近50年夏季西北暴雨特征和水汽轨迹分析

采用中国西北地区19602009年68月常规气象观测站24 h（20:0020:00）降水资料和NCEP/NCAR（2.5×2.5）19602009年再分析逐日4次的850,700,600,500 hPa位势高度、比湿q和U,V风场资料.在分析西北地区降水概况的基础上,通过NOAA HYSPLIT₄水汽轨迹模型和常规诊断分析方法,对2005年7月12日降水过程进行了分析,结果表明:中国西北地区暴雨的主要特点是降水频率低,降水频数有明显的年际变化特征;降水时间相对集中,主要集中在7月和8月;降水持续时间短,且降水时间持续2天（包括2天）以上的过程性降水次数有明显的年代分布特征.西北地区降水的环流形势主要以西低东高型和偏南气流型为主.利用HYSPLIT后向轨迹模型,对2005年7月12日降水过程向前360 h追踪水汽输送轨迹,发现水汽主要来自偏南气流;但是,不同等压面上水汽轨迹并不总是一致的,降水量越大,不同等压面上的水汽输送轨迹越趋于一致.通过物理量的诊断分析,表示水汽来源的水汽通量分布与后向轨迹模型给出的水汽来源一致.因此在本个例中,后向轨迹模型可以作为判断降水过程中水汽来源的方法之一,并且此次降水过程伴随强烈的上升运动和对流层中下层的强辐合及高层的辐散气流.     

基于MODIS的青海冷湖地区大气水汽含量时空分布特征研究

为了解青海冷湖地区大气水汽含量时空分布特征,确定天文台选址和最佳观测时间段,本研究利用2015-2020年的1931景MODIS日尺度提取了冷湖地区大气水汽含量数据,并结合NCEP再分析资料对其结果进行验证,对冷湖地区长时序大气水汽含量时空分布特征和土地覆盖类型等因素进行分析.结果表明:(1)研究区2015-2020年...     

赤道地区平流层水汽准两年周期振荡特征

采用了从1991-12月～2004-06时的卤素掩星试验(HALOE)资料,将其按季节在空间上进行了插值到5°×5°的经纬度网格上,并求出其距平,由此给出赤道地区的平流层水汽的时间—高度剖面图,将上述图表与臭氧的QBO进行比较,并进行试探性分析．分析表明：赤道地区水汽在平流层的低层至中上层存在着明显的QBO现象．这些工作对研究平流层大气的动力过程、化学过程、辐射过程都是有意义的．     

2017年梅雨期金华地区2次暴雨事件的水汽输送特征分析

为了探究金华地区2017年梅雨期2次暴雨的水汽输送特征,利用研究区25个站点的气象资料和全球再分析数据,并结合HYSPLIT模型,定量分析了2次暴雨的水汽输送特征及其差异.结果表明:1)2次暴雨的水汽输送通道主要是西太平洋、南海-孟加拉湾和局地通道;2)2次暴雨的水汽输送过程存在差异;3)6月12日暴雨期间,来自南海-西太平洋的偏东水汽输送偏强;3)6月24日暴雨期间,受南亚季风影响的西南水汽输送偏强.因此,东亚和南亚季风环流的强弱影响区域水汽输送的变化,从而导致研究区暴雨的形成.     

华南春旱特征及其与水汽输送的关系

利用1979-2005年华南47个基准站降水资料及由NCAR/NCEP II再分析资料计算所得的水汽输送通量资料,对华南春季降水特征及其与水汽输送的关系进行研究,结果表明:华南春季降水可以110.5°E为界划分为两个区域,以东区域为华南I区,以西区域为华南II区。I区降水具有显著的下降趋势,即干旱趋势显著;而II区降水下降趋势要弱得多,未超过信度检验。此外,I区降水在1994年发生突变,由多雨期突然跃变到干旱期。华南春季水汽主要来源于南海和西太平洋,并经中南半岛转向输送到华南,当南海中北部的偏南水汽输送偏弱(强)时,I区降水偏少(多),I区偏旱(涝),当南海西南部-中南半岛南部的偏南水汽输送偏弱(强)时,II区降水偏少(多),II区偏旱(涝)。     

贵州夏季水汽输送与旱涝的关系

利用NCEP/NCAR(1981—2014年)的全球逐月经向风和纬向风、比湿和位势高度场等再分析格点资料及贵州省84个地面观测站1981—2014年7~8月降水资料,研究了东亚地区水汽输送异常与贵州旱涝的关系。分析表明:贵州7、8月降水异常旱、涝年份,东亚地区水汽输送存在显著的差异。旱年,中国大部分地区低层以东北风水汽输送为主,贵州等长江中、下游流域地区是水汽辐散区,不利于降水的产生;涝年,则以西南风水汽输送为主,贵州等长江中、下游流域地区为水汽辐合区,为贵州的降水提供了充足的水汽和能量。由此进一步证明水汽输送的建立是贵州夏季旱涝形成的重要机制。     

亚澳季风区的水汽输送特征

用1950-2004年NCAR/NCEP再分析资料计算得到逐日垂直积分水汽输送通量矢量Q,然后进行月平均处理,分析了亚澳季风区的水汽输送特征。结果表明,北半球冬季,亚洲季风区低纬地区为东北风水汽输送,它经过赤道偏转为西北风水汽输送,将水汽输送到澳大利亚季风区和低纬南印度洋。北半球夏季,澳大利亚季风区和低纬南印度洋为东南风水汽输送,它经过赤道偏转为西南风水汽输送,将水汽输送到亚洲季风区。夏季的水汽输送要比冬季强盛得多。无论是冬季还是夏季,赤道上存在两个显著的水汽经向输送大值区,分别在35°-65°E和100°-135°E。冬季100°-135°E的平均值稍强;夏季35°-65°E的平均值远大于100°-135°E的水汽输送值,这说明夏季索马里越赤道气流在亚、澳季风区之间的水汽交换中占主要地位。两支越赤道水汽输送是相互独立的。每支越赤道水汽输送本身在冬、夏季存在显著负相关,当冬季从亚洲季风区向澳大利亚季风区和低纬南印度洋的水汽输送偏强时,接下来的夏季,从澳大利亚季风区和低纬南印度洋向亚洲季风区的水汽输送也偏强;反之亦然。     

基于AIRS资料的青海省空中水汽时空规律研究

采用美国NASA地球观测系统"云与地球辐射能量系统"(CERES)的2002年9月至2016年9月的AIRS/Aqua L2 Standard Physical Retrieval (AIRS+AMSU) V006资料,分析了青海省空中垂直积分水汽含量在时空上的分布情况及变化规律.结果表明:(1)青海省空中水汽含量多年均值为5.93kg/m~2,地表高程越高的地区,空中水汽含量越低;(2)各季节(春、夏、秋、冬)空中水汽含量均值分别为4.67、11.6、5.47、2.12kg/m~2;(3)在多年变化趋势上,研究时段内青海省空中水汽含量呈统计不显著的增加趋势,斜率为0.00356kg/m~2·a,相对增速为0.0582%/a;除青海湖周边外,青海省北部水汽含量的增长速率快于南部;(4)各个季节空中水汽含量变化斜率分别为0.00713、0.00636、-0.00527、-0.00221kg/m~2·a.     

大连地区大雾天气气候特征及成因

利用2001-2012年大连地区大雾气象观测资料,对近十几年大连地区大雾的气候特征和天气学成因进行了分析,结果表明:大连地区大雾日数,长海最多,金州最少;除金州外,夏季最多,春季次之,冬季最少.大雾生成的日变化规律为,春季大雾多生成于02:00-08:00,20:00-23:00两个时段;夏季大雾多出现于20:00-次日08:00.大连地区产生大雾的主要天气形势可分为4种类型:高压后部型、气旋型、冷锋型、均压场型,其中除气旋型外的3种类型的大雾天气从开始到维持阶段水汽都比较充沛,盛行南到东南风,转为偏北风后大雾消散结束,而气旋型大雾天不如其他3种的水汽那么充沛,从开始到结束都为偏北风.大雾形成阶段在大连地区低空通常有暖平流输送来大量水汽,都有一个水汽聚集的过程,其层次一般都在900 h Pa层(海拔1 000 m左右)或其附近,并且该地区低空都会出现气流辐合、上升的三维流畅特征.大雾维持期间,通常风速较小,层结稳定,温度露点差也较小,接近饱和状态;当大雾消散时通常当地低空会有冷空气入侵,风速迅速增大,高空都会受到冷平流的影响.     

利用太阳辐射计反演合肥地区的水汽含量

介绍了利用太阳辐射计-CE318近红外940nm水汽吸收通道反演水汽含量的两种方法-改进的Langley法和比值法.用改进的Langley法反演了2003年10月中旬合肥地区的水汽含量,并与气象预报的数值进行对比,其误差在10%以内.研究表明太阳辐射计是一种便携有效的水汽测量仪器.     

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。     

西北东部一次暴雨天气过程的数值模拟研究

利用较高分辨率非静力中尺度数值模式MM5,对2003年8月28日西北东部一次致洪暴雨天气过程进行了数值模拟,重点研究了中-α和中-β尺度系统的发生发展和演变过程,对影响暴雨的物理量场进行了诊断分析.结果表明:中-α尺度低涡越山后迅速生成发展,历时约14 h,少动,并激发了多个中-β尺度系统,在这些不同尺度系统相互作用下,形成了这次区域性暴雨.强降水主要出现在低涡系统的发展与成熟阶段.700 hPa以上稳定的大气层结,抑制了水汽和能量的垂直扩散,有利于水汽和能量沿低空向雨区输送.在暴雨区上空,水汽和能量以垂直输送为主,同时伴有大量潜能释放.暴雨区上空有明显的正涡(位涡)柱和发展旺盛的上升气流区,低层辐合中心位于650 hPa,高层辐散中心位于400 hPa,无辐散层位于500 hPa.     

热带低频振荡对云南5月旱涝的影响

通过统计合成的方法,挑选出云南5月降水的多(少)年,分别对云南5月降水多(少)年时,热带低频振荡MJO的强度和位相变化对其降水的影响研究发现,当强MJO持续位于第4~6位相时,是造成云南5月降水偏多的有利条件,其它位相的强MJO对云南5月降水的影响不大.但MJO对云南5月降水多(少)年的影响具有明显的年际变化,所以对MJO在第4~6位相时云南5月降水变异的2个典型年份作进一步研究,发现孟加拉湾的西南水汽输送的早迟以及热带MJO引发的中南半岛附近对流北传是否活跃也是影响云南5月降水多寡的重要条件.     

高空槽引发的黔东南降雹天气过程诊断分析

利用自动站逐时降水资料和FNL1.0°×1.0°资料对高空槽影响下的黔东南地区降雹与非降雹型天气进行合成诊断分析,针对黔东南的特殊地形,计算了垂直螺旋度的局地变化及其分解项,并得出新的诊断量,结合其他动热力因子的分析表明:降雹型天气大气呈上干下湿,非降雹型整层水汽条件差异较小,850hpa水汽辐合强度小于降雹型天气.降雹型螺旋度整层为正值,非降雹型螺旋度在较低层出现较小正值,中上层小于零.降雹型700hpa垂直螺旋度通量散度在降雹前出现闭合的大值区.湿螺旋度在两种类型天气中均为下层负值,高层正值,降雹型湿螺旋度上层与下层之间梯度较非降雹型大.     

九江市一次低温雨雪冰冻天气垂直温度层结分析

运用收集到的资料分析了2018年1月25～28日九江市阴雨雪和低温天气形成原因,分析了阴雨雪低温的恶劣天气的演变过程和水气环流特征,得出了江西地区冻雨的温度垂直分布特征结构和在九江地区具体应用情况的结论。结果表明:此次过程副高稳定,冷空气强盛500 hPa、700 hPa西南区域易产生逆温层,850 hPa东北气流使暖湿空气随着空气不断上升,更容易产生暴雪。水汽的输送过程非常频繁,同时该地区的辐合比较明显导致雨雪天气处于经常变化的情况;低层冷空气天气对冬天降水的形态起着非常关键的作用,此次过程冻雨灾害严重,经分析,25日为融化层位于850 hPa的情况,925～1 000 hPa区域迅速降温,850 hPa区域高于0℃,700 hPa和925 hPa区域温度低于0℃,1 000 hPa时温度在小于1℃,地面温度低于0℃,25日白天出现冻雨。27日融化层处于700 hPa左右温度大于0℃,925 hPa和850 hPa时温度低于-2℃,925～700 hPa有非常明显的温差;但由于1 000 hPa时温度在-3℃左右,所以27日白天九江地区降水相态复杂,大部分地区以降雪为主,部分地区出现冻雨。上述的阈值范围是九江地区冻雨的天气阈值。研究还表明,随着地面的温度降低,冻雨天气越容易产生,冻雨一般发生在最低气温低于0℃,同时一天的平均气温低于1.0℃。     

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．     

城市化对昆明一次强降水过程影响的数值模拟研究

为了探究昆明地区城市化对降水的影响,利用中尺度气象模式WRF(the weather research and forecasting model)耦合单层城市冠层模块,对2012年5月24日夜间发生在昆明城区西部的一次强降水过程进行数值模拟研究。通过与卫星观测得到的降水空间分布进行对比,发现WRF模式能较好地再现此次降水过程。城市的存在会较显著地改变城市地区的潜热和低层垂直运动,使得位于城区的降水中心降水强度略有减小,而城区下风向的降水有所增加,降水增加的区域与750 hPa高度上的水汽通量辐合加强的区域相对应。城区降水中心降水量减少可能是由于城市下垫面抑制了低层大气的水汽供给。城区下风向降水增加的可能原因是该区域相对较强的垂直运动使得更多的水汽被输送到高层大气中,有利于降水的增强。在目前的城市化水平上,若昆明地区的城市进一步扩张,城区下风向地区的垂直对流运动和大气不稳定度均会增强,但城市下垫面对低层水汽供给的抑制作用也会增强,这两种作用的同时存在会使得城市下风向地区降水的变化存在不确定性。     

2009年春季长江中下游地区连阴雨过程分析

  2009年2月14日至3月8日,长江中下游地区出现低温连阴雨天气,对该地区的工农业生产、经济发展、人民生活产生了极大的影响。本文利用合成平均方法对2009年长江中下游地区出现的低温连阴雨天气进行客观分析,并与2008年同期的连晴少雨过程进行对比,发现持续低温连阴雨过程除须有深厚、大尺度的环流背景支持外,还需干冷空气与暖湿气流在长江中下游地区交汇,促成大气的不稳定;对比连阴雨过程中的西风指数和降水强度,发现两者的对应关系非常好,一定程度上反映了大尺度环流的强弱对天气过程强度的直接影响,涡度、散度的垂直分布使较强的上升气流发生在中低层,使水汽与动力抬升条件达到最佳配置,非常有利于降水的产生;通过观察这次典型的春季低温连阴雨过程开始前5天的形势场,发现在对流层中下部,被青藏高原分成的南北两支气流的分布对此类连阴雨过程的提早预报具有一定的指导意义。     

宁夏一次大到暴雨过程成因分析

利用地面、高空常规观测资料、数值预报物理量场以及卫星、雷达、自动站等资料,综合分析了2009年8月18日发生在宁夏的全区性大到暴雨过程．分析表明,台风“环高”的生成发展与西太平洋副高（简称副高）之间的相互作用,形成了有利宁夏降水的“东高西低”的环流形势,在副高东退过程中宁夏出现明显降水．500hPa短波槽和700hPa低涡是造成降水的天气系统．降水期间,中低层有明显的水汽和不稳定能量输送,且存在层结不稳定条件;云图中有多个中小尺度对流云团先后影响;雷达回波图上,此次降水过程表现为混合性降水,强降水由多个强度35～40dBz的强回波块影响造成,出现强降水的站点附近有“逆风区”或明显的气流辐合区存在,有明显的中小尺度上升运动,在雷达反演的风廓线可分析出“低层暖平流,高层冷平流”的配置．     

绵阳机场冬季连续浓雾天气成因及特征分析

该文结合Micaps系统平台,NCEP/NCAR的2.5°×2.5°格点的再分析资料及常规资料等对2013年12月28日～2014年1月2日绵阳机场连续浓雾天气过程的天气学环流背景、相关物理量、大气层结和稳定度进行分析,揭示有利于连续浓雾形成和维持的机制及成因。结果表明此次过程发生前700hPa西南气流带来弱暖湿平流为大雾的产生和维持提供了良好的环流背景;中低层充足的水汽及925hPa以下较强的逆温层为大雾维持提供了有力条件;浓雾发生前期,对流层低层风向以东南和偏南气流为主,发生时有弱西北气流扰动,700hPa以下至近地面层均为辐合上升区,700～500hPa为弱辐散下沉区和零辐散区,这种配置使水汽在中低层汇合,有利于稳定性层结的建立与浓雾的维持。