辽宁省温带气旋龙卷的环境参数特征

基于上海青浦双偏振雷达、武汉多普勒天气雷达、新一代天气雷达组网拼图、地面加密自动气象站和ERA5再分析等数据,对2021年5月14日夜间苏州、武汉相继出现的致灾严重的龙卷天气过程,从天气背景、地面触发机制、雷达探测特征和环境参数等方面进行了对比分析,结果表明：(1) 苏州、武汉两地龙卷均发生在西南暖湿气流强迫背景下,低层高温高湿,均受到低空急流和超低空急流影响,但两地龙卷发生位置与对应的急流位置不同,苏州龙卷西侧对应东侧急流出口区,武汉龙卷正好对应西侧急流出口区;(2) 苏州龙卷是由阵风锋引起的辐合线配合强度适宜的弱冷池触发的;武汉龙卷发生时地面存在中尺度辐合中心和弱冷池;(3) 两地龙卷均发生在孤立右移超级单体伴随低层中气旋突然加强之时,龙卷涡旋特征(TVS)分别出现在苏州龙卷和武汉龙卷发生前2 min和3 min;(4) 有别于美国龙卷发生的环境条件,苏州龙卷发生在高的对流有效位能、较低的抬升凝结高度和对流抑制能量以及中等偏弱的风暴相对螺旋度和垂直风切变条件下;武汉龙卷则发生在弱的对流有效位能、较低的抬升凝结高度、较高的对流抑制能量以及强的风暴相对螺旋度和垂直风切变条件下。比较而言,两地龙卷发生前和发生时,苏州龙卷的热力条件较好、动力条件中等偏弱,而武汉龙卷的动力条件较好、热力条件偏弱,可见两地龙卷均发生在热力和动力条件互补的环境下。

     

基于RMAPS的一次局地强降水过程成因分析

2017年8月8日午夜,天津北辰区出现局地短时强降水,小时雨强超过70mm·h~(-1)。利用RMAPS(Rapidrefresh Multi-scale Analysis and Prediction System)和观测资料,通过多种资料叠加、雷达回波参数量化和低层风场反演等方法分析了降水成因,结果表明:①降水是由M_βCS(Meso-β-scale Convective System)后向传播过程中尾部的多单体雷暴造成的,传播过程中单体合并对雷暴系统的结构及增强有重要影响,合并后系统的回波体积参数V_(40)(反射率≥40dBz的体积)增长了23.3%,在V_(40)增长之前,变率参数F_(V40-up6)(6km以上40dBz回波体积6min的变化)出现了"突降",这对雷暴系统即将发展有预警意义;②冷池出流与地面东南风形成的辐合线是对流系统维持的关键,中低层切变线也为对流的发生发展提供了有利的动力条件;伴随着强降水,对流有效位能CAPE由峰值急速下降,低层垂直风切变指数α骤增,这揭示了不稳定能量、垂直风切变与对流过程之间的关系;③降水落区与不稳定参数SWEAT的大值区对应,预警时间3h,来自渤海的地面暖湿带与假相当位温密集带的交汇处也是落区临近预报的关注点。     

一次飑线过程及其受下垫面影响的数值模拟

利用WRFV3. 8模式对2016年7月25日发生在渤海海域的一次海上发展、移速较慢、生命史长的飑线过程进行了数值模拟,通过填海敏感性试验探讨了渤海水面对飑线形成过程的影响。结果表明:(1) WRF模式合理地模拟出了飑线的形成过程,系统入海前,海上吹来的偏东风是形成对流的关键因素,而在海上增强阶段,偏北风与西南风在海上交汇形成强辐合带,飑线重新组织发展,冷空气触发层结不稳定能量释放为对流提供能量,西南低空急流的脉动促进了对流的发展,较强的低层和深层垂直风切变为系统的增强和线状组织创造了有利条件;(2)光滑的渤海水面对入海的近地面风有增强作用,入海后西南风增强,与南下偏北风辐合增强,使对流更加活跃,但也阻碍了辐合带南移,使飑线南下趋缓;(3)白天渤海水面感、潜热交换较陆地下垫面小,湍流活动弱,而夜间渤海水面潜热通量高于陆地,但边界层高度较低,不利于低层垂直风切变的增强,阻碍了飑线的发展。     

2018年北京\

利用2010—2019年自动气象观测站逐小时降水资料,分析了近10 a浙江省极端短时强降水（1 h雨量≥50 mm或3 h雨量≥100 mm的降水）的时空分布特征,结果表明：（1）浙江省每年约有极端短时强降水169.8 h,主要分布在暖季（5—10月）及午后（14—21时）,东部沿海（包括东南沿海和杭州湾）是高发带。（2）极端短时强降水主要始于5月,由浙南逐渐向浙北伸展,7—9月对应站点基本覆盖全境,而8月影响范围最大,对应有站点逐月年均频数峰值1.3 h·a^-1,位于东南沿海,月平均强度峰值99.1 mm·h^-1,位于杭州湾,10月及以后降水向东部沿海收缩,过程趋于结束。（3）极端短时强降水午后高发且强度增大,影响范围最广,并在17时有年均频数日变化曲线峰值,达17.4 h·a^-1,同时午后东南沿海高频站点密集,占全省高频站数的83.2%,杭州湾降水强度增加,50%以上的站点超过57.6 mm·h^-1。（4）地形地貌与极端短时强降水的空间分布关系密切,东南沿海处的海陆交界下垫面及喇叭口地形有助于极端短时强降水的发生,而杭州湾洋面向内陆伸展的喇叭口地貌对降水效率的提高有促进作用。