广西汛期大范围持续性强降水特征与天气学分型研究

利用1979—2019年国家级气象观测站日降水资料、ERA5再分析资料以及CMA热带气旋最佳路径集,对51例发生在广西的汛期大范围持续性强降水过程进行了统计分析与天气学分型研究,重点探索了不同类型过程的关键环流特征与锋生结构差异。主要研究结论如下：大范围持续性强降水过程有华北槽、南支槽、低涡切变、副高边缘、热带气旋以及季风低压等六种主要类型,均以稳定天气环流背景为共同特征。华北槽型发生频率最高,南支槽型平均持续时间最长且平均影响范围最广。华北槽、南支槽和低涡切变型过程的降水强度相当,主要落区在桂东北,由该区特殊地形及其与冷暖空气交绥共同作用而引起锋生,较强锋生起始高度较高且不深厚,但在中低层都存在一定干冷空气的侵入,尤以华北槽型最明显,有利于增强大气不稳定度以及锋生发展;另外,南支槽型在沿海伴有暖区雨带。副高边缘、热带气旋和季风低压型降水强度较大,主要落区位于桂南,大多则由地形抬升暖空气、狭管效应以及地形摩擦辐合作用而引起锋生,触发和维持高效的暖云降水,后两者强锋生起始高度较低且深厚,暖云降水效率更高,而南支槽型沿海锋生区和副高边缘型强锋生相较浅薄。     

鄱阳湖对降水强度减弱的物理过程的数值模拟研究

为量化分析研究湖泊对局地降水强度及性质的影响,基于WRF3.8版本中尺度数值模式及NCEP/NCAR提供的1°×1°时间间隔为6 h的FNL分析资料,进行控制性试验、湖泊陆面化的敏感性试验,对2011年6月14—15日鄱阳湖附近强降水的高值中心开展分析.结果表明:鄱阳湖水体下垫面白天作为"冷源",对其附近100 km的...     

2018年8月华南超历史极值降水事件的观测分析与机理研究

2018年8月30~31日一条超长生命期的中尺度线状对流（线状β-MCS）引发了华南沿海一次极端降水事件[1056.7 mm（24 h）?1],刷新广东省24小时雨量历史纪录,造成严重洪涝并引起社会极大关注。文章采用多源观测资料与NCEP/NCAR_FNL分析资料,首先从观测分析角度提炼该次过程的降水特点与卫星、雷达的基本演变特征,然后分析了极端降水的天气尺度背景与中尺度环境条件,最后从中尺度大气动力学角度探讨超长生命期线状β-MCS的触发演变与海陆边界风向旋转维持的关系,并揭示线状对流组织与维持的可能物理机制。结果表明:季风低压作为稳定的天气尺度背景,大气层结表现为深厚暖湿与持续不稳定,季风云团北推上岸造成华南沿海大范围暴雨,一条超长生命期、准静止、低顶高、低质心并具备后向传播特征的线状β-MCS造成高潭持续性强降雨,降水强度大、持续时间极长是累积雨量破纪录的主要原因。对流触发及线状β-MCS组织发展与地面风场有密切关系,海陆边界风向旋转率方程定性分析发现地面风场受多尺度调节影响,季风低压的天气尺度项、局地地形摩擦项与中尺度气压梯度项对地面风场协同形成的反向强迫及平衡机制,是偏南气流长时间维持的关键。斜坡地形与黄江河谷一侧偏南气流增强并建立“暖脊”,致使山脉一侧冷池出流边界无法向南扩展,形成强烈的水平温度梯度,基于中尺度动力学方程定量诊断表明β-MCS的线状组织过程及对流维持的动力机制来源于局地垂直风切变,这种局地垂直风切变有别于环境垂直风切变,其显著增强是对地面强烈纬向水平温度梯度响应的结果。     

采用不同背景场的龙卷模拟结果对比分析

采用常规气象观测资料,对2014年5月21日17:40广州市黄埔区九龙镇一次西风带龙卷的环流背景场进行分析,并利用FNL和ERA5再分析资料作为背景场模拟该龙卷过程,研究了不同再分析场对模拟效果的影响,结果表明：对于雷达回波、垂直速度、水平风场及水成物,FNL资料作为初始场对西风带龙卷的模拟优于ERA5资料。FNL再分析资料作为初始场、边界场能有效地模拟出西风带龙卷的超级单体结构。5月21日17:45对流风暴与经典超级单体结构相似,出现了钩状回波特征与入流缺口,其垂直结构上强回波向东倾斜,形成穹窿结构。17:50超级单体钩状回波处有明显的强上升气流与后侧下沉气流,具备生成龙卷的必要条件;从垂直涡度的低层平面发现涡旋特征十分明显,其高度从250m伸展至2km,龙卷有可能发生在从地面一直延伸至2km向西北倾斜的小尺度气旋内。