1998年7月20～25日湖北暴雨中尺度对流系统的分析研究

利用对低纬度地区的对流性降水有较好监测能力的热带测雨卫星(TRMM)微波成像仪的85.5?GHz资料,和GMS逐时红外卫星云图资料,分析了1 998-07-20～25长江中下游地区湖北省附近的中尺度对流系统的活动,并对其发生的环境条件进行了客观分析诊断,还考察了GMS卫星红外云图云顶黑体温度(TBB)分布与湖北07-20 ～22日暴雨落区及雨峰之间的关系.结果表明,这次暴雨过程具有明显的中尺度特征,暴雨落区及雨峰与中尺度对流系统发展的初期有较好的联系.     

2008年6月我国南方持续暴雨过程中尺度对流系统特征分析

利用静止轨道业务环境卫星（GOES）红外通道逐时黑体亮温（TBB）资料,对2008年6月5日至6月19日出现在我国南方地区的中尺度强对流系统发生的位置、时间、强度和生命史进行了分析.发现比较强盛的长生命史的中尺度对流系统更容易形成于华南地区.对流云系以3～5d为周期向东传播.在6月1日至20日南方暴雨阶段,我国江南、华...     

2003年淮河流域持续暴雨的云系特征及环境条件

用常规观测资料、NCEP分析资料与GOES-9卫星云图资料对2003年6月21日—7月22日淮河流域持续暴雨的降水概况、云系特征及大尺度环境条件与水汽来源进行了分析。从降水特征来看,持续暴雨可以划分为3个阶段,降水主要集中在第一阶段（6月21日—7月2日）。从云系特征来看,淮河流域为稳定维持的大尺度梅雨锋云系,在梅雨锋云系上有多个中尺度对流系统活动,红外亮温频率统计表明亮温低于-52℃的强对流是导致淮河流域强降水的重要天气系统。对6月21日—7月22日时段的卫星云图进行普查发现影响淮河流域的中尺度对流系统（MCS）共有34个,其中10个α中尺度对流系统（M-αCS）和24个β中尺度对流系统（M-βCS）;大多数MCS在淮河流域及其邻近地区产生与消亡,并未发现直接来自青藏高原地区的MCS。从水汽来源来看,淮河流域对流层低层有3股水汽输送带,第1股气流为越赤道气流,水汽的输送作用最强;第2股气流来自南海地区,水汽的输送作用最弱;第3股气流来自菲律宾以东的热带太平洋地区。     

晋中地域一次暴雨天气过程分析

利用常规探测资料、T213资料、卫星云图和多普勒雷达资料对晋中地域一次暴雨过程进行天气动力学和中尺度诊断分析。结果表明：500hPa冷低槽、中低层切变线、副热带高压、地面的冷锋是造成晋中地域暴雨的主要影响系统;前期不稳定能量、水汽的积累和过程中物理量场的良好配置有利于产生暴雨;触发暴雨落区位于高能舌与对流不稳定重合的区域;中尺度辐合线为强降水提供了有利的触发条件。     

2009年7月20日山西省南部区域暴雨天气分析

利用常规气象资料以及卫星云图、自动站雨量等非常规气象观测资料,采取天气学诊断分析方法,对2009年7月20日出现在山西省南部的区域性暴雨天气过程进行了分析。结果表明：副热带高压向南摆动是造成此次区域性暴雨过程的天气尺度系统;700hPa和850hPa切变线是此次暴雨发生的主要影响系统;卫星云图能够较好地监测中尺度系统的发展及移向,同时中尺度系统的发展和移向与雨团的移动和自动站的雨量有较好的对应关系。     

2003年淮河流域持续暴雨的云系特征及环境条件

用常规观测资料、NCEP分析资料与GOES-9卫星云图资料对2003年6月21日-7月22日淮河流域持续暴雨的降水概况、云系特征及大尺度环境条件与水汽来源进行了分析。从降水特征来看,持续暴雨可以划分为3个阶段,降水主要集中在第一阶段(6月21日-7月2日)。从云系特征来看,淮河流域为稳定维持的大尺度梅雨锋云系,在梅雨锋云系上有多个中尺度对流系统活动,红外亮温频率统计表明亮温低于-52℃的强对流是导致淮河流域强降水的重要天气系统。对6月21日-7月22日时段的卫星云图进行普查发现影响淮河流域的中尺度对流系统(MCS)共有34个,其中10个α中尺度对流系统(MαCS)和24个β中尺度对流系统(MβCS);大多数MCS在淮河流域及其邻近地区产生与消亡,并未发现直接来自青藏高原地区的MCS。从水汽来源来看,淮河流域对流层低层有3股水汽输送带,第1股气流为越赤道气流,水汽的输送作用最强;第2股气流来自南海地区,水汽的输送作用最弱;第3股气流来自菲律宾以东的热带太平洋地区。     

中国及其邻近地区中尺度对流系统的普查和时空…

将中尺度对流系统（ＭＣＳ）的普查工作从数量较少的中尺度对流复合体（ＭＣＣ）扩大到更为普遍的中－α尺度（ＭαＣＳ）和中－β尺度（ＭβＣＳ）的中尺度对流系统，通过对１９９３￣１９９５年３年夏季ＧＭＳ卫星红外云图的普查，共获得２３４个ＭαＣＳ和５８５个ＭβＣＳ，并给出了代表性较好的ＭＣＳ的地理分布。发现黄河和长江中下游地区也是ＭαＣＳ的多发区以及ＭαＣＳ存在两种不同的生命史，一种和ＭＣＣ相同，发生于夜间     

海南岛春季一次特大暴雨过程的成因及其预报偏差

2022年4月30日夜间至2022年5月1日白天，海南岛东半部地区出现了历史同期罕见的局地200 mm以上的特大暴雨，其中，琼海和万宁有6个自动站的日降雨量达到300 mm以上，超过历史同期极值，主客观预报均比实况偏弱50～100 mm.本文利用地面观测资料、卫星、雷达、ERA5再分析资料（0.25°×0.25°）对此次暴雨的环流背景、中尺度对流系统触发和发展机制进行了详细分析.结果表明，此次暴雨过程分为两个阶段，分别发生在冷空气影响前后，30日夜间海南岛东部地区大气可降水量和水汽通量呈现明显的异常特征，东北风向海南岛东岸喇叭口地形灌进时，辐合上升加强，同时，海岸线附近，由于海陆摩擦的差别，形成中尺度切变线，切变线上的中尺度对流系统自南向北移动，造成东部沿海地区强降水的发生. 1日白天降水的主要原因是冷暖气流在海南岛东北部地区交汇，海南岛北部有东北—西南走向切变，东北急流带来南海北部的大量水汽输送，低层有强烈的垂直上升运动.数值模式对有无暴雨具有较好的可预报性，ECMWF模式预报的强降水中心量级偏小与其对低层风场和水汽通量预报偏差有关.     

德兴“6.15”特大暴雨天气过程的特征分析

利用高空和地面观测资料、WRF数值模式和IHR_LAPS系统资料,对2011年6月15日特大暴雨过程的环境场及物理量特征进行综合分析,结果表明:(1)低涡切变线、中高层冷温槽,以及与高空急流的合理配置,加强了暴雨区垂直环流发展,使降水区形成高空辐散、低空辐合的流场特征,促进了强降水的产生;(2)低层强而持续的水汽输送是产生强降水和大暴雨必需的水汽条件;(3)强降水区域对流有效位能大值区与暴雨中心相对应,对流有效位能的时空变化能较好地反映暴雨的时空演变特征;(4)地面温度密集区的存在,温度梯度锋稳定少动,有利于地面中尺度辐合的形成、发展和维持,有利于强降雨的发生;(5)暴雨产生在中低层螺旋度中心和不稳定能量高能区中,局地螺旋度大值中心的高低层耦合叠加且持续,对暴雨的落区及预报有指示意义。     

影响MCSs移动的环境物理量场提取

已有研究表明,暴雨的形成常常与中尺度对流系统(MCSs)的移动息息相关,而引起中尺度对流系统移动的成因十分复杂.该文利用日本地球静止气象卫星(GMS)记录的红外辐射亮温资料对1998年6-8月青藏高原上的MCSs进行了自动追踪。在此基础上,运用空间数据挖掘中的决策树方法建立了移出高原的MCSs与其环境物理量场之间的关系,结果表明,利用该法来预测MCSs未来的移动路径是切实可行的。     

卫星资料在中尺度模式ARPS中的应用

利用美国“风暴分析预报中心”开发的中尺度模式ARPS (Advanced Regional Prediction System)的资料分析系统ADAS (ARPS Data Analysis System),成功地把地面报文资料和卫星 红外云图资料加入到数值模式中。通过加入卫星资料的综合云分析过程能够改善水汽初始条件,进而得到更准确地反映中尺度特征的初始场。对一次暴雨个例的模拟对比试     

一次春季暴雨不稳定条件和对流触发机制的数值模拟研究

2003 年 4 月中旬发生在山东一带的中尺度对流系统引发了一次罕见的春季大暴雨。在不稳定的大尺度环境中,触发条件决定了对流系统在何时、何地发生。触发条件通常位于近地面层中,水平尺度也很小,常规资料无法揭示出来。为此,采用数值模拟和数值模拟敏感性试验并结合客观分析对它的发生机理进行了诊断。结果表明,此次暴雨是由 MCS（中尺度对流系统）的两次发展造成的。第 1 次是比较典型的华北 MCC（中尺度对流复合体）过程,它是由地形强迫抬升触发了初始对流。第 2 次初始对流是由午后的边界层辐合线触发的,从华北平原南下的浅薄冷空气也起了重要作用。另外,最大对流有效位能（MCAPE）对初始对流的发生位置有很好的指示意义。     

武汉市城区暴雨的卫星云图和雷达回波研究及其概念模型

使用武汉数字化雷达回波、ＧＭＳ卫星云图、武汉市城区自动雨量站和湖北省地面中尺度观测资料,分析了武汉市１９８７￣１９９６年５￣８月发生的所有暴雨过程,概括了武汉市城区暴雨的卫星云图和雷达回波特征以及中尺度系统活动等,建立了武汉城区暴雨短时预报的概念模型。     

1998年长江洪水大暴雨的卫星云图分析

利用GMS卫星的逐时红外云图做成了日、候、旬、月和季平均云图,在此基础上对1998年夏季长江中、上游洪水期间暴雨的云图特征进行了分析。结果表明,多日平均云图可以概括地揭示降水系统的主要特征。它不仅可展示天气尺度的暴雨云带,而且在日和候平均云图上也可以相当清楚地展示出云带内所包含的中尺度对流云团。旬、月和季平均云图表明,长江上游从6月中旬开始到8月中旬长达两个多月对流的频繁发生是“98洪水”长江上游洪峰多,中游高水位维持时间长的重要原因。候和日平均云图表明,降雨云带上频繁产生中α尺度暴雨云团造成了7月下旬长江中游连续出现特大暴雨。用每小时一次的红外云图作出的日平均云图与日雨量分布之间存在一定程度的对应关系显示出用日平均云顶黑体辐射温度(T_BB)来估算径流量的可能性。     

长江中下游一次暖区极端致洪暴雨特征及天气学成因分析

基于多源观测资料和再分析资料,采用天气学诊断分析方法研究了2019年5月长江中下游地区发生的一次致洪暴雨的特征及主要成因。结果表明:该次极端致洪暴雨过程是在稳定的“西低东高”天气形势下,由持续时间长的短时强降水累积而成,具有明显的中尺度和阶段性特征。直接造成极端暴雨的中尺度对流系统在低空急流前沿不断新生东移,表现出明显的“列车效应”和准静止特点。过程中低空急流和超低空急流异常强盛,为极端暴雨提供了持续有利的水汽和对流不稳定条件,特别是整层高湿、较低的抬升凝结高度和较大暖云层厚度有利于提高降水效率,产生雨强较大的短时强降水；高低空急流耦合是强降水发生发展的重要动力机制,强垂直风切变区与暴雨落区有较好的对应。     

2007年7月4～5日淮河大暴雨中尺度云团分析

利用卫星和NCEP再分析资料,分析了2007年7月4日～5日淮河极端暴雨事件的成因和维持机制。结果表明,淮河流域持续地面低压,高空高压的形势,大环境流场为强降水提供了有利的背景场,200hPa的南亚高压一直持续在淮何流域,500hPa副高将低压推进维持在安徽,河南,江苏三省,低层水汽通道为淮何暴雨提供丰富的水汽条件,本文重点讨论在某一时刻的降水极值中心出现前后的各种中尺度影响,并运用卫星分析了对流运动及水汽条件。从中尺度方面考虑了此次暴雨的落区及落下时间的成因。     

“2016.5.8”抚州市对流性暴雨成因分析

利用常规观测资料、卫星云图资料、NCEP 1°×1°再分析等资料,分析2016年5月8日抚州市对流性暴雨过程。结果表明:此次对流性暴雨过程是在北方冷空气南下过程中产生的,地面冷锋、地面中尺度辐合线、中低层西南风急流、700 hPa干线是主要影响系统;200 hPa急流辐散区与低层强辐合区叠加、高层冷平流与低层暖平流相互叠加,加强了大气对流不稳定,有利于中尺度对流系统生成与发展;暴雨区与垂直速度所表现的强烈上升区对应,并伴有高能高湿条件,暴雨及大暴雨区位于850 hPa假相当位温θse锋区的南侧高值中心附近;这次对流性暴雨是由中尺度对流复合体MCC和多个中尺度对流系统MCS造成的。     

2012年8月山西南部一次区域性暴雨过程成因分析

利用常规气象观测资料、自动站及区域加密资料,对2012年8月16—18日出现在山西南部的区域性暴雨天气过程进行了分析。结果表明:暴雨发生在短波槽东移与副热带高压南退的背景下,700 hPa、850 hPa切变线及地面中尺度辐合线是此次暴雨过程的主要影响系统,强烈的上升运动与热力不稳定条件为暴雨的产生提供了很好的动力及热力条件。地面中尺度辐合线与暴雨落区有很好的对应关系。     

赣东一次对流性暴雨成因及漏报原因分析

利用自动加密观测资料和雷达云图等资料对2016年6月29日赣东对流性暴雨成因和漏报原因进行了分析,结果表明:这是一次典型的低层急流配合垂直抽吸作用使副热带高压边缘产生强降水过程,露点锋上激发出对流性降水是此次过程最主要原因。另外,强降水落区与发展旺盛的中尺度对流云团、强雷达反射率因子的强度和中气旋有较好的对应关系。此外漏报主要原因是对低空急流核和高空辐散的分析得不够深入,对误差较大的模式预报未进行不断的订正,以及对中尺度物理量资料和雷达卫星云图资料等未能充分使用。     

上海"0185"热带低压特大暴雨维持机理研究

发生在上海地区的2001年8月5～6日热带低压特大暴雨过程(简称"0185"过程)是一次高影响性、灾害性天气.对于此次事件的预报失败,凸现了该过程的动力复杂性,并引起台风研究学者的高度关注.采取天气学诊断、动力学分析和数值模拟相结合的方法,综合应用日本20 km高分辨率RSMRANAL再分析资料、卫星云图资料和中尺度数值模拟产品对于暴雨动力学机理进行了研究.结果表明:引起上海"0185"特大暴雨过程并不是热带低压本体降水;"0185"过程的独特之处在于,在夏季强大的西北太平洋副高控制区域,同样可以维持强盛的中尺度低涡环流中心;而上述两点恰恰是导致预报人员误判并导致预报失败的两个重要原因."0185"过程中北方冷涡南压和热带暖心低压北上产生的强烈冲击导致高压带断裂或减弱,使得中尺度低压环流中心得以发展和维持.冷槽南压和热带暖心低压北上所激发的中尺度对流辐合体(MCC)在卫星云图上清晰可辨.在此分析基础上,引入第二类热成风螺旋度,它能很好地反映温度场水平分布不均匀所导致的水平环境风场垂直切变,而此垂直切变与低涡系统经向移动风矢所构成的水平螺旋度,进一步和上升对流通过涡管倾斜作用相纽结,表征了导致特大暴雨强盛涡旋上升对流的维持机理.事实上,第二类热成风螺旋度确能较好地反映降水落区和降水随时间的演变.