一次广州大暴雨的环境条件及中小尺度特征分析

基于常规观测资料、NCEP1°×1°再分析资料和广州多普勒天气雷达资料,对2010年5月14—15日广州大暴雨的环境条件、散度涡度场和中小尺度特征等进行了分析。结果表明:大暴雨过程中低层辐合高层辐散,促进气旋式涡度增加,上升运动增强,反之亦然;中层波动使得中低层辐合和中高层辐散更加深厚,进一步增强上升运动。粤西南暖湿气流北上受弱冷空气阻挡在广东省中北部地区堆积,为大暴雨提供水汽和能量。南下的弱冷空气和日变化共同形成地面强能量锋,与辐合线和低层切变线组成强有力的触发抬升机制。大暴雨期间多普勒天气雷达及时捕捉到逆风区、弱中气旋、中尺度辐合带和中层两次波动影响,分别对应两个强降水时段。     

广州“5.7”高空槽后和“5.14”槽前大暴雨过程对比分析

利用常规观测资料和雷达资料,对广州2010年5月7日槽后大暴雨和2010年5月14日槽前大暴雨过程进行对比分析。结果表明：＂5.7＂大暴雨主要受500hPa高空槽后西北气流和850hPa切变线的共同作用,与典型的华南前汛期暴雨形势不同的是槽后冷空气叠加在低层暖湿气流上,对层结不稳定起到增幅作用;＂5.14＂大暴雨过程主要受高空槽前的西南气流、切变线和地面弱冷空气共同影响。两次大暴雨过程都是由带有超级单体的飑线引发的,前者飑线长度更长,强回波范围更大,超级单体更多,降水强度和累积降水量更大;飑线维持和发展的机制不同,前者通过补充合并两广交界处不断新生对流单体,后者则是通过吸收合并其移动前方沿近地层辐合带新生单体,得以维持和发展。     

风速等级标准与2016年6月23日阜宁龙卷强度估计

文章回顾了不同的风速等级标准,对导致重大人员伤亡的2016年6月23日江苏省盐城市阜宁县龙卷灾害和2015年6月1日导致“东方之星”客轮翻沉事件的下击暴流灾害进行了较详细的强度评估,探讨了已有等级标准存在的问题,给出了未来工作展望。基于详细的现场调查资料,评估江苏阜宁龙卷为EF4级,而导致“东方之星”客轮翻沉事件的下击暴流仅为EF1级;对这两个典型灾害个例的强度估计展示了EF等级与F等级之间的差异;但阜宁龙卷导致的每一个受灾点的灾害等级还需要进一步详细评估。由于建筑物结构、植被自身状况、相应环境和致灾机制的复杂性,风灾强度估计必然存在一定的不确定性,且龙卷由于其复杂涡旋动力结构、气压空间分布和卷起的飞射碎片作用等因素使得强度估计的不确定性较下击暴流更大。提高风速等级评估的客观性、普适性、准确性、一致性和便捷性是评估工作的必然需求。未来还需发展综合考虑强度分布、路径长度和宽度、持续时间和移动速度等的风灾等级标准,从而为全面评估下击暴流或者龙卷的致灾性提供基础。     

基于双偏振雷达资料对南海弱台风降水微物理结构的分析

有些南海弱台风在登陆广东时,由于路径复杂、移动缓慢,会对广东地区造成较长时间和较大范围的风雨灾害。使用双偏振雷达对2018—2020年登陆广东的南海弱台风分析,发现南海弱台风在登陆前强降水区主要有两个:一个是位于海上的台风中心南侧眼墙的降水区,另外一个是在台风移动方向的右前方,台风螺旋雨带上岸的区域。在眼墙中,Z_H和K_DP的大值区在低层同位相,Z_DR大值区位于偏上风方向,降水粒子在移动的右侧开始激发,移动的右侧至右前侧为浓度较大的小粒子降水,而右侧和右后侧为大粒子降水。而且台风降水粒子在海洋和陆地有明显差异,陆地由于地形摩擦和抬升作用,降水粒子浓度较大,但水汽和能量供应不足,降水粒子直径较小;海面由于水汽和能量供应充足,对流发展较高,主要为大雨滴的对流降水,但降水粒子浓度不及陆地。      

一次超级单体的多普勒特征和数值模拟特征对比分析

首先利用多普勒雷达分析了影响广州的超级单体的典型特征。从反射率因子产品中可以观测到指状回波、V型缺口、弱回波区、回波悬垂和回波墙。截取沿着风暴低层人流方向并通过反射率因子核区的垂直剖面，分析出云内存在两支对峙的上升和下沉气流。随后利用三维对流风暴云模式模拟了此次过程。模拟的最大反射率因子为75dBZ，60dBZ回波核区厚度超过了14km，比实际探测值偏大，这是模式本身的问题，其主要原因是没有考虑衰减的影响，也可能是模式初始扰动偏大和粒子非球形的影响。模式还给出了超级单体强盛时的流场结构：近地层以辐合气流为主，为雷暴出流；其上上升气流占据主导地位，为辐合风场；但在顶端没有给出携带降雨粒子的出流所产生的云砧。另外，模式较好地模拟了云内垂直运动的演变：开始时，地面辐合形成有组织的上升气流；随后上升运动加大，具有倾斜性，促使单体进一步发展；之后，单体内出现了下沉气流，与上升气流并存，但上升气流占主导地位；风暴强盛时近地层辐散加强；此后，下沉气流逐步控制云体，单体迅速减弱。     

两次龙舟水降水过程中不同类型的天气雷达特征分析

对2013年5月20日和5月22日由南海季风造成的两次龙舟水过程进行了多普勒雷达资料分析,结果表明:造成雷雨大风的飑线过程具有人字形特征,之后分裂为两条弓形回波,此飑线具有前倾结构、高质心高度、高VIL、共存多个中气旋、中层径向辐合、速度模糊等特点,雷雨大风是由飑线前后两侧的下击暴流造成的;形成列车效应的带状回波具有低回波顶高、低质心高度、中气旋、急流核高度低等特点,短时强降水中局部地区的大风是由环境风造成。     

广东高空槽后暴雨的多尺度天气特征及概念模型

2010年5月6—7日广东出现了罕见的高空槽后大暴雨过程。利用华南区域气象观测站、加密自动站和NCEP分析资料等,从大尺度环流背景、天气系统特征和雷达回波特征等方面进行分析,并利用局地经向环流模式和尺度分析技术诊断探讨其可能形成机制。结果表明,南亚高压西移配合高空急流北退为大暴雨的发生提供高层辐散条件。在前倾槽形势下(500 hPa高空槽移出广东、低层切变线和地面冷锋仍在南岭附近),低层暖湿不稳定配合高空槽后干冷空气的下传,对广东上空不稳定能量释放起到增强作用,强降水主要发生在锋区南侧。数值诊断结果进一步表明,激发暴雨过程的主要物理因子为潜热加热和温度平流。潜热加热是暴雨的正贡献和反馈最直接因子,而北方冷空气一方面通过温度平流直接激发广东地区的上升运动,同时通过促进水汽辐合抬升区南移并释放潜热,是暴雨过程的重要触发机制。此外,空间滤波分析表明,弱冷空气越过南岭后扩散南下和形成的中小尺度天气系统对强降水落区和增幅起关键作用,暴雨业务预报对此类弱冷空气在地形作用下扩散南下的影响需要更加关注。     

广州短时大暴雨多普勒特征和成因分析

利用广州CINRAD-SA新一代天气雷达各种产品,对发生在广州市的一次短时大暴雨的多普勒特征进行了详细分析,同时分析了该过程的天气特征及其变化,探讨了短时大暴雨的成因。结果表明:此次短时大暴雨产生于低空急流、低层辐合、高层辐散的强抽吸作用的有利环流背景下,由多个单体排列成与单体移动方向一致的走向,依次穿越同一地区造成的。强度最强、强回波维持时间最长的单体同时伴有弱中气旋特征,并与强降水发生区域相对应。逆风区对对流的维持和加强起到了十分重要的作用。     

COMPARISONS BETWEEN DOPPLER AND SIMULATED FEATURES OF A SUPERCELL

Firstly, typical features of a supercell, which occurred in Guangzhou on August 11, 2004, are discussed by using the new generation weather radar data. V-notch, finger-echo, weak echo region, overhang and echo-wall are observed from reflectivity products. A vertical cross section of the radial velocity is made along the direction of the low-level inflow and across the maximum reflectivity core, which displays a part of strong updraft and downdraft. Secondly, a 3-D convective storm model is used to simulate the supercell. The maximum reflectivity and the core thickness of the simulated radar echo are 75 dBz and 14km, respectively. These values are more than the counterparts that are detected by radar. The reason is that attenuation is not calculated in the model. The wind field structure is also given when the storm is the strongest. Divergence, caused by thunderstorm outflow, is in the low level. In the middle and high level, convergence is dominant, but the plume is not simulated at the top. Finally, the evolution of the simulated vertical motion is documented. The interaction between the environmental wind and the updraft, which is formed by the convergence on the ground at the beginning, makes the storm stronger. Then, downdraft occurs and grows. When it becomes dominant, the supercell collapses.     

最不稳定层的确定及应用

以清远探空站资料为基础，对2003~2004年清远及其附近地区强对流（雷雨大风、冰雹、龙卷风，下同）日最不稳定层位置及状态进行了统计，并把最不稳定层同几个规定层进行比较，总结出三种主要的产生强对流天气的T—LnP图型，为强对流天气的预报提供了极为有利的参考。