偏东气流诱发川西高原东侧两次对流暴雨过程的对比分析

利用区域自动站加密观测资料、NCEP/CFSR 0.5°×0.5°再分析资料以及0.01°×0.01°全球地形资料等,对2013年夏季发生在川西高原东侧两次对流暴雨天气过程中偏东气流的作用和特征进行了对比分析,重点研究两次过程中中低层偏东气流的活动特征、风场的垂直结构和温湿特征及其在对流暴雨中的作用等。结果表明：（1）7月3日过程高原东侧偏东风活动在850 hPa以下,持续时间约20 h,风速平均为2 m·s-1;8月6日过程偏东风活动在700 hPa以下,持续时间也能达到20 h,风速约为4 m·s-1;两次过程均是在天气尺度的西风槽东移与地形的共同作用下,诱生了高原东侧对流层中低层偏东气流,偏东气流形成时间比对流降水发生时间早约12 h。（2）两次过程偏东气流具有高相当位温属性,在其上方存在干冷空气活动,形成了有利的对流不稳定层结。相比较而言,后一次过程偏东气流出现的高度和风速明显增强后,与偏西风形成了更大的低层垂直风切变,暖湿能量局地集中特征更为显著,对于水汽和能量持续输送能力更强,因而引发的对流降水强度明显更大。（3）前一次过程盆地内起伏波动的偏东风与辐合中心及气旋性涡度中心配置关系较差,只是当偏东风受强迫抬升后,在地形附近激发出对流,并使降水主要位于地形附近;后一次过程盆地内平直的偏东风与辐合中心及涡度中心配置关系较好,尺度相当,因此激发出的对流强度和范围有明显增大,强降水沿地形向盆地西部发展。     

襄阳一次强雷暴过程的雷达回波与地闪特征分析

利用湖北省闪电定位仪、新一代天气雷达资料并结合常规气象观测等资料,对2011年7月24日下午出现在湖北襄阳的一次强雷暴天气过程进行了分析。该过程的两个强风暴分别产生了冰雹和雷雨大风（后期强降水）,重点分析了两个强风暴系统生命期雷达回波和闪电（地闪）特征。结果表明：产生冰雹的强风暴是一个孤立的超级单体,降雹发生在超级单体成熟阶段;产生雷雨大风和强降水的强风暴是一个弓状回波,雷雨大风发生在弓状回波顶部,强降水回波成片状且移速较慢;两个风暴的地闪演变特征及闪电在风暴生命史各阶段分布的位置不同。     

一次暴雨空报的诊断分析

实时天气系统的时空分布、多个物理要素、雷达回波特征都表现出24小时内鄂东地区及武汉单站有暴雨天气发生,结果暴雨空报。为了找到暴雨空报原因,对T213数值预报产品中多个物理要素进行诊断分析。首先根据物理量场分析鄂东地区暴雨是否产生;其次根椐物理量值分析武汉单站有否暴雨。结果表明：鄂东及武汉单站多个物理要素场和值不支持有暴雨产生。如：没有能量锋区、湿度锋区和水汽的辐合支持降水天气系统继续发展和加强,鄂东不会产生区域性暴雨。武汉单站涡度平流反映出低层正值高层负值,这种配置没有动力作用。垂直速度表明在汉口上空整层为下沉气流区,产生不了动力不稳定。单站ra和rf值表现出,前者为正值的水汽辐散;后者为小值。K指数不但没有达到K≥35℃以上,而且表现出逐日递减。这几种要素值都不支持单站次级环流的产生,所以,武汉不会发生暴雨。     

2018年长江上游严重洪涝的气象水文特征

利用NCEP/NCAR再分析资料及常规气象水文实况观测资料,分析了2018年6—7月长江上游严重洪涝期间的气象水文特征,结果表明：2018年长江上游洪涝期间发生了三次强降水过程,降水落区在长江上游北部地区高度重叠,引发了严重的洪涝灾害。大尺度的环流形势分析表明,中高纬低槽、副热带高压、鄂霍茨克海阻塞高压、乌拉尔山阻塞高压均较历史同期异常偏强,副热带高压的南北摆幅较大,当副热带高压每次北跳后,都会与槽后冷空气在长江上游遭遇,形成一次强降水过程。大尺度环流的“鞍”型场配置有利于孟加拉湾及南海的水汽输送到长江上游地区,并在该地区与中纬度西风带水汽辐合形成强降水。历史对比结果表明：2018年长江上游的降水具有面上强度大、北部支流降水极端性强、降水时间集中的特点。2018年长江上游北部的沱江、涪江、嘉陵江等流域在水位和超警戒时间上均高于2012年。2018年长江上游总的降水量及洪峰流量虽未超过2012年,但在长江上游北部的沱江、涪江、嘉陵江引发的洪涝灾害可超过2012年。     

2021年汉江秋汛的水雨情及环流异常特征研究

利用NCEP/NCAR再分析资料及常规气象水文实况观测资料,研究2021年汉江秋汛的水雨情及环流异常特征,并初步分析致洪成因,结果表明:2021年汉江流域降水呈“西多东少”分布,汉江上游累计降水量为400~985 mm,累计面雨量居1961年以来第一位。秋汛期间丹江口水库出现10000 m³·s^-1以上的洪峰过程7次,汉江中下游主要水文控制站点累计超警时间为151~580 h,最大超警幅度为0.29~1.56 m,呈现越到下游超警时间越长、超警幅度越大的特征。与2011年和2017年水情对比表明,2021年汉江上游洪峰出现时间最早,洪峰次数最多,上游高水位流量持续时间最长,汉江中下游累计超警时间也最长,水情异常程度明显更强。在大气环流形势方面,巴尔喀什湖—贝加尔湖地区为负异常,我国大陆东部至西北太平洋为正异常,日本岛以东地区为负异常,副热带高压、南亚高压、东亚副热带西风急流较历史同期偏强,异常的低层流场及水汽辐合中心的形成,以及对流层高层的辐散抽吸,是汉江上游降水得以持续并阶段性增强的有利环流配置。当丹江口水库入库流量接近2000 m³·s^-1后,汉江上游超过60 mm的5 d累计面雨量与10000 m³·s^-1以上洪峰的出现密切相关。上游来水增大后,汉江中下游河道逐级收窄是导致此地降水并不明显却出现超警洪水的主要原因。     

冬季北太平洋风暴轴的年代际变化

对1948-2004 NCEP／NCAR 500hPa高度场资料进行滤波后,采用累积距平、Morlet小波分析、合成分析等方法,研究了风暴轴中心的强度、经纬度以及面积指数的年代际变化。结果表明,56a来北太平洋风暴轴的中心强度平均约为32dagpm^2,中心位置约在172°W、44．5°N。小波分析表明,冬季北太平洋风暴轴的中心强度和面积都存在着18a的年代际变化周期。此外,风暴轴中心强度与面积指数有很好的正相关关系。总的来说,风暴轴中心强度增强（减弱）时期,一般对应着风暴轴面积增大（缩小）和位置向西（东）、向南（北）移动。     

相当正压切变型梅雨锋暴雨研究进展

利用常规观测资料、NCEP/NCAR再分析资料、风廓线雷达等加密观测资料,分析了2020年梅雨期干冷空气的演变和结构特征及其在梅汛期暴雨中的作用,得到以下结论：（1）2020年梅雨期降雨在“单阻”环流型下开始增强,在“双阻”环流型下达到最强时期,在“双阻”形势崩溃后逐渐趋于结束。极涡减弱,冷空气在80°N以南地区的堆积并随着中高纬度扰动南侵,是本次梅汛期降水加强的有利形势。（2）梅汛期干冷空气的活动在对流层中层相较于对流层低层更为明显,500 hPa上北风加强的时段与降水过程有较好的对应。（3）梅雨锋两侧正、反环流及次级环流上升支的叠加,对流层高层南北风的辐散及中低层辐合区共同加强了梅雨锋上空的动力抬升作用。（4）风廓线雷达观测及干湿气团的混合演变表明,中高层干冷空气侵入及中低层暖湿气流的发展,在雨区上空形成了“湿-干-湿”的湿度层结,增强了对流不稳定层结。干冷空气侵入后由干冷的下沉气流与暖湿上升气流造成辐合的旋转上升,有利于低涡的生成及降水的增强。

     

基于T213的6～8月湖北省暴雨落区(点)预报模型和指标研究

暴雨的落区、落点预报仍是当今天气预报中的难题。为了逐步提高暴雨落区落点预报的准确率,利用T213数值预报产品,对2003～2005年6～8月湖北省暴雨天气过程进行综合诊断分析,着重分析了对产生暴雨贡献较大的数值预报物理量场和量值。结果表明,500、700、850 hPa假相当位温之和[Σθse(5 7 8)]的水平分布场在某一地区表现出有能量锋区存在,同时满足其它预报模型和指标,12 h后满足条件的地区有暴雨发生;当某个站点在暴雨发生前,500、700、850 hPa温度露点差之和[Σ(T-Td)]≤10°C时,同时满足其它预报指标时,12 h后该站点有暴雨发生。最后,根据同期暴雨个例的多要素综合诊断分析,归纳出数值预报场模型和预报值指标。     

沉井下沉过程的运动学特性与下沉控制研究

软土地层中沉井下沉影响机制复杂,现有的理论研究主要基于沉井的受力特性开展下沉分析,沉井下沉过程中的运动学特性缺乏科学系统的阐释。对沉井下沉运动过程进行分析,建立沉井下沉力学模型,推得沉井下沉过程的运动学方程,揭示了沉井下沉的运动学特性和影响机制。并结合实际工程案例验证了该方法的合理性和正确性。研究结果表明,沉井下沉具有典型的下沉加速及下沉减速阶段;沉井下沉施工引起的初始下沉不平衡力F1是影响下沉运动特征的重要因素,也是下沉运动控制的首要因素;调整反映土层及沉井结构特征的参数b1是预防沉井突沉的有效手段。     

2019年长江中下游伏秋连旱的异常特征分析

利用NCEP/NCAR再分析资料及实况观测资料,分析了2019年中国长江中下游地区伏秋连续干旱期间的降水、温度及大气环流异常特征.结果表明:此次干旱具有持续时间长、降水偏少严重、气温较历史同期明显偏高、高温日数明显偏多等极端性特点.西太平洋副热带高压偏强,位置相对偏西、偏北,是形成长江中下游伏秋连旱的最主要原因;南亚高...