卫星资料在一次极端短时强降水过程中的释用分析

利用FY2卫星云图及TBB资料、地面加密自动站资料及常规气象观测资料,详细分析了2016年7月24日天津沿岸极端短时强降水发生时的对流云团特征及TBB变化,结果表明:①500 hPa"北低南高"的环流形势稳定维持,垂直方向两段近乎垂直的低涡柱,副高加强西伸北抬,地面低压倒槽北顶,低空急流风速辐合,高空强烈辐散,利于上升运动的加强和维持,造成了此次极端短时强降水天气过程。②红外云图中,河北中部的对流云团A沿副高外围引导气流东移,并入天津中南部对流云团B,加强为对流云团C,700～925 hPa低空急流风速辐合,同时地面冷空气入侵,对C云团的发展起到促进作用,极端短时强降水发生在对流云团合并加强之后。水汽云图上云团边界非常明显,副高西北侧的大量水汽在低空急流及辐合气流的作用下,有一个明显变亮的过程。可见光云图上,白亮密实的中尺度对流云团不断发展、壮大。③TBB低值带与极端短时强降水发生的区域相对应,强降水落区位于TBB低值区内,即云团强烈发展的中心位置,此位置云团向上强烈发展,对流旺盛,对短时强降水的发生较为有利。强降水发生在对流发展最旺盛期后的能量释放过程中,相对TBB值最大变率在演变趋势上有一定的滞后性,强降水主要发生在TBB变率最大值之后。     

2次主汛期赣北暴雨过程中尺度特征对比分析

利用常规观测资料、雷达资料、卫星云图、加密自动站资料和一些物理量场资料,对2016年6月19日和7月16日2次典型的主汛期赣北暴雨天气过程进行对比分析,结果表明:1)2次暴雨过程的高空环流均为两槽一脊型,赣北处于高空副高西北侧和中低层西南急流的前沿;2)块状对流回波和带状对流回波是2次暴雨中尺度特征;3)以强降水为主是主汛期赣北暴雨的一个重要特点;4)稳定的切变辐合、强盛的低空西南急流和高空小槽东移的共同作用,有利于不稳定区超强对流单体的发生、发展和维持;5)低空西南急流的移动、强度变化和维持时间是赣北暴雨的重要着眼点。     

赣东一次对流性暴雨成因及漏报原因分析

利用自动加密观测资料和雷达云图等资料对2016年6月29日赣东对流性暴雨成因和漏报原因进行了分析,结果表明:这是一次典型的低层急流配合垂直抽吸作用使副热带高压边缘产生强降水过程,露点锋上激发出对流性降水是此次过程最主要原因。另外,强降水落区与发展旺盛的中尺度对流云团、强雷达反射率因子的强度和中气旋有较好的对应关系。此外漏报主要原因是对低空急流核和高空辐散的分析得不够深入,对误差较大的模式预报未进行不断的订正,以及对中尺度物理量资料和雷达卫星云图资料等未能充分使用。     

北京市2018年“7·16”极端暴雨特征及成因分析

基于地面自动站、雷达及NCEP数据,采用标准化异常度方法,对北京市2018年7月15—16日出现的极端暴雨过程进行分析,结果表明:极端降雨发生在副热带高压和高空槽之间,低层有明显的西南急流,水汽充沛;暴雨发生时,环境条件标准化异常度均超过3σ,为此次极端降雨创造了极其有利的动力、水汽和不稳定条件;中尺度对流系统活动可分为对流系统触发和局地强降雨、对流系统组织化加强和强降雨区北移两个阶段,均伴有明显的“列车效应”,且降雨效率极高;低空西南急流利于大气不稳定层结的建立、水汽持续输送,地面辐合线方向与850hPa低空急流方向、对流云团的移动方向均一致,是导致对流系统触发后增强的主要原因。     

风廓线雷达在“7.19”大暴雨过程中差异特征分析

利用京津冀地区三部风廓线雷达资料,结合常规气象观测资料、加密自动站资料、NCEP再分析资料及雷达探测资料,针对2016年7月19~20日发生在京津冀地区的一次大暴雨局地特大暴雨过程进行分析。结果表明:此次降水过程分为两个阶段,第一阶段呈现短时雨强大且强度变化显著的对流性降水特点,第二阶段降水相对平缓,雨强显著减小;天气系统配置结构满足华北地区出现大暴雨的典型背景条件;强降水第一阶段发生前3,h出现双层低空急流,而强降水第二阶段低空急流的出现仅提前1~2,h,且并无双层低空急流现象。     

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。     

郑州“7·20”暴雨的精细化特征及主要成因分析

为研究2021年7月20日郑州地区历史罕见暴雨洪涝灾害的精细化特征及其成因,基于实况观测和再分析资料,采用合成分析、距平分析等统计方法对此次暴雨过程进行了分析。结果表明:郑州“7·20”暴雨过程具有突发性极强、短时雨量极强、降水极端性突出的特征;200hPa存在异常偏强且稳定的高空槽及高空冷涡,使暴雨区上空高层具备强的辐散条件;偏强偏北的副热带高压、台风“烟花”和“查帕卡”向暴雨区持续输送了大量水汽;郑州上空回波发展旺盛,且有对流性回波不断汇聚,呈现明显的“列车效应”;在地形作用下,郑州具备比周边更强烈的低层辐合及上升运动条件,对降水量的增幅起到了重要作用;高、中、低空极为有利的环流配置、极强的水汽条件,以及地形的增幅作用共同导致了此次致洪暴雨过程。     

2019年6月江西2次强暴雨过程物理机制对比分析

为研究江西梅雨期暴雨的特点,利用常规观测资料、NCEP FNL再分析资料等对2019年6月9日和6月22日出现的2次区域性强暴雨天气过程进行了对比分析.结果表明:高空均处南亚高压东北侧脊线附近的反气旋环流辐散区中,500 hPa中层中高纬均为两槽一脊的形势,东北冷涡中心引出的东亚大槽引导槽后干冷空气南下,中低纬副热带高压稳定维持,中低层均有切变、低涡和低空急流配合是2次暴雨过程共同的环流背景特征;2次过程均存在对流性不稳定层结,利于暴雨强降水天气的出现,只是热力机制强度不同;低层切变、低涡和低空西南急流的共同作用是2次暴雨过程中相同的动力触发机制,水汽和稳定度条件满足的情况下,即使只是近地层的辐合抬升,也能触发不稳定能量的释放而造成强对流天气;低层切变、低空西南急流左侧或左前方强中心辐合带的位置是预报暴雨带位置的关键因素.     

昆明市两次局地短时暴雨过程对比分析

利用常规观测资料、多普勒天气雷达、地面自动站加密资料及NCEP再分析资料,对2017年7月20日和2019年7月20日发生在云南省昆明市主城区的两次局地短时暴雨天气进行对比分析.结果表明,两次过程均是在两高辐合、低层切变影响背景下产生的,不稳定层结、充沛的水汽条件和地面中尺度辐合线为短时暴雨提供了热力不稳定、动力抬升和水汽条件."19.7.20"过程的水汽条件,垂直上升运动较"17.7.20"过程更明显,因此短时暴雨的强度和范围更大.雷达资料显示,"17.7.20"过程以层状-积云混合降水为主,强回波发展较高,"19.7.20"过程以层状云降水为主,为低质心降水结构,两次过程对流回波在昆明主城上空不断加强发展,移速缓慢,持续时间长,速度图上有小尺度辐合区,对强降水的维持和加强有重要作用.地面中尺度辐合线对强降水的发生有1～2 h的提前预报实效,主城特殊的喇叭口地形对降水的增幅作用明显.     

低纬高原一次短时强降水过程的综合分析

利用卫星、雷达、地面自动站及闪电定位仪等多种观测资料分析了2017年9月5—6日出现在云南的一次短时强降水天气过程的成因及中尺度对流特征.结果表明:此次过程期间短时强降水天气落区分布呈现自东北向西南逐渐移动趋势,系统性降水特征明显;700 hPa切变线和地面锋面是此次过程的关键影响系统,切变线提供了中低层水汽辐合及对流抬升运动的维持机制,地面锋面则为低层对流抬升运动提供了触发机制;中尺度对流云团的空间尺度和持续时间对短时强降水的分布区域和规模有很好的指示意义,短时强降水主要出现在云顶亮温-50℃的区域,对流云团空间尺度大、持续时间长,则对应时段的短时强降水分布范围广、频次多.雷达观测有助于短时强降水天气的精细化订正和及时预警,当雷达回波强度达到45 dBz以上并具明显低质心特征、径向速度图上有中尺度辐合配合时,出现短时强降水的可能性较大.     

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。     

2012年“6.02”云南漏报首场强降水过程分析

A strong precipitation and cooling process happened at central and south of Yunnan on 2nd June,2012.There were 77 stations daily precipitation over 25mm and 15 stations daily precipitation greater than 50mm in Yuxi city.The precipitation above heavy rain appeared in whole city,biggest daily precipitation which was 123.5mm,happened at Yuanjiang Qinlong factory among them.But forecaster’s empirical extrapolation and EC numerical forecast products had not forecasted this process.Based on reanalysis data,radar data satellite images and NCEP data,this strong precipitation process had been diagnosed and analyzed,missing report was investigated as well.The results showed that Humidity vertical distribution was different in the rainstorm area.The vertical distribution feature was high humidity was at low layer and low humidity was at higher layer,which was beneficial to thunderstorm and other severe convective weather.Humidity in Kunming was high all of the level.The sheer line and cold air moved southward suddenly,so confluence of cold and warm air happened.The cold air triggered strong mesoscale convective system which brought about this strong rainfall.The results which caused missing forecast included the situation of the sheer line moving southward was not obvious on upper air chart,the newest aging numerical forecast products of model WRF had not been paid attention to enough and numerical forecast products were depended on too much.     

郑州“7·20”极端暴雨的双偏振雷达回波与风场特征分析

为了细致地了解郑州极端暴雨的雷达回波特征与内部动力特征间的联系,本文利用地面自动站、探空、欧洲中期再分析资料以及双偏振雷达,分析了中尺度对流系统发展和成熟阶段的回波和雷达反演的风场结构,揭示了对流系统内粒子相态特征,动力特征等宏微观特征。本文主要研究结果如下：1）反射率因子特征为南北向的带状区域逐渐汇集为团状;径向速度特征为低层辐合和风向随高度顺转的强垂直风切变;2）基于雷达偏振量的分析,给出了对流系统局部结构,进一步的研究表明：差分反射率狭窄的强弧状区域,可有效地指示对流系统内的强上升运动,其为极端降水系统的持续性发展提供了动力强迫;3）剖面上差分反射率柱与差分相位常数柱在空间分布上呈现出分离现象,两者体现出对流系统内的强上升运动,为暴雨的发展与增强提供了强有力的支持。     

一次特大暴雨中尺度系统结构特征和机理分析

为了研究“04.6”湖南特大暴雨过程的发生发展机理,在天气分析的基础上,利用非静力中尺度模式MM 5-V 3.6对本次过程进行了数值模拟。结果表明:高分辨中尺度模式MM 5可以较好地模拟中尺度低涡切变线的发生和发展。模拟结果显示,中尺度低涡发展过程中,不断有扰动在低涡前部发展,并激发出强烈的中尺度对流系统M CS(m esoscale convective system)。暴雨区上空具有同向双圈垂直环流结构特征,使中尺度对流系统更加组织化。根据湿位涡守恒和倾斜位涡发展理论分析了暴雨和M CS形成和发展的原因。对流不稳定和条件对称不稳定的建立以及对流有效位能的集中释放是此次特大暴雨产生和持续发展的重要条件。     

前汛期惠州市强降水气候突变及其环流特征分析

 惠州市地处气候年际变化显著的东亚季风区,近几十年来前汛期强降水事件频繁,尤其自20世纪90年代以来有很多暴雨灾害发生。为了客观地分析惠州前汛期强降水事件的异常情况,利用1967-2009年惠州市降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,研究了前汛期惠州强降水的气候变化及其环流特征。结果表明：前汛期惠州市总降水量和暴雨量大,暴雨日数多;它们的年际变化一致,无明显趋势变化。但自1990年代中期至今,强降水异常有增多且强化的趋势。进一步对比惠州前汛期强降水异常事件突变前后的环流特征,强降水偏多（少）年,突变前后低纬地区均呈现偏南（东北）气流异常,而引起强降水偏多（少）年突变的环流形势差异,主要表现为突变后冷空气作用明显,低层北风分量增强;突变前后物理量的差异则主要表现为,突变后强降水偏多年高、低层散度梯度加大,垂直上升运动偏强,对流性不稳定加大,强降水偏少年上述物理量的变化相反;以上差异特征均导致突变后强降水偏多年更易引发或加剧强降水异常,强降水偏少年更不易于强降水的发生。     

中尺度冷涡切变暴雨多普勒雷达特征分析

利用天气形势场、物理量场、新一代雷达产品资料对2008年7月17日下午到夜里,豫北、鲁西、冀南地区出现的区域性暴雨天气进行多尺度诊断分析.分析结果显示:较弱的冷性低涡切变本身并不能造成强降水天气,当低涡东移遇副热带高压西北边缘较强暖湿气流时得到加强,在低涡东侧副热带高压边缘切变上产生暴雨天气.冷涡暴雨低层有明显的东北气流冷垫,加强了其动力上升运动,水汽输送依赖于对流层中层的西南气流,中层水汽辐合非常明显.在新一代雷达产品图上显示:较稳定的大范围中等强度回波能产生较强降水.中低层风场为暖平流加辐合,有利于暴雨的形成,中低层较大的垂直风场切变给对流云的形成提供动能,有利于暴雨的产生.     

暴雨中尺度环境场的总动能收支

利用一套分辨率较高的中尺度实验观测资料,对一次暴雨过程的中尺度环境场进行了总动能平衡的诊断研究,讨论了对流活跃和非活跃两个时期动能平衡过程的差异．结果表明,暴雨的能量过程很活跃,非地转运动的绝热耗损和动能的向外界辐散是暴雨过程的主要能汇,而次网格尺度向网格尺度的运动动能转换,是环境场动能的主要能源;暴雨区对流层高层的能量过程比低层活跃,高层急流对环境场动能平衡过程有很大作用．比较对流活跃和非活跃２个时次的动能平衡过程发现,暴雨过程的动能平衡与对流强度变化有联系,２个不同时段的动能平衡过程有差异,尤其在中层这种差异更明显．     

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。     

江西北部2次大暴雨过程对比分析

利用Micaps常规资料和fnl资料,对2013年5月江西北部2次大暴雨天气过程("5.07"和"5.14")的大尺度环流形势、低空急流、水汽输送、垂直运动和中尺度系统,以及多普勒天气雷达拼图回波特征等要素,采用对比方法进行分析,结果表明:1)2次大暴雨过程欧亚中高纬环流形势均为两脊一槽型,但降水性质、环境条件和中尺度特征有所差异;2)"5.07"大暴雨低空急流具有脉动性,而"5.14"大暴雨中低空急流一直维持;3)"5.14"大暴雨过程的水汽和动力条件都比"5.07"大暴雨过程强;4)"5.07"大暴雨过程以带状回波为主,范围狭长局地性较强;"5.14"大暴雨过程以絮状回波为主,范围宽广持续时间长较为均匀。