北京721特大暴雨极端性分析及思考（一）观测分析及思考

本文利用多种常规和非常规观测资料对北京2012年7月21日大暴雨过程的降水特点,引发特大暴雨的中尺度对流系统的环境场条件及其发生发展过程进行了全面的分析。观测分析发现：这次特大暴雨是一次极端性降水过程,具有持续时间长、雨量大、范围广的特点。降水过程由暖区降水和锋面降水组成。暖区降水开始时间早,强降水中心较为分散,持续时间长。锋面降水阶段,多个强降水中心相连,形成雨带,雨强大,降水效率高,持续时间较短。引发此次特大暴雨的中尺度对流系统的环境场条件分析发现：极端降水过程发生在高层辐散、中低层低涡切变和地面辐合线等高低空系统耦合的背景下。来源于热带和副热带的暖湿空气在暴雨区辐合,持续输送充沛的水汽,具有极高的整层可降水量、强低层水汽辐合等极端水汽条件。在充沛的水汽条件下,低涡切变、低空急流上的风速脉动、地面辐合线、地形作用等触发了强降水。随着锋面系统东移,在冷空气和适度的垂直风切变作用下对流系统组织化发展,产生较强的锋面降水。中尺度对流系统发生发展过程分析发现：降水过程首先以层状云降水和分散的对流性降水为主。随着干冷空气的侵入逐渐转化为高度组织化的对流性降水,多个中小尺度对流云团组织化发展并形成MCC,产生极端强降水。由于回波长轴方向、地形以及回波移动方向三者平行,此次过程的雷达回波具有明显的“列车效应”;并具有明显的后向传播特征和低质心的热带降水回波特点。通过此次罕见暴雨事件观测资料的综合分析,提出了需要进一步研究的问题：此次特大暴雨过程极端性降水特点及极端水汽条件的成因;北方地区暖区暴雨的形成机制;列车效应和后向传播的形成机制;对流单体的组织维持机制以及数值预报对暖区降水的模拟诊断能力等。     

河南暖冬气候特征及其影响评估

利用全省３２个台站建站～１９９７年４０多年的冬季气温资料,通过拟合其概率分布函数,用概率分位数确定了暖冬的统计标准,在此基础上,分析了河南暖冬的发生和演变特征,并对暖冬的影响进行了评估。     

2020年江苏泰州一次持续性雾-霾过程特征和成因分析

2020年1月12—15日江苏泰州发生了一次较强的雾〖CD*2〗霾过程,利用常规气象观测资料、NCEP再分析资料（1°×1°）及空气质量资料等,对此次过程的演变特征、成因、气团后向轨迹特征进行了分析,结果表明：此次过程具有日变化特征,霾期间对应的PM2.5和PM10浓度、空气质量指数相较于雾略高,这与大雾造成的湿沉降有关。此次东路冷空气对泰州影响较弱,前期易造成污染物在本地聚集。夜间至清晨相对湿度90%以上,风小,弱的垂直交换为雾的形成提供了较好的热、动力条件。白天相对湿度减小至80%,风速增至2 m〖DK〗·s-1,此时大气污染物浓度较高,雾转换为霾。13日900 hPa以上暖平流增强,边界层内逆温和90%以上相对湿度的存在,使得雾和霾均加强至最强。此外,分析气团的后向轨迹特征发现,霾天气期间500 m以下气团稳定少动。14日500 m以上清洁气团向低空补充,利于污染物的扩散,霾减轻。15日傍晚,风力增强并伴有降水出现,雾〖CD*2〗霾过程结束。     

山东近百年来的最高、最低温度变化

对济南(1919～2002年)、青岛(1900～2002年)年及四季的平均和平均最低(高)气温序列进行诊断分析，结果表明：近百年来年平均最低气温和平均气温都呈上升趋势，但前者的增温率明显高于后者；最高气温青岛呈上升趋势，而济南却呈下降趋势；济南、青岛出现两次突然增暖，其中30年代的增暖以白天增暖较多，而80年代以来的增暖主要发生于夜间；由于日夜增暖的不对称性，导致第二次增暖期比第一次增暖期气温日较差明显变小。     

2000年4月12日特强沙尘暴天气分析

对2000年4月12日归生在甘肃，青海，宁夏的一次强沙尘暴天气进行了天气成因分析，分析指出：“4．12”沙尘暴是西北路径强冷空气引发的锋后西大风沙尘暴天气过程，前期持续增温为沙尘暴的发生提供了有利的热力条件，河西气旋性涡旋的生成，发展是激发沙尘暴的中尺度天气系统，西北地区干暖舌的形成和维持对沙尘暴的发生以及落区有很好的指示性，高空急流发生异变时的非平衡状态变化导致对流层中下部锋区加强和大气层结不稳定，为中小尺度系统和沙尘暴的产生提供了有昨的大尺度环流背景，河西狭管地表和特殊的流沙，尾矿矿地表为沙尘暴形成提供了有利的地理环境。     

环渤海近海岸雾产生的天气条件及边界层特征分析

利用渤海沿岸微波辐射计、风廓线雷达、四分量辐射仪和超声风速仪等多种观测反演资料,并结合常规站点气象资料,卫星云图,浮标气象水文观测和FNL（Final）再分析资料研究了2016年12月17~19日一次环渤海大雾个例产生的天气水文条件以及边界层垂直分层的辐射和湍流特征。研究发现:（1）此次大雾出现在大陆低压前部、入海高压后部的西南低空急流控制区域,与强急流相伴的暖湿平流输送为雾区提供了稳定的逆温和持续的水汽积累,非常有利于大雾天气的形成;（2）水汽通量的分布与低空急流的移动密切相关,近地面比湿的增速与低空急流的强度成正比;（3）由于低空急流的水汽输送增湿了环渤海低层大气,从而增强了大气辐射的衰减效应,导致雾形成前向下短波辐射逐渐减小,向下长波辐射不断增加,净辐射在大雾形成后趋近于零;（4）逆温有效抑制了湍流的发展,近地层湍流动能和摩擦速度微弱。     

高原低涡影响下的一次暖区强降水特征分析

利用地面和高空观测资料、雷达资料、FY-2E逐时云顶亮温TBB资料以及NCEP/NCAR（1 °×1 °）再分析资料等,对2014年7月30—31日四川盆地的暴雨天气过程的中尺度对流系统特征及触发机制进行分析和探讨。结果表明:（1）本次暴雨的地面中尺度风场辐合线与强降水落区有较好的对应关系,辐合线比强降水提前1 h出现,且强降水落区主要位于辐合线左侧有边界层弱冷空气影响的偏北气流范围内,同时强降水落区随地面中尺度风场辐合线移动;（2）暴雨过程临近时具有不稳定能量特别高、地面和低层露点温度大、抬升凝结高度低、湿层非常深厚等显著特征十分有利于强降水的发生,降水过程中有充足的水汽向暴雨区输送并在暴雨区有明显的辐合上升,为强降水的持续提供了较好的条件;（3）在高原低涡缓慢东移过程中,涡前的正涡度平流使低层涡度增加、垂直上升运动加强,触发强对流活动,是本次暴雨过程的触发机制之一;强对流降水造成的非绝热加热正反馈于大气,使强对流活动发展,强降水天气持续,是本次暴雨过程的维持机制之一。      

2018年12月大气环流和天气分析

2018年12月大气环流主要特征为：北半球极涡为单极型分布,欧亚中高纬呈两槽一脊型,环流经向度大,有利于引导冷空气南下;南支槽偏强,且副热带高压位置偏西,有利于水汽向我国南方地区输送。12月,全国平均降水量为18.7 mm,较常年同期偏多73.1%;全国平均气温为-3.8℃,较常年同期（-3.2℃）偏低 0.6℃。月内共出现2次大范围降水过程、3次冷空气过程和2次雾 霾天气过程。其中,12月5—11日及12月27日至2019年1月1日,我国中东部地区出现两次大范围持续性低温雨雪天气,多地最低气温突破历史极值。     

重庆市区雾的天气特征分析及预报方法研究

分析了重庆市区雾的特点、天气特征及温、湿等气象要素垂直分布特征,利用重庆站的观测资料选取适当的诊断因子,采用动态学习率BP算法的人工神经网络对重庆市区能见度进行了拟合和预报检验。研究表明:55年以来,重庆年雾日数总体呈逐年下降趋势,同时轻雾日数急剧上升,这种变化可能主要与城市热岛效应增强和空气污染状况加重有关;发展成熟的辐射雾大多具有逆温的稳定结构,雾顶上下温度、湿度存在明显跃变特征;神经网络模型具有较强的自适应学习和非线性映射能力,对能见度为0~1 km雾的报出率为83%,Ts评分达到69%,平均预报误差为0.384 km。除常规气象要素外,通过M指数、Ri数、凝结核、辐射状况和其他物理量的引入,以及对因子网络输入值的技术处理,明显提高了神经网络对雾尤其浓雾的预报能力,其对能见度在0.4 km以下浓雾预报的Ts评分可达89.5%。模型结果对重庆市区雾的预报具有良好的参考价值。     

2019年2月大气环流和天气分析

2019年2月大气环流的主要特征是北半球极涡较常年同期偏强,中心偏向东半球,位置偏北;欧亚中高纬环流呈4波型,环流经向度总体较小。西太平洋副热带高压偏强;南支槽较常年偏弱、偏西。2月,我国冷空气活动较弱,仅出现一次大范围强冷空气和一次中等强度冷空气过程;全国平均气温为-1.3℃,较常年同期偏高0.4℃;东北地区北部气温异常偏高。月内,全国平均降水量为23.2 mm,较常年同期偏多33.3%;南方出现持续阴雨天气,青藏高原降雪明显偏多,青海东南部出现雪灾。另外,下旬我国中东部地区出现持续雾 霾天气。