2016年6月23日江苏阜宁龙卷的高分辨快速更新同化预报与分析1

基于3 km水平分辨率的第二代华东快速更新循环同化预报模式系统,对2016年6月23日江苏阜宁龙卷个例预报结果进行了分析,通过螺旋度的时间演变等讨论了龙卷母体—对流单体的发展过程,并对比了有无同化的预报结果。结果表明,快速更新循环同化系统在阜宁附近模拟出了类似龙卷母体的涡旋结构,同时伴随有剧烈的上升运动,模拟的发生时间与发展过程与实况基本吻合。但模拟的涡旋发生在江苏阜宁北侧,与观测相比偏差20多公里,且最大地面风速较实况小。进一步分析表明,该对流单体从中层上升运动开始,随着上升区向上和向下发展,首先在中高空出现剧烈的上升运动,z螺旋度增大,高层辐散加强,x螺旋度增大,随后中低空的垂直运动也增强,y螺旋度增大,低层辐合增强,最后随着高层辐散和垂直运动的减弱,低层涡旋减弱并消散。北京时间14:00没有进行观测资料同化预报结果中,在阜宁附近没有预报出类似的对流单体,表明逐小时循环同化对此次龙卷天气的模拟起着关键作用。     

2009年11月10—12日陕西特大暴雪诊断分析

利用常规观测资料、NCEP再分析资料、FY-2C卫星资料,对2009年11月9—12日陕西大范围特大暴雪过程进行了诊断分析,结果表明:500 hPa短波槽、700、850 hPa切变线是这次暴雪的主要影响系统,中尺度对流云团是造成此次暴雪的直接原因。尺度分离的流场能清晰地分辨中尺度天气系统,强降水中心与中尺度对流云团和云顶亮温的冷中心有较好的对应。暴雪区发生在ζMPV1为正值中心的东侧,ζMPV2的负值区。湿斜压性的增强主要是由于抬升的暖气流偏南风与低空冷气流偏北风之间形成较强的风向垂直切变,同时暴雪区附近存在较大的▽θse所致。强降雪过程中垂直螺旋度正值区长轴始终与低层切变线走向一致,且位于切变线的东侧。     

甘肃河西走廊两次强对流天气对比分析

使用地面高空观测资料、NCEP 1°×1°6小时再分析数据和张掖CINRAD/CC雷达观测数据,对2006年7月7日、8月10日发生在甘肃河西走廊中部的两次强对流天气的环流形势、大气稳定度、相对风暴螺旋度(SRH)、天气雷达回波特征进行了对比分析.分析结果表明:产生这两次强对流天气环流形势不同.7月7日飑线对流系统产生于北部沙漠戈壁由北向南移动,右移飑线前部结构为气旋式旋转;8月10日对流系统产生于青藏高原由南向北移动,来自高原上的暖湿气流水汽充足,不稳定层比7月7日深厚,产生冰雹的左移超级单体结构为反气旋式旋转.7月7日右移飑线相对风暴螺旋度降雹前为正值,降雹开始后转为负值;8月10日左移反气旋超级单体相对风暴螺旋度在发展期为负值,降雹开始后跃增到60m2·s-2以上.     

南昌市夏末一次短时暴雨天气过程的诊断分析

利用常规观测资料、NCEP再分析资料、多普勒天气雷达资料及数值模拟结果,对2012年8月21日南昌市的一次大暴雨过程进行了数值模拟和诊断分析。结果表明,整层偏南暖湿气流为此次暴雨提供了充分的水汽和不稳定能量。地面冷空气的侵入,促使南昌上空中低层不稳定能量释放,是产生此次强对流过程的直接触发机制。影响南昌市的强雷暴回波有较明显的强回波低质心特征,降水效率较高,加之较长的持续时间,导致此次短时暴雨的重要原因。各物理量诊断分析表明,暴雨区强辐合上升运动,中低层大气强不稳定性层结使得上下层大气物质交换强烈,且低层辐合高层辐散造成的抽吸作用集中在一个纬度左右非常窄的地区,导致此次暴雨过程局地性强。暴雨区上空螺旋度分布呈"下正上负"的垂直结构,螺旋度正的大值区对应强降水中心。     

基于多普勒雷达垂直风廓线产品的风暴相对螺旋度对山西暴雨的诊断

介绍了风暴相对螺旋度（SRH）的原理及基于多普勒天气雷达垂直风廓线（VWP）产品计算螺旋度的方法,探讨了不同时间分辨率对螺旋度应用效果的影响,最后重点对山西2个典型夏季暴雨个例分别做螺旋度诊断分析。结果表明：利用VWP产品计算的SRH具有较好的时间分辨率,可用于山西夏季暴雨的短时临近预报研究,相较于15min和30min,1h分辨率的螺旋度数据稳定、曲线平滑,更有利于直观分析和业务化;螺旋度强弱变化趋势与降水大小的变化趋势比较吻合,螺旋度变化一般提前于降水变化,有1—2h的提前预报量,可以作为短时（临近）预报降水开始、维持、结束的一个有效预报因子。     

华南暖区一次暴雨中尺度系统的数值模拟

为深入了解华南暖区暴雨产生的机制, 首先利用观测资料和卫星云图对2005年5月9日华南暖区一次暴雨过程进行天气分析, 然后利用MM5V3.6数值模式对该次暴雨过程进行了模拟, 利用模拟的输出结果分析了中尺度系统的结构特征和成因。结果表明, 这次华南南部暖区的暴雨区出现在低空急流出口区左侧的辐合区与高空急流入口区右侧的辐散区相迭置的区域; 中尺度对流云团是暴雨的直接影响系统, 系统中心上空偏南气流强烈垂直上升与在系统以南对流层高层下沉的气流构成垂直闭合反环流, 低层气流风速辐合对暖区暴雨系统的形成和发展起决定性的作用。较大的螺旋度可能是暖区暴雨及其中尺度系统发生、 发展的一种重要机制, 可用来判断降水系统的形成和移动。     

2005年10月西藏高原特大暴雪成因分析

利用常规观测资料、NCEP1°×1°的每6小时分析等资料,对2005年10月西藏高原特大暴雪(115.3mm)过程进行了天气动力学分析。结果表明:在西藏高原特定地形的作用下,山脊坡引起中低层气流下沉,抬升上升气流与高层冷空气形成不稳定大气层结、高层强辐散的抽吸效应对特大暴雪发生起了重要作用;特大暴雪的水汽源于孟加拉湾和南海,主要以两条通道输入西藏高原上空;高原上空Z-螺旋度"下正上负"垂直结构和湿位涡异常区均与强暴雪有密切的关系。     

基于雷达径向风的广东2011年4月17日强对流过程螺旋度特征分析

利用中国气象局广州热带海洋气象研究所数值模式预报的12 km产品,对广州市加密的雷达径向风资料进行修正,计算出较高分辨率的螺旋度分布,从而对2011年4月17日广东省强对流过程进行分析。结果发现,利用较高分辨率的螺旋度可以更方便对较小尺度的强对流及雷雨大风天气的生成、发展过程进行诊断分析和监控预报;而相对螺旋度对强对流发生的指示效果明显好于普通的螺旋度指标。当强对流发生时,螺旋度的分布基本与垂直速度分布一致;在强对流发生地附近的上空,垂直风切变线十分明显,且强对流向上可达100 hPa高度,向下到达地面;在垂直方向上螺旋度大值区具有漏斗状特征,而垂直螺旋度仅在113.18 °E,22.98 °N附近上空存在一条上下垂直分布的较强大值线,说明该强对流天气过程具备一定的龙卷风特征。      

浙江大暴雨与南海台风“山竹”相关性数值研究

2018年9月17日前后浙江东北部出现了大暴雨,与此同时,1822号台风“山竹”登陆广东并向西移动,为了研究浙江东北部大暴雨是否与“山竹”有关,利用云图资料、ERA-Interim再分析资料和自动站加密资料,先分析了2018年9月17日前后浙江东北部暴雨的天气形势,后通过WRF模式对此次过程进行了数值模拟,并做了将台风“山竹”去掉、增大一倍、缩小一半三个敏感性试验。表明此次暴雨过程出现在台风“山竹”倒槽东北顶端,是对流云系发展引发的。“山竹”的存在使得偏南气流输送到浙江东北部地区,且偏南风输送大小与“山竹”是否存在及其尺度密切相关。同时“山竹”使得浙江东北部区域存在着大范围深厚的高湿区,“山竹”越大,高湿区越深厚。“山竹”使得该区域低层有明显辐合,高层明显辐散,且尺度越大,辐合层高度越高。“山竹”还造成垂直运动旺盛,且尺度越大,上升运动越强。“山竹”使得浙江东北部大气层垂直螺旋度明显增大,且“山竹”越大,中低层垂直螺旋度越大,垂直螺旋度的大小对接下来6小时该区域降水量有很好的指示作用。由此,浙江暴雨预报需考虑同时出现的南海台风活动情况。      

2012年“海葵”台风影响江苏的两段大暴雨特征分析

利用常规观测资料、NCEP再分析资料以及加密自动气象站资料,对2012年8月8-10日"海葵"台风影响江苏的一次大暴雨过程进行诊断分析。大暴雨过程有两个不同发展阶段,分析结果表明:两段大暴雨的影响系统不同、热力机制不同导致大暴雨落区、强度的不同。第一段是出现在江苏的沿江和苏南地区的台风本体大暴雨。随着海葵台风在浙江登陆,台风东北象限东南低空急流携带强劲的海上暖湿气流伸至江苏南部,下层暖湿上层干冷的不稳定层结积聚了大量不稳定能量。第二段大暴雨为发生在江苏北部的台风倒槽大暴雨。"海葵"台风减弱向西北移动进入安徽东南部,西南季风的加强和台风倒槽东侧低空东南急流的汇合为强降水提供丰富的水汽,而台风倒槽东侧低空急流携带的暖湿气流与高空槽后冷空气叠加,冷暖空气交汇触发了不稳定能量释放,激发了大暴雨过程的维持和增幅。整段大暴雨过程持续时间长、强度大,第二段比第一段降水区域小、持续时间短,但大暴雨中心过程雨量和降水强度更大。高低空急流耦合作用和强垂直螺旋度柱是此次大暴雨过程的动力抬升机制。