一次梅雨锋附近“列车效应”致灾大暴雨过程观测分析

2016年7月6日在武汉发生了一次造成城市严重内涝的暴雨过程。本文利用多普勒天气雷达、逐小时地面加密观测资料和EC 0.25°×0.25°细网格模式数据,对这次梅雨锋附近极端暴雨的降水特征、中尺度对流系统演变和暴雨成因等进行了细致分析,结果表明:(1)本次大暴雨是在典型梅雨期环流形势下发生的,副热带高压西北侧的高温、高湿区配合江淮切变线稳定少动,暴雨则出现在西南低空急流风速辐合区,925 hPa西南低空气流的进退有利于东北路冷空气南下,这与雨带的落区和维持有密切联系。(2)梅雨锋狭长雨带上的降水量分布呈现不均匀性,强暴雨主要集中在几个中心,降水中心的分布与梅雨锋附近低层风场扰动有关,梅雨锋雨带上产生大暴雨是一个典型的中尺度对流系统(MCS),沿着西南一东北走向的引导气流移动,湖北特殊地形促使"列车效应"进一步加强。(3)列车线主要由江淮切变线或边界层辐合线附近的中尺度系统扰动形成,地面中尺度气旋性辐合及低空西南急流长时间维持,是形成"列车效应"的主要原因。(4)MCS在雷达回波上有三个明显特征,第一个是MCS在雷达回波形态上属于带状对流,由层状云和列车线共同组成,雨带与西南气流走向一致;第二特征是层状云和列车线移动方向几乎一致,MCS移动方向与列车线走向平行,垂直于列车线的分量很小;第三个是对流单体在列车线上游新生、加强,并向下游移动,对流单体的传播方向和列车线方向相反。(5)西南急流向近地面扩展、"牛眼"结构及风随高度顺转等中尺度系统,促使近地面扰动加强,诱发强降水。     

长江中游临近预报业务系统 (MYNOS) 及其应用

针对长江中游强风暴天气特点和现代预报业务需求,在借鉴世界临近预报系统, 特别是美国的Auto-Nowcaster和WDSS-II以及英国的GANDOLF等先进经验的基础上,以我国多普勒天气雷达网为重要技术手段,结合数值预报等信息资源,于2007年研究建成长江中游临近预报业务系统 (MYNOS)。MYNOS主要技术方法包括:雷达与雨量计实时同步积分结合的降水估算方法 (RASIM),雷达反演参量与中尺度模式输出物理量相结合的强风暴性质自动识别和追踪技术,基于暴雨回波生命史特性约束下的多尺度合成降水量临近预报,基于数值预报模式和模糊逻辑学的强对流天气分类落区潜势预报,集GIS功能并整合各种定量监测与预警产品于一体的短时预报工作站。MYNOS已成为短时临近预报业务的支撑平台,其中实时生成的流域定量降水估算与临近预报、强对流天气分类潜势诊断与识别预警产品等成为日常预报业务的重要参考依据。     

一次冷锋大暴雨过程的多普勒雷达观测分析

2003年6月22—23日受冷锋和低空急流影响, 湖北省东部地区出现了一次区域性大暴雨过程。用每6 min一次的武汉多普勒雷达资料, 详细分析了冷锋和低空急流天气系统在多普勒雷达径向速度PPI、速度垂直剖面VCS和速度谱宽产品上的主要特征和演变特点。结果表明:PPI上冷锋对应一条径向速度辐合线, 由于多普勒雷达所测的是径向速度, 辐合线在向雷达站移动过程中出现逐渐“变短”的现象。因在冷锋附近低层的风垂直切变相对较大, 多普勒雷达所测的速度谱宽很大, 这一特征对确定冷锋的位置很有帮助。中尺度低空急流在PPI速度图上表现为有较大径向速度切向梯度的大风核, 且距离雷达站越远这一特征越明显。在上述分析基础上, 还结合地面逐时雨量资料等分析讨论了产生暴雨中尺度对流系统的传播与冷锋和低空急流的关系。     

一次长历时特大暴雨多普勒雷达中尺度分析

2008年7月22日湖北省襄樊市出现了一次长历时的特大暴雨过程,9小时内降水量301 mm,占年平均降水量的三分之一,为当地有气象记录以来最大、最强的一次降水过程。利用多普勒雷达资料等对这次特大暴雨的回波结构特征、中尺度系统活动和地形作用进行了分析。结果表明:(1)在低涡、切变线共同作用下,影响襄樊地区特大暴雨的回波系统有两个,一是稳定维持在鄂西北地区的切变线带状降水回波,二是低涡东北侧发展的具有螺旋回波带结构的涡旋回波,两者构成涡带结合型回波结构形态。在涡带结合处,对流回波的不断新生、向北移动导致襄樊地区持续性的强降水。(2)襄樊特大暴雨过程的发生与其北部115 km处的一支东北风中尺度超低空急流的建立,及其南部低涡东侧强偏南暖湿气流的向北发展有密切关系。由于襄樊西侧武当山的屏障作用,超低空东北急流折向东南,与偏南暖湿气流在静止锋附近形成中尺度气旋性辐合上升运动。两支急流的维持对襄樊附近持续性的辐合上升运动起到关键作用。     

湖北省极端短时强降水MCS类型及特征分析

重点利用新一代天气雷达、常规探空和地面中尺度观测等资料,在详细分析湖北省2008—2015年62例极端短时强降水中尺度对流系统演变过程的雷达回波特征基础上,研究归纳了湖北省6类极端短时强降水MCS模态,其中包括4类线状(尾随层状云、平行层状云、后向扩建类、邻近层状云类)和2类非线状(涡旋状类和层状云环绕类)MCS模态。初步研究表明:(1)4类线状MCS的模态和环境风相对对流线分量的垂直分布与早期的研究结果基本一致。(2)非线状的涡旋状类MCS模态典型特征是大范围层状云降水包裹着螺旋式涡旋对流回波带,多形成于西南涡前切变线附近,主要与西南涡前鄂西山地平原过渡带边界层中尺度涡旋系统的触发和组织有关。(3)湖北省后向扩建类MCS常出现在山脉迎风坡一侧,与中尺度地形对冷池的阻挡、冷池对MCS的组织作用等有关。(4)涡旋状MCS持续时间较长、范围较大,而层状云环绕类MCS维持时间较短。     

蛋白质营养对工业化养殖大菱鲆生长、消化和免疫的效应

在封闭循环水养殖条件下, 选用体质量为(145.08±0.56)g 大菱鲆(Scophthatmus maximus L.)幼鱼,进行4 种蛋白质梯度水平(41%、46%、50%、55%, 即I、II、III、IV 组)的单因素试验74 d, 研究蛋白质营养对工业化养殖大菱鲆生长、消化酶、免疫机能的影响。结果表明: (1) 试验鱼增质量率随日粮蛋白质含量升高而提高, 中高蛋白水平(III、IV 组)增质量率分别极显著或显著高于I、II 组18.46%~65.75%,III、IV 组间无显著差异; 饲料系数则相应下降, III、IV 组分别极显著低于I 组21.15%~27.73%(P<0.01),II、III、IV 组间无显著差异;(2)大菱鲆胃肠、肝胰脏的蛋白酶活力随蛋白水平升高而显著增强, 其中IV组胃蛋白酶活力分别极显著高于其他组15.28%~31.96% (P<0.01), 肝胰脏胰蛋白酶活力分别显著或极显著高于其他组9.74%~26.29%; 胃肠淀粉酶、肝胰脏淀粉酶及脂肪酶活性受饲料蛋白水平影响不显著;(3)随日粮蛋白含量提高, 各试组鱼成活率与主要免疫器官溶菌酶活力呈先上升后缓降的趋势, III 组最优, 其成活率高于低、高蛋白水平组2.86%~9.34%, 但4 组间差异不显著; 肝脏溶菌酶活力分别极显著高于I 组80.07%(P< 0.01), 显著高于II 组43.56%(P< 0.05); 头肾溶菌酶活力极显著高于I、II 组67.78%和35.76%(P< 0.01); 与IV 组差异不显著;(4)血清ACP 及LYZ 活力随日粮蛋白水平提高先升后降, III组LYZ 活力极显著高于I 组31.92%(P< 0.01), 显著高于II 组18.72%(P< 0.05); 血MDA 随蛋白水平提高显著降低, IV 组分别极显著低于I、II、III 组13.26%~31.61%; 血清SOD 活力及C3 补体含量随日粮蛋白含量增加而提高, 但各组间差异不显著。结果表明, 日粮中、高蛋白质含量显著促进大菱鲆幼鱼的生长性能和蛋白质消化酶活力, 而中等蛋白水平更加有利于幼鱼重要免疫机能的发挥和成活率的提高。因而, 日粮中等蛋白质含量更适宜于工业化循环水养殖大菱鲆幼鱼的蛋白质营养和健康生长。     

联合雷达网和卫星定量监测与预报长江流域大范围降水

在吸取欧洲国际雷达网以及英国NIMROD系统先进经验的基础上,根据我国实情,以长江中游数字化雷达网和GMS卫星为主要技术手段,并结合数值风场预报,研制成大范围降水实时定量监测和预报的自动化系统LARORAS。研究成功定量测估长江流域大范围降水累积量的实时处理技术,其产品对防汛抗洪和大型水库工程建设具有重大应用价值。     

用中尺度数值模式诊断强风暴潜势研究

利用中尺度数值预报模式,计算、输出若干与强风暴发生发展有密切关系的常规物理量和对流参数,研究应用模糊逻辑学技术的强天气潜势诊断的方法,开发出雷暴、冰雹、雷雨大风3类对流性天气落区的潜势预报产品,并进行了初步的业务试验.结果表明,融合多个中尺度数值预报模式输出的对流参数和物理量的方法能够较好地诊断强对流天气,对业务应用有一定参考价值.     

2008年7月22日梅雨锋西段襄阳特大暴雨成因分析

利用常规观测资料、NCEP/NCAR再分析资料以及卫星云图、多普勒雷达探测等资料,对2008年7月22日梅雨锋西段襄阳特大暴雨成因进行诊断分析。结果表明：1）＂鞍＂型大尺度环流配置下,沿副热带高压西北侧北上的西南暖湿气流与东北低涡后部南下的变性干冷空气交汇于江淮—汉水流域,形成以边界层湿度梯度为主要特征的准静止锋面系统...