急流对江西省一次暴雨过程的作用以及模式预报检验分析

利用NCEP fnl 1°×1°全球资料、常规气象观测资料和风廓线雷达资料,从急流角度入手对2014年5月16-18日江西中北部地区的暴雨过程进行诊断分析。结果表明,超低空、低空急流的加强为暴雨区持续提供能量以及水汽,且急流前端辐合抬升加强了上升运动;高空200 h Pa我国东北地区低涡和南亚高压配合形成的分流区产生的辐散作用对降水存在促进作用;超低空急流脉动有利于强降水的产生;高、低空急流的适宜配置产生的动力场耦合作用,为大暴雨的发生、发展提供非常有利的动力条件。对模式风场预报检验发现,模式预报稳定性较好,但是模式预报在急流核强度上与实况存在一些差别。     

风廓线雷达在强降水监测预警中的应用研究

本文在风廓线雷达观测风场的基础上发展了低空风切变指数、高低空急流指数和温度平流三种产品算法,并将其用于两次强降水过程的监测预警研究.通过分析强降水发生前后风廓线雷达二次产品的变化得出:低空风切变指数在降水开始和结束时均会出现较大幅度的增长;低空急流指数一般在降水前3~4个小时开始增强,降水减弱时则大幅减小;高空急流指数在降水前2个小时左右会出现小幅的波动;此外,高低层冷暖平流强度和厚度的变化与降水过程也有很好的对应关系.     

低空急流在福建山区暖区大暴雨发生发展中的作用研究

利用欧洲中期天气预报中心的ERA5再分析数据,结合福建省地形,采用统计方法分析福建山区2010—2022年每年5—6月暖区大暴雨低空急流水平和垂直变化特征。结果表明,福建山区暖区大暴雨的强降水时段较集中,96.6%的站次6 h累积雨量超过日总降水量的78.3%;04—09时是强降水多发时段,占比44.0%,致灾危险性高;低谷区到高山区的过渡带地形和两高山区的峡谷汇合地带地形对应大暴雨占比高,达78.6%;低空急流在福建山区暖区大暴雨中普遍存在,占比81.0%;55.2%个例低空急流高度低于850 hPa,低空急流高度从01时到10时有逐步降低的趋势,与强降水多发时段相对一致;30 mm以上雨强较[20,30)mm雨强对应的急流高度明显更低,表明低空急流的高度与短时强降水的强度存在一定的正相关。     

“苏迪罗”台风(2015)造成武宁大暴雨过程诊断分析

利用NCEP再分析资料和常规观测资料等,对2015年8月9-10日台风"苏迪罗"引发武宁地区大暴雨而周围地区明显偏小的原因进行分析。结果表明:1)台风"苏迪罗"在江西先西北行而后转北上,移动路径长,滞留时间长,导致武宁出现长达21 h持续降水;2)武宁一直处于台风北侧的东风急流中,急流在不断输送水汽的同时,造成的低空辐合释放不稳定能量对暴雨有利;3)武宁短时强降水发生期间,高层辐散,低层辐合,上升运动深厚而强盛,而周围地区上升运动相对明显偏弱;4)武宁在台风登陆江西前后长时间处于高能量锋区中是产生大暴雨的重要原因;5)武宁强降水期间低层一直处于逆风辐合区是武宁地区降水强于周围地区的另一个重要原因。     

江西北部2次大暴雨过程对比分析

利用Micaps常规资料和fnl资料,对2013年5月江西北部2次大暴雨天气过程("5.07"和"5.14")的大尺度环流形势、低空急流、水汽输送、垂直运动和中尺度系统,以及多普勒天气雷达拼图回波特征等要素,采用对比方法进行分析,结果表明:1)2次大暴雨过程欧亚中高纬环流形势均为两脊一槽型,但降水性质、环境条件和中尺度特征有所差异;2)"5.07"大暴雨低空急流具有脉动性,而"5.14"大暴雨中低空急流一直维持;3)"5.14"大暴雨过程的水汽和动力条件都比"5.07"大暴雨过程强;4)"5.07"大暴雨过程以带状回波为主,范围狭长局地性较强;"5.14"大暴雨过程以絮状回波为主,范围宽广持续时间长较为均匀。     

山西北部一次区域性大暴雨成因分析

应用常规气象观测资料、NCEP1°×1°再分析资料和卫星云图高分辨率相当黑体亮温(TBB)资料,对2012年7月20～21日山西北部大暴雨过程的成因进行了分析。结果表明:此次区域性大暴雨过程发生在阻塞高压稳定维持以及副高进退的环流背景下;200hPa高空辐散场的长时间维持促使了上升运动的加强,有利于强降水的持续;700hPa低涡切变线是大暴雨产生的主要影响系统;低空西南急流的建立和维持为大暴雨的产生提供了源源不断的水汽和能量条件;降水前期不稳定能量的聚集为大暴雨的产生积累了能量,有利于大暴雨区的对流不稳定发展;副高边缘β中尺度对流云团的不断生成、发展与合并,导致强降水的产生,大暴雨出现在对流云团的东南侧。     

一次低空急流影响下滇西地区冬季强降水天气分析

利用常规观测资料和大理边界层风廓线资料,对2008年1月26～27日低空急流影响下滇西地区冬季强降水天气进行分析.结果表明:南支槽是主要影响系统,槽前的西南低空急流一方面为强降水区输送源源不断的暖湿空气,另一方面在暴雨区产生强辐合,强降水发生在水汽通量散度小于-20×10-8 g.hPa-1.cm-2.s-1的区域,水汽辐合与辐散相伴出现,强降水落区与水汽通量大值区及全风速大值区有很好的对应关系.低空急流出现最强时低层辐合、高层辐散及垂直速度也达到最强;高低空急流的脉动对强降水有一定的指示意义,低空急流的脉动与强降水之间存在密切关系,高空急流较低空急流的下传明显提前2～3 h,低空西南急流向下扩展的同时,可能存在动量下传,引起低空扰动加强.     

“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。     

宁夏平原极值暴雨遥感资料中小尺度特征分析

利用卫星、多普勒雷达、区域自动站、闪电定位等遥感资料和常规气象资料,对2012-07-29夜间宁夏平原大暴雨过程的中小尺度特征进行了分析.结果表明,造成大暴雨的天气系统主要是200hPa急流、500hPa短波槽、700hPa低涡、850hPa辐合切变,宁夏上游地区中低层存在一明显的辐合带、高湿区和多低值系统;卫星云图上中尺度对流云团快速发展并东移影响宁夏造成暴雨,强降水阶段云团平均亮度温度达220K,最低亮度温度达210K,亮度温度低于220K的云团面积达到20 000km2;闪电时空分布特征与强降水高度一致,表明中小尺度强对流是造成暴雨的主要原因;雷达反射率图上多个强对流单体先后影响,出现明显"列车效应",单体基本反射率和组合反射率在分别达到40~60,50~60dBz,40dBz的强回波高度突破了0℃层高度,同时3km高度还存在大于50dBz的强反射率因子核心;强降水阶段,径向速度图上伴有多个"逆风区"和风速辐合区,垂直方向径向速度正负相间分布;雷达回波顶高度和垂直累积液态水含量在强降水阶段分别达到8~11km和10~30kg/m2.     

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。     

"07.07"暴雨的数值模拟及回波分析

运用非静力中尺度模式MM5V3.7,对2007年7月7-8日的南京地区暴雨过程进行数值模拟并结合雷达资料进行分析。分析结果表明,高低空急流的配合有利于大暴雨的产生;高层的强辐散和低层的强辐合中心与降水有好的对应关系;在雷达回波图上梅雨锋降水回波区出现多条中尺度对流回波带。     

基于风廓线雷达的低空风切变特征及其对航空影响分析

利用宜春TWP3风廓线雷达2013年资料,分层计算处理出100~580 m之间8层低空风切变数据,利用统计分析的方法分级计算结果表明:全年对飞行安全有影响的中度以上等级低空风切变在不同高度占2%~4%不等,高度越高,出现高等级风切变的概率越大。严重等级风切变在3-5月和7-9月出现更多,呈现双波峰特征。对易出现强烈以上等级风切变时期的天气系统分析表明,强低空风切变与高空低槽、中低层切变、低空西南急流、地面冷空气以及热带气旋系统有很大关系。其中西南急流系统中风切变一般出现在西南急流建立期,由中高空动量下传诱发;气旋系统引发的对流性强降水也经常伴有强低空风切变,与雷暴系统的发展有关;冷空气引发的低空风切变一般出现在降水前的冷暖空气汇合区,与降水无明显相关关系。     

驻马店2012年盛夏期间一次区域暴雨的成因分析

2012年8月20—21日驻马店市出现了一次区域暴雨,局部大暴雨天气过程.这次降水过程的特点是降水范围广、短时间强度大.从天气图、数值预报产品、稳定度、雷达产品等方面对这次降水过程进行成因分析,从而得出了对大暴雨预报的一些有意义的结论:暴雨的产生前要有强烈的垂直上升运动;深厚的湿云层为这次暴雨过程提供了充足的水汽条件;地面弱冷空气所致低层的偏东到东北急流为这次降水的持续提供了有利的条件.低层形成了较强的垂直切变,增强了辐合上升运动,为这次强降水提供了触发机制.新一代天气雷达监测资料分析表明,强降水天气的基本反射率强度≥45 d Bz的高度一般集中在较低的层次;暴雨要维持较长的降水时间需要一系列降水回波或多单体风暴中的不同单体连续不断经过同一个地方,或者不同移向的降水回波交叉经过同一地方,形成降水的汇集地.     

驻马店2012年盛夏期间一次区域暴雨的成因分析

2012年8月20—21日驻马店市出现了一次区域暴雨,局部大暴雨天气过程.这次降水过程的特点是降水范围广、短时间强度大.从天气图、数值预报产品、稳定度、雷达产品等方面对这次降水过程进行成因分析,从而得出了对大暴雨预报的一些有意义的结论:暴雨的产生前要有强烈的垂直上升运动;深厚的湿云层为这次暴雨过程提供了充足的水汽条件;地面弱冷空气所致低层的偏东到东北急流为这次降水的持续提供了有利的条件.低层形成了较强的垂直切变,增强了辐合上升运动,为这次强降水提供了触发机制.新一代天气雷达监测资料分析表明,强降水天气的基本反射率强度≥45 d Bz的高度一般集中在较低的层次;暴雨要维持较长的降水时间需要一系列降水回波或多单体风暴中的不同单体连续不断经过同一个地方,或者不同移向的降水回波交叉经过同一地方,形成降水的汇集地.     

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。     

超低空急流背景下的景德镇市大暴雨过程分析

分析了超低空背景下景德镇市大暴雨的特征,主要结论如下:景德镇市的大暴雨与超低空急流关系密切,有超8成的大暴雨伴有超低空急流或准超低空急流。在超低空急流背景下的大暴雨分为梅雨型、台风型、冷锋型、低涡型、高空偏北气流型和涌线型等6种形势,以梅雨型和低涡型居多。暴雨主要与中低层切变线密切相关。梅雨型有南北两支气流及相伴的带状(块状)副热带高压,台风型要形成两高一低的阻塞形势。暖区中的低空急流易在地面诱发辐合线,在冷锋型、涌线型等形势中在辐合线附近触发强降水。在低涡移向的右前方和上下重合的低涡中心易出大暴雨。高空偏北气流型多发生在7-8月,低空急流将副高控制区的高能、高湿空气向东北方向输送,与高空偏北气流构成强不稳定,在低空多层辐合系统的作用下,出现强降水。大暴雨过程中不伴有超低空急流的有大风速型、7至8月辐合型、副高型和低槽+切变+低涡+中层西南急流型。     

“苗柏”登陆后福建东部降水特征及成因分析

针对1702号台风"苗柏"在广东省登陆减弱后福建东部沿海的强降水,利用物理量、常规资料、卫星云图、多普勒雷达、风廓线雷达等多源资料进行分析,并综合模式降水预报结果,探讨此类天气过程的特征和预报着眼点。通过大尺度背景流场和探空资料揭示了此次湿对流天气过程的成因,结果表明,不稳定的气层在低空急流快速发展形成的动力强迫下,激发出了此次对流天气,结合卫星云图、雷达、风廓线和上游地区天气实况可以提高临近预报质量。     

云南2次川滇切变线强降水过程对比分析

利用探空、雷达和自动站观测资料等对2009年6月下旬川滇切变线影响下发生在云南的2次强降水过程进行对比分析,从大气环流形势特征、物理量条件和雷达产品特征等方面揭示2次过程的异同点.结果表明:川滇切变线南移影响云南时通常都有地面冷锋配合,锋面辐合抬升为强降水提供主要的动力条件.副热带高压西侧的西南气流源源不断地为降水提供水汽和不稳定能量,有西南低空急流配合时更有利于出现大范围强降水,强降水落区主要位于切变线及其南侧的风速辐合区;500 hPa引导气流对切变线的强度和移向有重要影响.即便前期700 hPa上切变线两侧高度场"北高南低"形势不明显,但在500 hPa中高纬为经向环流形势下,特别是有阻塞高压生成时,槽后脊前偏北气流有利于引导冷空气向南输送,使低层切变线加强并南移影响云南,造成云南全省性强降水过程.在此情形下,降水以层状-积云混合降水回波为主,且持续时间长、分布均匀.     

循环同化C波段雷达资料模拟贺兰山地区一次暴雨过程

利用宁夏气象站资料和银川站多普勒雷达资料,对2017年6月4-5日贺兰山地区一次暴雨过程进行数值模拟和同化试验,对比分析不同雷达资料同化窗对初始场及暴雨强降水时段的降水量和落区分布的影响.结果表明,同化雷达资料后加强了初始场中500 hPa“东高西低”的环流形势,700 hPa东南急流的强度和范围明显增强. TS评分结果相比控制试验, 6 h循环同化试验RAD6模拟的降水量仅对10 mm降水阈值的模拟效果有改进; 12 h循环同化试验RAD12的结果对10、 25和50mm降水阈值的评分均有显著提高.循环同化12 h雷达反射率因子后模拟的云水、雨水含量更大,假相当位温逆温区的水平范围更广,层结不稳定性显著增大,强降水时段雷达反射率因子与雷达观测实况有较好的一致性, 700 hPa正涡度带的分布与雨带位置更加一致.     

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.