福建西部山区一次中尺度对流系统触发机制分析

利用常规天气资料及地面自动站、风廓线雷达、新一代天气雷达资料和ERA-Interim逐6 h 0.125°×0.125°再分析资料,分析2015年5月19日福建西部山区一次极端降水的中尺度特征。结果表明：(1)极端降水分为锋前暖区降水和锋面降水两个阶段,暴雨区位于低空西南急流轴左侧,水汽充足,冷暖空气交汇,不稳定能量大,抬升凝结高度和自由对流高度低,大气可降水量大及中等强度的垂直风切变形成有利于中尺度对流系统(mesoscale covective system, MCS)发展的环境条件。(2)锋前暖区降水期间,西南气流携带高能量和水汽充足的空气移入暴雨区被中尺度边界附近的冷出流空气抬升,不断产生新的对流单体,对流单体向东北偏东方向移动,排列形成短雨带;若干条东北—西南向长度不等的短雨带在中尺度出流边界北侧建立,缓慢向东移动,依次重复影响关键区;暴雨关键区存在辐合线和风速辐合,为降水提供了良好的动力抬升条件;向西南开口的河谷地形加强了对流的发展;对流单体不断后部建立和东北西南向多个短雨带重复影响同一地区的列车效应是此阶段MCS主要发展方式。(3)锋面降水期间,对流单体在低涡切变南侧风速...     

京津冀“7·5”强对流天气形成的环境条件及中尺度特征

2021年7月5日下午至夜间,京津冀中部地区陆续出现短时强降水、雷暴大风、小冰雹等混合型强对流天气,基于地面区域自动气象站、多普勒雷达、FY-2G气象卫星、微波辐射计以及欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF）第五代大气再分析资料ERA5等多源资料,重点对此次短时强降水形成的大气环境条件和中尺度特征进行探讨分析。结果表明：此次短时强降水、雷暴大风和局地小冰雹的混合型强对流天气发生前即显现出良好的水汽条件,低层和中层的水汽通量强辐合早于降水1～2 h出现,整层大气可降水量在强抬升作用下不断累积;垂直假相当位温（θse）能量锋区的形成,“上干下湿”不稳定层结的维持,0～6 km强垂直风切变以及对流有效位能（convective available potential energy,CAPE）、K指数、SI增强等条件的建立,为强对流的爆发创造了热力、动力和不稳定环境;高空槽东移携带干冷空气南下与低空暖舌共同形成的不稳定层结,为强对流天气的出现提供了天气尺度上升运动;下午时段出现的强对流较夜间能量释...     

2017年广东西部一次暖区极端降水过程的维持机制及微物理特征

2017年6月22日广东西部经历了一次罕见的极端降水事件(24 h最大累积雨量562.5 mm),刷新了多项当地的历史雨量纪录.本文利用区域自动站、多普勒雷达和风廓线仪等观测资料,分析了这次极端暖区降水的维持机制,并通过二维雨滴谱仪、FY-3B微波湿度计研究了其微物理特征.结果表明:6月21日夜间一条地面中尺度辐合线触...     

南海北部中尺度涡流预报及应用

南海北部海域是南海中尺度涡的高发区,该海区的多尺度动力过程及相互作用经常对海上工程安全造成重大影响。针对“FPSO-119”海洋工程施工船在2021年5月8日20时左右遇到“怪流”后瞬时大幅度失位现象,在排除内波等其他海洋现象与外因影响的前提下,利用海表面高度异常(SLA)数据、HYCOM模式数据以及现场实测数据,分析认为“怪流”是施工海域内中尺度涡与潮流正向叠加所导致。在此基础上,结合TPXO潮流预报数据,提出了一种将中尺度涡流与潮流矢量叠加的涡流预报方法,并通过FVCOM数值预报,对施工海域的中尺度涡流进行预报。经过与现场实测数据的后报检验,该方法能够反映施工海域内涡流在未来2 d内的主要运动特征,可作为海上工程应对“怪流”的重要参考,在工程应用中结合内波流、风海流等其他信息综合考虑分析,可更好地为海洋工程和船舶航行等提供安全保障。     

非静力中β尺度模式对渤海地区水平能见度的模拟

运用各方面的观测资料,和非流体静力学中尺度模式第5版本对2002年12月2日发生在环渤海地区的一次低能见度天气事件进行了分析研究.利用MM5模式对本次事件进行了模拟,并计算了大气的水平能见度分布.模拟结果显示当能见度低于某一低值即1km,同时大面积爆发时,模拟结果与实况比较吻合;当能见度处于轻雾并零星分布状态时,模式还不能非常灵敏地将其有效模拟出来.     

基于SLA和流场几何特征融合的中尺度涡识别算法

中尺度涡是海洋物质循环和能量传输的重要载体,针对海洋中尺度涡自动探测问题,基于涡旋的物理特征海表面高度异常,结合涡旋的流场几何特征构建了一套海洋涡旋自动探测算法。采用法国AVISO分布的海表面高度异常数据和地转流异常数据,将所构建的算法应用于南海中尺度涡旋探测。为对混合识别算法的涡旋探测结果进行评估,将人工检测的方法从表面速度矢量场中得到的涡旋中心作为真实涡旋中心进行精度验证。结果表明：混合识别算法的探测成功率SDR为91.7%,误判率EDR为7.63%,可以实现对海洋中尺度涡旋的自动探测,为研究海洋中尺度涡的时空分布特征提供数据支持。     

省地气象台精细化天气预报系统

应用先进的中尺度数值模式和业务平台,集成并行计算、可视化工具等软件,为我国地方、军队等气象业务提供一套切实可行的精细化天气预报系统。经检验系统的24 h晴雨预报准确率可以达80%以上,对暴雨的预报也有一定的参考价值。应用在海浪预报中,可以显著提高预报准确率。系统的设计有利于基层台站的实际业务应用和模式本地化处理,无论从硬件要求,还是软件的应用和预报水平检验,系统都适合省地台站开展精细化预报业务。     

一次华北飑线的观测分析

利用气象常规观测资料、卫星、自动观测系统、多普勒雷达等多种资料,对2004年7月23日发生的华北飑线进行了观测分析。分析表明:华北飑线发生在副高西北侧的不稳定区域,产生于中尺度对流系统(MCS)当中,地面冷锋和副高南退以及高空前倾槽的形势,使MCS向东南方向移动过程中发展,加强成为飑线;华北地区中、低层水汽通量的辐合,为此区域强对流的发生提供了充足的水汽;850 hPa和700 hPa低空急流的存在,一方面强劲的西南气流输送的暖湿平流加强了华北地区不稳定层结,另一方面急流附近的强风切变为飑线的产生提供了动力条件。     

"05.6"东北暴雨中尺度对流系统研究Ⅰ:常规资料和卫星资料分析

应用常规气象资料与卫星资料相结合的办法,研究了2005年6月10日午后在黑龙江省中东部发生的暴雨中尺度对流系统(MCSs)的大尺度环流背景、大气层结演变特征、下垫面条件以及中尺度对流系统。结果表明:此次暴雨(简称“05.6”东北暴雨)是发生在高空槽东移加深过程中的一次对流天气过程。中尺度对流系统处于前倾疏散的高空槽槽前,高空辐散,低空辐合,为MCS发生提供了有利的大尺度动力条件。暴雨发生前对流层低层有西南—东北走向的湿舌,为暴雨提供了有利的水汽条件。高空干冷平流与低空的暖湿平流形成的差动平流,造成此处大气的层结不稳定度增强。此外,从地面接收到的太阳辐射能量分布情况来看,下垫面不均匀加热引起的热力环流是这次暴雨过程中尺度对流系统发生发展的一个重要的触发机制。研究地面中尺度切变线演变与此次暴雨对流系统发生发展的关系发现,切变线上对流强弱分布是不均匀的,其中在弧形切变线曲率最大处的对流最强,与沙兰河上游暴雨有关的对流云团就出现在这个地区。以上事实表明,地面中尺度切变线可能是此次暴雨发生发展的另一个关键因素,而造成切变线上对流发展不均匀的原因可能和切变线走向与环境风场的配置有较大关系。     

Mean properties of mesoscale eddies in the Kuroshio recirculation region

Using a 19-year altimetric dataset, the mean properties and spatiotemporal variations of eddies in the Kuroshio recirculation region are examined. A total of 2 001 cyclonic tracks and 1 847 anticyclonic tracks were identifi ed using a geometry-based eddy detection method. The mean radius was 57 km for cyclonic eddies and was 61 km for anticyclonic eddies, respectively, and the mean lifetime was about 10 weeks for both type eddies. There were asymmetric spatial distributions for eddy generation and eddy termination, which were domain-dependent. Mean eddy generation rates were 2.0 per week for cyclonic eddies and were 1.9 per week for anticyclonic eddies. Both type eddies tended to deform during their lifetime and had different propagation characteristics, which mainly propagated westward and southwestward with velocities 4.0–9.9 cm/s, in the Kuroshio recirculation region. Further discussion illustrates that the eddy westward speed maybe infl uenced by the combined effect of vertical shear of horizontal currents and nonlinearity of eddy. To better understand the evolution of eddy tracks, a total of 134 long-lived tracks(lifetime ≥20 weeks) were examined. Comparison between short-span eddies(lifetime ≥4 weeks and 20 weeks) and long-lived eddies is also conducted and the result shows that the short-span and long-lived eddies have similar time evolution. Finally, eddy seasonal variations and interannual changes are discussed. Correlation analysis shows that eddy activity is sensitive to the wind stress curl and meridional gradient of sea surface temperature on interannual timescales. Besides, the strength and orientation of background fl ows also have impacts on the eddy genesis.