回流暴雪过程的诊断分析和数值试验

利用常规观测资料及NCEP/NCAR 1°×1°逐6 h再分析资料,分析了2018年初豫南特大暴雪过程的特征与成因。结果表明：此次特大暴雪过程发生在500 hPa乌拉尔山以东地区阻塞高压稳定维持和中、高纬地区多支短波槽东移并同位相叠加的环流背景下,具有持续时间长、过程降雪量大、降雪强度大、积雪深等特征;强降雪阶段,对流层低层豫南地区同时存在两个水汽来源,一是700 hPa西南急流对孟加拉湾水汽的输送,二是850 hPa东南气流对东海南部水汽的输送;低层较强的水汽输送及辐合、贯穿整个对流层的湿层、维持较高的比湿和整层可降水量对暴雪的形成与持续有一定的指示意义;低空冷垫有利于逆温层之上西南暖湿气流在其上爬升,低空垂直风切变的变化对降雪强度变化有较好的指示意义;高空急流先于低空西南急流而建立,高空急流轴南压使得低空急流发展北上,高低空急流耦合激发次级环流圈上升支,为暴雪发生发展提供了强烈的上升运动;对流层低层700 hPa与850 hPa持续强烈锋生,有利于暴雪加强和持续。

     

2019年6月上旬江西一次持续性暴雨天气过程成因

利用常规气象观测资料、FY-2G卫星TBB资料和NCEP/NCAR再分析资料,基于HYSPLIT模式,对2019年6月6—10日影响江西的一次持续性暴雨过程成因进行初步分析。结果表明： 1） 此次暴雨过程是一次大范围的持续性暴雨,产生于对流性不稳定环境场。暴雨区上空中层多短波槽活动,受槽后偏北气流影响,干冷空气叠加在低层暖湿气流之上,导致暴雨过程的发生。2） 暴雨落区主要位于低层850 hPa高度层的急流前端12—16 m/s的风速区内。3） 高空偏北气流的强弱在700 hPa高度层的风场和降水气块轨迹来源变化上有所体现。700 hPa高度层的假相当位温大于348 K的高温高湿区与正涡度区基本吻合,其位置对未来6 h的降水落区有一定的指示意义。     

华北地区一次局地暴雪天气过程的诊断分析

应用常规资料、卫星云图和多普勒雷达资料,对2007年春季承德市暴雪天气从形成的大尺度背景、水汽条件、动力条件进行分析。结果表明：东部高压脊的阻挡导致南北低值系统的合并加强,它的移动缓慢造成了这次暴雪天气。低层辐合和低空急流的建立造成大范围的水汽辐合和源源不断的水汽输送,深厚的大气湿层为大的降水提供了有利的环境条件;散度场、垂直速度场、k-螺旋度的高低空配置和时空变化是暴雪天气发生、发展的动力条件。结合红外卫星云图,分析实时的多普勒雷达资料对预测暴雪天气的发展变化至关重要。     

一次久旱转暴雨天气过程诊断分析

利用各种实测和计算的气象资料,对陕西省商洛地区2000年6月1～3日出现历史罕见的久旱转暴雨过程进行了详细的分析,结果表明：这次久旱转暴雨过程既与东亚大槽减弱,西太平洋副热带高压增强西伸北抬,西太平洋副热带高压外围的“SW”气流增强等大形势有关,也与低空急流、切变线和不稳定层结的发展等有关,天气转变时各物理量场的变化特征也较明显。暴雨产生在低层高能舌、水汽辐合中心,以及低层辐合高层辐散的上升气流区内。     

2006年4月11～12日平顶山市沙尘天气中尺度动力机制分析

利用NCEP再分析资料(水平分辨率1°×1°)和同时间的探空、地面资料,分析了2006年4月在平顶山市出现的沙尘天气过程的天气气候背景、影响系统及这次过程的演变和动力机制,结果发现:这次天气过程的主要影响系统是强冷空气和蒙古气旋,强冷平流一方面使低槽、冷锋东移南压,另一方面与暖平流共同作用促进蒙古气旋的发展,造成平顶山市这次沙尘天气过程;沙尘上空螺旋度垂直分布及演变与沙尘天气的出现有一定的对应关系;高低空急流的稳定维持产生两个独立的次级环流,在直接环流北分支的下沉运动有利于高空急流动量下传,促进对流层中低层风力加大,冷锋南压,触发不稳定层结大气,驱动这次天气过程的发生、发展.     

典型槽型转脊型黑风天气过程成因分析

2010年4月24-27日甘肃省河西走廓、西北东部及华北出现了大风沙尘暴天气过程,河西走廓出现黑风天气,损失十分严重。针对这次罕见的槽型转脊型黑风天气过程,应用2002-2011年3-5月逐日08时和20时高空流场资料、高空图资料和地面每隔3 h天气图资料,对其天气形势演变、高空垂直风场及水平相对螺旋度场进行了深入对比分析。结果表明:4月24日20时700～500 hPa有较强冷空气入侵,700 hPa大气层结存在剧烈的高低空不稳定,≤-1 000 m2·s-2强螺旋度负值中心是黑风爆发的动力因素,25-27日08时700 hPa≥15 m·s-1低空急流区的存在是这次大风天气得以持久维持的关键原因。     

近11年中国寒潮频发的机理分析

利用全国840个站点观测资料以及ERA5再分析资料,分析了过去63 a(1960—2022年)冬半年(前一年10月—当年4月)全国性寒潮频次的年代际变化特征。统计结果表明:在全球变暖背景下,寒潮频次的下降趋势在2012年发生了转折,2012—2022年呈现显著上升趋势。2012—2022年,乌拉尔山阻塞频率与全国性寒潮发生频次呈显著负相关。乌拉尔山阻高会抑制高空急流发生发展,大气经向环流减弱,北极内冷气团南下受阻,从而减少寒潮发生的频次。同时乌拉尔山阻高与东亚中高纬地区地面2 m温度经向分布联系紧密,乌拉尔山阻塞的频繁发生往往会出现更多的北极增温、中纬度地区降温的天气尺度现象。此外,北极增暖效应本身也与我国寒潮频次有显著的负相关,北极增暖会减小中高纬温度差,西风带减弱,进而减弱冷空气的输送。近11 a,乌拉尔山阻塞频率呈显著减少趋势,相应地,等熵面位涡经向梯度具有线性增加趋势,不利于阻塞高压的维持,伴随北极增暖效应也呈现出减弱态势,这样的大气环流配置有利于近年来我国寒潮频次的增加。     

副热带高空急流各中心强度时间变化及分析

利用NCEP再分析资料,分析了中纬度地区的副热带高空急流各中心200 hPa上的强度的季节、年际和年代际的变化.结果表明,高空急流各中心位置的季节变化形态不一致,表征强度的各特征参数的季节特征虽都呈现冬强夏弱的主要特征,各中心的变化特点在于:东亚中心的急流面积和风速都有较大的变化;非洲中心面积变化小,但风速变化较大;而北美中心急流面积变化较大,风速变化较小.也有各自不同的变化形态和季节转换特征,四季的各急流中心的变化均不一致.急流各不同中心的各季节的强度特征参数发生年际和年代际变化的时期虽不尽相同,但大致都存在6~8 a的振荡周期.     

一次罕见的左移超级单体风暴的特征

利用白山多普勒天气雷达、常规观测和地面加密观测资料,对2012年7月2日发生在吉林省南部的一次左移超级单体风暴进行了研究。结果发现,此次天气过程发生在深厚东北冷涡的东南象限、超强高空急流核附近的北侧,且低空风垂直切变不强、对流有效位能不大;低空有较强的暖平流,并存在一个西南—东北走向的风切变区;低空辐合、高空辐散、位于露点锋附近以及高空急流核的存在为有利于的对流发展的重要因素。在风暴发生发展过程中,始终有一个中-β尺度反气旋环流(尺度为120 km)相伴随,其旋转半径由高到低逐渐增加并在东南偏南方向被拉伸为椭圆型结构,风暴发生在该环流的西北象限的西南偏南气流之中,并具有钩状回波、弱回波区、反中气旋等超级单体所具有的特征。反中气旋出现在对流风暴发展的旺盛期,旋转半径从低层到高层逐渐增加。在风暴经过地区出现了冰雹、强降温、瞬时大风等天气现象和气象灾害。