北京721特大暴雨极端性分析及思考（二）极端性降水成因初探及思考

本文是“北京7.21特大暴雨极端性分析及思考”的第二部分,第一部分“观测分析及思考”对此次过程的降水特点、水汽特点、中尺度对流系统（MCS）的环境场条件和发生发展过程进行了分析,指出这是一次极端降水过程。本文进一步从影响降水的因子：降水效率、水汽、上升运动、持续时间等方面进一步探讨极端性降水的成因,所用资料为业务中常用的模式分析和各种观测资料。分析表明,本次过程为典型华北暴雨环流形势,其中高层气流辐散区与低层低涡切变线的耦合是直接诱因;较高的环境相对湿度和湿层较厚,较低的抬升凝结高度和自由对流高度以及热带降水性质提高了本次过程的降水效率;异常大的水汽含量（可降水量达60－80mm）及与其相关的物理量异常,可作为判断极端降水的重要因子;环境大气具有中下层条件性不稳定,上层湿中性层结特性,CAPE值中等,同时上层干侵入增加了对流不稳定,有利于上升运动发展;低涡切变线及华北地形共同触发了MCS的在暖区生成发展;低涡北跳、MCS后向传播特性使暖区MCS东移速度慢,形成“列车效应”,造成降雨持续时间长。本文最后探讨了极端降水的预报思路。     

中蒙强、弱沙尘暴年春季平均环流及沙尘活动变化分析

利用NCEP/NCAR再分析资料,对比分析了中蒙东、中及西区强、弱沙尘暴年春季(3-5月)平均环流的特征和差异,讨论了过去50年3分区沙尘暴活动的变化.主要结论是:(1)根据诱发沙尘暴的诱生系统、沙尘源地、冷空气入侵路径及主要影响,中蒙沙尘暴活动区可以划分为中蒙东区、中区及西区3个区系,并分区整体讨论与预测中蒙3分区的沙尘活动.(2)中蒙东区沙尘暴强年春季盛行日本海或中国东北低压活动,常随偏东的北路及东北路冷空气入侵,带来蒙古国东部的沙尘,造成蒙古东部及中国华北的沙尘天气;而弱年春季日本海及东北低压活动则少.(3)中蒙中区沙尘暴强年春季盛行蒙古低压,多西北路及偏西的北路冷空气入侵,常造成中蒙南边界西段附近的沙尘暴天气;而沙尘暴弱年春季则相反.(4)中蒙西区沙尘暴强年春季盛行南疆热低压,多西路冷空气入侵,诱发沙尘暴,常影响南疆及柴达木盆地等;弱年春季则相反.(5)近50年中蒙地区的沙尘暴活动呈波动变化,荒漠化环境、特别是大气环流的变化是导致上述3个分区沙尘活动波动变化的主要原因.主要从大气环流角度考虑,在目前全球增暖持续的背景下,近1-2年应注意中、东区(特别是东区)沙尘活动加强的可能性.     

2011年大运会开、闭幕式人工消减雨的服务保障

针对2011年深圳大运会在天气复杂的8月份举办,对大运会开、闭幕式人工消减雨进行了初步探讨。全面分析深圳地区8月份天气形势和降水特点,根据降水云系生成和发展情况,以不同催化原理,科学设计3道防线。结合特殊地理位置,设想构筑海上作业防线,实行海、陆、空全方位立体式拦截作业。对不同性质的云层采用具有针对性的作业工具、催化剂种类、用量和催化方式,达到催化的科学性。针对不同作业方式,构建技术先进、实用的通讯方案,确保人工消减雨作业安全、高效实施。     

川滇地区小震群活动与中强地震

本文对川滇地区自有地方台,网建立以来的21年间记录到的239次小震群进行了研究,发现Ms≥6.7级的强震绝大多数都发生在小震群年频度增高的背景上。并引用了归一化熵值K作为衡量震群序列中能量分布均匀度的特征量,分析了不同K值的震群与中强震发生的对应关系,发现K≥0.8的震群发生与Ms≥5.5的中强震发生的对应率为59.3%;虚报率为40.7%;漏报率约占14%。K<0.8的震群发生满足无震条件的约占56%。以上结果表明,用归一化熵值K≥0.8来区别前兆震群与一般震群,结果没有华北地区的那样显著。在川滇地区,要将所对应的强震震级提高到6.5级,结果才比较好。     

四川省宁南县城后山泥石流激发雨强

根据宁南县城后山垂直剖面观测资料，对本区降雨的垂直变化及泥石流激发雨强作了探讨。当地暴雨泥石流发生所需的１０分钟雨强ｉ＿（１０ｍｉｎ）和前期降水量Ｐａ组合为：：ｉ＿（１０ｍｉｎ）≥１５ｍｍ∩Ｐａ≥５０ｍｍ，或ｉ＿（ｍｉｎ）≥１０ｍｍ∩Ｐａ≥６５ｍｍ，或ｉ＿（１０ｍｉｎ）≥５ｍｍ∩Ｐａ≥９０ｍｍ。超过上述各组合值就有可能暴发泥石流。     

SPOT像片外方位元素之间的相关性及克服方法的研讨

本文从数学公式出发分析了SPOT像片外方位元素之间强相关的性质;讨论了在解求外方位元素时为克服强相关的影响而采用的两种方法,即线元素与角元素迭代求解法和定向未知数引入“伪观测值”法;并根据相关分析提出了一种新的方法——合并相关项求解法。试验结果表明:这一方法不仅具有计算收敛快、法方程答解稳定等特点,而且具有较高的解算精度。     

梅雨锋中大振幅重力波的活动及其与环境场的关系

本文分析了梅雨锋暴雨过程中中-β尺度大振幅惯性重力波的活动及其与环境场的关系。突发性降水所构成的雨峰线能表征这类波的活动,重力波平均波长为200km,振幅2hPa。周期6—8h,移速为60—80km/h,强降水全部位于中尺度气压波槽后和脊前的辐合区内,波动的传播方向各异,靠近低空急流的波动大体沿低层盛行风方向传播;有的则受中尺度散度场移动、变化的影响;或受冷锋前先期到达的冷涌性中尺度锋区的影响,并与它一起移动。这类短波活动对环境风场的影响是:它破坏近地层的急流状结构和日变化,却使对流层中、下层环境风增强,急流轴上抬以至消失,这类短波活动使大尺度风场获得能量。