2012年7月21日北京特大暴雨成因分析

2012年7月21日10时至22日02时,北京经历了自1963年8月8—9日极端降水事件以来最强的一次降水过程,导致人民生命和财产重大损失。文章对此次极端降水过程进行了详细分析和探讨,主要结论是:(1)高空低槽伴随地面冷锋东移,在华北遇到副热带高压和山西地形阻挡移动缓慢;另外2012年第8号台风韦森特登陆前,台风低压和副热带高压之间形成强气压梯度,导致通向华北地区的东南风/南风低空急流建立并加强,为华北地区输送了充分的水汽,为北京特大暴雨的发生提供了极为关键的条件。(2)导致北京极端暴雨的中尺度对流系统MCS起源于河套地区低层涡旋的发展。河套地区在7月20日20时左右类似热带气旋形态的α中尺度涡旋的形成有可能与涡旋自组织机制有关,而上述MCS系统是20日20时河套地区类似热带气旋形态的α中尺度涡旋的主要降水部分,该MCS系统从形成到消散历经44小时,其超长的生命史的主要原因包括:(a)其始终具有的明显的正垂直螺旋度(由正的垂直涡度和垂直上升气流组合而成)阻止了其动能向较小尺度串级输送;(b)低层暖湿平流、对流云团云顶辐射降温、下游地区正的对流有效位能这些使对流维持和加强的因素强过由对流垂直混合和非绝热加热等导致的对流消散的因素,或二者处于大致动态平衡的状态;(c)该MCS位于地面冷锋之前的暖区和地面的低压槽内,也始终位于500 hPa低槽前的正涡度平流区,那里盛行天气尺度上升气流。(3)21日北京及周边环境非常有利于大暴雨发生,包括500 hPa明显的正涡度平流、1000～2000 J·kg~(-1)的C APE值、深厚的湿层、强的低空急流、高的地面露点温度和异常大的可降水量。(4)21日08—20时,MCS主轴的走向与太行山和风暴承载层平均风(西南偏南风)大致平行,加上东部副热带高压的阻挡,使得MCS系统移动缓慢。中午之后加强的东南或偏南低空急流在向MCS区域输送大量水汽的同时,低空急流在太行山东坡强迫抬升,使得不断有新的单体在MCS强降水区的西南侧生成,在随后向东北偏北方向的移动过程中加强、维持和最终衰减,向西南方向的后向传播和速度更快向东北向的平流结合导致对流单体反复经过同一区域,形成列车效应,整个MCS系统在西风槽推动下缓慢东移的同时,不断有强回波移入北京地区,导致极端的降水。(5)21日12时以后逐渐增加的深层垂直风切变导致很多小型超级单体形成,其内部的旋转与环境垂直风切变的相互作用导致更强的上升气流、更大的雨强和更长的对流单体生命史,对极端降水事件的形成也起到一定作用。     

2015年8月3日山东西北部暴雨过程的中尺度特征分析

2015年8月3日山东西北部出现一次对流性暴雨过程,中尺度特征明显。利用常规和非常规观测资料对该过程的中尺度环境场、对流系统的触发演变及大暴雨的落区进行分析。结果表明：这是一次典型的低槽冷锋暴雨过程。在高层辐散、中层北涡南槽、低层切变线和低空急流的天气背景下,较大的大气可降水量、大的低层比湿、中低层深厚的湿层和暖云层及大的对流有效位能为暴雨的发生提供了有利的环境条件。暴雨由暖区对流和冷锋对流共同造成,暖区对流在地面露点温度大值区内和低层湿舌的南边缘由地面辐合线触发生成,其在聊城形成列车效应,产生大暴雨。地面冷锋侵入低压后暖区对流带与冷锋对流带合并为一条强对流带,且逐渐转向偏东方向移动,列车效应减弱。强对流带后部形成弓形回波,产生地面大风。本次强降水符合热带强降水型特点。强对流带在卫星云图上表现为一个扁平状的中尺度对流系统,小时雨强50 mm以上的区域对应卫星云图上TBB小于-70 ℃的区域。     

2012年7月21日北京地区特大暴雨中尺度对流条件和特征初步分析

本文利用常规、自动气象站观测资料,卫星、雷达、风廓线探测资料和NCEP再分析资料（1°×1°,逐6小时）,对2012年7月21日北京地区特大暴雨的中尺度对流条件和对流系统特征进行了初步探讨,结果表明：本次极端强降雨成因主要包括非常充沛的水汽,一定的对流不稳定性,对流系统持续的“列车效应”,以及低质心高效率的降雨对流系统。低层的切变线和地面辐合线相交的地区,是对流单体初生和强烈发展的区域;根据中层风的风向风速及地面辐合线的位置和走向,可以大致判断对流单体的移动方向及是否存在列车效应。基于静止卫星红外云图和雷达反射率因子资料的中尺度对流系统分析表明该次降水过程存在三个阶段：第一阶段为对流系统强烈发展的前期阶段;第二阶段对流系统发展最为强烈,北京大部分地区出现极端强降雨;第三阶段为北京地区对流和降雨显著减弱阶段。     

20110616粤东南局地特大暴雨分析研究

利用MlCAPS3.1软件系统、多普勒雷达及中尺度地面自动站加密观测等资料进行分析.结果表明:副热带高压系统稳定少动,南海季风槽缓慢北抬是造成此次局部强降水的直接影响系统:强劲的低空及超低空急流提供了充足的水汽和动力条件;有组织排列的多单体风暴活动、地面锢凶锋、地面中尺度辐合系统长时间维持,是形成"列车效应(Tmin ...     

列车振动及其引起场地效应研究进展

列车已经成为交通运输的首选工具和主力,特别是高速列车对经济和社会的发展有着重要作用.由于高速列车和传统列车相比较最大的特点是速度高,因此所产生的环境振动越厉害,使得列车运输系统与人们的生产生活的矛盾越发激烈.因此,高速列车运行产生的环境振动问题成为国际研究热点和前沿课题.文中总结国内外研究现状和进展,重点从列车振动的理...     

一次多单体雷暴引发的暴雨过程分析

利用NCEP再分析资料、自动站资料及多普勒雷达资料,对2020年8月27日发生在浙江中东部地区的一次暴雨过程进行诊断分析。结果表明:此次暴雨是在高空急流右侧辐散区和低空急流左前侧辐合区相重叠的区域发生发展的。从大气稳定度方面看,代表站K指数为39℃,LI为-6℃,CAPE高峰值为2844J·Kg^(-1),表明整层大气非常不稳定。整个强降水时段出现了2种形态:前期(13—17时)多单体整体向下游传播,后期(17-21时)相对独立的多个对流单体沿着雨带传播。水汽通量和水汽通量散度对强降水过程输送水汽有着较好的互补关系。高空辐散、低空辐合的配置为暴雨区提供了动力抬升机制。假相当位温的斜压不稳定环境有利于对流单体产生“列车效应”,从而产生强烈降水。     

城际列车对新疆旅游经济高质量发展的影响效应及驱动机制

基于2010—2019年新疆市域面板数据，从投入产出视角归纳城际列车对旅游经济高质量发展的驱动机制，通过熵权法测算旅游经济高质量发展评价指数，利用多期双重差分模型实证探究城际列车对新疆旅游经济高质量发展的影响效应。结果表明：（1）新疆旅游经济高质量发展整体呈非均衡化的上升趋势，演化格局为“单中心辐射型→双中心放射型”。（2）城际列车有效提升新疆旅游经济高质量发展，显著影响北疆旅游经济高质量发展且伴随负向调节效应，未显著影响南疆但伴随正向调节效应。（3）城际列车显著影响旅游经济高质量发展中等水平市域，未显著影响高水平和低水平市域。（4）城际列车对维度层影响机制的显著正向效应依次为创新>共享>绿色>开放，对协调发展维度的影响效应不显著。研究结果丰富“铁路+旅游”融合发展的典型案例，助力探索城际列车与旅游经济高质量融合发展的路径模式。     

一次局地强降水的中尺度特征

利用常规资料和ERA5再分析资料对2020年7月8日黑龙江省出现的一次局地强降水进行了中尺度特征分析。结果表明:该过程是由于暖区内低层暖平流强迫发生的,具有局地性强,降水强度大的特点;深厚的湿层和弱的垂直风切变为此次强降水提供有利的环境条件;超低空西南急流和中层干入侵造成的对流性不稳定促进的局地强降水的发生;在地面辐合线的触发下,高垂直液体含水量值的维持在雷达特征上形成了后向传播的“列车效应”。     

昆明市主城区一次局地短时强降水特征研究

利用NCEP 1°×1°再分析资料、多普勒天气雷达及5 min地面自动站加密观测资料,对2018年6月8日夜间昆明主城区突发的局地短时强降水天气过程,从环流背景、地形作用、中尺度特征等方面进行分析,结果表明:孟加拉湾低压、切变线与地面冷锋是此次过程的天气尺度影响系统;充沛的水汽条件、对流不稳定条件是强降水天气形成的有利条件;主城特殊的地形及南侧滇池水体对降水有增幅作用。多普勒雷达特征显示",列车效应"明显,强回波集中在中低层,具有明显的辐合;6 min的雷达组合反射率CR和雨强分布RZ与5 min的雨量变化有较好的对应关系。     

武陵山区一次暖区强降水触发和维持机制分析

利用自动站观测资料、多普勒雷达资料、ERA5 0.25 °×0.25 °再分析资料及WRF数值模拟资料，对2018年5月19—20日发生在重庆武陵山区一次暖区暴雨过程中尺度环境条件及中小尺度对流系统演变、触发和维持机制等进行分析。结果表明:（1）此次过程无明显冷空气强迫，斜压性弱，边界层高温高湿，对流层中下层存在明显条件不稳定层结；（2）石桥强降水中小尺度对流系统演变主要有3个阶段:分散对流组织成东西向带状对流、带状对流断裂后雨团准静止维持、东北-西南向带状对流快速重建；（3）沿武陵山脉分布的边界层辐合线触发雷暴发生，强回波单体沿辐合线移动和加强，形成“列车效应”；（4）石桥东部山顶雷暴冷池出流下山，与环境暖湿气流和地形作用共同维持石桥强降水；（5）山区地形对降水有重要影响，近地面偏东风与石桥西部山体相互作用形成局地气旋性小涡旋触发降水，而受到石桥东部山体阻挡作用，地形性涡旋移速变慢，利于强降水维持。