9711号北上台风演变及暴雨过程的位涡诊断分析

通过对 971 1号台风登陆北上穿过山东造成山东特大暴雨过程的湿位涡的分析 ,并从湿位涡的角度研究了台风演变及山东特大暴雨的形成机制 ,揭示了冷空气在台风演变及暴雨过程中的重要作用。结果表明 :倾斜涡度发展是暴雨产生和台风加强的重要机制之一 ,暴雨产生在 θe线陡立密集区内 ;湿位涡在这次暴雨过程中对流层低层具有 MPV1 <0 ,MPV2 >0的特征 ,此次暴雨产生在负的MPV1等值线密集区中 ;对流层上部及平流层下部高位涡的下传使得低层斜压性增大 ,引起低层的对流稳定度减小 ,促使气旋性涡度发展 ,有利于位势不稳定能量的释放 ,使得暴雨增幅 ,导致台风的加强并演变为温带气旋。     

基于SHAP值机器学习的江西暖季暴雨预报因子重要性分析

机器学习模型（Machine Learning,ML）的不可解释性给其在气象业务中的应用带来了挑战。模型解释和可视化是解决这一问题的有效途径。文中将SHAP值应用于天气预报ML模型解释,研究了江西省暖季暴雨模型的预报因子对预报结果的影响。分别选取2016—2020年、2021—2022年4—9月ECWMF（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts）高分辨率数值模式物理量及国家站降水观测数据进行XGBoost 建模与模型解释。结果表明,全局重要性排名前4位依次是总降水（重要性42.70%）、850 hPa比湿（重要性11.17%）、925 hPa相对湿度（重要性10.44%）、500 hPa相对湿度（重要性 9.16%）。个例分析表明,命中个例中高重要性物理因子在暴雨区的 SHAP 值较大,漏报（空报）个例在漏报（空报）区域高重要性物理因子的SHAP值偏小（偏大）。SHAP值从全局和局部可定量给出ML模型有物理意义的解释,解释结果与天气学原理和业务经验较一致,有利于ML在气象业务中的深入应用。     

四川盆周山地暖季单站暴雨事件的精细特征

利用四川省2010—2019年2 165个气象站逐小时降水资料,分区统计了四川盆周山地暖季(5—9月)单站暴雨事件的精细特征。结果表明:(1)四川省单站暴雨事件频数在川西山地与川西南山地呈密集的带状分布。川西与川西南山地通常在降水开始不久就达到雨量最大值,而川东北山地的峰值时间集中在暴雨事件中段。(2)盆周山地的暴雨系统整体呈自南向北由前半夜向后半夜传播的特征。川西南山地和川东北山地的暴雨系统分别呈现较弱的自南向北和自西向东传播,而川西山地的暴雨系统则存在明显的自西向东的传播特征。(3)长历时暴雨事件的峰值出现时间略落后于短历时暴雨事件。暴雨持续时间在空间上存在显著的经向差异,大值区主要位于川西山地和川东北山地一带,暴雨雨量、频次和峰值基本不随持续时间变化,但川西南山地的暴雨峰值则随持续时间的加长而推迟。(4)在四川省大部区域,单站暴雨事件的降水量、频次和强度均表现出随海拔高度升高而减小的特征。在成都平原西南部、东部以及川东北山地,夜间暴雨事件持续时间越长,降水量和频次在较高海拔越易出现最大值。     

河南鲁山县四棵树河流域泥石流灾害其防治

鲁山县四棵树河流域位于豫西伏牛山巨大的伏牛岩基东麓。区内山势陡峭,具大陆性季风气候,多暴雨,近期最大雨量116.9mm/h,日降雨达446mm。山洪泥石流是区内特有的一种自然地质灾害,它具有暴发频次高、暴发突然、流速快、破坏性大等特点,常冲毁道路、耕地和房舍,危及人民生命、财产安全。从对区内山地地形、气候、暴雨特征、岩性、土壤、泥石流及其造成的灾害状况等的调查、分析、研究,基本探索出泥石流运行轨迹即地表径流形成区、泥石流形成区、泥石流流通区、泥石流堆积区。根据上述特征,因地制宜地配置工程措施和非工程措施进行全面综合防治,重点对泥石流沟实施工程布防措施和山坡实施水土保持生物工程措施,对病险水库进行除险加固,从而达到标本兼治,防治泥石流灾害的发生和发展,改善生态环境,最终实现人与自然协调共处的目标。     

海南岛中低纬冷暖系统相互作用下的非台暴雨分析

通过对1993年～2002年共10年的天气资料分析发现,在海南,中纬度的冷空气与低纬度在南海上活动的低压之间的相互作用,是秋季产生非台暴雨的非常重要的环流形势;同时发现,低空急流的存在与暴雨的产生有密切联系。并且对2000年10月13日～15日的暴雨过程利用T106物理量场诊断分析,说明暴雨形成的原因。     

豫北一次区域性大暴雨的数值模拟分析

利用NECP 1°×1°6 h再分析资料和WRF中尺度数值模式对2006年7月2-3日豫北区域性大暴雨过程进行数值模拟,并用模拟结果对该过程作中尺度分析.结果表明:暴雨中尺度系统发展和维持期间,基本上是强涡度区对应强辐合区,使得垂直对流运动发生发展,为强降水发生和持续提供了动力条件;θse值大小和实况降水强弱演变对应关系很好,θse值越大,实况降水越强,反之,实况降水越弱;豫北地区出现强降水时,水汽通量中心位于豫南且分布在西南急流轴上,豫中南部始终维持一条明显的水汽输送带,水汽被源源不断地输送到豫北地区;豫北地区处于明显的水汽辐合区,强辐合区有一自西向东的移动过程,与实况强降水过程演变趋势一致;大暴雨区域上空从低层到对流层顶层垂直螺旋度均为正值,且强降水时段与螺旋度最强时段对应关系很好,降水峰值与正螺旋度中心出现时间吻合.     

"8.28"过程的多普勒雷达回波与水汽输送特征分析

利用多普勒天气雷达资料及NCEP＼NCAR逐日每6h再分析资料,对甘肃省2003年8月27～28日的连续性大到暴雨过程(简称“8．28”过程)进行了分析。结果表明：多普勒零速度线在测站两侧顺转程度不一致,是暖平流和大尺度辐合运动的叠加所造成的,这一结构为强降水的产生和维持提供了有利的水汽垂直输送和辐合上升运动;逆风区、中小尺度的辐合辐散都与强降水之间存在着密切的关系,是临近降水预报的重要指标;降水的区域和量级与水汽通量输送的大小及其辐合程度有关。     

梅雨锋云系的结构特征及其成因分析

利用逐时卫星遥感观测资料和地面测站的降水资料，分析了江淮流域2003年6月22～26日暴雨过程中梅雨锋云系的演变、结构特征和形成原因。结果表明，梅雨锋云系为一条TBB的低值带，稳定少动，其上分布着中尺度对流系统（MCS），而中尺度对流系统是由不同尺度、不同强度．的对流单体（包括中β和中γ尺度对流单体）组成的，从而使得梅雨锋云系产生不均匀的降水分布（包括时间上和空间上）。在该暴雨过程中，梅雨锋云系充分体现了中尺度对流系统中所包括的3类组织结构形式。梅雨锋云系与中高纬度云系或热带辐合带云系之间的相互作用与暴雨过程关系密切，梅雨锋云系的维持和发展与强大的黄淮气旋云系直接相关，它是江淮流域上空冷暖气流交汇的结果。     

地形动力作用对华北暴雨和云系影响的数值研究

为了进一步研究地形对华北暴雨的影响,本文从云微物理学的角度出发,选取了2005年7月22～24日的一次华北暴雨过程为研究对象,利用中尺度数值模式ARPS,通过地形高度敏感性试验,详细讨论了地形高度变化对流场、云及降水微物理过程的影响.结果表明:地形高度变化对水平和垂直流场的大小和分布都有较大影响;地形高度增加有利于迎风坡附近水平风场辐合和垂直上升运动发展,这对云的垂直和水平发展影响都很大,尤其是对中高层云的发展影响最明显,并且能明显扩大地面降水的分布范围,地面最大降水量也有所增多.这主要是由于地形高度增加后能促进中高层云水的产生,尤其是零度层之上的过冷云水含量的增多,这大大促进了冰相粒子(雪和霰)的增多,从而使得以冷云过程为主的此次降水过程中,冰相粒子融化形成的雨水含量增多.虽然地形高度的增加会抑制云系发展前期的暖云过程,但对冷云过程有持续加强作用,而且不会明显改变云内降水的形成机制,冷云过程依然是降水的最大贡献项,总体上促进了云和降水的发展.     

引起广西西风系统特大暴雨的低空急流分析

对1990～2004年的15年间特大暴雨天气过程进行分析研究,探讨低空急流的发生发展规律和急流对广西西风系统特大暴雨的影响。