河北一次春季回流暴雨过程及其热力结构分析

利用常规观测资料和NCEP 1°×1°再分析资料,采用天气动力学诊断方法,对河北中南部春末一次回流暴雨的风场、水汽、热力条件进行了详细分析。结果表明:(1)此次大暴雨发生在地面冷锋后部、近地层超低空急流产生回流的稳定气团中,850—700 hPa低空西南急流和切变线是其主要影响系统。(2)随高空急流发展,急流中心右前方强辐合引起气流下沉,使低层高压加强、高压南部风速加大,导致山东、河北南部低空东北风加强而产生近地面层超低空东北风急流,与其上层偏南急流相遇在太行山东麓产生耦合形成回流,有利于在河北南部、山东等地形成暴雨中心。(3)强暴雨发生在西南水汽通道北侧边缘,暴雨区水汽主要为西南急流输送;强暴雨区位于水汽通量散度强辐合区与水汽通量散度强辐散区之间的水汽通量散度锋区中,低层风切变辐合对暴雨触发起到关键作用。     

宁夏煤变质规律初探

宁夏煤炭资源丰富,煤类多,在区域和垂向上呈现出明显的规律性。晚古生代煤层以中、高变质的烟煤、无烟煤为主,中生代煤层以低变质的烟煤为主,从各含煤区分布看,贺兰山、香山含煤区多为高变质的烟煤和无烟煤,灵盐、固原含煤区以低变质烟煤为主,青铜峡-固原深断裂西部的煤变质程度明显高于东部。分析认为深成变质作用对各时代煤变质具有普遍意义,在此基础上,岩浆热力变质作用和动力变质作用也是导致局部地区煤变质增高的因素,如贺兰山含煤区的汝箕沟矿区,受隐伏岩浆热力影响,以岭大井田为中心,呈现北东向展布的半环带状煤级分带;香山含煤区各时代煤类分布方向与区域构造线方向一致,推测可能在深成变质作用下叠加了岩浆热力变质和动力变质作用。     

渤海湾盆地冀中坳陷中区中新生代复合伸展构造

通过对大量地震剖面的重新解释,并结合盆地的钻探资料及前人研究成果,揭示了冀中坳陷中区中新生代以来先后经历了：①燕山中晚期(J3-K1)与阜平变质核杂岩形成有关的热力伸展,变质核杂岩拱升隆起导致侧向伸展,太行山东缘拆离断层发育并在其下降盘形成同期断陷盆地(保定凹陷);②古近纪(E)区域应力伸展,太行山东缘断裂及其下降盘的保定凹陷具有明显的继承性,并有“早盛早衰”的特点。而中区东部边缘断裂及其控制的沉积洼槽主要发育于该阶段,断裂强烈活动时间相对晚,但持续时间较长;③古、新近纪之间(N／E)重力伸展,区域不均衡隆升导致饶阳凹陷南部发生大型重力滑覆构造,其运动轨迹类似昆虫前行时的“褶曲蠕动”,与经典的重力滑动构造模式有所不同。三期不同性质、不同类型的伸展作用有机相联,彼此影响,并进一步探讨了各类伸展构造的个性特征、形成演化及其盆山耦合的响应关系。     

1998年长江流域夏季降水异常的一个物理机制

2005年春末夏初云南出现了55年来最严重的高温干旱天气。通过诊断分析发现,造成此异常气候主要原因是中高层大气环流季节转换滞后,冷空气活动偏北;南海夏季风爆发偏晚;热带对流偏弱;西太平洋副高偏南、偏强、偏西。     

2008年雪灾过程高原上游关键区水汽输送机制及其前兆性“强信号”特征

利用NCEP/NCAR再分析资料、中国气象台站降水量资料、青藏高原及周边地区GPS水汽观测站网大气可降水量资料,采用统计诊断方法,分析了2008年中国南方雨雪冰冻灾害期间4次暴雪过程的动力、热力特征,水汽变化及其输送特征.研究结果表明,灾害发生期间,中国北方中低层大气盛行偏北气流,使较强的偏北冷空气"楔入"中国东南部低层大气,构成低层"冷垫",同时偏南暖湿气流源源不断地将大量水汽输送到中国东南部,冷暖气流交汇及其垂直切变导致强烈的上升运动,构成了"冷垫"上空的"暖盖"及"南槽北脊"反位相环流汇合锋区的垂直环流结构.反位相环流的偏南水汽主要来自南海和印度洋,两者在中南半岛和中国西南地区合并,构成经过云南及周边关键区的强西南水汽流,形成了长江流域特大雪灾发生的关键水汽通道.研究结果亦证实高原及周边地区JICA项目GPS水汽监测网信息可为中国长江中下游地区暴雪的发生提供具有预报实用意义的重要分析工具及数值模式同化初始信息源.云南及周边区域水汽含量的多少对下游地区后期降水的发生具有一定的指示意义,即水汽输送上游关键区大气可降水量的变化可作为此次南方雨雪冰冻灾害期间降水发生的"前兆性"信号,而云南则是西南水汽输送通道中尤为重要的关键区域.     

夏季东亚大槽和副热带高压年代际变化的分析

通过调查40年东亚地区500 hPa平均位势高度场,结果显示东亚夏季高度场发生明显增高,增高主要发生在4～10月和120°E以西的亚欧大陆上,夏季西太平洋副热带高压明显西伸,夏季东亚大槽至少向西移动20个经度,这可能使我国西北降水增加而华北降水减少。另外印度半岛孟加拉湾高度场也有年代际增高趋势。通过公式诊断半球尺度的"极地—赤道"温度梯度减小和东亚大陆尺度的东西温度梯度减小是共同促使这次东亚大槽年代际西移和副热带高压北扩的主要原因。     

城市下垫面影响空气污染的机制分析

本文采用RBLM-chem模式,利用杭州市高分辨率城市建筑等资料,定量分析城市动力效应、热力效应以及城市植被、人为热对SO2、NO2、O3、PM2.5等主要污染物浓度的影响.结果 表明,城市化过程使得大部分城区温度上升约1℃,相对湿度下降约6％,风速下降约0.8 m·s-1,湍流动能增强约0.03 m2· S-2.城市...     

长江中下游地区雪和雨夹雪垂直热力特征的聚类分析

基于ERA5逐小时再分析资料和地面观测资料,对2019—2022年长江中下游地区雪和雨夹雪的垂直热力特征进行分析,并应用K-means聚类方法分型探讨其物理过程特征。结果表明：1）雪和雨夹雪的聚类均可分为“冷型”和“逆温型”两簇,“冷型”降雪、雨夹雪多数出现在28°N以北地区,江南地区以“逆温型”为主。2）通过湿球温度曲线的聚类分析可以较好地区分雪、雨夹雪相态,优于样本合成平均。3）大部分雪、雨夹雪的云顶温度都低于-10 ℃,且量级越大,云顶温度越低,“冷型”雪、雨夹雪云顶温度低于“逆温型”。4）“逆温型”雪和雨夹雪的降雪率高于对应的“冷型”样本,且“逆温型”南风、北风风速均强于“冷型”。5）“逆温型”雪和雨夹雪比“冷型”样本出现暖层比例高,且“冷型”样本暖层绝大部分都位于近地面层。     

"海棠"台风近海打转成因分析

本文针对"海棠"台风在台湾东北侧临近登陆时突然逆时针打转的异常路径,利用常规天气图并结合逐时雷达回波资料,深入分析"海棠"台风近海打转时段的环境流场及台风涡旋结构演变特征,探讨台湾花莲附近地形作用及台风偏心结构等因素对台风移动路径的影响.结果表明:在鞍形场的环流背景下,台湾中央山脉地形强迫、台风涡旋热力对流不对称等外在因素的作用,促使台风涡旋内在的动力结构产生不对称的快速变化,导致台风在近海打转.     

中国东部降水中大尺度环流和局地陆-气相互作用的贡献：河南“21·7”强降水事件特征影响因子探究

2021年7月河南省遭遇突破历史极值的极端强降雨，造成极大人员伤亡和经济损失，同时此次事件暴露出对中国东部汛期降水预测存在一定不足，提示我们需要加强汛期降水和传统影响因子不匹配的机理研究。本文首先利用再分析ERA5月资料识别了与2021年7月有相似环流背景的中国东部夏季降水事件；进一步利用基于相似环流型的动力调整方法，对1979～2021年7月中国东部降水距平开展了大尺度环流动力影响和局地陆面作用分离；最后，量化研究了上述两个作用对此次极端降水事件的贡献。得到如下主要结论：2011年是2021年7月的500 hPa环流相似年，然而相应降水场在华北到长江中下游地区呈现显著差异。利用动力调整方法从降水距平中分离出大气环流的影响，相关分析表明余项反映局地陆—气反馈作用。降水余项是引起2021年7月江淮到长江下游地区的异常强降水的主要原因。归因分析表明，余项主要是由局地热力因子变化引起的，其中，蒸发加强，感热通量显著降低，增加了大气强对流不稳定能量，并通过影响大气相对湿度和边界层高度，使得降水增加。推广到1979～2021年7月降水的演变过程发现，中国东部降水余项的年际变率很强，极端降水异常主...