7·13郑州大暴雨成因与可预报性分析

2008年7月13--14日郑州市出现局地大暴雨,24h降雨量达174mm,为1951年以来第二高值。这次大暴雨主要由两个时段的强降水累计而成,具有明显的中尺度特征。通过对常规气象资料分析发现：第一时段的强降水由副热带高压内部产生的局地对流云团加强造成,对流层底层东风气流的加强提供的水汽输送和动力抬升作用,促进了对流发展;新生云团进入潮湿的大气环境中能够得到迅速的发展。针对降水具有的明显中尺度特征,综合分析卫星、雷达、自动站等资料发现：利用新一代天气雷达的组合风廓线拼图可以很好地监测中尺度系统的演变趋势;区域自动站的10min极大风速场上显示,地面中尺度辐合线和郑州附近的气旋中心维持时段,与对流云团影响郑州及强降水时段对应。因此具有中尺度特征的局地强降水,可由雷达、自动站等信息作出短时临近预报。     

贺州市一次致灾冰雹天气过程诊断分析

利用常规地面、高空观测资料和梧州S波段新一代天气雷达探测产品资料,对2012年4月12日夜间发生在贺州市的一次致灾冰雹天气过程的成因及雷达回波特征进行诊断分析,结果表明:在高空槽、低层切变线和地面冷空气共同影响的中小尺度天气环流背景下,配合高空干冷、低层暖湿的不稳定大气层结是这一次降雹天气过程产生的主要原因。此次降雹天气过程在多普勒雷达回波图上呈现出典型的超级单体风暴特征。     

TRMM和CMORPH卫星资料对三峡库区降水的评估分析

利用1998—2016年TRMM和CMORPH两种遥感卫星资料降水和同期三峡库区气象观测站数据,通过比较干、支流和远、近库区气象站点的降水变化和蓄水前后降水量、雨日、降水强度和频率等变化特征,分析评估了基于两种卫星遥感降水和测站降水的三峡库区局地降水变化。结果表明:库区TRMM和CMORPH卫星降水年际变化特征总体上与气象观测站相符,反演效果在日尺度TRMM略逊于CMORPH,在季尺度CMORPH略逊于TRMM;两种卫星资料对冬季降水反演效果都偏弱。三峡库区干流和支流站点的降水变化总体一致,干、支流各站点降水量均具有较强的年际变化特征。TRMM相比CMORPH更能重现干、支流测站降水的年际变化特征,CMORPH降水年际波动振幅总体上比测站偏大。蓄水前后时段(1998—2003年与2004—2016年)对比,从不同等级降水的强度和雨日、季节降水频率和总量等变化反演效果来看,CMORPH资料分布相比TRMM更接近测站的变化趋势,反演效果略优于TRMM;但两种卫星资料的降水频率和降水量分布与测站的误差在蓄水前后变化都不明显。此外,气象测站、TRMM、CMORPH资料都表现出蓄水后三峡远、近库区年降水量的比值呈平稳波动状态,表明三峡水库蓄水后附近地区降水没有明显变化。     

北京2013年1月严重霾天气过程的气象成因分析

利用常规观测资料、地面自动站资料及NCEP 1°×1°分析资料,结合边界层散度场的诊断分析,探讨了北京2013年1月严重霾天气过程的环流特征和气象成因。主要结论如下: 1)500 hPa为偏西气流,冷空气活动弱,无明显冷平流,对流层低层850 hPa及其以下风速小、冷空气活动偏弱,是霾天气的显著特征。2)边界层存在逆温和大气层结稳定是霾发生的另一重要条件,逆温层不仅可出现在边界层,有时也出现在对流层低层850 hPa 附近。3)边界层存在弱辐合中心是霾形成的重要条件,特别是在区域性污染的情况下,边界层辐合可使霾因区域性污染物的输送汇聚而加重。4)偏东风对霾形成和加重具有重要作用,主要表现为风速一般较小,在边界层形成暖平流结构,易形成逆温,增加边界层相对湿度和维持边界层辐合,配合北京西部山地特殊地形,使污染物积累,最终通过增大污染物浓度及增大边界层相对湿度,造成大气水平能见度严重降低。5）1月10—14日霾天气过程主要是在边界层有弱辐合而相对湿度较低的条件下形成的,而27—31日过程主要发生在边界层相对湿度较高的条件下。     

顾及地形因素的卡尔曼滤波相位解缠算法

相位解缠是InSAR进行数字高程模型提取和地表形变测量的关键步骤.提出一种顾及地形因素的卡尔曼滤波相位解缠算法.该算法通过在卡尔曼滤波的状态空间模型中引入与地形因素相关的输入控制变量来实现.由于干涉条纹直接反映地形的变化起伏,局部条纹频率与局部地形坡度密切相关,考虑采用局部条纹频率估计作为输入控制变量.在局部频率估计中...     

一种改进的正射影像镶嵌线最小化最大搜索算法

正射影像在影像边缘和覆盖有房屋、树木等地物的区域上表现出投影差,且投影差在不同的影像上不相同。当两幅正射影像镶嵌时,在重叠区域的差分影像上,这些区域表现为高亮度区,理想的镶嵌线应避开此类区域。本文采用贪心搜索方法选择镶嵌线,并改进了最小化最大算法的局部选择方式和判据,在正射影像重叠区域的差分影像上自动搜索镶嵌线。试验表明,改进算法搜索的镶嵌线能够很好地避开投影差大的区域,且具有较好的自适应性。     

2004年4月23日江西强对流天气过程分析

从天气形势、卫星云图、雷达资料及部分物理量、对流参数等方面,对江西2004年4月23日的强对流天气过程进行了分析.分析结果表明,高空南支槽、地面辐合线、850 hPa西南急流和切变线,是这次强对流天气过程的主要影响系统;强风垂直切变和不稳定是这次强对流发生的重要条件;对流云团发生在逗点云系的凹边界;强对流落区与500hPa干舌、中尺度辐合线、当天14时≥40℃的地面总温度有较好的空间对应关系.     

A COMPARATIVE STUDY ON CHARACTERISTICS AND THERMO- DYNAMIC DEVELOPMENT MECHANISMS OF TWO TYPES OF WARM-SECTOR HEAVY RAINFALL ALONG THE SOUTH CHINA COAST

Warm-sector heavy rainfalls along the south China coast from April to June during 2009–2014 can be divided into two main types based on their low-level circulations. Type I is the southerly pattern with meridional convergence line at the west of the Pearl River estuary, which is formed by the convergence of southeasterly, southerly, and southwesterly flows. Type II is the southwesterly pattern with a latitudinal convergence line at the east of the Pearl River estuary, which is formed by the convergence of westerly and southwesterly flows. Statistics on 6-hourly heavy rainfall events indicates that, during the afore-mentioned 6 years, there were on average 73.2 occurrences of the southerly pattern and 50.3 occurrences of the southwesterly pattern per year. After the onset of summer monsoon in the South China Sea, the occurrence frequencies of both patterns increase remarkably. The synthetic diagnosis of pattern circulation shows that, at 500 hPa, for the southerly pattern, there is a broad warm high ridge, and a temperature ridge is behind the high ridge, which causes an obvious warm advection at the high ridge area. There is no frontal region. For the southwesterly pattern, the circulation is a weak trough with a temperature trough behind it. The position of the frontal region is near Yangzi River, and the south China coast is in the warm-sector of the frontal region. At the vertical cross-section of each of the two categories of heavy rainfall, there is a strong vertical motion center stretching to 400 hPa, where the convergence layer in the rainfall region is deep and with several vertical convergence centers overlapping one another. Both types of heavy rainfalls are with abundant water vapor, accompanied with deep convective instability energy layers, and with strong release of latent heat caused by condensation of water vapor. The release of latent heat leads to the warming-up and stretching of the air column, thus strengthens deep convergence and vertical velocity upward. There is a stronger latent heat-release in the southwesterly pattern than in the southerly pattern, while in the southerly pattern, the warm advection at middle and upper levels is stronger than the latent head release. To study the thermo-dynamic development mechanisms, weather research and forecasting model (WRF) numerical simulations are made and the results show that, in the two rainstorm regions, latent heat release warms up the air column, hence significantly increase the depth and strength of the vertical velocity. Moreover, the release of latent heat strengthens convergent circulation at lower levels and weakens divergent circulation at middle levels, whose influence can be as strong as 30%–50% of the wind circulation strength of the two types of the warm-sector heavy rainfall over the south China coast, and further enhances deep convection, promoting warm-sector storm development.     

2006年6月28日河南省强对流天气过程分析

利用濮阳、三门峡新一代天气雷达产品及云图、自动站等资料,分析了2006年6月28日河南省强对流天气过程.结果表明:濮阳新一代天气雷达基本反射率明显特征为弓形带状回波,对应径向速度上为一条明显的辐合线,强降水回波带和此中尺度辐合线位置吻合;三门峡新一代天气雷达显示,洛宁冰雹的组合反射率达65dBz,回波顶高达14～17 km,垂直液态含水量达55～65 kg·m-2,径向速度产品显示有中尺度气旋,以上特征早于降雹30 min左右出现.     

复杂地形下山谷风的数值模拟

利用中尺度数值模式MM5,选用NCEP全球客观分析资料(1°×1°)和国内高空地面资料为初始场,采用张驰逼近边界条件和单一冰相水汽方案,模拟了河南省西部山区的复杂地形对2006年6月19日局地环流的影响,结果表明:太行山的南麓和熊耳山的东侧都有因地形热力作用而形成的山谷风存在。