A Case Study on the Triggering of Thermal Convective Precipitation

Thermal convective precipitation （TCP） often occurs over mainland China in summer when the area is dominated by the western Pacific subtropical high （WPSH）. It is well known that the WPSH often brings about large scale subsidence, then why could deep moist convection occur and where does the water vapor come from？ In this paper, a deep convective precipitation case that happened on 2 August 2003 is studied in order to address these two questions. First, the characteristics of the TCP event are analyzed using the Tropical Rainfall Measuring Mission （TRMM） satellite data, automatic weather station observations, and the data from the US National Centers for Environmental Prediction （NCEP）. Second, water vapor sources are identified through examining surface evaporation, water vapor advection, and water vapor flux divergence calculated by using a regionally averaged water vapor budget equation. Furthermore, using an Advanced Regional Eta-coordinate Model （AREM）, contributions of sensible and latent heat fluxes to the TCP are compared through four sensitivity experiments. The results show that in the regions controlled by the WPSH, surface temperature rises rapidly after sunrise. Upon receiving enough sensible heat, the air goes up and leads to convergence in the lower atmosphere. Then the water vapor assembled from the surroundings and the ground surface is transported to the upper levels, and a favorable environment for the TCP forms. A model data diagnosis indicates that about half of precipitable water comes from the convergence of horizontal fluxes of water vapor, and the other half from surface evaporation, while little is from advection. Additional sensitivity experiments prove that both sensible and latent heating are essential for the onset of the TCP. The sensible heat flux triggers thermodynamic ascending motion, and the latent heat flux provides water vapor, but the contribution to TCP from the latter is a little smaller than that from the former.     

渤海强对流天气监测及概念模型初建

利用micaps系统个例库、秦皇岛雷达、天津雷达、FY-2E红外云图、海岛站、GPS闪电定位仪、探空及中尺度物理量场等资料,采用同步资料叠加分析方法,对2007-2011年4-10月出现渤海西岸区至海区强对流天气的25个例进行综合分析和对应关系的研究.初步得出:(1)强对流发生时三类天气尺度背景场条件下的高空与低层急流配置及K指数和SI指数对应值,渤海边界层辐合线与强对流天气落区对应关系;(2)同步卫星云图中尺度MCC象元动态特征及TBB值;(3)海区中β尺度单体及多单体风暴雷达反射率因子、回波顶高特征及阈值,回波顶高与雷电分布对应关系;(4)初步建立渤海强对流天气概念模型,归纳海区强对流预警指标.在2012年5-6月业务试验中效益显著,为渤海海洋强对流天气监测、精细化预报方法研究提供参考依据.     

云南冷锋切变型暴雨的中尺度特征分析

利用T106数值预报产品资料，通过中尺度滤波方法，提取云南冷锋切变型暴雨过程中的中尺度降水系统，对其有关物理量的特征及演变进行了分析。研究发现，通过中尺度滤波方法，可以从常规的数值预报产品资料中有效分离出直接导致暴雨的中尺度天气系统，通过对这些中尺度系统的分析及追踪，可以为暴雨预报提供更为客观的预报依据；水汽的强辐合时段与暴雨降落时段有较好的对应关系，暴雨落区比水汽的强辐合区域要稍偏向于水汽输送的下游方向；在该型暴雨的发生过程中，北部冷平流具有十分重要的作用，但南部暖平流的作用也不可忽视。     

风暴生命史雷达特征量反演

从风暴演变各阶段物理特征出发, 基于多普勒雷达观测的三维反射率因子, 定义物理量———单体重力势能。结果表明:单体重力势能是一个能够简洁、客观描述风暴单体整体强度的物理量; 利用该物理量可描述单体生命史为发展和减弱两个基本过程; 单体重力势能大小有助于辨别风暴类型和强度。同时, 生成和分析了风暴单体演变各阶段的反射率因子垂直廓线, 分析表明:在30~150 km的雷达观测范围内, 风暴单体的反射率因子垂直廓线 (降水廓线) 及其随时间的变化能较好地揭示风暴的垂直结构和生命史演变特征, 但没有用重力势能那样简洁。     

地形作用下低空急流的演变与强降水对流风暴系统的相互作用

利用雷达、卫星、风廓线雷达和地面加密区域自动气象站等观测资料,分析了2016年入梅后发生在鄂东地区一次极端强降水事件的中尺度对流系统发生发展过程、结构演变及其传播特征,旨在揭示造成强降水过程中的3个中尺度对流系统(MCS)的触发、发展、维持机理以及它们之间内在的中尺度动力学关系,尤其是地形作用下的低空急流的演变与强降水对流风暴系统相互作用过程。研究表明:(1)与大多数梅雨锋上的强降水带与低空切变线平行分布不同,此次极端强降水雨带呈倾斜的"n"字形,其中两条主雨带近乎与低空切变线垂直;此次极端强降水分别由大别山迎风坡上西北—东南向MCS、湖北中东部平原地区西北—东南向MCS和桐柏—大洪山东侧东北—西南向MCS造成。3个MCS移动缓慢,都具有后向传播的特征。(2)大别山迎风坡上MCS初始雷暴是低空急流下边界不断向下扩展过程中在地形抬升作用下触发的,而湖北中东部平原地区的MCS和桐柏—大洪山东侧MCS的触发、发展、加强都与大别山迎风坡上MCS形成的冷池加速推进形成的出流边界与环境气流形成的强烈辐合抬升作用有关。(3)垂直于大别山的边界层西南急流对山坡上的对流冷池产生的顶托作用不仅平衡了冷池密...     

日本海中尺度涡旋时空变化特征研究

本文利用1993–2019年基于海表面高度异常的涡旋数据集和高度计数据统计分析了日本海区域中尺度涡旋的大小、极性、生命周期、振幅、传播等表面特征的时空变化规律。27年间,共探测到1 429个涡旋,气旋和反气旋数量基本相当,其中气旋675个,反气旋754个。两种极性涡旋均具有较强的季节变化：秋季较多,冬季次之,春季最少。郁陵盆地、大和盆地等为涡旋多发区域呈现西南–东北向带状分布。其中,南部海域反气旋占优,靠近津轻海峡的北部海域气旋占优。西部和南部受东韩暖流和对马暖流的驱动,涡旋移动方向与流场基本一致,北部涡旋与黎曼寒流以及副极地锋流有关。研究表明,动力学不稳定是涡旋在秋冬季大量产生的重要原因。此外,半封闭盆地、局地流场以及复杂的海气相互作用等都可能会对涡旋的产生和消亡造成一定影响。     

北极涛动、极涡活动异常对北半球欧亚大陆冬季气温的影响

利用1951-2012年NCEP/NCAR全球月平均500 hPa高度场、气温场等再分析资料,北极涛动（AO）指数,北半球及其4个分区的极涡指数等资料,分析极涡和AO对北半球特别是欧亚大陆冬季气温异常分布的影响。北半球极涡面积指数与北半球气温相关场呈由北向南的“+、-”分布,显著正相关中心位于极区,显著负相关中心位于欧亚大陆中高纬度地区;AO指数与气温的相关场分布与此反位相。极涡各分区面积指数体现与各大洲气温显著相关的地域特征,尤其是亚洲极涡面积指数比AO的相关区域更偏向亚洲和中国东部及沿海地区,能表征亚洲大陆冬季风向中低纬度爆发的某些特征。2006年以来AO指数呈较明显的下降趋势,北半球、亚洲区极涡面积指数呈显著的上升趋势,这是有利于欧亚大陆近几年连续冬季气温异常偏低的年代际背景;2009-2011年北半球欧亚大陆冬季大范围低温事件,不仅与冬季AO负位相明显变强有关（2011年除外）,与北半球以及亚洲区极涡面积指数偏大联系更为密切,亦表明该区域冬季变冷的自然变率明显增强。     

The Roles of Barotropic Instability and the Beta Effect in the Eyewall Evolution of Tropical Cyclones

Diabatic heating by convection in the eyewall often produces an annular region of high potential vorticity(PV) around the relatively low PV eye in a strong tropical cyclone(TC). Such a PV ring is barotropically unstable and can encourage the exponential growth of PV waves. In this study, such instability and the subsequent nonlinear evolution of three TC-like vortices having PV rings with different degrees of hollowness on an f-plane are first examined using an unforced, inviscid shallow-water-e...     

李四光和卡尔宾斯基金质奖章

中国地质学家李四光与当时苏联地学界来往交流紧密,他对地质学的贡献得到了苏联地质学家的高度评价。1958年,苏联科学院全体大会选举李四光为苏联科学院院士,并授予卡尔宾斯基金质奖章;该奖章是1947年由当时的苏联科学院和俄罗斯科学院共同发起的、对地质科学有突出贡献的科学家最高单人奖励,李四光是第六位获奖人,也是至2017年止唯一获此殊荣的外籍地质学家,他的获奖理由是:在地质、古生物、地层和矿产研究工作的综合贡献。李四光有两部著作在苏联被译成俄文出版,分别是1952年的《中国地质学》和1958年的《中国西北部的旋卷构造》,这两部译作对当时的苏联地质界产生了很大影响,极大地推动了李四光学术思想的广泛认知;"地质无国界",中国地调百年的发展历程也有着俄罗斯地学理论、规范、方法实践的烙印,在新的"一带一路"合作倡议和李四光学术精神传承下,中俄、中国与中亚在地学领域的交流合作将不断深化,硕果累累。      

地热涡合并与1976年唐山大地震

分析了１９７６年唐山大地震前的地热涡活动,研究了地热涡活动与唐山大地震的关系,追踪了有关地热涡的发展演化史及其合并活动对有关地震的影响．研究表明,唐山大地震前我国大华北地区有巨大的地热涡群活动,与邢台地震前地热涡的成群聚集类似,并且同样在地震爆发前发生地热涡合并．这一现象是大华北地区强地震发生的重要前期事件之一