时空投影法在上海地区梅汛期降水延伸期预报中的应用

本文基于2001—2010年上海市11个基本气象站的逐日降水量和澳大利亚气象局的逐日大气低频振荡(MaddenJulian Oscillation,MJO)指数(包括RMM1和RMM2)资料,选取MJO指数作为预报因子,上海地区梅汛期降水量作为预报对象,建立了基于时空投影法(spatial-temporal projection model,STPM)的上海地区梅汛期降水延伸期预报模型。利用该模型对近6年(2011—2016年)的梅汛期降水进行回报试验,其预报技巧评估结果表明:该模型对未来10～25 d的降水具有较好预报效果,可较准确地预报出梅汛期3/4左右的降水量级和降水发生时段。其中,预报时效为10～20 d的预报技巧较高,而提前21～25 d的预报技巧略有下降。总体而言,基于MJO活动的STPM预报模型在上海地区梅汛期延伸期降水预报中具有较好的参考价值。     

一次梅雨锋暴雨发生发展机制的诊断与模拟

采用NCEP/NCAR再分析资料、FY2E卫星资料和加密自动站资料,结合中尺度WRF模式对2013年苏皖地区的一次梅雨锋暴雨过程进行诊断与模拟。观测资料分析表明:在有利的环流背景和热动力条件下,此次暴雨发生在梅雨锋前暖区,雨带呈现"先带状后串波状"的分布特征,并随锋面南移。前期降水由地面中尺度辐合线触发,受两个相继发展的中α尺度的线状对流系统直接影响;后期降水受地面暖式切变线触发,有多个中β尺度对流系统沿切变线串状排列,并不断东移发展。模拟结果分析表明:降水过程中,大尺度非地转强迫作用也是强对流的触发机制之一。地面辐合线产生条带状的低层辐合区,从而产生条带状连续分布的上升运动,形成线状对流系统及带状降水。此外地面辐合线能够在暴雨区形成南北两个中尺度垂直次级环流,这是降水的增强机制。暖式切变线上的局部扰动在低层局部地区产生强辐合,由此沿切变线形成强上升弱下沉间隔分布的现象,局部强上升区使得对流系统于该处得到发展,并形成分散的强降水区。     

一次台风移出后MCC发展成因分析

应用FY-4A卫星云顶亮温(TBB)、自动站雨量资料和ERA5(0.25°×0.25°)再分析资料,对2020年第4号台风“黑格比”移出后在杭州湾生成MCC发展成因进行了分析。结果表明：(1)台风南侧的切变线辐合抬升作用以及南亚高压东部反气旋环流辐散抽吸作用,有利于中低空大气上升运动的增强,为MCC的发展增强提供良好的动力抬升条件;(2)低层台风北上后,其移动方向左后侧的冷空气南下,并与长三角地区的西南低空暖湿气流强烈交汇,斜压锋生增强,形成较强的上升运动;（3）受大陆高压东移影响,对流层中高层干冷空气东移,叠加在对流层中低空暖湿急流之上,形成了有利于MCC发生发展的大气位势不稳定层结;(4)切变线南端的西南低空急流不仅加强了低层大气的辐合和上升运动,更重要的是为MCC的发生发展提供丰富的水汽输送和汇聚;(5)水汽凝结潜热释放在MCC发展中起重要作用。水汽释放潜热加热大气,使上升运动增强,低层辐合进一步增强。低层水汽汇聚并不断向高空输送,补偿了高空凝结的水汽,潜热的不断释放,有利于MCC发展和维持。总之,台风中心移出后,台风南侧的切变线及其南侧的西南暖湿气流稳定地维持在MCC上空,为M...     

基于微雨雷达的降水参数反演和粒子相态识别

本文基于微雨雷达原始的后向散射信号,采用一种新的功率谱处理算法（RaProM算法）,在功率谱计算、噪声去除、退模糊等处理的基础上计算了雷达基本参量,并反演了液态降水参数,例如雷达反射率因子、雨强等,并对粒子相态进行识别。RaProM算法综合考虑粒子下落速度、等效雷达反射率因子、不同相态粒子的尺度特征以及是零度层亮带位置等信息,可识别的粒子相态包括雪、毛毛雨、雨、冰雹以及混合相态。选取了三个山东地区较为典型的个例对RaProM反演算法进行验证,即2021年7月2日典型层状云降水个例、2019年12月25日雨雪转换个例以及2018年3月4日零度层高度逐渐降低的降水个例。结果显示：粒子识别方法应用于典型层状云降水,垂直方向上不同相态粒子的分层较为明显,过冷层里的固态降水雪花、零度层附近冰水转换区的混合相态降水以及零度层以下的液态降水符合现有认识,验证了反演算法以及粒子识别算法的有效性。将结果进一步在雨雪转换降水相态识别中和零度层高度的检测,该反演算法均能得到较好应用,与同址同步观测的微波辐射计、云雷达、二维视频雨滴谱仪等观测结论一致。另外,与微雨雷达标准反演算法对比,RaProM算法的优势是...     

2017年7月大气环流和天气分析

2017年7月大气环流特征为,极涡呈偶极型分布,主体强度较常年偏强;中高纬环流呈5波型分布,北半球副热带高压强度偏强,西太平洋副热带高压整体位置偏北,脊线持续北抬。7月我国平均气温为23.2℃,较常年同期（21.9℃）偏高1.3℃。全国平均降水量112.5 mm,较常年同期（120.6 mm）偏少6.7%,东北地区西部、江南地区东北部、江淮地区西南部和新疆北部等地降水偏少显著。强降水天气主要出现在东北地区和南方,7月我国出现9次区域性暴雨天气过程,7月13—14日降水过程多方面突破历史极值。7月西北太平洋地区有8个台风生成,其中7个台风活跃,3个台风登陆我国,数量较历史同期明显偏多;台风生成个数与1994、1967和1971年并列为历史同期最多。内蒙古东部出现气象干旱,江淮江汉伏旱发展。中东部地区和新疆持续高温天气,最长持续天数为20 d,1884站出现35℃以上高温天气;高温极值为49℃,发生在吐鲁番站。     

一场典型的冰雪雨水泥石流过程

1989年7月26日,贡嘎山东坡南关沟发生了一场典型的冰雪雨水泥石流。它下行30多公里后堵塞大渡河,造成直接经济损失245万元。这场泥石流历时约3小时,持续流动时间2小时。到达大渡河时的流速9.4米/秒,最大流量6768.0立方米/秒,总径流量1716.4万立方米,总输沙量627.0万立方米,残留沉积物总方量310.4万立方米(其中泥石流堵塞大渡河的扇形地方量30.0万立方米),弯道爬高15.5—16.5米。输往堵河扇形地下游方的固体物质方量是扇形地方量的19.9倍,泥石流尾流作用强烈。     

Rainwater acidity and ion concentration correlations in a midwest storm system

The pH and the concentrations of sulfate, nitrate, ammonia, and calcium in rainwater were measured for two periods of a single midwest rainstorm which occurred over a mesometeorological network in central Illinois on 24–25 July 1979. Regression analysis was used to compare ion concentrations with rainfall amount, and ion balance was used to compare cation and anion concentrations at individual sites. Only the ions SO₄ ^2- and NO₃ ^- show any significant relationship to rainfall amount, decreasing as rainwater amounts increase (r=–0.57 and –0.60, respectively). During the first period of the rainstorm, a sequential sampler measurements allowed the calculation of detailed temporal variations in SO₄ ^2-, pH, and rain rate. SO₄ ^2- decreased, and pH increased as the rate increased and the opposite temporal pattern occurred as the rain decreased at the end of the period. Reasons for these variations are discussed.Research done while a visiting scientist at the Illinois State Water Survey, Champaign, Illinois, U.S.A.     

暴雨洪水灾害人口损失评估方法研究进展

在气候变化与城市化背景下,暴雨洪水灾害损失风险加剧,给人口生命安全带来极大威胁,评估暴雨洪水灾害的人口损失成为灾害风险研究关注的焦点问题。本文基于灾害系统理论,归纳了基于“致灾因子(H)—承灾体(V)—孕灾环境(E)—人口损失(D)”的暴雨洪水灾害人口损失评估的概念框架;基于现有国内外典型研究,梳理了相应的指标体系和研究方法,以“影响指标—损失指标—分析方法”多维图显示,认为“综合影响因素—人口损失”关系分析是评估暴雨洪水灾害人口损失的核心。目前人口损失的评估方法依据其考虑的要素可划分为：基于“H-D”关系的脆弱性曲线法、基于“H-V-E-D”关系的多要素综合法和刻画过程的灾害系统模拟法等。着重从数据可获取性和方法有效性两方面进行综述,认为单一方法不能满足人口损失风险评估的需求,因此从灾害系统角度出发,从单一要素向多要素综合发展、从指标统计分析向过程动态模拟发展、从单一方法向综合集成方法发展是人口损失及风险定量评估的发展趋势。     

应用全型散度方程诊断鄂东北一次梅雨强降雨

利用0.5°×0.5°GFS分析资料和常规气象观测资料,分析2013年7月5—7日鄂东北梅雨连续暴雨过程。结果表明:1降雨具有比较明显的日变化,夜间加强,白天减弱;鄂东北低层辐合也有与降雨强度一致的日变化特点。2散度变率在高层出现正值、中低层出现负值有利于降雨加强,且这种变化比暴雨发生稍有提前。一般傍晚散度变率在低层即出现负值,这有利于夜间低层辐合加强。3利用全型散度方程2项组合诊断发现,虽然非线性平衡方程偏差项确是散度变率的主要项,但在降雨开始阶段只有余项在低层出现较为明显的负值。4利用全型散度方程4项组合诊断发现,边界层水平风场辐合是降雨启动因子之一;非地转平衡项在近地面出现较大正值对于降雨减弱有较好的指示;与垂直运动有关的项在降雨峰值阶段中层负值较大。