2017年5月7日广州极端强降水对流系统结构、触发和维持机制

2017年5月7日,广州市增城区新塘镇等地出现了小时雨量超过180 mm、3 h雨量超过330 mm的极端强降水事件(简称“5·7”极端强降水事件),导致了严重的经济损失。这次过程的高强度降水分为两个主要阶段：花都区降水和增城区降水,每个阶段的强降水均集中在2~3 h内,最大分钟级降水达到了5 mm的强度,增城区新塘镇184.4 mm的极端小时雨量中约120 mm的雨量是在05:30—06:00的半小时内产生的。地闪监测显示,对流发展的第一阶段伴有较少的负地闪,第二阶段仅伴有几个闪电。雷达和卫星资料显示,强降水对流系统具有空间尺度小,发展迅速的特征;但发展成熟阶段的反射率因子大值区和卫星低TBB区在空间上出现明显偏离。强倾斜上升气流可能是造成反射率因子大值区和卫星低TBB区空间偏离的原因。雷达资料垂直剖面显示,对流具有回波顶高较低、云底高度低、强回波质心低等低质心暖云降水的特征。地势分布和辐射降温是花都北部低温中心的主要成因,大尺度弱冷空气和冷中心伴随的地形的共同作用,使得偏南暖湿气流向北移动受阻后,在花都地形的强迫抬升下触发了对流。偏南暖湿气流的持续输送、花都地形的阻挡和冷池的作用是01—03时对流维持的主要原因,弱冷空气的南下对03—04时对流系统的快速南移起到了重要作用,而冷池驱动的对流发展模型可以解释增城地区05—06时对流的较长时间维持。弱的环境引导气流和偏南暖湿气流使得高效的低质心、高效率强降水对流系统较长时间影响同一局地区域,从而导致了花都和增城两地局地极端强降水的出现。     

数字化内业制图中等高线若干问题的处理

数字化地形图内业等高线的生成过程中,成图软件的不完善和外业高程数据采集的非无限多,将会使生成的等高线变形失真,从而降低图面和测量精度.这种情况并不全是由于外业测量造成的,可由内业完善处理.就等高线的生成修改问题进行了的探讨.     

复杂地形条件下直流电阻率异常三维数值模拟研究

复杂地形条件下的电阻率异常解释是十分困难的：①地形的起伏改变了地下电流场，使其分布规律不同于水平地电条件下的电流场；②在实际的观测过程中，测点至场源的距离与地表水平情况的差异直接影响到了正常的解释工作。针对这一实际工作中遇到的问题，运用四面体单元的三维有限元数值方法对复杂条件下的电阻率异常进行了理论研究，中选用了几例典型地质模型。结果表明，采用四面体单元的有限元法研究复杂条件的影响是可行的，有效的。     

一种从LIDAR数据提取城区DTM的方法

由机载激光扫描系统获取的点云数据,可以直接生成扫描区域的数字表面模型,但要想提取数字地面模型还须对点云数据进行分类处理。提出了一种获取数字地面模型的方法,其主要思路是利用原始的激光数据构建二维三角网,从而构建数字表面模型。通过分析数字表面模型的坡度进行初始的分割,剔出坡度较大的三角形。经过初步的分割之后,通过连通区域分析来获取每个分割区域的特征,提取出裸露地表高程,从而由点云数据构建出数字地面模型。     

中尺度对流系统演变中的一些非平衡动力学问题

深厚湿对流运动发展机制包含湿大气的对称不稳定(MSI和CSI)及锋面环流．它们需要的基本条件是不稳定、水汽和抬升，这些机理在动力学中是有联系和区别的，即虽然都是与基流平衡状态被破坏后引起的中尺度环流有关，但是扰动流非平衡运动是不同的。本文综合概述了有关平衡动力学的研究进展，提出了中尺度对流系统演变中的一些非平衡动力学主要问题，并评述了一些研究的方法及主要结论和尚需进一步探索的方面．以加深对不同机制下深对流运动的认识。     

中山市"9·16"特大暴雨分析

本文用各种气象观测资料对2002年9月16日发生在中山的特大暴雨进行了分析.结果表明,这次暴雨发生的主要原因是地面低压环流系统受到西风槽、切变线和低层弱冷空气侵入的影响而在中山附近加强引起的,同时这次特大暴雨降水具有明显的中尺度特征.     

“20110730”辽宁大暴雨过程分析

利用常规气象资料、卫星云图、雷达回波、自动气象站资料和NCEP(1°×1°)再分析资料,对2011年7月30日辽宁短时大暴雨过程进行分析。结果表明：暴雨期间500 hPa高空槽与850 hPa切变线形成前倾形势,前倾槽为大暴雨的产生提供了有利的不稳定条件。此次暴雨过程的中尺度分析表明,降水时空变率大;TBB等值线密集区和上冲云顶的位置对暴雨落区有较好的指示意义;强降水时雷达回波强度达到65 dBz,且有逆风区和正负速度对出现,中小尺度强对流特征明显;地面等温线密集带与地面切变线（或中尺度低压）的共同作用触发中尺度雨团,降水强度陡增。通过涡度方程诊断切变线形成动力机制得出,当正涡度变率发展加强时,切变线向正涡度变率大值区方向移动,产生辐合动力抬升条件;散度项对低层涡度变率的贡献最大,强辐合是低层切变线生成的动力机制之一。     

中尺度大气数值模式发展现状和应用前景

对国内外当前一些先进的中尺度大气数值模式的发展现状,应用前景及发展趋势作了概要综述。其内容包括：模式动力学的改进,叫就度模拟系统特征,区域谱模 发展积云参数化和显式云物理方案,行星边界层参数化,大气辐射参数、四维资料同化,区域实时数值天气预报,中尺度数值天气预报应用前景及新一代中尺度模式发展趋势。     

山东特大暴雨雷达回波及地形作用分析

利用常规、非常规资料对2009年8月17—18日山东省出现的特大暴雨过程进行分析。结果表明:“817”特大暴雨主要出现在西风槽东移、副高南退时的副高西北侧边缘,对流有效位能(CAPE)等热力环境指数对鲁南强降水有较强的反应能力。降水分布具有典型的地形影响特征,复杂山地地形对降水有显著增幅作用和对对流系统传播的阻碍作用。存在低空急流和列车效应,强回波维持时间较长是费县出现强降水的重要原因,较强的偏南气流、湿度层深厚是费县出现特大暴雨的根本原因。地形影响气流理论很好地解释了山东“817”特大暴雨降水分布,费县特殊地形对特大暴雨有很大贡献。雷达资料可以弥补常规观测的不足;地形对强降雨及其分布有重要影响。     

A physically based distributed subsurface–surface flow dynamics model for forested mountainous catchments

This study was designed to develop a physically based hydrological model to describe the hydrological processes within forested mountainous river basins. The model describes the relationships between hydrological fluxes and catchment characteristics that are influenced by topography and land cover. Hydrological processes representative of temperate basins in steep terrain that are incorporated in the model include intercepted rainfall, evaporation, transpiration, infiltration into macropores, partitioning between preferential flow and soil matrix flow, percolation, capillary rise, surface flow (saturation‐excess and return flow), subsurface flow (preferential subsurface flow and baseflow) and spatial water‐table dynamics. The soil–vegetation–atmosphere transfer scheme used was the single‐layer Penman–Monteith model, although a two‐layer model was also provided. The catchment characteristics include topography (elevation, topographic indices), slope and contributing area, where a digital elevation model provided flow direction on the steepest gradient flow path. The hydrological fluxes and catchment characteristics are modelled based on the variable source‐area concept, which defines the dynamics of the watershed response. Flow generated on land for each sub‐basin is routed to the river channel by a kinematic wave model. In the river channel, the combined flows from sub‐basins are routed by the Muskingum–Cunge model to the river outlet; these comprise inputs to the river downstream. The model was applied to the Hikimi river basin in Japan. Spatial decadal values of the normalized difference vegetation index and leaf area index were used for the yearly simulations. Results were satisfactory, as indicated by model efficiency criteria, and analysis showed that the rainfall input is not representative of the orographic lifting induced rainfall in the mountainous Hikimi river basin. Also, a simple representation of the effects of preferential flow within the soil matrix flow has a slight significance for soil moisture status, but is insignificant for river flow estimations. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.