环境污染对自然资源的破坏──从惠州与肇庆农业增长的对比看大气污染造成的经济损失

惠州市与肇庆市的相应5县（区）1980—1996年农业总产值对比表明,1983年以前惠州市5县（区）农业总产值和增长速度均略高于肇庆市的相应5县（区）,但自1983年以后惠州市开始落后巨差距逐步拉大,至1987年以后农业总产值的差距达每年3亿元以上。深入分析表明,大气环境污染造成的酸雨可能是导致惠州市土地生产力降低的主要原因。伴随珠江三角洲经济高速发展产生的大气环境污染已经使惠州市自然资源的承载力大为降低,严重影响到这一区域的可持续发展,火电厂的脱硫除硝装置必须尽快安装,珠、港、澳地区跨界污染控制及其补偿与大气环境容量的区际分配必须提上议事日程。     

遵义市播州区辣椒移栽期气象条件分析

为深入研究播州区辣椒移栽期气象条件,利用播州国家气象观测站1981-2021年气温、雨量等数据和20个常规气象观测站2011-2021年雨量、气温数据,采用统计方法分析4-5月辣椒移栽期气候特征。结果表明：5月干旱频率和强度均比4月重,1981-2021年,4-5月年干旱日数在30天以上的有7年,均包含-3等级及以上的干旱;透雨年平均日数在4-6日之间,中东部多于西部;透雨、大雨、暴雨出现日数5月多于4月,大雨出现概率较少,暴雨在4月上旬和中旬没有出现过;4月份最低气温低于10℃为6.54天,最低气温在10℃-15℃为15.75天,对辣椒移栽及成活影响较大;5月份,最低气温低于10℃仅0.62天,最低气温低于15℃为12.92天,对辣椒移栽影响较小。综合各要素看,4月下旬到5月上旬干旱频次较低、透雨次数较多、气温总体回暖,移栽后受低温冻害可能性降低,较适宜辣椒移栽。     

Analysis of Deep Convective Towers in a Southwest-Vortex Rainstorm Event

The structure and organization of the extreme-rain-producing deep convection towers and their roles in the formation of a southwest vortex(SWV) event are studied using the intensified surface rainfall observations, weather radar data and numerical simulations from a high-resolution convection-allowing model. The deep convection towers occurred prior to the emergence of SWV and throughout its onset and development stages. They largely resemble the vortical hot tower(VHT) commonly seen in typhoons or hurricanes and are thus considered as a special type of VHT(sVHT). Each sVHT presented a vorticity dipole structure, with the upward motion not superpose the positive vorticity.A positive feedback process in the SWV helped the organization of sVHTs, which in turn strengthened the initial disturbance and development of SWV. The meso-γ-scale large-value areas of positive relative vorticity in the mid-toupper troposphere were largely induced by the diabatic heating and tilting. The strong mid-level convergence was attributed to the mid-level vortex enhancement. The low-level vortex intensification was mainly due to low-level convergence and the stretching of upward flow. The meso-α-scale large-value areas of positive relative vorticity in the low-level could expand up to about 400 hPa, and gradually weakened with time and height due to the decaying low-level convergence and vertical stretching in the matured SWV. As the SWV matured, two secondary circulations were formed,with a weaker mean radial inflow than the outflow and elevated to 300-400 hPa.     

“6·30”川渝特大暴雨过程中西南低涡发展机制模拟分析

利用地面加密自动站、NCEP(1°×1°)再分析及WRF-ARW数值模拟资料,对造成2013年6月29日至7月1日川渝地区特大暴雨过程的西南低涡的演变特征及热动力机制进行了诊断分析。此次特大暴雨过程分为三个阶段,其中与西南低涡发展相关的第二阶段为主要降雨时段。结果表明:(1)西南低涡生成后,呈现增强-减弱-再次增强的波动性演变特征,在6月30日上午和夜间分别经历了两次显著的涡度发展过程,并在第二次发展过程中达到最强。(2)低空辐合是西南低涡最主要的涡源,由低空辐合导致的正涡度增加近乎贯穿于整个西南低涡的生命史。在西南低涡的第二次发展过程中,中层辐合和涡度的垂直输送显著增强,也是西南低涡的重要涡源。(3)负值非平衡动力强迫激发了低空辐合的增长,在非平衡动力强迫的各项中,位势高度的拉普拉斯项为非平衡动力强迫提供了主要的负贡献来源。(4)非绝热加热先于西南低涡而增强,两者间的正反馈作用可能是西南低涡波动性发展的重要机制。在关闭了微物理过程中的潜热和地面潜热及感热通量的敏感性试验中,西南低涡及降雨的模拟均有不同程度的减弱。     

A Two-plume Convective Model for Precipitation Extremes

In the study of diagnosing climate simulations and understanding the dynamics of precipitation extremes, it is an essential step to adopt a simple model to relate water vapor condensation and precipitation, which occur at cloudmicrophysical and convective scales, to large-scale variables. Several simple models have been proposed; however,improvement is still needed in both their accuracy and/or the physical basis. Here, we propose a two-plume convective model that takes into account the subgrid inhomogeneity of precipitation extremes. The convective model has three components, i.e., cloud condensation, rain evaporation, and environmental descent, and is built upon the zero-buoyancy approximation and guidance from the high-resolution reanalysis. Evaluated against the CMIP5 climate simulations, the convective model shows large improvements in reproducing precipitation extremes compared to previously proposed models. Thus, the two-plume convective model better captures the main physical processes and serves as a useful diagnostic tool for precipitation extremes.     

2019年韶关“5·18”局地特大暴雨极端性成因分析

2019年5月18日,广东省韶关市出现了局地特大暴雨,刷新了韶关有气象记录以来的雨量记录。利用常规观测资料、区域气象自动站观测资料、韶关双偏振多普勒天气雷达资料,以及NCEP 1 °×1 °再分析资料对本次过程进行详细分析,探讨本次过程发生的极端性成因。(1) 本次过程是粤北历史罕见的局地暖区突发性特大暴雨过程,天气尺度的背景场较弱,极端性条件不显著,但能从中尺度分析场分析出暴雨潜势。(2) 暴雨发生之前,韶关一直处于偏南暖湿气流控制的区域,并且随着对流抑制减小为0,对流有效位能增强,自由对流高度下降至近地面,使得气块更容易被强迫抬升。(3) 多个单体持续发展与合并,出现“列车效应”,近地面冷池维持向南楔入,低层西南风加强叠加于冷池上导致强风速辐合辐散区和中气旋的出现,是维持强回波持续发展的重要原因;回波呈暖区降水的垂直结构特性,也呈现出近地面层冷池对暖湿气流强迫抬升的结构特征,侧面说明了强降水触发机制。(4) 地形对对流触发和暴雨的增幅有重要影响,峡谷和喇叭口地形加强了偏南气流的汇入及辐合作用,山前迎风坡除了地形抬升作用外,位于山前的地面辐合线对于对流既有触发又有加强与维持的作用。(5) 山前强水平温度梯度为对流发生提供了有利的环境条件,当初生对流出现降雨之后,水平温度梯度进一步加强,形成了温度梯度与对流强度之间的正反馈过程,因而对流持续发展与维持。(6) 对于此类突发的短历时强降水造成的暖区暴雨,监测和短临预警仍然是主要手段。      

影响山东的台风温比亚（1818）中尺度云团“列车效应”特征分析

基于多普勒天气雷达、区域气象观测站、常规观测和NCEP再分析数据等,利用三维雷达拼图技术对2018年第18号台风“温比亚”造成的山东暴雨中尺度特征进行分析。研究表明：台风“温比亚”造成的山东暴雨,不同阶段雨强特征有较大差异,长时间强降雨是造成灾害性暴雨的主要因素;此次台风暴雨雨团具有很强的移动特征,是否形成“列车效应”是造成灾害性暴雨的重要因素;雷达三维拼图数据可以清晰识别和分析暴雨过程中尺度雨团的移动、合并和发展规律,这些对准确监测预报暴雨的发生至关重要。     

汕尾市短历时强降雨的时空分布特征

利用汕尾市2013—2018年间115个自动气象站逐小时降雨量资料,对汕尾地区短历时强降水时空分布特征以及与年总降水量的关系进行研究。分析表明:(1)2013—2018年汕尾市短历时强降雨的次数大体呈递增趋势,各年发生的次数差异较大;(2)短历时强降雨具有明显的季节变化和日变化特征,最易发生在6月,时段集中在下午至傍晚;(3)短历时强降水主要集中在莲花山脉东南侧的海丰县大部及陆丰市东北部,包括莲花山、公平、梅陇、海城、八万等地区;(4)短历时强降雨发生次数多的年份降水量也大,两者具有很强的相关性。     

0414号台风“云娜”的数值模拟

利用美国CAPS的非静力高分辨率区域预报模式(ARPS)对0414号台风"云娜"进行数值模拟,其中把新一代多普勒天气雷达资料分析引入模式,模拟结果表明ARPS模式能较好模拟台风"云娜"的移动路径、中心气压强度变化及台风大暴雨;并利用模式输出的组合反射率与雷达组合反射率资料比较来检验模拟结果.数值模拟结果表明台风自身结构是引起0414号台风西折路径的重要原因;浙南闽北地形对0414号台风的影响作地形敏感性试验结果表明浙南闽北地形使0414号台风移动路径出现右偏现象;浙南闽北地形对0414号台风强度影响较小,地形对深入内陆后台风强度变化有较明显的影响;浙南闽北地形对0414号台风暴雨有增幅作用,降水分布更加不均匀.     

"03.7"梅雨锋暴雨的中尺度模拟和诊断分析

利用中尺度模式MM5研究了2003年7月4～5日(简称"03.7")的梅雨锋暴雨过程, 该模式对这次暴雨过程有很好的模拟能力.应用假相当位温密集区定义锋面, 梅雨锋锋生比暴雨早12 h出现.此次暴雨过程中, 急流发展比暴雨要早2 h左右.低空急流的增强, 负散度绝对值加大, 促使低层强烈辐合, 是本次暴雨的触发机制, 而涡度的增强则是系统发展的结果.暴雨期间, 对流层低层是平均湿位涡负值区, 湿对称不稳定.然而, 850 hPa上湿位涡的弱正值区随暴雨中心(雨量＞20 mm·h-1)同步东移, 说明其中心为湿对称弱中性.