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.     

京津冀地区局地大气环流耦合效应与区域可持续发展的战略思考

本文针对京津冀地区局地大气环流耦合效应和大气环境可持续发展问题,应用中尺度非静力模式MM5.V3,采用三层双向嵌套技术,模拟了京津冀地区山谷风、海陆风和城市热岛环流的耦合效应及其形成的该区域的复杂的大气环流特征。模拟结果表明:在弱天气系统控制下,该地区大气边界层中可同时存在海陆风、山谷风和城市热岛环流及其明显的耦合效应;海陆风环流极盛时可深入陆地200公里左右,山谷风环流的影响最大可覆盖北京区域内的平原地区,而城市热岛环流则发生在城市中心几十公里的范围内,并对前两个环流起明显的削弱作用;三环流均存在日变化特征,海陆风、山谷风环流的相位相差约6个小时左右;三环流的耦合结果使一年内京津冀地区边界层环流形势大致可分成春夏型与秋冬型,在一天内又可分为凌晨至上午的平原风和下午至深夜的山地风;三环流的耦合在该地区西北部山地与平原的交接地带形成一条大致沿地形等高线走向的风场辐合带。这条水平风辐合带几乎常年存在,其下端一直向西南方向延伸直到和另一条平行于太行山走向的水平风辐合带汇合,从而对京津冀地区大气污染物的积聚与输运过程及大气环境质量可能产生重要影响。     

一种复杂背景下非规则带状区域的分割算法

边界层辐合线具有很强的气象风暴灾害的预示能力,它在多普勒雷达图像上表现为一条蜿蜒的、可能有岔路的、宽度不定的、取值变化的、若隐若现的带状区域.为此,提出一种"探测窗"协同加深"印象"算法,用于提取这种具有复杂背景的非规则带状区域.其中,探测窗探身于复杂对象的局地,用以击中疑似局部目标区,并将区域形态、取值等特点纳入探测准则之中,加深"印象"法有利于进一步地去伪存真.实验表明,该算法可以将落入值域的各种边界层辐合线提取出来.     

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。     

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．     

CLC-11-A型固定式边界层风廓线雷达及常见故障分析

固定式边界层风廓线雷达是一部脉冲多普勒雷达,能够探测晴空大气湍流,能够实时探测大气的三维风场且能实时地提供所探测高度的水平风场、大气折射率结构常数、垂直气流等随高度的分布。该文简要介绍了CLC-11-A型固定式边界层风廓线雷达的工作原理及其常见故障,通过对日常工作中的一些常见故障举例分析并总结维护维修经验,为雷达业务保障工作提供了一定的参考。     

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。     

厦门地区海陆风环流观测及特征分析

通过统计分析2016年5月~2017年4月厦门高时空分辨率的地面观测站资料,得到以下结论:海陆风日在时间分布上天数最多的月份为2017年4月,有13天,最少的月份为2016年10月,仅为7天。在空间分布上,在海边的站点海陆风日天数较少,而稍近内陆的站点天数较多,这种区别在夏季更加明显;陆风转海风的时刻主要是在09~12时,海风转陆风多在21~24时,稍近内陆的站点相比海边的站点海风起风时间和陆风起风时间都较早一些;海陆风日海风风速远远大于陆风风速。利用风廓线雷达数据和观测站资料对厦门地区海陆风环流发展高度及典型海陆风日进行分析,可知厦门地区48%的海陆风环流能够发展到150m高度及以上,2016年10月海陆风环流发展高度最高,最高可达750m;海风顺转一般从低层开始,逐渐向高层推进,整层转变需要2.5h左右。     

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.     

基于遥感技术的测风雷达

研究风廓线雷达的探测威力和我国对流层大气湍流常数(C2n)随季节的变化规律.结合目前对流层风廓线雷达的研制经验以及我国北方地区的试验数据进行分析与探讨,介绍了风廓线雷达的组成原理,推导了风廓线雷达方程和最大探测距离估算公式.各地区C2n的变化是造成目前风廓线雷达探测距离估算误差的主要原因,试验数据表明,我国北方地区对流层-C2n(均值)随季节的起伏小于边界层-C2n随季节的起伏幅度.此外,信号处理损耗也是风廓线雷达威力估算时一个不可忽视的因素.     

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.     

基于多普勒雷达数据的强辐合场识别方法

为了将对雷雨大风具有较强指示性的中层径向辐合(MARC)自动识别出来,利用"径向矩形映射"将放射状分布的雷达数据转变为格点数据;同时完成窗映射和等腰三角形检测模板的映射,从而在快速定位辐合点的基础上得到描述辐合点辐合强度及位置的参向量;以单仰角最强辐合点确定剖线,获得显示MARC的较佳剖面,得到MARC的深度信息.提出从辐合点生成辐合带,再借辐合带走向订正辐合强度的思想和算法,有效克服单仰角上MARC的低估甚至漏检的问题.测试结果表明,融入订正策略的从辐合点到辐合线再到辐合场的识别方法和量化参量,使通过检出的MARC对实际伴有强辐合现象的雷雨大风的报准率达到94.87%,,平均提前量为20.6,min,空报率低于6%,.     

一次早春冷锋风雹天气过程分析

利用高空图、地面图、探空图等常规资料,多普勒雷达和风廓线雷达探测资料对2016年4月3日影响江西的强风雹天气过程进行了分析,结论如下:冷暖空气交汇、切变线趋于明显、强西南急流、中低层干舌、地面冷空气是此次强风雹天气发生的有利环流背景。同时气团极不稳定,不稳定能量强、水汽条件充沛、垂直风切变高,为强对流天气的发生、发展提供了不稳定、水汽与动力条件。多普勒雷达上强度50 d Bz以上快速东移的"弓形"飑线、中层径向辐合为大风的预报提供了依据。风廓线雷达上强对流天气发生前后有辐合系统过境,地面大风前有强西南急流下沉,3~4 km高空西南偏西急流迅速增强。     

多源探测资料在一次冰雹天气分析中的综合应用

利用风廓线雷达、地面加密自动站资料和多普勒雷达等非常规观测资料以及NCEP再分析资料,对2019年4月25日发生在莆田的一次冰雹过程进行分析,探讨多源探测资料在冰雹天气预报预警中的应用。结果表明,(1)500hPa低槽、低层切变线和地面冷空气是冰雹发生的主要影响系统,不稳定层结、中低层切变线、高低空急流和地面辐合线提供了有利的热动力、水汽条件。(2)冰雹发生前期有强的热力不稳定和对流性不稳定,过程结束后层结趋于稳定。冰雹落区和最有利抬升指数BLI及CAPE值大值区对应较好。降雹前垂直速度中心值的出现和相对湿度的垂直分布对冰雹有指示意义。(3)风廓线雷达水平风资料可以反映风场的演变。中低层增强的垂直风切变在临近时刻对于冰雹的触发有重要作用,此次过程0～3km垂直风切变化明显。(4)地面辐合线对未来对流的发生、发展和移动方向有重要的指示意义,强回波出现在中尺度辐合线形成后0.5～1h。(5)雷达产品对冰雹的发生有较好的预警意义。     

一次地面辐合线突发局地短时强降水特征分析

为了研究局地短时强降水天气的特征,使用MICAPS天气资料、南昌探空资料、宜春SA天气雷达等资料,对2020年6月8日新余局地暴雨天气过程进行分析,结果表明:暴雨天气过程是由突发性局地短时强降水造成,降水系统移速较慢、长时间维持、降水效率高,出现20 mm/h以上的短时强降水.地面辐合线是形成局地短时强降水的触发机制,降水系统随着地面辐合线的移动;辐合线移动过程中存在气旋性环流,导致系统移速缓慢,形成局地暴雨.新生云系如果出现合并现象,往往会快速地发展加强形成强天气.回波基本上沿地面辐合线排列和移动,在移动过程中还伴随回波单体的新生、发展、合并、减弱等过程,短时强降水发生在回波发展合并过程中.雷达剖面分析得出回波强度在垂直上发展的比较均匀,强回波中心分布在6 km以下高度上;水汽大部分集中在地面与5 km融化层之间,这种回波特征适合产生高效的降水.这些特征为新余短时强降水造成的暴雨天气提供了理论依据.     

珠江三角洲地区边界层气象特征研究

根据珠江三角洲地区9个气象台站1995-2000年地面气象资料和部分地区的探空资料,分析研究区域气候与天气背景,风、温、混合层厚度、大气稳定度等大气边界层特征.结果表明:珠江三角洲地区受季风影响显著,还受海陆风、城市热岛环流、越南岭下沉气流等的复合影响;逆温频率很高,混合层高度较低,大气层结比较稳定;复杂的下垫面对珠江三角洲地区大气边界层有重要影响.     

一次涡后局地冰雹天气过程分析

利用MICAPS常规资料、灾情调查资料、雷达回拨资料等,综合分析了2017年6月22日出现在巴彦淖尔市的冰雹天气。结果表明:500h Pa温度槽与850h Pa小温度脊的叠加造成的上干冷下暖湿层结是此次局地冰雹天气形成的主要原因;地面低压倒槽内的辐合线和冷高压前的辐合线是前后两个时间段降雹的直接触发系统;虽然探空资料中对流层整体受西北气流控制,但VAD风廓线表明700h Pa附近有明显的扰动经过。     

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.     

“7.29”厦门局地短时强降水的成因和预报误差分析

利用常规气象观测数据、NCEP/NCAR FNL再分析等资料以及风廓线雷达、X波段相控阵雷达等新型雷达产品,对2020年7月29日厦门局地短时强降水的成因和预报误差进行分析,结果表明:(1)高层辐散低层辐合配置的强垂直上升运动,中低层较为深厚的水汽饱和层、强热力不稳定、一定强度的风向垂直切变以及较低的自由对流高度等,为局地短时强降水和雷暴大风的形成提供了水汽条件和热力、动力不稳定条件。(2)副高底部偏东气流加强,超低空出现风场辐合,水汽、动力条件转好,热力不稳定条件趋向有利,这些都是当天午后到夜间的局地强降水较预估偏强的原因。(3)925hPa风廓线雷达对此过程风场辐合特征有较好的指示作用,相控阵雷达则清楚显示了过程出现的列车效应,对于局地性的短时强降水可提供更精细的监测数据和降水估计。双偏振参量表明回波有明显的ZDR、KDP异常大值区,表明降水以扁平大水滴为主,回波质心较低,是属于暖云主导的热带降水型,对应雨强较大,降水效率较高。     

中尺度冰雹天气预警技术分析与研究

运用常规天气图、物理量场、新一代多普勒天气雷达回波图、四要素气象自动站等相关资料,对2010年6月17日夜里发生在安阳的一次冰雹伴随短时强降水的强对流天气进行中尺度天气分析.结果表明:高低空有利形势的配置、地面辐合产生强烈上升运动,进而引发不稳定能量的释放,是这次中尺度对流性天气形成的直接原因.地面辐合线能准确预示对流...