一次区域性暴雨数值模拟及诊断分析

通过对陕西省2003年7月15日区域性暴雨过程进行分析发现,西太平洋副热带高压西侧的暖湿气流和新疆冷空气是这次暴雨的主要影响系统,充沛的水汽输送、能量的积聚和强烈的上升运动为暴雨的发生提供了充分的条件,700 hPa和850 hPa的低涡、切变线、地面倒槽是暴雨形成的触发机制.数值模拟结果表明:涡度场和散度场互耦;特强散度柱出现早于强涡度柱,而深厚的强气旋性涡柱则几乎与暴雨最强盛时期同时出现.     

渭河流域致洪暴雨的天气学分析

目的对渭河流域致洪暴雨进行分析,以便得出其时空分布特征、天气环流特征,以及暴雨型和天气型之间的对应关系,为致洪暴雨预报和机理研究奠定基础。方法利用1954年至2004年渭河流域70个气象站的观测资料、流域洪水灾害资料和高空天气图资料,应用统计学和天气学方法,得出近50年来渭河流域致洪暴雨的时空分布规律和天气环流特征,总结出了暴雨型和天气型等不同类型,讨论了它们之间的对应关系。结果近50年来渭河流域年均出现1次致洪暴雨过程,最多年份出现5次;致洪暴雨发生频率最高在7月上、下旬和8月上、中旬;致洪暴雨分为上游暴雨型、连阴雨中暴雨型、本区域暴雨型和叠加暴雨型4种类型,产生暴雨的大气环流形势分为低槽型、西南气流型、低涡切变型和副高控制型4种。结论渭河流域洪灾的形成与本地暴雨有密切关系,多数致洪暴雨都有低空急流相伴,低槽型和西南气流型是产生致洪暴雨的主要环流形势。     

“5.20”暴雨天气过程分析

利用常规气象资料,T213数值预报产品、FY2D卫星云图等从影响系统、物理量场诊断等方面对2009年5月20日发生在江西赣中、赣东北的区域性暴雨、局部大暴雨天气过程进行分析,结果显示这次暴雨过程是在高空低槽、中低层切变线、地面静止锋等天气尺度系统共同影响下产生的,暴雨区与垂直速度及涡度所表现的强烈上升区对应,并伴有高能高湿条件;地面弱冷空气入侵,导致行星边界层能量锋区加强;由于高空槽前强的正涡度平流和斜压性,高空槽云系发展成典型的斜压叶状云型,对应地面锋生和江淮气旋生成,降水加强。     

2010年4月11日上饶市暴雨过程天气分析

应用常规观测资料、中尺度站资料和T213数值预报产品,对2010年4月10日对流性暴雨天气的成因进行了分析。分析了产生暴雨的天气系统特征,产生暴雨的水汽条件和动力触发机制,给出了产生暴雨的对流云团演变特征。研究结果表明,这次暴雨是由高空低槽、中低层切变线、低空急流和地面低压的共同影响产生的。低层强盛的西南气流建立起水汽通道,把水汽源源不断地向暴雨区输送。低层较强的西北气流和强盛的暖湿气流相汇合,垂直涡度增大,辐合上升运动增强。地面冷锋前生成中尺度低压,加强了辐合上升运动。高层辐散与低层辐合相配合,有利于上升运动发展和维持。     

2016年福建一次春季暴雨过程成因分析

利用常规地面气象观测资料、雷达资料以及高空探测资料,对2016年5月19日至5月21日华南前汛期闽北地区暴雨过程成因进行分析并对欧洲中期天气预报中心ECMWF数值模式进行预报检验.结果表明:此次暴雨过程发生于高原槽东移,西南涡生成并东移,低层切变辐合,地面低压倒槽的大气环流背景下.西南急流为暴雨提供充足的水汽,在边界层中尺度辐合触发下不断地有对流云团的发展、东移进入闽北地区,具有一定的“列车效应”.欧洲中期天气预报中心ECMWF数值模式能够较好地模拟出暴雨发生期的风场和高度场特征,为暴雨的预报提供较好的指导作用.     

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。     

“珍珠”(0601)台风暴雨的广义湿位涡诊断分析

分析了“珍珠”台风暴雨的有利天气形势和暴雨区广义湿位涡时空分布特征,结果表明:高空急流入口区右侧辐散、低层暖式切变辐合是此次台风暴雨的有利形势;500hPa高空槽后弱冷空气渗漏促使暴雨增幅;暴雨出现在低层广义湿位涡的异常正值区附近,暴雨区走向与低层广义湿位涡正值等值线的走向基本一致;低层广义湿位涡可预报未来暴雨落区和走向,对暴雨预报可有6 ～ 12h的提前量.     

开封市一次区域暴雨天气过程的综合诊断分析

利用NCEP 1°×1°的6 h再分析资料等,对2010年8月14日开封市一次区域暴雨天气过程进行综合分析,结果表明:此次过程是在贝加尔湖附近高空冷低压东移南下,伴随高空横槽转竖,引起华北切变线加强,地面倒槽北侧冷空气南下,饱和暖湿气流被迫抬升凝结而致暴雨.暴雨的水汽供应主要来自对流层中低层,强水汽辐合出现在华北切变线附近和强降水前,与暴雨区相对应.地面倒槽附近的上升气流与切变线附近的上升气流叠加,与副热带高压中心内部的下沉气流构成了经向闭合环流圈,为暴雨天气的出现提供了强上升气流.高层辐散、低层辐合的大气垂直结构增强了大气的抽吸作用,促进垂直上升运动的发展.     

IASI卫星资料同化对江淮暴雨预报的试验研究

对2014年6月26日到6月28日发生在江淮地区的一次暴雨过程,运用中尺度预报模式WRF以及同化系统WRFDA同化ATOVS(包括AMSUA、MHS、HIRS4)和IASI(CO2吸收波段)亮温资料,对比不同卫星资料同化对此次暴雨过程预报影响,评价IASI卫星资料同化对江淮暴雨预报效果。结果表明,相比ATOVS资料同化,IASI资料同化对温度、湿度等气象要素的调整更明显。在24 h和12 h累计降水量模拟上,同化IASI资料对降水范围和降水强度的模拟与实况最为接近。在同化ATOVS试验中加入IASI资料后,降水模拟效果改进不大,说明同化资料的种类越多,相应累计误差越大,对降水模拟改进越不明显。     

2006年7月21日信阳暴雨过程分析

2006年7月21日,信阳地区出现了一场区域性暴雨。此次过程是由中低层低涡切变线和地面弱冷空气共同影响造成的。本文通过其低空平均水汽通量和高低空涡度场分析得出三点认识:(1)暴雨区处在水汽输送带中心,高层处负涡度区,低层处正涡度区,正涡度中心位于信阳上空,大气处于位势不稳定状态中。(2)由于槽前西南急流的输送,暴雨临近出现了超常的增湿增能现象。(3)在有利的环流形势制约作用下,使系统完成了能量转换机制,支持了强降水过程。     

Numerical simulation of topography effects on the "00.7" severe rainfall in Beijing

In an effort to study the severe rainfall event of 4-5th July 2000 in Beijing (with 24h accumulated precipitation of 240 mm), we perform numerical simulations to investigate this event using the MM5v3.6 model. The model is initialized with the MM5/WRF 3DVAR analysis, which incorporates the ground-based GPS precipitable water vapor, automatic and conventional meteorological observations in its assimilation step. For 24 h accumulated precipitation forecast, the threat scores are 0.72, 0.76, 0.67 and 0.63, for thresholds of 1, 5, 10, and 20 mm, respectively. Holding other factors unchanged, sensitivity experiments were conducted with different topographic resolutions of 110, 50 and 3.7 km to investigate the topographic effects on precipitation over the Beijing area. In these sensitivity experiments, we attempt to preserve the realistic orographic distribution in the model topography under the condition of keeping the dynamic-thermodynamic consistency of the initial model atmosphere to the extent possible. Results indicate that the unique topographic distribution and variations in the Beijing area play an important role in determining the location, distribution and intensity of heavy precipitation.     

Numerical simulation of topography effects on the “00.7” severe rainfall in Beijing

In an effort to study the severe rainfall event of 4?5th July 2000 in Beijing (with 24h accumulated precipitation of 240 mm), we perform numerical simulations to investigate this event using the MM5v3.6 model. The model is initialized with the MM5/WRF 3DVAR analysis, which incorporates the ground-based GPS precipitable water vapor, automatic and conventional meteorological observations in its assimilation step. For 24 h accumulated precipitation forecast, the threat scores are 0.72, 0.76, 0.67 and 0.63, for thresholds of 1, 5, 10, and 20 mm, respectively. Holding other factors unchanged, sensitivity experiments were conducted with different topographic resolutions of 110, 50 and 3.7 km to investigate the topographic effects on precipitation over the Beijing area. In these sensitivity experiments, we attempt to preserve the realistic orographic distribution in the model topography under the condition of keeping the dynamic-thermodynamic consistency of the initial model atmosphere to the extent possible. Results indicate that the unique topographic distribution and variations in the Beijing area play an important role in determining the location, distribution and intensity of heavy precipitation.     

中国东北冷涡背景下连续发生的中尺度对流系统的组织演变特征个例分析

使用雷达、地面加密观测、探空数据和ERA5再分析数据研究2009年7月22日0400—2400 UTC的21小时内东北冷涡后部在京津地区连续发生的4次中尺度对流系统的组织形态演变和中尺度环境特征。研究结果表明, 在东北冷涡后部稳定的西北气流背景下, 由于东北冷涡后部对流层中层西北气流中的浅槽、其在对流层低层发展的低槽和低涡以及对流层低层高压脊西北部的西南暖湿气流与冷池之间复杂的相互作用, 导致4次过程中强对流的组织形态各异。第一次过程受冷涡西侧一个浅槽锋生影响, 在河北北部形成西南?东北走向弱对流线, 对流线位于北京北部的对流发展较强, 移动迅速, 发展为超级单体和弓形回波, 其冷池出流和西南暖湿气流辐合形成西北?东南走向的后部增生型组织形态, 横贯京津地区。第二次过程是第一次过程位于北京南部的冷池出流触发, 形成超级单体, 之后受第一次过程冷池向西出流的影响, 产生西南?东北走向的后部增生型对流线。第三次过程发生在第一个浅槽造成对流层低层低涡发展的环境下, 低涡西侧的偏北风与低层高压脊北部的偏南风在冷池上面辐合, 造成多条平行的西北?东南走向的后部增生型对流线, 产生列车效应, 造成天津的强降水。第四次过程由冷涡西南部的又一个浅槽锋生和冷涡在天津北部调整出的切变线共同触发, 两个初始的西南?东北走向对流线合并形成一条西南?东北走向的线状对流, 最后南侧的对流发展为弓形回波。4次过程中出现的弓型回波部分还具有弓箭回波结构特征。     

单Doppler雷达IVAP风场反演试验

单Doppler雷达风场反演技术对于扩大Doppler雷达在中尺度气象监测和预报中的应用范围具有重要的作用。通过采用"给定方位角内风场均匀假定"提出积分速度—方位处理技术IVAP(Integrating Velocity-azimuth Processing),克服了VAP技术在单多普勒雷达风场反演中对Doppler速度小尺度脉动过分敏感的缺点,及VAD(Velocity-azimuth Display,速度-方位显示)技术只能反演平均风矢量问题。利用2001-08-05上海特大暴雨时虹桥机场Doppler雷达速度资料进行中尺度风场反演试验。对均匀风方位角区间分别取9?,18?,45?和90?的反演结果的比较表明,采用较小的方位角区间可以反演出与这次暴雨有关的气旋式环流和中尺度辐合线。利用地面站实测风记录及风廓线数据对IVAP反演风的质量进行了评估。结果表明,反演风的风向和地面实测风的风向有很好的相关性,反演方位角区间越大,相关性越好。与20个时次同高度上风廓线仪探测的风速数据的对比表明,IVAP技术反演出的风速和它们也有很好的相关性,两者u、v分量均方误差在2m/s左右。由于IVAP技术风场反演无需事先对Doppler雷达原始的速度资料进行人为的滤波或平滑处理,所以具有较强的客观性,便于在气象雷达预报业务中应用。     

山西中部一次暴雨的中尺度分析及降水估计

利用卫星云图资料、云顶亮温TBB等卫星观测资料对2009年8月25日发生在山西中部的一次器雨天气进行了分析。结果表明,暴雨是在有利的大尺度天气形势背景下,由中小尺度系统直接造成的,地面降水强度随着云顶亮温的不断降低,不仅降水强度明显增大,而且出现夫雨和暴雨等强降水的机会也逐渐增多。利硝卫星资料作雨量估计．是做好暴雨短时、临近预报的基础。     

环境场特征与暴雨之间的关系浅析

利用2002年6-7月香港天文台业务区域谱模式(ORSM)的物理量预报资料,通过对暴雨发生时的平均高度场、温度场、湿度场、经向及纬向风速场特征的分析,探讨了我国南方形成持续强降水的大尺度环流形势及物理条件.通过对暴雨带附近的热力场和动力场的研究表明：温度场上,在大气中低层,暴雨带处于高温区南侧相对的冷区,且温度梯度较小,而在暴雨区北侧,温度梯度较大;湿度场上,暴雨区落在高湿度带中,并且在大气低层,暴雨带位于南北相对湿度对比带的南侧;而在风速场上,在大气低层,暴雨带附近为东西风及南北风的复合带.     

98.7暴雨中尺度系统发展的视涡源涡度变率诊断分析

利用 MM5输出的高分辨率资料和视涡源与总涡源诊断方程对“98.7”特大暴雨的涡度场、视涡源、总涡源进行了诊断分析 .结果揭示 :此次暴雨的发生和发展与其视涡源、总涡源的生成和发展直接相关 .正视涡源柱和总涡源柱的存在及强烈发展是强暴雨中尺度系统发生发展的主要动力机制 ,这种机制有利于突发性特大暴雨发生 .暴雨的落区基本处于视涡源、总涡源中心位置的下方 .因而 ,视涡源与总涡源的强度及所处的位置为雨强及落区的预报提供了参考依据     

L波段雷达资料在保山市强降水预报中的应用

为加强基层短时强降水预报能力,结合前人研究,利用20082009年腾冲L波段雷达探测资料和保山市昼(夜)降水数据,统计分析了该市昼(夜)出现强降水时当日(前一日)沙氏指数、抬升指数、不同高度层的温度露点差情况.结果表明,保山市强降水与沙氏指数、温度露点差呈显著负相关,与抬升指数值呈显著正相关.采用相关性和显著性假设检验确定了6项强降水预报因子和它们各自对应预报值域后,将6种预报因子自由组合成8种预报判据.经预报质量检验从8种组合中挑选出了保山市昼(夜)间出现强降水的预报判据.以20102014年保山市强降水实况进行预报能力检验,该方法对夜雨和昼雨强降水的预报准确率分别为56.00%和60.00%,具有一定参考使用价值.     

90年代后期北京市年雨量的预测

通过对北京地区１９００年以来雨量,气温和太阳活动的关系厄尔尼诺年的关系处理分析,给出一种预测北京市年雨量的数学模型,已准确预测了１９９６,１９９７年的年雨量,并给出１９９８年的雨量预测值为７５０－８００ｍｍ和１９９９年的雨量预测值为６３０－６８０ｍｍ。     

Numerical study on structure of meso-β scale rainstorm system during IOP523 of HUAMEX

One of the scientific goals of HUAMEX (Torrential Rainfall Experiment over Both Sides of the Taiwan Strait and Adjacent Area), a special project in th e National "863" Scientific Project, is to reveal meso- scale structure of heavy rainfall. However, limited by the observational instruments, the resolution of the data attained from the outfield scientific observation network cannot reveal the meso-scale structure. A 36-h numerical simulation of heavy rainfall case from May 23 to May 24, 1998 during IOP523 of HUAMEX was performed by the mesosc ale numerical model of PSU/NCAR MM5, and the meso- scale structure of convective system was examined based on the model output in this note. The results point out that the meso- scale features of the heavy rainfall are clear considerably at low, middle and upper levels, respectively. There is a strong ageostrophic feature between the geopotential height field and the wind field on the upper leve l. The vertical cross sections of 54 km coarse grid and 18 km fine grid both sho w the vertical circulation cells of the rainstorm clearly, which include a desce nding middle-level rear inflow and strong ascending low-level inflow. More impor tantly, the 18 km fine grid vertical section reveals another shallow vertical ci rculation cell in the planetary boundary layer (PBL) below 900 hPa, which relate s to the draggle flow resulting from the falling raindrops.