重庆一次特大暴雨过程的中尺度数值模拟与诊断分析

利用三重嵌套的非静力中尺度数值模式MM5对2007年7月16~17日发生在重庆的特大暴雨天气过程进行了数值模拟,并利用模拟结果进行了诊断分析.模拟结果表明:模式对降水的落区的模拟效果较好;模拟出的中-α和中-β系统的分裂演变过程与强降水出现的时段吻合.诊断分析表明:强降水与水汽辐合的大值密切相关,降水强弱与辐合强弱变化一致;随着上升运动的加强,不稳定层结在暴雨区上空形成的倒“V“型结构逐步加深,不稳定层结不断向高层发展;此次暴雨维持和发展过程中,强降水区与强上升运动及正负涡度柱有较好的对应关系,负涡度柱比正涡度柱后发展先衰减,暴雨区上空始终维持高层辐散比低层辐合强的结构.     

2010年云南“6.25”特大暴雨中尺度特征及成因的数值模拟分析

 使用1°×1°NCEP再分析资料、TBB黑体亮温资料和自动站逐时降水资料,应用MM5V3.6中尺度数值模式对2010年6月25日发生在云南曲靖马龙罕见的特大暴雨进行数值模拟,主要从动力结构和不稳定机制研究本次特大暴雨的中尺度特征及其成因.研究表明：降水发生期间中低层有较强的水汽辐合柱存在,强降水发生前中低层积累了较大的对流不稳定能量,近地层辐合线的形成诱发中低层辐合的产生,强烈的垂直上升运动促使对流不稳定能量迅速释放,触发强对流降水,高层辐散中低层辐合形成的“抽吸作用”以及利于垂直上升运动和降水的维持.地形敏感试验表明,近地层辐合线出现的位置与云南地形有很大的关系,从而影响强对流暴雨的落区.     

2007年夏季河套地区两次区域性大暴雨过程模拟分析

以2007年夏季发生在河套地区的两次大暴雨天气过程为对象,利用MM5中尺度数值预报模式对其发生发展过程进行数值模拟,通过与实况对比,表明模式对暴雨落区的模拟是成功,然后利用模式输出结果对暴雨形成机制在影响天气系统、水汽输送、不稳定层结和动力条件等方面进行了诊断分析。结果表明,两次大暴雨都发生中高纬十分稳定的环流形势下,在第一次暴雨过程中,西北涡和低空西南急流是其主要影响系统,低涡东侧的辐合和低层暖湿气流为暴雨的发生提供了良好的动力和水汽条件;在第二次暴雨过程中,500hPa切变线为其主要影响系统,高层强烈的抽吸作用为暴雨区提供了强劲的上升运动,弱冷空气与低层暖湿气流之间形成强烈位势不稳定为暴雨的发生发展提供有利的条件。第一次暴雨过程中一直有高通量水汽输入,水汽由来自孟加拉湾和南海的两股偏南气流合并而成;第二次暴雨过程的水汽有台风"帕布"东北侧的偏东气流输送。与第一次暴雨过程无冷空气作用不同,第二次暴雨过程中由于有弱冷空气侵入触发了不稳定能量释放,更有利于暴雨的产生和形成。低层螺旋度正值区与未来12～18h暴雨落区有较好的对应关系,暴雨区高层为螺旋度负值区,螺旋度这种高低层耦合是触发和维持暴雨的动力机制。     

金昌市局地暴雨的天气过程分析

利用Micaps常规资料、21个区域自动气象站逐时资料、FY-2E卫星云图、NCEP再分析资料,对2015年7月8日发生在金昌市的一次中到大雨,局地暴雨天气过程的环流形势、水汽条件、物理量场等方面进行了综合分析。结果表明:此次强降水天气过程是500hpa高度槽线与中低层强盛的暖湿气流相互作用的结果;底层水汽的辐合和较大的湿度为降水提供了充沛的水汽,强烈的上升运动为此次天气过程的发生发展提供了动力条件,高的不稳定能量是对流增强、降雨强度大的必要条件;青藏高原的对流云团与涡度逗点云系的合并加强发展是降水强度大的直接原因。     

青海大通地区一次罕见的大到暴雨过程分析

2013年8月21日,青海西宁大通县桥头镇出现了创历史极值的大暴雨天气过程,此次暴雨的降水空间集中,降水量大,实为罕见.利用常规天气图实况资料、NCEP分析场资料、多普勒雷达探测资料进行分析,结果表明:(1)副热带高压稳定维持,引导西南暖湿气流北上,新疆脊前下滑的短波槽携带冷空气南下,冷暖空气在青海东北部交绥,为大通特大暴雨提供了有利的环流条件.(2)暴雨发生过程中有强盛的水汽输送和水汽通量输送;暴雨区水汽的辐合以及暴雨发生前大气热力不稳定为暴雨的发生提供了条件.(3)对流云团在东移南压过程中依次经过大通县城,表现为列车效应,并对应此次最大小时降雨量.径向速度场在大通地区存在着风场辐合,这种形式对本次强降水的持续提供了有利的动力条件;VIL数值的大小很好的反映了降水强度,VIL的大小、影响范围和移动方向对应降水强度、发展及消亡;雷达降水量图对本次强降水过程的降水量及落区有一定指示意义.     

2012年8月12-13日豫西暴雨过程分析

利用MICAPS常规气象观测资料、NCEP1°×1°6小时分析资料、三门峡多普勒天气雷达资料、自动雨量站资料对2012年8月12-13日豫西地区的暴雨天气过程进行诊断分析,结果表明：①台风“海葵”登陆减弱后的低压环流与中纬度低槽相配合,是造成此次豫西暴雨的主要原因.②前期气温较高,不稳定能量大量积聚,冷锋的影响为冲破不稳定层结提供了外部抬升条件.③减弱后的台风“海葵”带来的我国东部沿海的水汽输送与低层剧烈水汽辐合为此次暴雨提供了所需的水汽.④大范围上升运动区的出现和发展,为强降水的产生提供了动力条件.⑤本次暴雨过程中,高层湿位涡正压项大值区向下伸展,中低层气旋性涡度增大,上升运动加强,有利于降水加强,因此高层湿位涡侵入下伸,对暴雨起到增幅作用.     

一次梅雨锋连续大暴雨过程的诊断分析

为了提高对梅雨锋暴雨过程的预报服务能力,利用常规观测资料、MICAPS天气图和FNL再分析等资料,对2020年7月8—10日梅雨锋连续大暴雨天气过程进行了诊断分析。结果表明:1)这是一次高水汽含量、强低空急流配合短波槽、切变线和梅雨锋天气尺度系统引发的连续大暴雨过程; 2)利用FNL再分析资料对过程的水汽、动力、热力条件进行了分析,表明25°～29°N在800 h Pa以下水汽含量丰富,湖南中东部和吉安地区有水汽通量大值区,向东北方向输送水汽并产生明显辐合,且伴有持续的上升运动; 3)南昌站的探空CAPE值呈现有利强降水的细长结构,且有明显的能量释放和再建过程; 4)稳定天气背景、持续的水汽输送和辐合以及不稳定能量的释放和再建是造成此次连续大暴雨过程的关键所在。研究成果为提高梅雨锋暴雨的预报服务能力提供了参考依据。     

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.     

强台风“菲特”(1323)登陆后造成台州大暴雨成因分析

利用常规观测资料、加密自动站资料、NCEP1°×1°逐6h再分析资料和多普勒天气雷达资料,对2013年10月7日20时～8日08时强台风“菲特”登陆后残留低压造成的台州市大暴雨过程进行了成因分析.结果表明:此次暴雨分布不同于一般台风暴雨迎风坡降水量较大的分布特征,呈现与地形相关性较小的南北带状分布特征;暴雨主要受“菲特”残留云系、“丹娜丝”外围偏东气流和弱冷空气共同影响,其中“丹娜丝”转折点和弱冷空气南下渗透时间点的重合是主要影响因素;此外前期充沛的水汽条件,高低层辐散辐合配置,不稳定能量积聚释放,为暴雨发生提供了条件;后期降水回波列车效应明显,低层弱冷空气与海上东北气流的辐合线促使中小尺度的发生,使本次过程呈现出强降水时间较长的特点.     

2012.8.6云南省大雨过程诊断分析

 分析了2012年8月6日云南省大雨过程的影响系统、物理量特征.结果表明：此次全省性强降水过程的主要影响系统是登陆减弱后的热带低值系统外围的偏东气流;降水开始前,云南上空是能量的高值区且大气处于不稳定状态;从水汽条件看,过程开始前云南大部处于高湿区,滇西北的湿度条件较好,但过程开始后偏东气流给滇西北以外的大部地区输送了大量水汽,对降水的维持提供了有利的水汽条件;过程开始前及主要降水时段,滇中及以东地区有水汽辐合且这种辐合维持时间短.在强降水发生时段,垂直运动提供了有利的动力机制,上升运动释放了不稳定能量.     

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。     

“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.     

2012年银川“7·29”大暴雨天气过程诊断研究

利用NCEP再分析资料,常规气象观测资料以及天气雷达、卫星等资料,研究了2012年7月29-30日发生在宁夏回族自治区银川市及其周边地区的一次大暴雨天气过程.通过分析此次暴雨过程前后的动力、热力及其变化特征,得出如下主要结论:宁夏"7·29"大暴雨天气过程的主要影响系统为西太平洋副高、500 hPa短波槽和暖式切变线;大暴雨发生在高层冷平流与低层暖平流交汇区,与高空的水汽辐散中心和低空的辐合中心基本重合;大气的比湿、水汽通量等在暴雨前迅速增大,假相当位温θse垂直廓线在500～400 hPa之间表现出有θse 336 K的小值区;水汽通量散度在临近降水时才开始快速变小,水汽输送和辐合作用完成的时间很短,引发快速而强烈的天气现象.     

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.     

一次典型的大暴雨天气过程诊断分析

利用常规观测资料对2008年7月18-19日山东潍坊出现的大暴雨天气过程进行诊断分析,结果表明,由于副高和贝加尔湖阻高的强大稳定,西风槽不断引导弱冷空气向东南方向移动,与沿台风北上的暖湿气流交汇,使位于副高西侧的潍坊地区发生强降水.此次强降水过程出现在低空辐合、高空辐散的上升运动区中,辐合层比较深厚.925hPa层是一关键层,不但提供充沛的水汽,而且该层较强的水汽辐合为大暴雨的产生提供了充足的水汽供应.正涡度中心区集中的时段,与强降水最集中时段相对应.大暴雨出现在相当位温陡峭密集区内的略偏北一侧.此次强降水是在对流层低层强对流不稳定(MPV1＜0)的条件下发生的.降水落区与低层正MPV2分布相一致,低层MPV2的分布对暴雨落区的预报有较好的指示意义.     

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.     

“2010.8.27”大理州大到暴雨过程分析

分析了2010年8月27日大理地区强降水天气过程的影响系统、物理量特征,结果表明此次区域性强降水过程的主要影响系统是滇缅高压与西太平洋副热带高压之间的辐合区以及低层的切变线;强降水开始前,大理上空是能量的高值区且大气处于不稳定状态;从水汽条件看,过程开始前低层湿度大,有水汽的强辐合,高层同样存在水汽的强辐合;强降水出现时存在剧烈的上升运动释放不稳定能量,且低层正涡度高层负涡度、低层辐合高层辐散的配置也有利于上升运动的发展和强降水的产生.     

2008年7月5日黑龙江暴雨预报落区订正诊断分析

利用常规观测资料和NCEP再分析资料,对黑龙江省2008年7月5日暴雨天气过程发生前期的水汽和能量条件进行了分析,并对暴雨过程中水汽条件和冷空气的作用进行了诊断分析。结果表明,暴雨发生前期水汽通量高值区和高能量区对订正暴雨预报落区有一定的指导意义,高低空冷空气的到达时间不同步,是这次降水过程中无强对流天气出现的主要原因,干冷空气的侵入影响了蒙古气旋和华北气旋的完全合并和连接,阻断水汽和能量的输送。     

一次梅雨锋短时暴雨的诊断和特征分析

使用常规观测资料、多普勒雷达拼图资料、卫星TBB资料以及FNL1°×1°再分析资料,采用诊断分析和特征提取方法,对2014年6月20-21日江西北部出现的梅雨锋短时暴雨进行分析。结果表明:1)强盛的西南气流与低涡后部偏北气流在江西北部对峙是暴雨带稳定的原因;充足的水汽供应、强热力不稳定及强烈辐合上升运动是短时暴雨产生的环境场特征;2)从孟加拉湾、南海的水汽通道,为短时暴雨提供了源源不断的水汽和不稳定能量,强水汽通量辐合带与暴雨带的位置重合;3)暴雨区发生在高θse舌和高比湿舌的南侧;高空短波槽东移加剧了高空锋区的发展,使得锋生更为明显;近地面层冷空气的楔入,增强了不稳定能量的释放,使暴雨区对流性加强;4)深厚的上升运动和强垂直正环流,对低层辐合、降水维持和加强都十分有利;5)TBB图上MCS强梯度带一侧伴随短时暴雨带的出现;6)雷达拼图上"列车效应"是累计降水较大的重要原因,线状对流回波的形成对局地强的短时强降水有指示意义。     

甘南一次局地暴雨天气过程诊断分析

本文利用Micaps常规气象资料和甘南区域站资料对舟曲‘7.27’暴雨天气过程的实况特征、环流形势及物理量场进行了分析。分析认为:此次暴雨的主要原因是由局地热对流引发而生的。夏季太阳辐射强,下垫面温度升温迅速,进而使局地容易产生强的热力抬升运动和不稳定能量,这为强降水的发生提供了良好的前提;此次过程500hPa上我州位于副高外围暖湿气流中,副高脊线北抬至35°N;700hPa上切变线稳定位于降水区附近,低层孟加拉湾水汽通道通畅,为此次降水提供了动力条件和丰富的水汽条件,暴雨发生时整层水汽较大,垂直速度的大区和雨强中心也有较好的对应关系,暴雨区低层存在着较大的对流不稳定能量。