"6·22"鄂东突发性大暴雨的观测分析和数值模拟

利用多种观测资料和中尺度数值模式输出资料,分析了一次中尺度对流系统造成的鄂东地区突发性大暴雨天气过程．结果表明：(1)鄂东中尺度暴雨团由-准东西向的中β尺度强降水窄带缓慢东移南压过程中形成,强降水窄带位于850hPa正涡度带上和冷式切变线西南暖湿气流一侧．(2)对流层中低层切变线提供天气尺度辐合,暖湿气流在辐合区气旋式旋转抬升至250hPa高度附近后辐散,并向南走在副高脊区下沉,构成一中α尺度垂直环流;对流层中上层干冷空气南侵下沉,与北进的暖湿空气对峙导致θse锋区的锋生,同时干冷的下沉气流与天气尺度辐合区的上升气流在锋区环绕逐渐形成另一中α尺度垂直次级环流,使θse锋区锋生加强,促使对流爆发形成暴雨．     

两个相似台风强降水空间分布差异成因

1307号台风"苏力"和1513号台风"苏迪罗"路径相似,登陆位置相近,登陆之前均达到了超强台风级别,造成的强降水落区却大有不同。该文从高低空环流配置、水汽、垂直运动和冷暖平流等方面对二者降水落区成因进行分析,得到以下结论:南亚高压和低空西南急流的垂直配置造成"苏力"南侧强降水,而副热带西风急流入口区和低空东南风急流的垂直配置造成"苏迪罗"北侧强降水;副热带高压的相对位置可能对台风东北侧的垂直运动有重要影响。台风"苏力"的水汽来源于南海,台风"苏迪罗"的水汽来源于孟加拉湾;"苏力"北侧偏南风急流形成辐散区,南侧东北气流和南风气流形成辐合区,而"苏迪罗"北侧为强盛的东南气流,形成强辐合区,南侧辐合偏弱,整层水汽辐合的象限不同是造成强降水落区南北差异的必要条件。两个台风垂直运动的非对称性分布是形成台风单侧强降水的重要条件。台风登陆前后中低层上冷下暖的垂直分布造成大气层结的不稳定,进而触发对流,对强降水落区有重要的指示意义,"苏迪罗"登陆过程中冷空气南下,形成了北侧强降水增幅。     

华南西部登陆台风的大尺度条件对比分析

利用每6 h一次的NCEP/NCAR再分析格点资料对9615号和0103号两个典型台风的大尺度环境场特征进行对比分析.结果表明,在中高层出现"北槽南涡"的环流形势场有利于登陆台风的维持; 源于南海南部和孟加拉湾的热带低空急流汇成的台风南侧的西南风急流是台风登陆后得以维持和引发暴雨增幅的重要系统.进一步分析表明,主要影响系统的差异导致了两个台风在垂直风切变和涡度的垂直分布上存在极大的差异, 较弱的垂直风切变及较强的涡旋环流是0103台风比9615号台风在登陆后维持得更长的最直接原因.     

台风Khanun迅速加强成因及其与Rananim登陆强度的比较分析

以严重影响我国的2005年15号登陆台风Khanun为研究对象,首先从大尺度环流特征和物理量场,对其登陆前强度迅速加强原因进行了诊断分析,结果表明,台风强度增强与低空持续加强的水汽输送、高空流出气流的强辐散、台风移向垂直切变小值区和暖洋面密切相关;然后就登陆时强度,将Khanun与2004年14号台风Rananim从水平流场、暖心结构、稳定度和涡度等方面进行对比,发现Khanun在上述几方面略弱于Rananim,这一结论为登陆台风强度判定提供了一些参考。     

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.     

近海加强台风“威马逊”(1409)环境条件及结构特征的数值研究

利用新一代区域数值模式GRAPES对1409号超强台风"威马逊"强度急剧变化过程进行数值模拟试验,模拟结果较好地再现了台风"威马逊"在南海的路径和强度的变化特征,进一步利用数值模拟结果对"威马逊"发展的环境条件及其结构变化特征展开分析。分析结果表明,"威马逊"急剧发展期间高层辐散低层辐合同时增加,且高层辐散明显强于低层辐合;低层水汽流入增加,主要的流入边界是东南边界,且总水汽净流入量与台风强度变化有较好对应关系;环境风垂直切变较弱,且"威马逊"强度在深层和高层切变减小后24 h达到强盛。台风开始发展前动力和热力结构上均具有显著的不对称性结构,对流运动东南强、西北弱。强盛期南强北弱,东西方向趋于对称发展,且台风低层眼壁迅速收缩,高层有向外扩张趋势;切向风迅速增大,有很强的经向梯度,中高层气旋性环流显著增强。温度场上具有显著的暖心结构,强盛期台风中心正温度距平可达到11℃以上,集中于台风中心高空300~200 h Pa之间,并向高低层传播。低层不断有正涡度流入,台风中心附近正涡度增大,正涡度柱呈铅直发展并向对流层中上层传播。这些结构的变化都有利于"威马逊"强度的发展。     

台风"温比亚"在河南的转向路径和暴雨特征分析

利用常规、非常规、再分析资料,对2018年8月台风"温比亚"在河南的转向路径和暴雨特征进行了诊断分析.结果表明:"温比亚"在河南经历了西北行逐渐减速、停滞转向、东北行逐渐加速的过程;大范围暴雨主要集中于台风进入河南西北行逐渐减速的过程中.中纬度西风槽携带的冷空气从低空侵入台风环流,在非纬向高空急流形成的强辐散场与台风低空辐合场耦合的情况下,触发对流和暴雨增幅.西风槽东移有利于台风西北行减速停滞并转向.非纬向高空急流向平直西风急流演变并增强南扩,急流轴右侧的强辐散中心东北移,从高层牵引台风转向;台风东侧副热带高压及高空反气旋环流加强并向西南伸展,台风环境风场转入增强的西南气流中,是台风转向并加速东北移的重要动力因素.台风停滞转向之后,台风上部垂直涡度、散度、垂直速度场与下部错位,台风强度减弱,水汽通量值下降,降水也随之减弱.低空水汽通量大值中心、水汽通量散度负值中心和高空辐散中心对预报台风移动方向和降水强弱趋势具有指示意义.     

一次副高控制下暴雨过程的数值模拟和诊断分析

利用NCEP再分析资料和实时观测资料,用中尺度数值模式MM5对2007-08-25豫北暴雨过程进行了数值模拟.结果表明:这次暴雨过程水汽主要辐合在700 hPa以下;低层强辐合区配合高层强辐散区才能触发暴雨天气的爆发,250 hPa附近的辐散区对暴雨的贡献更大;干层携带高层冷空气的下沉逼迫作用,促进了对流层在垂直方向的深厚发展;在低空新生成的热力正环流的生消对暴雨的加强和维持起着重要作用.     

超强台风“莫兰蒂”强度急剧变化过程的结构特征及其机制

基于ECMWF的ERA-Interim再分析资料和中国气象局热带气旋资料中心最佳路径数据集,对2016年14号台风"莫兰蒂"(mulanti)在形成与移动过程中的内部流场结构特征,以及外部高压演变特征进行分析,并对其急剧增强和急剧减弱时刻的机制进行研究,初步探讨"莫兰蒂"台风在中国近海急剧增强的原因.结果表明:在台风急剧增强时刻,台风中心附近结构变化主要表现为对流层高层辐散增强、对流层中低层正涡度增大和正涡度柱向对流层中上层发展;而在减弱时刻主要表现为对流层中层辐散和正涡度柱的消散.对外部高压演变研究表明:"莫兰蒂"台风在急剧加强和急剧减弱时,均与100 hPa位势高度南亚高压、500 hPa位势高度副热带高压的强度变化呈反向变化关系.对其急剧变化时的机制探究发现:在急剧增强前12 h,对流层高层的辐散作用促使大气上升运动的发展,低空扰动得以加强,为台风的增强提供充足的能量;环流形势的不对称分布,使得正相对涡度的增加,进一步为台风急剧增强提供了动力机制;环境风较低的垂直切变使得积云对流所产生的凝结潜热始终加热一个有限范围内的气柱,有利于暖心结构的维持和发展.此外,"莫兰蒂"台风在急剧增强前具有明显特征.以上分析可为提前预测台风强度急剧变化提供参考.     

“2010.12.11”云南冬季暴雨成因分析

 应用常规观测资料、FY-2C卫星云图和NCEP再分析资料,通过诊断分析研究了2010年12月11日发生在滇中及以南地区的云南暴雨天气过程.结果发现,这次冬季暴雨天气过程发生在有利的环流背景下,ITCZ位置偏北较活跃,孟湾存在大片对流云系,中印度洋10°N附近存在一支异常的大尺度西南气流,孟加拉湾低层有一个热带气旋生成,在卫星云图上表现出明显的气旋式云系,孟湾热带气旋和90°E附近的南支槽及槽前西南低空急流东移造成了这次暴雨天气过程;引发暴雨的水汽和能量由低空急流从孟加拉湾输送而来,充沛的水汽在云南上空强烈辐合,暴雨区θ_se呈陡立状,暴雨发生在低层辐合高层辐散的上升运动区,水汽通量散度辐合区和湿Q矢量辐合区与暴雨区对应较好.     

孟加拉湾风暴Akash和Nargis对比分析

利用常规气象观测资料,对比分析2007年5月第1号孟加拉湾风暴Akash和2008年5月第1号孟加拉湾风暴Nargis的移动路径、环流背景和垂直速度场.结果表明:2007和2008年的第1号孟加拉湾风暴是2007年5月和2008年5月造成云南首场全省性强降水天气过程的主要影响天气系统;2次孟加拉湾风暴的移动路径不同,导致云南强降水分布也不同;西太平洋副热带高压的强弱与孟加拉湾风暴引导气流的建立有密切的关系,对孟加拉湾风暴的移动路径和云南强降水分布有直接的影响.     

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。     

柴达木盆地夏季极端强降水特征及大气环流成因

利用柴达木盆地气象台站逐日降水资料和国际卫星云气候学计划D2资料分析了柴达木盆地夏季极端强降水、云量及云水资源的时空分布特征,结合NCEP/NCAR再分析资料对夏季极端强降水事件发生时的大气环流进行了分析.结果表明,夏季极端降水阈值和极端降水日数在柴达木盆地东部大于西部,极端降水量也明显增加.柴达木盆地各种云量的空间分布形态不一,云量上升趋势不明显.云水路径、固态云水和液态云水的空间分布形态一致,具有"南低北高"的特征,三者的线性趋势在年和四季尺度均明显上升.环流分析显示,极端强降水事件发生时,对流层上层,西风急流向北移动,柴达木盆地位于急流南侧,有异常反气旋式环流,对应高空辐散区;对流层中层,柴达木盆地位于异常偏强的槽区及槽前;对流层低层,柴达木盆地东部位势高度异常偏低,出现异常气旋式环流,对应低空辐合,这种高层辐散低层辐合的环流配置为极端强降水提供了良好的动力条件.柴达木盆地极端强降水的水汽来源为印度夏季风对热带海洋的水汽经青藏高原东侧输送;西风带对欧亚大陆的水汽输送;西北太平洋异常气旋式环流西北侧的异常偏北风的水汽输送.     

华南北部冰雹天气的多尺度分析

利用高空、地面等常规气象资料和雷达、自动站等气象观测资料,以及NCEP FNL分析资料,对华南北部一次冰雹天气进行多尺度分析,以探讨、总结这次冰雹天气过程形成、维持、发展成因及异同。结果表明:1)本次冰雹天气过程是在南支槽前、中低层切变线以及地面倒槽的形势背景之下发生的;中层干空气的夹卷、强垂直风切变和辐合抬升有利于冰雹天气发生;中高层干冷、低层暖湿的层结配置,导致大气层结的不稳定;高空辐散以及中层急流的配置,为冰雹天气过程提供了有利的动力条件; 2)相较而言,湖南南部的整体环境条件更为有利,对对流风暴有组织发展、冰雹的形成有明显的增强作用;而江西南部中上层极干,加上强的垂直风切变,和高层辐散强抽吸作用,有利于对流风暴的强度维持; 3)本次冰雹天气过程雷达回波特点明显。回波单体剖面出现了在过山阶段初为成熟阶段超级单体回波形态,而过山时变为悬空、不接地的单体初生回波形态的现象;超级单体回波的基本反射率图上,呈现出特殊的形状为细长型的类双弓形回波。     

影响台风“鲇鱼”(2010)强度的环境系统的诊断分析

本文采用日本气象厅的最佳路径数据和美国国家环境预报中心1°×1°逐6h再分析资料,利用分部位涡反演的方法,分析了不同天气系统对台风"鲇鱼"(2010)强度变化的影响.研究结果表明,在"鲇鱼"的生成和发展阶段,西北太平洋副热带高压扰动促进水汽向台风中心输送,为台风增强提供充足的水汽条件;台风自身扰动的增强,其自身的抽吸作用使得高层流场具有较强的辐散特征,同时配合低层强的辐合,有利于"鲇鱼"强度的维持和增强;与此同时,台风自身扰动和西风槽系统扰动共同引导弱冷空气向"鲇鱼"中层入侵,有利于"鲇鱼"内部对流的发展,激发其强度进一步加强.在"鲇鱼"减弱阶段,由于台风自身环流导致水汽流出增多,加上西风槽扰动向台风中心带入的大量干空气,造成"鲇鱼"内部水汽供应不足;"鲇鱼"中心高层流出气流受西风槽扰动以及位于"鲇鱼"南侧的反气旋阻挡,气流辐散减弱,也不利于台风强度的维持.     

湿Q矢量分析法在台风“圣帕”暴雨过程中的应用

应用非地转湿Q矢量理论,对2007年8月18~25日台风“圣帕“登陆后造成的大范围持续性暴雨过程进行诊断分析.结果表明:非地转湿Q矢量流场的辐合区是大气垂直运动发展较强的定性指标,与24 h内暴雨落区的对应关系较好;低层等压面上非地转湿Q矢量辐合中心的移动可比台风低压的行进提前24 h.同时,700 hPa和850 hPa的Q矢量辐合中心与强降水中心相对应,尤其是700 hPa湿Q矢量散度辐合中心在暴雨出现前12~24 h就表现出较好的指示意义.非地转湿Q矢量散度的垂直分布随高度倾斜伸展,Q矢量辐合区与辐散区自低层到高层呈带状相间分布的,促使上升运动更加激烈和持久,从而容易形成强的降水.非地转湿Q矢量最大辐合区并不在降水中心的正上方,而是超前的,并且越往高层超前越明显,因此Q矢量散度的垂直分布对强降水具有预报意义.     

南海季风低压和南海台风的对比分析

本文用综合方法给出了南海季风低压和南海台风的平均结构,并分别计算了它们的涡度收支.结果表明两者的结构和环境场条件存在明显的差异.台风发生于风速垂直切变零线附近,而低压则远离切变零线.在散度场上,台风比季风低压具有更深厚的辐合层,而在对流层上层低压比台风有更大的正值.在涡度场上,中对流层以下有较大的涡度积累,而上层为涡度亏损,这一特点台风比低压表现更明显,在量值上台风比低压大二倍以上.局地涡度变化主要取决于散度项、水平平流项和垂直输送项,就这些项而言,台风比低压具有更明显的不对称结构.不对称的加热和涡度变化是导致台风移动的一个重要因素.     

中国东部地区一个中尺度对流涡旋的涡度收支分析

中尺度对流涡旋(MCV),与其他中尺度涡旋不同,有着其独特的动力机制与发展途径.一旦MCV形成,极易产生灾害性天气过程.为了解我国的MCV,使用非静力中尺度模式天气预报和研究模式对中国东部2003年7月4至5日降水过程进行了高分辨率的双向三重嵌套的数值模拟.与观测资料比较,模拟结果较为准确地再现了当时的大气状况.采用了空间滤波的方法对模式结果进行了大尺度背景场与中尺度扰动场的尺度分离,对MCV的结构与移动进行分析,并追随MCV的活动对其的涡度收支情况进行诊断分析.分析表明,大尺度背景场与中尺度扰动场对MCV的作用有着明显的差异.MCV的移动由大尺度背景风场引导;其中辐合作用直接决定了MCV的形成与发展,大尺度水平运动对中尺度涡度的水平输送为水平平流项的主要部分.而由垂直风速的水平变化所导致的水平涡度的倾斜作用在此MCV形成与发展阶段作用并不明显.成熟时的MCV与成熟时的中尺度对流复合体类似有着3个明显的环流,在对流层高层与低层均为辐散反气旋性环流,对流层中层则为较为深厚的气旋性环流.     

2011年8月18日福州地区下击暴流分析

利用多普勒雷达资料对福州地区2011年8月18日的两次下击暴流过程进行分析,结果表明,反射率强中心的逐步下降,使得风暴中层下沉气流加强,产生下击暴流,速度场上近地层速度产品呈现辐散结构、中层径向辐合的特征.此次过程风暴的强出流与风暴分离后并未减弱,持续了相当长的时间.利用WINDEX指数和风暴趋势图可以对下击暴流的预报提供帮助.     

四川盆地相似MCC过程综合诊断分析

利用NCEP 1°×1°资料、加密自动站降水资料及FY2C红外云图资料对2012年7月6-9日及2011年7月4—6日期间发生在四川盆地并造成强降水的4次相似MCC过程的卫星云图特征进行了对比分析,探讨了MCC生成及发展旺盛期的环流场特征,进一步诊断了MCC发展过程的水汽、热力以及动力机制(垂直散度通量、干位涡).研究表明:2例过程中4次MCC的第1、3个是在进入盆地的卷云羽上的对流云团中生成和发展,2、4个MCC是在残留云系上的对流云团中生成、发展和合并,形成过程中均表现为亮温降低、面积增大,川西高原及MCS周围云系逐渐减弱的特点.在强且持续的孟湾水汽输送和不稳定层结条件下,对流层低层西南涡区辐合抬升造成强烈的散度通量辐合向上输送与高层辐散耦合是MCC发展持续的动力机制,且850 h Pa垂直散度通量辐合区与MCC持续区域及观测的地面强降水落区具有良好的时空对应关系.中高纬的高值位涡具有向南向下延伸,低纬低层的低值位涡具有向上向北传播的特点.当干冷空气与较强暖湿气流相交汇时,850h Pa急流左前侧的西南涡区强烈的风场切变与辐合导致强上升运动,触发对流不稳定能量释放,激发MCC云团,造成强降水.