东风波诱生低涡发生发展的螺旋度演变特征分析

利用NCEP 1°×1°再分析资料对2001年8月3~4日浙南闽北的东风波暴雨过程,根据螺旋度(Helicity)分析了过程中的暴雨演变以及雁荡山脉诱生中尺度低涡发生发展的原因。同时,利用中尺度有限区域模式MM5V2对该东风波诱生中尺度低涡进行模拟。结果表明:螺旋度大值中心强度和位置的演变较好地反映了暴雨落区和中尺度低涡的诱生、移动,螺旋度的时空演变对暴雨发生有一定的预示意义,螺旋度计算较中尺度模式得出诱生低涡初生位置、路径预报准确率高,二者集成可以提高诱生低涡的预报准确率。     

Analysis of a Vortex Precipitation Event over Southwest China Using AIRS and In Situ Measurements

A strong precipitation event caused by the southwest vortex(SWV), which affected Sichuan Province and Chongqing municipality in Southwest China on 10–14 July 2012, is investigated. The SWV is examined using satellite observations from AIRS(Atmospheric Infrared Sounder), in situ measurements from the SWV intensive observation campaign, and MICAPS(Marine Interactive Computer-Aided Provisioning System) data. Analysis of this precipitation process revealed that:(1)heavy rain occurred during the development phase, and cloud water content increased significantly after the dissipation of the SWV;(2) the area with low outgoing longwave radiation values from AIRS correlated well with the SWV;(3) variation of the temperature of brightness blackbody(TBB) from AIRS reflected the evolution of the SWV, and the values of TBB reduced significantly during the SWV's development; and(4) strong temperature and water vapor inversions were noted during the development of the SWV. The moisture profile displayed large vertical variation during the SWV's puissant phase,with the moisture inversion occurring at low levels. The moisture content during the receding phase was significantly reduced compared with that during the developing and puissant phases. The vertical flux of vapor divergence explained the variation of the moisture profile. These results also indicate the potential for using AIRS products in studying severe weather over the Tibetan Plateau and its surroundings, where in situ measurements are sparse.     

一次罕见大冰雹天气的新一代天气雷达回波分析

利用常规资料和多普勒雷达资料,分析了2011年6月24日洛阳嵩县冰雹天气过程。结果表明：高空横槽转竖,干冷空气入侵,中低层强的偏东风辐合,暖湿气流辐合上升,为冰雹的发生提供了有利的动力和水汽条件;高空冷平流,低层暖平流,为强对流性天气的发生提供了不稳定层结;适宜于冰雹生成发展的0℃层高度,指示有利于对流发展的各类指数,为冰雹的分析预报提供了较好的依据;早期的雷达回波信号及其所带来的天气,为提前对强对流天气性质正确判断和监测预警提供了较好的参考信息;强度〉55dBz的回波高度高于-20℃层高度,VIL值〉60kg／m^2,回波顶高〉12km,有中气旋出现等,是降雹的可靠信号。     

一次蒙古冷涡影响下宁夏强对流天气分析

2004年6月14、15日连续2 d宁夏大部地区出现了强雷阵雨天气,引黄灌区局部地区遭受冰雹袭击。利用常规气象资料、多普勒雷达产品等资料,对此次过程进行了天气学分析,分析表明这是一次典型的蒙古冷涡旋转东移南压造成的宁夏连续性强对流天气过程。并根据一般性雷雨与伴有冰雹的强雷雨天气发生时雷达回波的差异,统计得到宁夏发生强对流性天气的监测预警指标,同时利用宁夏中尺度区域模式MM5预报产品对其相关物理量进行了模拟分析,得到了有价值的结果。     

Unstable Dynamical Properties of Spiral Cloud Bands in Tropical Cyclones

A nondivergent barotropic model （Model 1） and a barotropic primitive equation vortex model （Model 2） are linearized respectively in this paper. Then their perturbation wave spectrums are computed with a normal mode approach to study the instability problem on an appointed tropical cyclone （TC）-like vortex, thereby, the dynamic instability properties of spiral cloud bands of TCs are discussed. The results show that the unstable mode of both models exhibits a spiral band-like structure that propagates away from the vortex outside the radius of maximum winds. The discrete modal instability of the pure vortex Rossby wave can account for the generation of the eyewall and the inner spiral band. The unstable mode in Model 2 has three parts, i.e., eyewall, inner and outer spiral bands. This mode can be interpreted as a mixed vortex Rossby-inertia gravitational wave. The unbalanced property of the wave outside the stagnation radius of the vortex Rossby wave is one of the important reasons for the formation of the outer spiral band in TCs. Accordingly, the outer spiral band can be identified to possess properties of an inertial-gravitational wave. When the formation of unstable inner and outer spiral bands is studied, a barotropic vortex model shall be used. In this model, the most unstable perturbation bears the attributes of either the vortex Rossby wave or the inertial-gravitational wave, depending on the vortex radius. So such perturbations shall be viewed as an unbalanced and unstable mixed wave of these two kinds of waves.     

20世纪90年代以来东北暴雨过程特征分析

使用1990～2005年全国730站日降水资料和NCEP格点分析资料对1990～2005年东北地区大暴雨过程进行了分类研究,探讨21世纪前后夏季东北暴雨的主要特征.按照东北地区日降雨量大于50 mm的站点数不少于5个的标准,统计出1990～2005年东北地区的69个暴雨个例(共90天).在统计的基础上,进一步对造成大范围暴雨过程的天气形势进行分类研究.考虑阻塞高压、热带、副热带系统和西风带之间的相互关系,将暴雨过程的主要影响系统大致分为6类:(1)台风与西风带系统(西风槽、东北低涡)的远距离相互作用(20个,28.9%);(2)登陆台风(或南来低涡)北上与西风带系统(西风槽、东北低涡)相互作用(16个,23.2%);(3)台风直接暴雨(1个,1.5%);(4)低槽冷锋暴雨(16个,23.2%);(5)低空切变型暴雨(2个,2.9%);(6)东北低涡暴雨(14个,20.3%).在所有个例中与台风有关的共有37个,超过一半,占总数53.6%.台风的远距离水汽输送或登陆台风北上与西风带系统相互作用是东北地区产生大暴雨或持续性大暴雨的重要环流条件.此外,东北低涡和西风槽前系统造成暴雨个例也比较多,也是东北地区大范围暴雨的重要影响系统,低槽冷锋暴雨和东北低涡暴雨也各分为4小类.低空切变暴雨的切变线一般在低层较为明显.上述分析表明,夏季东北地区暴雨过程种类繁多,情况较为复杂,且进入新世纪以来该区降雨过程较为活跃,值得深入研究.     

近五十年中国西北地区夏季降水场变化特征及影响因素分析

利用中国气象局信息中心提供的西北地区1951～2005年夏季月平均资料集和1958～2002年ERA40资料, 分析近五十年来西北地区夏季降水场的主要变化特征, 及与之相关的大尺度水汽输送和环流场变化, 讨论大尺度环流指数如涛动、 极涡、 赤道太平洋Niño3.4区海温与西北地区夏季降水的相关性。结果表明, 近五十年西北西部尤其是南疆的降水增多, 与西伯利亚 (50°N～60°N, 40°E～70°E) 上空位势高度增加和伊朗高原 (35°N～42.5°N, 60°E～75°E) 上空位势高度减少有很大关系。1987年后, 西北西侧水汽辐合也是该区降水增多的一个重要因素。西北东部降水受海温影响大。此外, 北大西洋涛动、 极涡面积可以反映近几十年来西北降水西增东减的年际波动。极涡面积大小与西北降水第一模态相关性尤其突出, 可以作为考察西北降水变化的一个重要指标。     

1980～1994年台湾海峡两岸的地热涡与降水季度预报初探

利用１９８０～１９９４年大陆３．２ｍ深度和台湾３．０ｍ深度的地温资料,分析了１５ａ来的逐季地气图,统计了台湾海峡两岸的地热涡活动,发现平均每季有１个地热涡活动,其水平尺度比大陆内部的地热涡要小,生命史也要短,进入台湾地区的地热涡绝大多数是从西方和北方进入,其移动速度比大陆内部的要快得多。９０％以上的地热涡在同期有多雨区与其对应,热涡中心与多雨中心相距在１００ｋｍ以内者占６８％。最后给出了一个季度降水的定性预测方案,其步骤为：预报地热涡的中心位置、强度和水平尺度;推算降水正距平区的水平尺度、中心位置和强度;根据本区发生的地震等情况进行预报订正。     

汛期西南低涡移向频数的年际变化与降水

利用1960～1999年汛期西南低涡不同移向的数据资料与同期移向相对应站点的降水量进行同步相关分析和检验,并将通过显著水平a=0．05检验的两组资料用墨西哥帽子波进行分析。结果显示：这40年汛期中出现的西南低涡,在原地生消的占总数的一半以上,而能够继续移动发展的西南低涡以偏东路径为主;东北路径的西南低涡与该方向上太原、石家庄降水的相关比较好,偏东路径与汉口降水相关较好,移动总和与内江降水相关较好;从小波分析结果发现东北、偏东路径低涡出现次数与对应站点降水,在10年以上的时间尺度上它们的分布周期存在良好的对应关系。     

近50年中国冬季大地冷涡与春夏季干旱相关的统计

通过对冬季大地冷涡与春夏季干旱的相关分析,发现:除高原主体外,冬季的大地冷涡对应着春夏季为干旱少雨区;而且大地冷涡东面的地冷涡绝大多数也是春夏季的干旱少雨区。冬季大地冷涡在中国的出现频率为80%,可作为短期气候预测的重要因子。