大气环境条件对夜间飑线影响的敏感性试验

利用CM1数值模式,以2017年8月7日发生在长江三角洲地区的一次夜间飑线过程为例,开展弱切变背景下中层相对湿度、低层风切变和对流有效位能的敏感性试验。结果表明:中层相对湿度升高,有利于夜间飑线雷达回波面积、回波强度和地面降温幅度增大。湿度降低,虽导致夜间飑线的雷达回波宽度变窄,但有利于夜间飑线结构和强度的维持。中层相对湿度的改变对夜间飑线成熟阶段的地面最大风速的影响并不十分明显,但是中层相对湿度的降低会增大地面最大风速的波动;低层风切变的增大使夜间飑线雷达回波强度增强、面积增大、移速变慢,也使飑线冷池强度增强,而对成熟飑线的冷池厚度和地面最大风速影响不大,但是更弱的环境风垂直切变更容易出现脉冲风暴地面强风。低层风切变的减小不利于夜间飑线的发展以及成熟夜间飑线结构和强度的维持;对流有效位能越大,越有利于夜间飑线雷达回波强度和回波面积以及冷池强度和厚度的增大,也有利于夜间飑线地面降温幅度和地面最大风速的增大。中等大小的对流有效位能更有利于成熟夜间飑线强度和结构的维持。低对流有效位能不利于夜间飑线发展,但在中层湿环境条件下依然能发展成为成熟的夜间飑线。该研究揭示了中层相对湿度、低层风切变和对流有效位能等大气环境条件对夜间飑线发生、发展的影响机制,为夜间飑线的预报提供了参考依据。      

2012年早春河南一次高架雷暴天气成因分析

利用常规观测、新一代天气雷达、雷电定位监测和1°×1°NCEP分析资料对2012年早春河南一次伴有多种天气现象的高架雷暴(elevated convection)成因进行了天气学分析,建立了高架雷暴天气的流型配置模型。结果表明:(1)本次高架雷暴发生在中纬度暖性低槽发展东移的环流形势下,边界层顶以上近中性条件不稳定性层结(偏向于很弱的条件不稳定)在高空槽前正涡度平流和低层暖湿平流的强迫作用下,使得700 hPa以上出现较大范围的较强上升运动,地面冷高压后部偏东气流对高架对流的产生具有冷垫作用。(2)出现高架雷暴的大气低层存在较强的逆温层,700 hPa暖温度脊前的西南暖湿低空急流为高架雷暴的产生提供了充足的水汽和能量,并使低层逆温层顶以上出现弱条件不稳定层结和较高的露点,两者结合导致弱的最不稳定对流有效位能MUCAPE,其值在10~50 J·kg~(-1)之间,高架对流是由逆温层顶附近及其以上的暖湿气块被抬升而造成的,对应1.0~3.0 m·s~(-1)的雷暴内最大上升气流。(3)此次高架雷暴发生在强斜压环境中,有较强的动力不稳定,中低层0~6 km和0~3 km垂直风切变值分别为(3.0~3.7)×10~(-3)和(5.0~5.3)×10~(-3)s~(-1)。(4)本次过程-10℃、-20℃层高度分别在5、6.5 km,弱对流云顶高度多在6~8 km或以上,超过了冻结层高度,易导致雷电发生。(5)从流型配置模型看,高空暖性低槽、中高层强烈发展的温度脊、700 hPa强西南暖湿低空急流和边界层冷中心、冷温度槽、地面冷高压等是值得关注的影响系统,当这些天气系统有利配置时,应注意低层逆温层、中层弱条件不稳定层结的建立以及高架雷暴发生的可能性。     

华南一次典型MCC过程的成因及天气分析

利用常规资料、FY2C红外TBB等资料分析了2006年5月6日发生在华南地区的一次典型MCC过程,发现在具备充足的水汽和不稳定层结条件下,地面冷空气的辐合抬升作用和高低空急流的耦合是此次MCC形成和发展的关键,同时“喇叭口”地形以及下垫面温度日变化也起着重要作用。利用广州白云机场的多普勒雷达和地面自动站资料对MCC内部的飑线进行实时监测,得到低空风切变对机场的影响情况。     

青岛流亭机场海风特征分析及对飞行的影响

通过分析2008—2016年青岛流亭机场(简称青岛机场)各季节地面风向日变化规律,发现有两支海风环流影响青岛机场：一支是西支海风,风向210°～230°,一般上午影响机场,午后发展至最强,下午消失;另一支为南支海风,风向150°～170°,午后影响机场,下午取代西支海风,傍晚发展至最强,夜间逐渐减弱消失。两支海风夏季最为明显,南支海风强度季节性差异强于西支海风。海风对机场飞行的影响主要体现在两支海风引起的三种海风锋型低空风切变,分别为西支海风锋引起的侧风切变、两支海风环流相互作用引起的侧风切变以及南支海风引起的顺风切变,其季节及日变化规律为：夏季出现概率最大,春、秋季次之,冬季几乎不会发生;一天中最可能发生时段分别为08：00—11：00、12：00—15：00和15：00—17：00,具体时段在各季节略有差异。     

2008年江西省冻雨和暴雪过程对比分析

利用NCEP1°×1°逐6h分析资料和常规观测资料,从环流形势、垂直热力结构、动力抬升、水汽条件等方面着手,对2008年1月25—28日和2月1—2日江西省罕见大范围冻雨和暴雪过程进行了对比分析。结果表明,2次过程发生在相似的环流背景下,但暴雪过程的饱和湿度层更加深厚,冷空气条件、动力辐合、垂直风切变均强于冻雨过程。对流层中层的爆发性增温是冻雨、暴雪降水相态改变的关键,2次过程在925—700hPa都存在逆温层,但冻雨过程的锋面逆温更强,并在800hPa以上存在1～2km的0℃以上暖层,暖层最高温度为2～7℃;而暴雪过程整层温度均在0℃以下,不存在暖层。强降雪伴随着湿位涡的发展而加强,MPV1正中心附近的强梯度带和MPV2负斜压中心附近的密集等值线,以及深厚、强烈的上升运动对冻雨和暴雪的预报具有较好的指示意义。2次过程在低空都为辐散气流,中层辐合、高空辐散,且辐合、辐散层从高到低,从北向南倾斜分布。暴雪过程的高层辐散更强,高低空的抽吸作用更加剧烈。     

四川盆地东北部春夏两次冰雹天气过程对比分析

利用常规气象资料、NECP 1°×1°6小时再分析资料和达州CINRAD/SC多普勒天气雷达资料对出现在四川东北部的两次冰雹天气过程进行了综合分析。分析结果表明,这两次过程都发生在高空西北气流和低层暖空气形成的不稳定层结中,均具有中等到强垂直风切变,为冰雹的出现提供了有利的环境条件;0℃和-20℃层高度是影响冰雹直径的关键因素。从雷达分析得知,"7.19"冰雹为多单体线性风暴,回波结构呈块状分布,具有弱的中气旋,回波悬垂不明显,"4.20"冰雹过程回波结构呈钩状分布,具有回波悬垂和中气旋结构特征。      

一次连续性大到暴雨成因及雷达回波特征分析

利用T213资料、自动站每小时降水资料、探空资料、乌鲁木齐多普勒天气雷达资料等对乌鲁木齐地区2004年7月18～20日的连续性大-暴雨天气过程进行了分析,指出:局地强垂直风切变、高K指数、水汽输送、边界层偏西急流和不稳定大气层结对大降水的产生和维持具有一定的预报能力。     

黔西南州冰雹时空分布及春夏冰雹环境条件分析

使用1961—2008年48年黔西南州8个县市气象站逐月冰雹日资料以及周边4个探空站资料,分析该州冰雹日数时空分布特征和冰雹天气发生的环境条件。结果表明,近48年来该州冰雹日数总体呈逐年减少趋势,其地区差异较大,大致是北多南少;全州一年12个月均有冰雹出现,春季冰雹日数最多,冬季次之,夏季再次之,秋季最少,4月冰雹最多,9月冰雹日数最少;该州年均冰雹日数与海拔高度呈较好的正相关,相关系数达0.934;通过对2004—2009年春夏冰雹天气发生前的CAPE值和垂直风切变分析发现,春季冰雹发生前,要求700hPa到200hPa垂直风切变达到0.002s-1以上,而对CAPE值要求不高,多在800J·kg-1以下;夏季冰雹发生前,一般要求CAPE值在700～2000J·kg-1之间,而垂直风切变大多在0.002s-1以下。     

边界层急流型重力波——飞机颠簸的一种形成机制

采用线性化的Boussinesq流体边界层绝热流动方程，比较一维边界层急流型重力波的垂直运动量级，讨论边界层急流型重力波中的湍流发展，认为边界层急流型重力波是造成边界层飞机颠簸的一种机制。