2017年“海棠”台风影响辽宁不同区域极端暴雨成因分析

利用常规观测、NCEP FNL、葵花8号卫星、GNSS反演大气可降水量、智能网格实况产品等资料,分析2017年“海棠”台风造成辽宁西部朝阳地区和东南部岫岩县的极端暴雨成因。结果表明：辽宁西部和东南半岛均出现区域性的极端特大暴雨,岫岩县小时雨强更大,最大雨强达到113 mm·h^-1,对流性降水特征明显。两个区域暴雨过程均受到热带、副热带、西风带系统共同作用,狭长型“海棠”台风沿着副热带高压西侧逐渐北上,并且与西风带短波槽相互作用,导致辽宁西部出现强降水,随后加强的涡旋系统后侧干冷空气与低空暖湿水汽输送带相互作用,导致岫岩县出现极端暴雨过程。热带台风“奥鹿”对副热带高压南落东退起到阻挡作用。两个区域均具有来自于南海的水汽通道,另外东南半岛也受到了“奥鹿”台风北侧水汽输送的影响。朝阳市和岫岩县大气可降水量值长时间接近65 mm和70 mm,异常指数最高达到3.0和2.5,表明此次暴雨水汽条件的极端性。辽宁西部降水期间动力不稳定更强,辐合层由地面伸展到500 hPa,而东南半岛降水期间上干下湿的水汽分布以及更强的冷暖空气交汇,有利于产生对流性降水。两个区域均受到多个中尺度云团的共同影响,朝阳地区初期降水由中γ尺度辐合线触发,后期台风在北上过程中与高空槽后部的干冷空气相互作用,形成的暖锋云系以及冷锋云系导致朝阳地区出现持续性强降水;加强的涡旋后部干空气侵入到暖湿水汽输送带中,配合岫岩县山区地面辐合线稳定不动,不断有积云触发并且直接影响岫岩县,导致岫岩县产生极端对流性暴雨。     

2017年秋季河北一次飑线引发的雷暴大风过程分析

利用常规地面高空观测资料、地面自动站资料、NCEP 1°×1°再分析资料、卫星云图、多普勒天气雷达资料等,对2017年秋季发生在河北省中部的一次由飑线引发的雷暴大风天气进行分析。结果表明：本次雷暴大风过程发生在高空冷涡底部,槽后冷空气与低层暖平流叠加配合地面冷锋的有利天气背景下,由飑线回波直接造成。环境条件中水汽和热力达到了中国华北地区产生强雷暴大风的平均值,大气温度直减率和垂直风切变比夏季更适宜,但能量不如夏季充足。飑线的强度、形态与夏季产生雷暴大风的雷达回波特征无异,但依据低层径向速度大值区预警秋季飑线大风需提高阈值。秋季飑线过程中地面同样伴随风场辐合、雷暴高压等中尺度系统,冷池密度流作用有利于地面大风产生。     

Microphysical Responses to Catalysis During a Stratocumulus Aircraft Seeding Experiment over the Sanjiangyuan Region of China

This study explores the microphysical responses to a cloud seeding operation in the Sanjiangyuan region, China. The cloud seeding was performed using a zigzag flight pattern, while the detection phase was accomplished using a back-and-forth flight pattern through the top of a stratocumulus layer. Global Position System（GPS） and Particle Measuring System（PMS） data obtained during the operation are used to determine the efective cloud area before and after the operation, diferentiate the phase states of cloud particles, and analyze changes in the concentrations of liquid cloud particles and ice crystals, the evolution of the cloud particle spectrum, and the content of supercooled water. The median diameter of liquid cloud particles in the area of the cloud-seeding operation was 3.5–18.5 μm, most cloud particles observed in the 21.5–45.5-μm size regime were ice crystals, while all particles of size 50 μm and above were in the ice phase. Changes in the concentration and typical diameter of cloud particles within 36 km downwind of the cloudseeding operation did not exceed natural fluctuations in the cloud area before the operation; however, the concentration of liquid cloud particles decreased substantially in areas with high concentrations of supercooled water（concentrations of supercooled water exceeding 0.01 g m 3）. The concentration of ice crystals within the measuring range of the Forward Scattering Spectrometer Probe（FSSP） increased substantially, the water content of ice-phase particles increased, and the average supercooled water content in the cloud decreased from（68.3± 23.1）% before the operation to（34.2± 12.4）%. The efects of cloud seeding were more pronounced in parts of the cloud where the content of supercooled water was higher. Little to no efects were observed in parts of the cloud with low concentrations of supercooled water.     

引发广西两次严重山洪地质灾害的暴雨过程分析

利用常规观测、卫星云图、雷达探测以及自动站雨量等资料,对2010年6月27—28日和2012年5月20—22日桂西北两次严重山洪地质灾害的气象条件进行了对比分析,结果表明：(1) 强降雨发生在桂西北暴雨区,最大过程雨量＞350 mm,过程最大中尺度雨团和致灾区最大中尺度雨团值分别＞100 mm·h-1和＞70 mm·h-1,集中降雨时段为02—06时。灾害开始于后半夜,发生在最大过程雨量和地质条件脆弱区,不同的地质状况对应不同的灾害;灾害性天气具有区域小、降雨时段集中、过程雨量大、强度强及引发灾害重等特征。(2) 暴雨发生在欧亚地区500 hPa呈两脊一槽型、200 hPa南亚高压脊线贯穿广西上空及季风云系活跃的背景下。高空为槽或低涡、地面为干线或锋面,属低涡暴雨型。(3) 高空要素变化为雨前降压升温、后降温。不稳定能量及层结、低层辐合、中低层涡旋、整层大气的上升运动、高温高湿及水汽强烈辐合是物理量特征。(4) 云图上对流云团生成、合并对强降雨有指示意义,暴雨发生在云团合并发展阶段;TBB值＜200 K可以作为强降雨的指标。低质心强雷达回波产生的列车效应或回波停滞和地形作用是造成强降雨的重要因素,低层辐合、高层辐散导致了强烈的上升运动,有利于强对流的发展与维持。     

对流云盐粉催化的数值模拟研究

利用三维对流云盐粉催化模式对一次对流云降水进行了盐粉催化模拟试验。模式中考虑了盐粉与云雨滴和冰相粒子间的相互作用。模拟结果显示,当采用20μm粒径的盐粉进行单次催化时,催化效果较好,地面总雨量可增加20%,催化次数的增多会导致降水的减少。霰融化成雨是雨滴增长的主要机制,霰碰并过冷云水是霰增长的主要机制,催化后霰融化成雨和霰碰并过冷云水的速率均有提高。催化会引起水成物云滴、冰晶、霰和雨滴的比质量变化。霰和云滴的粒径也在催化后出现了明显的增大。催化后短时间内动力过程出现了变化。     

山西地区一次层状云降水过程的微观特征观测分析

针对山西省2010年5月27日一次层状云降水过程,利用机载DMT探头和Parsivel激光降水粒子谱仪进行探测试验,分析了云微物理特征,并对空中和地面雨滴谱进行比较。结果显示：空中云垂直和水平结构分布不均匀,CDP、CIP探测最大粒子浓度分别为165．20、1．08cm^（-3）。地面雨滴微物理量的平均值说明本次降水是典型的层状云降水,雨强主要由雨滴数密度决定,雨滴微物理参量随时间分布不均匀。建立地面雨强,与雷达反射率因子Z、雨水含量W、雨滴数浓度N、Gamma分布的谱参数眠、A的相关关系,Z-I、W-I,相关性很好,N-I、N_0-I、λ-I,相关性较差。地面平均雨滴谱较空中平均雨滴谱窄、谱型陡。结合粒子图像和雨滴特征量分析空中雨滴谱随高度的分布发现,本次降水是冷云和暖云降水共存。     

VARIATIONS OF CLOUD FRACTION OVER EAST ASIA UNDER GLOBAL WARMING CONDITIONS IN THE PAST 20 YEARS

Based on the variation of cloud fraction revealed by D2 Cloud Climatic Data of the International Satellite Cloud Climatology Project and trend analysis methods, the trend of different types of cloud fraction over East Asia during 1984-2006 is obtained. The analysis focuses on the relationship between temperature and different cloud fraction under the background of globe warming. The result shows a fluctuating decreasing tendency in the total cloud fraction, high-level cloud and low-level cloud over East Asia with the decrement being 2.24%, 1.65% and 1.68%, respectively, while the mid-level cloud increases by 1.07%. In addition, there are great regional differences in cloud fraction. Temperature and water-vapor content variation caused by the greenhouse effects over East Asia is the primary reason for the variation of cloud fraction. Over the Tibetan Plateau, the Bay of Bengal and the Intertropical Convergence Zone, the temperature is negatively correlated with high-level cloud, but positively correlated with mid- and low-level cloud. However, over the West Pacific and the ocean east and north of Japan, the temperature is negatively correlated with low-level cloud but positively correlated with high-level cloud.     

台风“麦莎”的强度对台风前部飑线发展过程影响的研究

对2005年8月5日16时(UTC,下同)至6日00时发生的一次台风前部飑线过程进行了数值模拟,分析表明:台前飑线在母体台风和副高之间的湿区生成。台风为这次台前飑线过程提供了有利的条件,包括强的低空急流输送充沛的水汽,强的不稳定环境产生大的对流有效位能以及强的地表辐合,使得初始的离散的对流单体组织发展形成台前飑线。成熟时期的台前飑线虽然比中纬度和热带飑线的变压强度小,但是具有更强的低层暖湿空气入流,中层的入流范围也更加宽广。敏感性试验结果表明:台风强度越强,其台前飑线的回波强度越强,移动速度更快,生命史也更长。强台风使得低空垂直风切变更大,有利于台前飑线的生成和发展,在台前飑线发展成熟后,低空垂直风切变强度减小,不利于台前飑线的维持,加之低空水汽输送的减少,使其逐渐趋向衰亡。     

台风麦莎登陆后粘性摩擦对正压特征波动的影响

本文推导出柱坐标系下含有粘性摩擦项的正压方程组。选取2005年台风麦莎登陆浙江过程中的8月6日15时的WRF(Weather Research and Forecasting)模式输出资料,利用数值差分方法对该正压方程组求特征波解,分析粘性摩擦对台风麦莎内部正压特征波动的影响。结果表明,重力惯性外波在粘性摩擦的影响下,最不稳定波的波数为45左右,波动在摩擦的影响下衰减,波动沿逆时针传播,在半径1000 km处,1波波速为47.43 m/s,在半径r>800 km的范围内,径向风分量扰动加大,辐合辐散运动增强;而摩擦影响下的涡旋Rossby波,2波最不稳定,波动增长率减小,在半径r=200 km处波动相速度为4.282~29.172 m/s,扰动涡度大值区范围减小,涡旋Rossby波的波动区域沿着径向向台风中心收缩。分析包含所有波动时,考虑摩擦后,最不稳定波数在45左右且波动衰减,1波波速在r=1000 km处(外螺旋雨带)为26.374 m/s;在半径r=200 km(内螺旋雨带)为5.275 m/s,考虑径向基本气流后,最不稳定波的波数保持不变,半径r=1000 km处的波速增加为30.324 m/s,r=200 km(内螺旋雨带)处波速为6.065 m/s,摩擦使得径向风分量扰动明显增大,辐合辐散运动加强。     

台风决策气象服务初探——以“纳沙”台风为例

随着经济增长和社会发展,台风灾害带来的损失越发严重和致命,科学、准确地为政府决策层提供决策服务产品,在保障人民生命财产安全、促进社会经济发展乃至稳定和谐等方面都起着非常重要的作用。立足于台风决策气象服务业务实践,通过完整再现2011年最强台风＂纳沙＂的决策气象服务过程,总结和提炼出目前台风决策气象服务的主要方式和产品编制要求、流程,并挖掘出服务的经验和亮点;同时,分析现实服务中客观存在的一些弊端和问题,思考进一步改进方案,旨在不断提升决策气象服务产品的质量,全力做好台风决策气象服务工作,从而为政府及相关部门应急决策管理提供科学的依据,为台风防灾减灾工作提供决策支持。