两涡相互作用下四川盆地暴雨过程的综合分析

 利用NCEP再分析资料、常规观测资料和MM5模式的高分辨率输出资料,对发生在2009年7月29～31日的一次四川盆地暴雨过程进行了数值模拟与诊断分析,结果表明:此次暴雨产生在高原低涡逐渐减弱而西南涡逐渐增强的过程中,暴雨的水汽主要来自南海,这支水汽经广东、广西流入四川盆地;暴雨中心与等熵面上湿位涡的正值中心对应,湿等熵面气压场和散度场在暴雨区有一定的下陷和辐合.由等压面上的湿位涡分析进而得出,高层有MPV₁正值带下传,使暴雨区对流层中低层MPV₁由负值转变为正值控制,而MPV₂的值与MPV₁相反,在对流层中低层由正值转变为负值控制;倾斜上升运动和条件对称不稳定是此次暴雨产生的一种可能触发机制.     

0209号台风引起京津降水分析

分析了0209号台风在华北地区造成的降水分布及其环流形势、物理量场等因素.结果表明台风减弱低压以及台风所带来的暖湿空气是此次暴雨产生的主要原因,台风所带来的水汽为暴雨的产生提供了有利的水汽条件,持续的上升运动以及不稳定能量则提供了动力条件.     

“鲇鱼”台风闽东阶段性暴雨物理量特征与地形模拟试验

采用NCEP全球再分析资料、区域自动站资料、雷达回波等,对2016年第17号台风"鲇鱼"登陆福建时造成闽东地区历史罕见洪涝灾害的大暴雨成因进行初步分析,研究不同阶段的暴雨物理量特征,并利用WRF数值模式对闽东地形和台湾岛地形进行敏感性试验,分析不同阶段地形对暴雨增幅作用的敏感性程度。结果发现,此次台风暴雨过程存在两个明显的阶段性特征,第一阶段台风系统深厚,为整层正涡度,较强的低层辐合和高层辐散的垂直配置使上升运动发展和维持,动力条件好;第二阶段深厚的台风系统开始减弱,高层辐散和低层辐合强度明显减弱;涡度场上为低层正涡度、高层负涡度,且结构倾斜,表明有冷空气入侵。高低空急流的耦合作用有利于上升运动;偏东风和偏南风低空急流是主要的水汽通道和能量通道,第一阶段宁德地区受台风北侧宽广的偏东风-东南风急流辐合影响,各层高能区达到强盛期,暴雨区域广、强度强;第二阶段偏东风急流和偏南风急流在宁德北部汇合,假相当位温的中心值有所减弱,高能区分散,使得宁德北部地区暴雨表现为较明显的局地性特征;闽东地形对降水的增幅作用显著。     

河南省三门峡一次局地暴雨过程分析

利用常规观测资料、NCEP 6 h一次的1°×1°分析资料和多普勒雷达产品等对2012年7月21日三门峡市暴雨过程进行了分析.结果表明:①高空低槽加深发展、中低层急流带及迅速入侵的冷空气为此次对流天气的产生提供了有利条件.②暴雨区上空低层辐合与高层辐散形成的抽吸作用,为此次暴雨过程的发生发展提供了动力条件.低层的正涡度中心和高层的负涡度中心与暴雨落区之间有着很好的对应关系.③卢氏县境内北部山脉呈东西走向,南面的迎风坡有利于西南气流在此抬升.三门峡市区、陕县处于黄河沿岸,本身水汽充沛,再加上西南气流在此汇聚,以上条件有利于局地暴雨落区的形成.④回波顶高大值区的分布与暴雨落区有很好的对应关系,通过对回波顶高的分析可以指示出强降水的落区.     

2007年夏季河套地区两次区域性大暴雨过程模拟分析

以2007年夏季发生在河套地区的两次大暴雨天气过程为对象,利用MM5中尺度数值预报模式对其发生发展过程进行数值模拟,通过与实况对比,表明模式对暴雨落区的模拟是成功,然后利用模式输出结果对暴雨形成机制在影响天气系统、水汽输送、不稳定层结和动力条件等方面进行了诊断分析。结果表明,两次大暴雨都发生中高纬十分稳定的环流形势下,在第一次暴雨过程中,西北涡和低空西南急流是其主要影响系统,低涡东侧的辐合和低层暖湿气流为暴雨的发生提供了良好的动力和水汽条件;在第二次暴雨过程中,500hPa切变线为其主要影响系统,高层强烈的抽吸作用为暴雨区提供了强劲的上升运动,弱冷空气与低层暖湿气流之间形成强烈位势不稳定为暴雨的发生发展提供有利的条件。第一次暴雨过程中一直有高通量水汽输入,水汽由来自孟加拉湾和南海的两股偏南气流合并而成;第二次暴雨过程的水汽有台风"帕布"东北侧的偏东气流输送。与第一次暴雨过程无冷空气作用不同,第二次暴雨过程中由于有弱冷空气侵入触发了不稳定能量释放,更有利于暴雨的产生和形成。低层螺旋度正值区与未来12～18h暴雨落区有较好的对应关系,暴雨区高层为螺旋度负值区,螺旋度这种高低层耦合是触发和维持暴雨的动力机制。     

重庆一次特大暴雨过程的中尺度数值模拟与诊断分析

利用三重嵌套的非静力中尺度数值模式MM5对2007年7月16~17日发生在重庆的特大暴雨天气过程进行了数值模拟,并利用模拟结果进行了诊断分析.模拟结果表明:模式对降水的落区的模拟效果较好;模拟出的中-α和中-β系统的分裂演变过程与强降水出现的时段吻合.诊断分析表明:强降水与水汽辐合的大值密切相关,降水强弱与辐合强弱变化一致;随着上升运动的加强,不稳定层结在暴雨区上空形成的倒“V“型结构逐步加深,不稳定层结不断向高层发展;此次暴雨维持和发展过程中,强降水区与强上升运动及正负涡度柱有较好的对应关系,负涡度柱比正涡度柱后发展先衰减,暴雨区上空始终维持高层辐散比低层辐合强的结构.     

松桃县“7·15”特大暴雨综合诊断分析

利用Micaps常规资料、区域自动站资料、探空资料和雷达资料等,对松桃县2015年7月14日夜间到15日白天出现的特大暴雨天气过程进行分析,得到如下结论:本次特大暴雨是在有利的大尺度环流背景下发生的,高空槽及高原低槽东移,带动槽后冷空气南下,与中低层地涡切变线东南侧的西南暖湿气流相互作用;较大的CAPE值、大气层积不稳定、湿层厚度较大是强对流天气得以发生、发展的基本条件;孟加拉湾水汽通道的建立为本次特大暴雨提供了强有力的水汽源,低层水汽辐合,高层水汽辐散和强烈的垂直上升运动为特大暴雨区提供了充足的能量供应;从雷达图和TBB图的演变来看,较强的雷达回波反射率因子、对流云团强烈发生和稳定少变是造成本次降水强度较大的原因。     

三门峡市2012年7月4日短时暴雨过程诊断分析

基于常规观测资料、NCEP1°×1°再分析资料和三门峡多普勒天气雷达资料,对2012年7月4日三门峡暴雨的环境条件、散度涡度场和中小尺度特征等进行了分析.结果表明:大暴雨过程中低层辐合高层辐散,促进气旋式涡度增加,上升运动增强;反之亦然.中层波动使得中低层辐合和中高层辐散更加深厚,进一步增强上升运动.西南暖湿气流北上受弱冷空气阻挡在三门峡地区堆积,为暴雨提供水汽和能量.南下的弱冷空气与辐合线和低层切变线组成强有力的触发抬升机制.暴雨期间多普勒天气雷达反射率因子、径向速度和风廓线产品,跟踪暴雨前后垂直方向风的变化和辐合系统,在强降水的临近预报中有较高的参考价值.     

一次典型的大暴雨天气过程诊断分析

利用常规观测资料对2008年7月18-19日山东潍坊出现的大暴雨天气过程进行诊断分析,结果表明,由于副高和贝加尔湖阻高的强大稳定,西风槽不断引导弱冷空气向东南方向移动,与沿台风北上的暖湿气流交汇,使位于副高西侧的潍坊地区发生强降水.此次强降水过程出现在低空辐合、高空辐散的上升运动区中,辐合层比较深厚.925hPa层是一关键层,不但提供充沛的水汽,而且该层较强的水汽辐合为大暴雨的产生提供了充足的水汽供应.正涡度中心区集中的时段,与强降水最集中时段相对应.大暴雨出现在相当位温陡峭密集区内的略偏北一侧.此次强降水是在对流层低层强对流不稳定(MPV1＜0)的条件下发生的.降水落区与低层正MPV2分布相一致,低层MPV2的分布对暴雨落区的预报有较好的指示意义.     

黄石地区梅雨期一次持续暴雨过程的诊断与分析

利用降水实况数据和NCEP（1°×1°）再分析资料对黄石地区2010年7月11日暴雨过程分别从水汽、热力、动力条件着手进行了诊断分析。分析结果表明：本次梅雨期暴雨的水汽累积过程从10日开始,降水期间上空有水汽通量辐合中心存在,并有低空急流与水汽辐合中心配合;暴雨期间,湿层厚度一直延伸至600hPa：850、700、500hPa的假相当位温θse在鄂东南均超过了350K,且500hPa与850hPa的θse差值为正值,表明该次降水是一次稳定的暴雨过程;暴雨期间中低层形成了明显的θse能量锋区;湿位涡分析表明：湖北黄石处于高温高湿的对称不稳定区,不稳定能量大量释放,产生强烈的上升运动,造成暴雨。     

2012年8月河南一次暴雨、大暴雨天气过程分析

利用NCEP／NcAR再分析资料、常规观测资料及新一代雷达资料,对2012年8月4—5日河南出现的一次暴雨、大暴雨天气过程进行分析,结果表明,欧亚中高纬两槽一脊的形势、副热带高压的东西带状分布和强大维持、中低纬度双台风的同时存在,为本次暴雨过程提供了有利的环流条件;700hPa等压面上低槽、地面干线和辐合线的长期维持、边界层地形抬升作用、高能区的长时间存在为暴雨的发生和维持提供了不稳定层结、辐合抬升和触发条件;受副热带高压的阻挡,台风‘达维’北上移速缓慢,台风北侧偏东气流与副热带高压南侧偏东气流合并加强及长期维持,为该次暴雨、大暴雨天气提供了充足的水汽条件;边界层的地形作用和600hPa等压面附近的强烈辐合是造成林州1h雨量达到76．5mm的主要原因．     

中尺度冷涡切变暴雨多普勒雷达特征分析

利用天气形势场、物理量场、新一代雷达产品资料对2008年7月17日下午到夜里,豫北、鲁西、冀南地区出现的区域性暴雨天气进行多尺度诊断分析.分析结果显示:较弱的冷性低涡切变本身并不能造成强降水天气,当低涡东移遇副热带高压西北边缘较强暖湿气流时得到加强,在低涡东侧副热带高压边缘切变上产生暴雨天气.冷涡暴雨低层有明显的东北气流冷垫,加强了其动力上升运动,水汽输送依赖于对流层中层的西南气流,中层水汽辐合非常明显.在新一代雷达产品图上显示:较稳定的大范围中等强度回波能产生较强降水.中低层风场为暖平流加辐合,有利于暴雨的形成,中低层较大的垂直风场切变给对流云的形成提供动能,有利于暴雨的产生.     

黄河下游春季一次大暴雨过程的结构特征及落区分析

利用HLAFS资料和实况资料,对2003年4月17日至18日发生在黄河下游的一次强暴雨过程的大尺度环流背景和物理量场的结构特征进行了分析。结果表明,本次暴雨是高空冷空气、低空低压切变线和黄淮气旋外围倒槽共同影响造成的;从南海到山东的西南低空急流为暴雨区提供了充沛的水汽和能量;暴雨区850hPa上的高θse,700hPa上的强烈垂直上升运动,以及低空辐合、高空辐散是造成暴雨的有利物理量场特征。大的正涡度区位于500hPa以上,600hPa以下为强辐合区,以上则为强辐散区,这种结构配置成为暴雨发生的有利的动力机制。     

2013年初夏河南一次区域性暴雨天气过程的分析

利用常规资料和NCEP再分析资料,对2013年5月25—26日河南省区域性暴雨过程的环流形势、水汽条件和垂直螺旋度进行了分析,结果发现:西南涡沿切变线移出是暴雨形成的诱因,中低层低涡与涡前持续的低空急流为暴雨的产生提供有利的大尺度天气背景条件.700 hPa水汽通量变化对强降水落区有一定的指示作用,暴雨区一般位于水汽通量大值中心附近和前端等值线梯度密集带内;水汽通量辐合增强增厚降水增强.强降水多位于垂直螺旋度正大值中心附近和长轴两侧.     

一次由西南低涡引发的我国南方特大暴雨的综合分析

2008年6月10～14日我国南方出现了一次区域性的强降水过程,给江河、水库的防汛工作带来了极大压力。该文利用常规观测资料和NCEP再分析资料,诊断分析了此次强降水过程发生的大尺度环流形势以及西南低涡在此次暴雨过程中的作用。其结果表明：（1）此次强降水发生期间,中高纬度经向环流明显,主要表现为“两槽一脊”型,有利于冷空气不断南下;（2）在中低层流场图上分析出了“鞍”型场的环流配置,西南地区上空低层不断聚集由西南气流输送的大量暖湿空气,而在高层有干冷空气侵入,从而导致西南低涡强烈发展、东移以及强降水的发生;（3）本次西南低涡初期具有暖性结构,暖平流使中低层增温增湿,加大了大气层结的不稳定性,从而引起上升运动和凝结潜热释放,促使低涡强烈发展;（4）影响此次强降水的水汽来源有三支：一支来自孟加拉湾的水汽输送,另一支来自中印半岛和南海的水汽输送,第三支是西风带的水汽输送。     

青海大通地区一次罕见的大到暴雨过程分析

2013年8月21日,青海西宁大通县桥头镇出现了创历史极值的大暴雨天气过程,此次暴雨的降水空间集中,降水量大,实为罕见.利用常规天气图实况资料、NCEP分析场资料、多普勒雷达探测资料进行分析,结果表明:(1)副热带高压稳定维持,引导西南暖湿气流北上,新疆脊前下滑的短波槽携带冷空气南下,冷暖空气在青海东北部交绥,为大通特大暴雨提供了有利的环流条件.(2)暴雨发生过程中有强盛的水汽输送和水汽通量输送;暴雨区水汽的辐合以及暴雨发生前大气热力不稳定为暴雨的发生提供了条件.(3)对流云团在东移南压过程中依次经过大通县城,表现为列车效应,并对应此次最大小时降雨量.径向速度场在大通地区存在着风场辐合,这种形式对本次强降水的持续提供了有利的动力条件;VIL数值的大小很好的反映了降水强度,VIL的大小、影响范围和移动方向对应降水强度、发展及消亡;雷达降水量图对本次强降水过程的降水量及落区有一定指示意义.     

“95.1”高原暴雪及其中尺度系统发展和演变的非静力模式模拟

为了对青藏高原暴雪进行深入的数值模拟研究,在对1995年1月17-18日（“95.1”）高原暴雪进行天气分析的基础上,利用非静力中尺度数值模式MM5对该次暴雪过程进行了数值模拟。数值模拟结果和客观分析结果的比较表明,非静力中尺度数值模式MM5有能力再现地面以上大、中尺度环流系统和热力场;同时MM5能够成功地模拟出复杂大地形条件下“95.1”高原暴雪中尺度低涡的发生、发展及结构演变。模拟的运动场和云微物理量场的时空演变表明,垂直运动场与水汽场的耦合是水汽凝结和冻结成雪的运动学条件;气旋性涡柱和上升运动及深厚湿舌的耦合是暴雪形成的一种重要动力机制;模拟的流场演变表明流场更能表征高原上的中尺度系统。     

珠江三角洲地区暴雨事件驱动因子研究

利用CMORPH降水数据、ERA5气象数据、欧空局土地利用数据、热带气旋灾害资料等多源异构数据,运用相关分析、M-K检验、合成分析、Student’s t-test等多种统计方法辨识珠江三角洲地区暴雨关键驱动因子．研究发现:不同时间尺度上暴雨事件年际变化趋势均不显著;净水汽通量、强热带风暴、气压变化等是研究区暴雨事件的主要驱动因子,夏季西北太平洋副高位置及强度对研究区暴雨的发生也有影响,城市化程度、厄尔尼诺/拉尼娜现象等对研究区暴雨事件影响不显著．研究结果可为珠三角暴雨事件、暴雨致洪及城市内涝的预测与灾害风险评估提供理论支撑和决策依据．