海南航天发射场非台暴雨位涡诊断分析

利用海南省文昌市气象站1970—2010年逐日降水资料、NCEP/NCAR全球再分析格点资料,通过湿位涡诊断分析方法,分析研究了近41年海南文昌发射场非台暴雨天气热力、动力学特征.结果表明:湿位涡能够较好地反映暴雨发生的动力、热力特征.暴雨发生时,低层湿位涡正压项MPV10,中高层MPV10,海南位于湿对流不稳定区;湿位涡斜压项MPV2的数值比MPV1小一个量级,各天气系统对应MPV2分布具有典型的上负下正特征;相对湿位涡MPVre在低层表现为一致的负值区.另外,不同天气类型暴雨的湿位涡分布特征存在显著的差异.湿位涡分布特征与暴雨系统存在较好的对应关系,湿位涡作为表征天气系统动力、热力学特征物理量之一,将为海南航天发射场暴雨预报预警提供帮助.     

一次东北暴雨过程的诊断分析

利用一个η坐标暴雨模式的预报结果,研究了1998年8月的一次东北暴雨过程。主要对湿位涡和螺旋度进行了诊断、分析。结果表明,当对流层中低层为正涡度,高层为负涡度,在垂直方向有较大上升运动时,则易导致对流性降水;暴雨落区与低层正MPV1(湿正压项)区域对应。而且,螺旋度和湿位涡与暴雨中心有同时分裂的现象,这对暴雨落区有较好的指示作用。     

一次贵州暴雨过程的湿位涡诊断分析

应用湿位涡理论,对2012年6月25日贵州省发生的一次暴雨过程进行诊断分析,讨论了湿位涡与此次暴雨过程的关系,结果表明:在此次暴雨过程中,湿空气对流活动层一般仅能达到500 hPa至600 hPa高度,高空大值湿位涡下传,使高空干冷空气入侵低层,即造成动力对流层顶折叠现象,是产生强对流天气的主要原因.湿位涡的正压项是主要的,它反映了强对流天气过程位势不稳定能量的释放过程,而斜压项高绝对值区与暴雨落区吻合很好,对暴雨的强度和落区预报有一定的指示作用.     

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。     

1998年夏季江淮地区强暴雨过程的湿位涡诊断分析

为了研究梅雨期江淮流域暴雨发生发展的特征,利用HUBEX资料,根据湿位涡守恒原理和倾斜涡度发展理论,分析了江淮地区2次强暴雨的发生发展的原因。结果表明：2次暴雨是在不同性质的层结状态下发生的,其湿位涡的分布有较大差异。在局地对流稳定条件下,暴雨区上空对流层中、低层Pm1＞0,Pm2＜0,并且（Pm1）的绝对值＞（Pm2）的绝对值,对流层中、低层的垂直风切变和大气的斜压性使垂直涡度显著发展,导致暴雨发生。在局地对流不稳定的条件下,暴雨区上空对流层中、低层Pm1＜0,Pm2＞0,也满足（Pm1）的绝对值＞（Pm2）的绝对值,暴雨过程是对流不稳定和斜压不稳定共同作用的结果。无论是对流稳定或不稳定的强降水过程,Pm1和Pm2均能反映出降水的触发机制和特征,对于暴雨的预报和诊断具有指导意义。     

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.     

两涡相互作用下四川盆地暴雨过程的综合分析

 利用NCEP再分析资料、常规观测资料和MM5模式的高分辨率输出资料,对发生在2009年7月29～31日的一次四川盆地暴雨过程进行了数值模拟与诊断分析,结果表明:此次暴雨产生在高原低涡逐渐减弱而西南涡逐渐增强的过程中,暴雨的水汽主要来自南海,这支水汽经广东、广西流入四川盆地;暴雨中心与等熵面上湿位涡的正值中心对应,湿等熵面气压场和散度场在暴雨区有一定的下陷和辐合.由等压面上的湿位涡分析进而得出,高层有MPV₁正值带下传,使暴雨区对流层中低层MPV₁由负值转变为正值控制,而MPV₂的值与MPV₁相反,在对流层中低层由正值转变为负值控制;倾斜上升运动和条件对称不稳定是此次暴雨产生的一种可能触发机制.     

“鲇鱼”台风闽东阶段性暴雨物理量特征与地形模拟试验

采用NCEP全球再分析资料、区域自动站资料、雷达回波等,对2016年第17号台风"鲇鱼"登陆福建时造成闽东地区历史罕见洪涝灾害的大暴雨成因进行初步分析,研究不同阶段的暴雨物理量特征,并利用WRF数值模式对闽东地形和台湾岛地形进行敏感性试验,分析不同阶段地形对暴雨增幅作用的敏感性程度。结果发现,此次台风暴雨过程存在两个明显的阶段性特征,第一阶段台风系统深厚,为整层正涡度,较强的低层辐合和高层辐散的垂直配置使上升运动发展和维持,动力条件好;第二阶段深厚的台风系统开始减弱,高层辐散和低层辐合强度明显减弱;涡度场上为低层正涡度、高层负涡度,且结构倾斜,表明有冷空气入侵。高低空急流的耦合作用有利于上升运动;偏东风和偏南风低空急流是主要的水汽通道和能量通道,第一阶段宁德地区受台风北侧宽广的偏东风-东南风急流辐合影响,各层高能区达到强盛期,暴雨区域广、强度强;第二阶段偏东风急流和偏南风急流在宁德北部汇合,假相当位温的中心值有所减弱,高能区分散,使得宁德北部地区暴雨表现为较明显的局地性特征;闽东地形对降水的增幅作用显著。     

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.     

贵阳地区暴雨和冰雹湿位涡对比诊断分析

应用湿位涡理论,对1997~2004年贵阳地区的6次冰雹天气和2004年贵阳地区的6次暴雨过程分别合成,进行诊断分析.结果表明:在θe陡立密集区,θe面陡立导致湿斜压涡度发展,密集区内冰雹和暴雨容易发生;MPV1<0和MPV2>0的配置,易产生暴雨,且MPV1数值比MPV2数值大一个量级,说明暴雨发生时正压过程起着主导的作用,而湿斜压项的高值区与暴雨的落区相一致.冰雹发生时,降雹区的低层为对流层不稳定层结下(MPV1<0),有MPV2>0,使湿斜压不稳定增强,倾斜涡度得以发展,冰雹易出现在高值中心偏南一侧,(即MPV1<0与MPV2高值中心交界处),冰雹出现后,高值中心强度减弱.     

2010年7月8日英山特大暴雨过程的成因分析

利用GFS(0.5°×0.5°)6 h再分析资料、LAPS资料以及FY-2c卫星云图资料、武汉区域雷达拼图产品和自动站实时资料,对2010年7月8日发生在英山的特大暴雨过程进行了分析.结果表明:控制湖北地区的副高南退时,副高外围东移的短波槽引导北方冷空气下滑是此次过程的触发机制;低层切变、低空急流、露点锋和地面辐合线引起了低层辐合、中层辐散、低层θse锋生及中上层θse锋区下移,提供了有利的动力条件;750～1 000 hPa的高湿区是水汽条件;温度槽温度脊的配合、对流有效位能的持续增加和湿位涡上正下负的配置为此次过程提供了不稳定能量.     

暴雨天气动力学一些问題的探讨(Ⅱ)——暴雨落区天气和动力学分析

本文在总結暴雨落区預报經驗的基础上,对預报指标进行了动力学的初步分析。在假相当位温守恒条件下,用低层的涡度方程推导出診断方程。表明,850MB的正涡度平流、低层暖湿空气平流的最大中心、850MB正涡度区的辐合作用、暖湿空气鉛直輸送的最大中心和低层正涡度,是形成低空西南急流左前方暖湿区暴雨的主要因子。从动力气象角度论証了所用指标的物理意义,为改进暴雨落区預报和进一步的理论研究提供参考。     

“2016.7.18”江津大暴雨成因分析

高原低槽,配合中低层深厚的低涡是此次重庆江津区大暴雨的主要影响系统;对比分析数值预报和实况场,能更准确地把握未来系统的位置及走向,对于预报强降水的量级及落区有非常好的指示意义;探空资料在暴雨前期能量的累积,不稳定度的增加,湿层增厚,对暴雨预报有一定的指示意义;利用雷达资料判断强对流天气的移动方向、发展和消亡;通过物理量场分析,强的水汽辐合以及明显的正涡度都对暴雨的产生提供了有利条件。     

赣东北3类致洪暴雨的对比分析

使用3次不同类型的致洪暴雨个例资料,采用统计对比分析方法,总结出赣东北区域台风类暴雨、副高边缘类暴雨、西风带类暴雨的不同特点和阈值。分析表明:1)3类致洪暴雨都发生在高温、高湿区中,一定强度的对流有效位能和中层"干区"的卷入是产生致洪大暴雨的重要条件;2)台风类和副高边缘类致洪暴雨的0~3 km最大风垂直切变阈值为11~15 m/s,而西风带类致洪暴雨最强达20 m/s;3)西风带类和台风类致洪暴雨的云顶亮温阈值在-70℃,副高边缘类为-100℃;4)台风类致洪暴雨回波强度为30~40 d Bz,ET8~9km,VIL5×kg·m~(-2);西风带类致洪暴雨回波强度为40~45 d Bz,ET10 km,VIL10~15×kg·m~(-2);副高边缘类致洪暴雨回波强度为50 d Bz,ET12 km,VIL20×kg·m~(-2);5)台风暴雨的低层涡度最大,水汽通量与水汽通量辐合也最强。     

倾斜涡度发展与β中尺度低涡

利用中尺度暴雨模式MRM1,对1998年7月21、22日湖北黄石的β中尺度低涡及特大暴雨进行数值模拟,采用湿位涡守恒原理对模式输出的高时空分辨率物理量场进行分析。结果表明,β中尺度低涡是在低层θ水平梯度加大,θe等值线变得更加倾斜、近似陡立而发生SVD的情况下产生的。Pm1在本次特大暴雨过程中是主要的,大大超过pm2,低层对流稳定度绝对值的迅速减小造成垂直涡度的急剧增大,从而形成β中尺度低涡。因此,θe等值线变得陡立可能是气旋性涡度激烈发展导致对流性特大暴雨形成的一个重要原因。     

2006年7月21日信阳暴雨过程分析

2006年7月21日,信阳地区出现了一场区域性暴雨。此次过程是由中低层低涡切变线和地面弱冷空气共同影响造成的。本文通过其低空平均水汽通量和高低空涡度场分析得出三点认识:(1)暴雨区处在水汽输送带中心,高层处负涡度区,低层处正涡度区,正涡度中心位于信阳上空,大气处于位势不稳定状态中。(2)由于槽前西南急流的输送,暴雨临近出现了超常的增湿增能现象。(3)在有利的环流形势制约作用下,使系统完成了能量转换机制,支持了强降水过程。     

忻州市一次强降水天气过程浅析

文中利用实况探测资料,介绍了忻州市一次大暴雨天气过程,从环流背景和物理量场两方面对此次暴雨的发生做了简要的分析,得出副高进退、低层切变线、露点锋、热力不稳定、动力抬升以及较厚的湿层是本次暴雨的触发条件;露点锋生去、假相当位温等值线密集带和大值区低层辐合大值区重叠的区域是暴雨多发区;暴雨、大暴雨发生在副高外围及切变线附近不断生成的对流云团边缘处。     

吐鲁番北部山区一次暴雨天气分析

2005年8月6-7日吐鲁番地区北部山区出现强降水天气,并引发50年不遇的洪水.通过对此次暴雨天气水汽的输送、辐合,湿位涡物理量的分析,提取天气特征,并对T213数值预报产品预报效果进行检验,找出对吐鲁番地区北部山区暴雨天气指导意义较好的数值预报产品.     

河南省三门峡一次局地暴雨过程分析

利用常规观测资料、NCEP 6 h一次的1°×1°分析资料和多普勒雷达产品等对2012年7月21日三门峡市暴雨过程进行了分析.结果表明:①高空低槽加深发展、中低层急流带及迅速入侵的冷空气为此次对流天气的产生提供了有利条件.②暴雨区上空低层辐合与高层辐散形成的抽吸作用,为此次暴雨过程的发生发展提供了动力条件.低层的正涡度中心和高层的负涡度中心与暴雨落区之间有着很好的对应关系.③卢氏县境内北部山脉呈东西走向,南面的迎风坡有利于西南气流在此抬升.三门峡市区、陕县处于黄河沿岸,本身水汽充沛,再加上西南气流在此汇聚,以上条件有利于局地暴雨落区的形成.④回波顶高大值区的分布与暴雨落区有很好的对应关系,通过对回波顶高的分析可以指示出强降水的落区.     

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.