太行山地形影响下的极端短时强降水分析

2015年8月2日午夜和2011年8月9日前半夜,在两种不同天气系统背景下太行山东麓都出现了小时雨量超过50 mm的极端短时强降水天气,两次过程都是雷暴先在太行山区触发加强,经过下山2 h先后在丘陵站平山和山前平原站石家庄市区产生极端短时强降水。利用常规探测资料、地面加密观测资料、石家庄SA多普勒天气雷达资料,对不同天气系统背景下太行山特殊地形影响的极端短时强降水成因进行分析。结果表明:偏东气流被南北向的太行山地形强迫抬升,且与下山雷暴出流形成中尺度辐合线触发新的雷暴,雷达回波呈现后向传播特征和列车效应造成局地极端短时强降水。太行山地形通过增强辐合上升运动、增大垂直风切变使雷暴下山加强。不同天气系统强迫下,太行山特殊地形对雷暴发展作用不同。在偏西气流引导下,暖区极端短时强降水由阵风锋触发,具有突发性、降水时间短、伴随风力大的特点,下山雷暴出流加快且与山前偏东风的辐合加强,陆续在丘陵区和山前平原触发对流与下山雷暴合并加强造成极端短时强降水;而在东北气流引导下,回流冷锋和阵风锋共同触发的极端短时强降水具有持续时间较长、降雨总量较大、伴随风力较小的特点,太行山东坡对东北冷湿回流有阻挡积聚作用,东北偏北来的雷暴出流边界西端在迎风坡上强迫抬升使雷暴触发并加强,东北气流遇山后发生气旋性偏转使雷暴出流转向东南下山,与平原的偏东风辐合加强,造成丘陵区和山前平原的总降雨时间更长、降雨总量更大。     

云凝结核浓度对雷暴云电过程影响的数值模拟研究

本文将非感应起电机制耦合到WRF中尺度模式中,选取Morrison双参数微物理方案,采用整体放电参数化方案,改变初始云凝结核（CCN）浓度（浓度变化从500 cm-3到4000 cm-3）,共模拟15组试验,讨论了CCN浓度（n_CCN）对雷暴云起电强度的影响。通过研究发现:随n_CCN增加,霰粒子数浓度减少,混合比增加,导致霰粒子平均尺度增加;冰晶粒子数浓度增加,混合比基本不变,导致冰晶粒子平均尺度减小。此外,霰粒子平均尺度增大,下落末速度增大,冰晶粒子平均尺度减小,下落末速度减小,二者末速度差值增加,导致单次碰撞电荷分离量增加。综上所述,气溶胶浓度增加使霰粒子与冰晶粒子碰撞分离过程增强,单次碰撞电荷分离量增加,正负电荷密度平均值增加,从而增强雷暴起电强度。     

不同类型大尺度环流背景下强对流天气的短时临近预报预警研究

利用2001-2014年共14 a的北京首都国际机场(以下简称机场)观测资料和Micaps高空及地面观测资料, 将发生在机场的雷暴日分为八类(即强雷暴、弱雷暴、湿对流、干对流、弱冰雹、强冰雹、冰雹大风和混合对流), 对每种类型雷暴的气候特征进行了统计研究, 得出如下结论:(1)机场雷暴以弱雷暴为主, 其次为干对流。弱雷暴和干对流在6月出现最多, 强雷暴和湿对流在7月最多, 弱冰雹出现在春末夏初及秋季, 而冰雹大风出现在6-7月, 混合对流仅在7月出现一次。(2)从500 hPa形势来看, 西风槽造成的雷暴过程最多, 其它为西北气流型。500 hPa为西风槽和低涡、西北气流时, 地面辐合线触发的雷暴最多, 其次为冷锋。500 hPa为横槽时, 冷锋触发的雷暴比例增加, 没有由地形辐合线触发的雷暴。而副高边缘和低压倒槽类型的雷雨过程, 触发系统主要为辐合线。(3)从月分布来看, 低涡和西北气流型造成的雷雨在6月最多, 但横槽和西风槽造成的雷雨出现最多的分别在7月和8月。西风槽、低涡和西北气流型造成的弱雷雨均最多, 其次为干对流。而雷暴的地面触发系统以辐合线最多, 主要出现在6月, 冷锋触发的雷雨主要集中在5-6月, 地形辐合线主要集中在7、8月。(4)横槽、西北气流型雷暴的日循环分布只有一个峰值, 分别出现在05-12UTC和08-14UTC, 但低涡和西风槽却有两个峰值, 主峰值分别出现在12-13UTC和08-17UTC, 次峰值分别在07-08UTC和00-01UTC。

     

河西走廊东部强雷暴天气分析与预报

根据1961～2000年武威站雷暴天气实况资料分析了河西走廊东部40年强雷暴天气发生的气候规律，并研究了河西走廊东部强雷暴天气发生的4种环流背景及4种主要天气条件，归纳总结出其短期预报着眼点，为雷暴天气预报业务系统的研制奠定了基础。     

人工引发雷电试验及其特征的初步分析

1989年夏季，我们在甘肃永登黑林子地区进行了用拖带接地金属细丝的火箭引发雷电的试验，获得了3次成功。本文分析了这3次引发雷电的放电特征。结果表明，放电是在雷暴云下部正电荷的作用下上行负流光的激发和传播过程，雷电人工引发时的地面电场为6－8kV/m。由一简单物理模式粗略地定量估算出了放电参数：中和电荷量约为12－5．3C,电荷 中心离地高度1．3－2．5km，和甘肃地区雷暴云下部正电荷中心高度范围一致。     

四川雷暴大风的预报因子筛选及预报效果

利用ECMWF历史预报资料,从动力、热力、水汽、不稳定条件四个方面选取影响雷暴大风发生的因子,构建多因变量数组,并利用主成分分析确定配料系数及其阈值,在此基础上进行配料,研发了四川省雷暴大风概率预报产品投入应用。2018年汛期应用表明:雷暴大风产品对预报概率超过65%的区域有指示意义,且优于ECMWF数值预报的100 m高度风,在检验的个例中,有效命中率达25%以上。      

广州地区雷暴过程云-地闪特征及其环境条件

应用雷电定位系统和高空观测资料并结合雷达回波资料, 对广州地区雷暴过程云-地闪特征进行分析, 并就有、无云-地闪出现的两组不同对流天气过程的环境条件进行了比较研究。结果表明:广州地区的雷暴过程以负的云-地闪为主, 负云-地闪所占比例在90%以上。云-地闪发生频率与雷暴系统强度演变有直接联系, 对于同一系统来说, 随着系统回波强度的增强, 云-地闪发生的频率也增高。但不同系统中, 云-地闪发生频率有很大不同, 回波强(弱)的对流系统并不意味着云-地闪发生的频率就高(低)。有云-地闪记录的对流天气过程具有更大的垂直切变、更高的相对风暴螺旋度以及更多的对流抑制能量, 云-地闪现象更易于出现在更加有组织和更强的对流系统中。研究还发现广州及周边城市区域对雷暴系统回波强度及云-地闪现象可能有影响, 两个典型个例分析表明, 雷暴系统移经城市区域时回波强度减弱, 云-地闪发生频率减小, 雷暴移过城市区域后, 强度可重新加强, 云-地闪发生频率增大。     

强雷暴天气的闪电和雷达回波特征个例分析

利用粤港澳闪电定位系统、广州多普勒天气雷达和自动气象站等资料,分析了2017年6月2日发生在广州市中北部的一次强雷暴天气过程的地闪变化特征及闪电与雷达回波特征的关系.(1)本次强雷暴天气是华南一起典型的以西南急流和切变线为环流背景的强对流天气过程.在整个雷暴生命史中以负地闪为主,占69.3％;正闪在雷暴发展的初始和结束...     

新疆石河子雷暴天气气候特征分析

利用石河子气象局地面观测站1954—2009年的雷暴观测资料,对该地区雷暴的气候变化特征进行了统计分析。结果表明:石河子地区属于少雷区,年雷暴日数年际变化呈下降趋势,月雷暴日数最高值在7月,占全年雷暴日数的34.6%,石河子4月开始有雷暴天气,10月后雷暴结束。雷暴日的日变化中,高值出现在14-17时,以10分钟内雷暴发生频数最高,56年来石河子年雷暴日变化具有一定的周期性,W方位雷暴出现的概率最高。     

西天山地区雷暴和闪电特征

利用西天山地区14个气象站1960-2010年雷暴资料和新疆雷电监测网2008年观测资料,分析了西天山地区雷暴和闪电变化特征。结果表明：西天山地区年平均雷暴日数分布呈东西多,南北少的形势。该区域年平均雷暴日数在17.3～85.5 d之间,并以2.7 d/10 a的速率减少。西天山地区雷暴日数的年变化呈单峰型,并在6-7月达到最大值。整个区域以正闪为主,正闪占总闪的比例达66%。该区域闪电电流强度在-130~+63 kA之间,负闪强度大于正闪强度。