于中层天气系统引起的水汽辐合。