华南暖区暴雨中一次飑线过程的数值模拟

运用WRF模式模拟,研究分析了2010年5月6~7日华南暖区暴雨中低空急流与尾部入流在飑线系统组织过程中的作用。结果表明,在系统发生发展阶段,低空急流增强飑线西南侧的水平涡度。水平涡度引发的垂直环流通过促进不稳定区能量释放,影响对流系统生消发展。飑线成熟期尾部入流的主要来源为反气旋式涡旋风场。尾部入流较强的区域与环境风切变大值区平衡,促进不稳定区风场辐合,激发对流新生及维持其发展。同时尾部卷入的干空气下沉,加速水滴蒸发和凝结潜热释放,形成负位温扰动冷池中心,维持飑线发展。     

昆明“2016.4.19”雷暴大风天气过程的中尺度特征分析

利用NCEP再分析资料、昆明多普勒天气雷达和地面加密自动站资料,分析2016年4月19日傍晚出现在昆明地区的雷暴大风天气过程的中尺度特征.结果表明:弱南支槽与切变线配合,高低空急流耦合作用及动量下传共同造成了此次地面雷暴大风天气;层结不稳定,地面辐合线等为其提供了良好的环境条件.本次为飑线过程,存在后侧弱回波区,明显的速度模糊,低层速度大值区、高层辐散、低层辐合、"牛眼"型结构及深厚的中层径向辐合(MARC)等特征,均对提前预报预警地面大风有很好的指示性.地面大风与飑线、地面中尺度辐合线和辐散区密切相关,根据地面辐合线可提前1 h左右预警飑线.     

江西中北部一次飑线过程中尺度特征分析

利用常规高空地面观测、南昌多普勒雷达、风云2e卫星tbb、fnl1°×1°再分析等资料,分析2015年5月8日江西一次飑线过程,结果表明:1)此次过程属于斜压锋生类强对流天气,由高空低槽、中低层切变线、地面冷空气和倒槽共同影响造成;2)对流层中低层垂直风切变有明显增强趋势(26 m/s),导致中层气流旋转增强,水汽在垂直方向上的"上干下湿"分布特点,十分有利于飑线强对流天气的生成与发展,地面辐合线是飑线过程的重要触发条件;3)强对流天气区域与tbb逗点云团尾部亮温中心区域及冷云tbb大梯度区域较吻合;4)飑线回波强度最强达60 d Bz,后侧存在入流缺口,强回波质心较低,往往伴随短时强降水,强回波有前倾特点,低层有弱回波区(WER),弱回波区之上存在55 d Bz强反射率因子核,VIL密度3.5 g/m3,飑线有强风速辐合区和逆风区,有较明显的后侧入流急流,中层6 km上下有强径向风速辐合,9~12 km为径向风速辐散,后侧入流急流为一只从7 km左右高度斜向下方的冷气流入流,飑线前部3 km以下为暖湿空气入流。后侧入流急流的形成发展将中层干冷空气卷入并引导到地面,加快了飑线的移动,并加强了飑线中的下沉运动,对地面大风的形成有重要作用。飑线南段存在逆风区,中层3 km左右有明显辐合,中层后侧入流急流使得下沉气流增强,强下沉气流在地面辐散,导致地面出现大风。     

“20030816”云南暴雨过程的中尺度分析

 应用天气图、卫星云图TBB资料和多普勒雷达回波资料,分析了云南2003年8月16日的暴雨天气过程.结果表明:这次暴雨过程时空分布具有明显的中尺度特征,大尺度天气形势为中尺度系统的形成和发展提供了有利的环流背景、不稳定条件、能量条件和动力条件;在卫星云图上切变线云系在西南移过程中发展形成飑线,其上诱发产生的3个中-α尺度云团和1个中-β尺度的云团直接造成了强降水;在多普勒雷达上偏东风和偏西风之间的中-β尺度的切变线和逆风区对中-α尺度飑线的形成和发展起着重要作用,还诱发产生出了超级单体和中气旋,中-α尺度飑线导致了这次暴雨天气过程.     

2006年5月9日飑线天气过程综合分析

本文从天气形势、MICAPS物理量格点分析场资料、地面自动气象站资料、闪电定位资料、多普勒雷达回波等方面,分析了2006年5月9日影响鹰潭的一次飑线天气过程,结论为大尺度环流背景、物理量场分布有利于强对流天气的产生,边界层强风切变是本次过程的触发因素,地面辐合线维持有利于中尺度对流系统与其相交处的风暴加强和维持,在多普勒雷达反射率图上回波表现为近东北——西南向的飑线回波带。     

多源探测资料在一次中尺度暴雨分析中的应用

利用常规观测资料、地面加密自动站资料、多普勒雷达和风廓线雷达等多源探测资料,对2018年4月24日漳州中南部一次中尺度暴雨的形成机制、环境条件和雷达资料特征等进行了分析。结果表明,此次过程是发生在500hPa短波槽过境,地面弱冷空气南下的大尺度环流背景下,地面中尺度辐合线是此次过程的重要触发和维持机制,多普勒雷达的逆风区可作为中尺度暴雨发展成熟的标志之一;风廓线的水平风资料可以反映出水平风场的演变,从而对降水强度、持续时间做出预报,垂直速度对降水的开始、加强和减弱时间段有很好的指示作用,同时也是对流发展强度的重要判据。     

一次江淮飑线天气过程的边界层湍流输送特征

为了充分了解飑线冷池、湍流动能及湍流输送的特征,利用中尺度天气预报数值模式,对2014年7月12日江淮地区的一次飑线过程进行了数值模拟,分析其边界层冷池、湍流动能和湍流输送特征。结果表明:飑线处于发展期时冷池作用较小,随着飑线系统的增强,冷池作用逐渐显著,对环境风的阻碍作用加强,其前沿辐合加强,有利于触发新对流;飑线发生前,浮力项为边界层湍流动能的主要产生项,湍能随高度减小;飑线系统过境时,切变项为主要湍能源,在边界层高层时较大;飑线对流前的晴空区域内,边界层湍流运动向下输送动量,补充边界层摩擦损耗;飑线强对流影响的区域内,近地层湍流运动向上输送动量,减弱了大风的影响;向上较大的潜热、感热通量增强低层的大气不稳定性,有利于强对流系统的发生发展。分析表明,边界层湍流输送与飑线系统的演变过程密切相关。     

滇东北2次飑线过程对比分析

利用常规观测资料、地面自动站资料、卫星云图和多普勒天气雷达资料,对比分析了发生在滇东北的2次飑线过程.结果表明:边界层辐合线是强对流产生的触发系统,山脉的抬升作用有利于强对流的产生和发展.2007.6.14飑线发生在冷锋前暖区中,以大风冰雹天气为主.2009.6.19飑线发生在冷锋前沿,前期以大风冰雹天气为主,后期出现强降水.雷达回波上2次飑线都出现弓形回波特征和前沿低层辐合区,但2007.6.14飑线表现为单体弓形回波,直接产生大风冰雹天气.2009.6.19飑线表现为弓形回波复合体,并伴有中气旋出现.飑线右前侧超级单体是产生强对流天气的直接系统.飑线前沿低层辐合区的长时间维持导致大范围强降水出现.     

2007年4月23日广东飑线的移动和地面中尺度结构特征分析

基于观测和分析, 研究了2007年4月23日发生在广东的一次飑线的移动预报因子和地面中尺度结构特征。结果表明, 该飑线的移动与1000~500 hPa等厚度线的走向以及飑线前部的低空垂直风切变方向基本一致。同时该飑线的移动方向还可通过Corfidi矢量法, 由低空急流的反向矢量和850~300 hPa层间的平均风速矢量合成得到。该飑线具有显著的地面中尺度结构特征, 其中包括地面风场的辐合辐散线以及飑前中尺度低压、雷暴高压和尾流低压等。飑线前部有很强的辐合, 对应强降水区有很强的辐散, 后部也有明显的辐合, 雷暴高压处在辐散中心附近, 尾流低压则处于飑线后部辐合线之后。另外, 还将该飑线的移动和地面中尺度特征与美国的飑线做了对比分析。     

2007年4月23日广东飑线的移动和地面中尺度结构特征分析

基于观测和分析,研究了2007年4月23日发生在广东的一次飑线的移动预报因子和地面中尺度结构特征。结果表明,该飑线的移动与1000~500 hPa等厚度线的走向以及飑线前部的低空垂直风切变方向基本一致。同时该飑线的移动方向还可通过Corfidi矢量法,由低空急流的反向矢量和850~300 hPa层间的平均风速矢量合成得到。该飑线具有显著的地面中尺度结构特征,其中包括地面风场的辐合辐散线以及飑前中尺度低压、雷暴高压和尾流低压等。飑线前部有很强的辐合,对应强降水区有很强的辐散,后部也有明显的辐合,雷暴高压处在辐散中心附近,尾流低压则处于飑线后部辐合线之后。另外,还将该飑线的移动和地面中尺度特征与美国的飑线做了对比分析。     

高山雷达对低纬高原飑线的分析研究

 利用云南德宏新一代天气雷达飑线资料,同时结合另5次飑线个例,对比国内外一些研究成果,初步得出低纬高原飑线天气的一些中尺度指标.以德宏2006年7月17日飑线过程为例,分析了回波强度、回波速度场、气流的分布、地面风速等特点.结果表明:高低空急流是产生飑线灾害天气的重要因素;雷达强回波的中心强度、顶高等参数与天气过程存在较好的对应关系,可作为临近趋势预报的指标;按伯努里方程Δp/ρ=ΔV²/2可较好地估计地面风速,但需考虑地形影响和飑线方向的影响.结合雷达反演降水和德宏高密度雨量站资料,可看出飑线的强降水区域几乎都是其后部稳定的25～40dBz左右的稳定层状云回波造成的.     

一次对流性强降水过程的分析及诊断

为了更好地对江苏沿江及苏南地区夏季对流性强降水的预报提供参考和借鉴,利用美国国家环境预报中心资料,对2010年7月22日南京对流性强降水过程的天气形势、水汽输送、对流有效位能和中尺度对流系统作了分析和诊断,给出了该强降水的系统综合示意图。结果表明:500hPa上我国两槽一脊的分布态势及西太副高的西伸造成了弱冷空气和暖湿气流在南京上空的交汇;700hPa和850hPa存在急流和大风核;该强降水发生前,南京及其附近处于对流有效位能高值区,且位势不稳定;造成该强降水的中尺度对流系统是东北西南向强回波带(飑线)以及在该带西南端的中尺度对流复合体。分析表明,南京位于飑线和中尺度对流复合体的结合部是导致该强降水的直接原因。     

闽中—次突发性局部大暴雨的中尺度分析

利用NCEP1°×1°再分析资料、常规观测资料、加密自动气象站以及多普勒雷达资料,对2009年6月3日～4日出现在福建中部沿海地区的局部大暴雨进行了中尺度分析。结果表明：暴雨是在比较有利的天气背景条件下产生的,高空槽、低涡切变线以及地面中尺度切变线是其主要影响系统;对流层中低层大量的水汽输送和对流有效位能的积累为大暴雨的形成提供了有利的环境条件,低层弱冷空气入侵使西南暖湿气流被迫抬升、地面中尺度切变线的形成是暴雨发生的触发机制。     

2008年"2.28"低纬高原强对流成因诊断与数值模拟

 利用常规观测、NCEP1°×1°再分析资料和中尺度WRF模式,对低纬高原云南2008年"2.28"强对流进行成因诊断和数值模拟研究,结果表明:此次复杂强对流在春季低温冷冻灾害和位势稳定背景下,由强垂直风切变、低层潮湿和足够水汽供应以及强抬升机制共同作用造成.过程中,强对流由强斜压不稳定释放诱发在低层湿舌附近;冰雹、雷雪上空-20 ℃温度层在450hPa层上少动, 0~-20 ℃温度梯度是冰雹大于雷雪的;降雹的饱和水汽团高度比雷雪高;垂直干位涡反映了对流层高层强位涡高值的强干冷西北气流向低层、低纬传送和中低层小位涡西南暖湿急流交汇特征.WRF模拟结果佐证了位势稳定条件下存在强垂直风切变会发生剧烈对流的事实,水平风、抬升凝结高度和最大对流有效位能等可为判断云南有无强对流及其种类提供参考依据.     

飑线回波结构与环境风垂直切变的关系

为研究春季和夏季的环境风垂直切变对飑线结构的影响,结合雷达、卫星及探空资料,重点分析了2014年7月27日浙江宁波地区飑线过程的天气背景和不稳定能量垂直结构特征,揭示了产生飑线天气的先兆信息。为进一步研究飑线的回波结构与环境风垂直切变的关系,利用雷达回波的垂直剖面图,对比分析了20140727飑线与20140319台州飑线个例的垂直结构,发现在浙江地区,春季飑线强回波主体有向环境风方向倾斜的趋势;而夏季个例强回波主体无倾斜。暖空气入流上升后的出流方向受高空环境风的影响,春季高空风强,风速垂直切变大,入流上升后在风暴高层向前部出流,类似于中纬度引导型飑线的结构;夏季高空风弱,风速垂直切变小,入流气流上升后向风暴高层的后部出流,类似于热带传播型飑线的结构。为了改进飑线的临近预报水平,计算了20140727飑线的径向散度场。结合回波强度和速度分析飑线的辐合区,可以更准确地预测强对流的位置,揭示回波的生消演变。研究结果有助于深入理解飑线回波结构与环境风垂直切变的关系。     

滇西南一次超级单体持续降雹过程分析

利用多普勒天气雷达3830/CC和分辨率为1°×1°的NCEP再分析资料,对一次南支槽影响滇西南超级单体雹暴过程进行分析.结果表明：2 h以上深厚持久中气旋、低层辐合高层辐散和和风速随高度增加等中尺度径向风场结构利于低层暖湿空气辐合进入云体和倾斜旋转上升,形成低层弱回波区(Weak Echo Region,WER)、钩状回波和中高层回波悬垂,北侧冷平流入侵形成“V”型槽口,保障超级单体雹暴持续4 h以上,冰雹粒子强烈散射作用形成旁瓣回波.径向风辐合增强并扩展至8 km高度,回波强度、顶高、50 dBz回波高度、-20℃层回波强度、垂直累积液态水含量(Vertically Integrated Liquid, VIL)等参量波动增大,尤其中气旋非常利于超级单体发展和冰雹粒子生长,在中气旋到达强盛阶段(旋转速度≥10 m·s^-1)26 min内5个特征参量先后出现最大值.南支槽前中层西南气流的汇合提供水汽条件,中低层强垂直风切变提供抬升动力条件,近地层中尺度辐合线创造对流触发条件,低层温湿度锋区提供对流不稳定,而上冷下暖及低层湿度适中、中层高湿、高层干的垂直结构加剧对...     

河南省焦作市一次局地强对流天气过程的分析

利用常规高空、地面资料和自动站资料、多普勒雷达资料等,从天气形势、物理机制、中尺度特征等方面入手,分析了河南省焦作市一次局地强对流天气的演变和成因．结果表明：这次强对流天气过程发生在高空槽后西北气流中,中高层干冷平流、低层暖湿平流的大气层结增强了对流不稳定的发展,地面中尺度辐合线是此次强对流天气的直接影响系统;CAPE的高值区与强对流天气区有较好的对应关系;多普勒雷达可以监测对流云团的发展和移动利用多普勒雷达资料能够提前预警强对流天气的发生．