丰城市短时强降水天气分型分析

为了有效监测丰城短时强降水和预警大暴雨天气的发生，使用自动气象站数据、MICAPS天气图、云图、探空等资料，采用多种分析方法，对丰城市2012—2020年(5—8月汛期)短时强降水过程进行分析，结果表明:1)丰城市20次短时强降水过程有28个短时强降水回波系统个例，最多一次过程出现4个短时强降水回波系统个例，短时强降水最大值为65.6 mm/h;丰城短时强降水的统计是以雷达回波系统来体现，表现在回波形态和组合反射率CR强度上; 2)强降水主要出现在5—9月，大部份个例伴有明显的低层辐合，200 h Pa有分流区，同时有“上干下湿”“上冷下暖”的温湿场垂直结构，低层辐合与高层辐散相配合导致强降水的发生; 3) T-lnP图上强降水过程多伴有深厚的湿层，但中层也会有“干盖”结构，上干下湿导致强对流的发展，触发强降水的发生; 4)强降水过程中850 h Pa气温平均19.6℃，700 h Pa气温平均11℃，500～1 000 h Pa风垂直切变平均为10 m/s,700 h Pa相对湿度平均为89%,500 h Pa相对湿度平均为89%,CAPE平均614 J/kg、K指数平均38℃、SI...     

江苏副高型强对流天气特征及环境参数分析

副热带高压控制下的强对流天气常常漏报和错报。为了提高此类天气的预报准确率,利用2007—2016年常规地面和高空观测资料以及地面区域自动站资料,运用统计分析方法,对苏南地区56例副高型强对流的天气特征和环境参数特征进行分析。结果表明:副高型强对流主要有短时强降水、雷暴大风、冰雹雷暴大风和强降水混合型,其中混合型出现频率最高(66%),雨强在30～79.9 mm/h的短时强降水频率(68%)最高,雷暴大风的风力多为8～9级(61%);强对流触发时间峰值在12:00—14:00时。静力稳定度方面,850与500 hPa的温差ΔT_(85)和沙氏指数S_I的中位值分别为25℃和-1℃左右,3种类型强对流的差异不大;混合型强对流的对流有效位能C_(APE)的中位值(2 510 J/kg),远大于短时强降水(1 570 J/kg)和雷暴大风(1 220 J/kg);而对流抑制有效位能C_(IN)的中位值则是雷暴大风(160 J/kg)的最高。3种类型强对流低层水汽条件相似,1 000 hPa露点T_d的中位值均在25℃左右;水汽条件差异主要在中层,中层大气越干、露点垂直递减率越大,越利于雷暴大风的发生,反之,则利于短时强降水的发生,混合型强对流介于两者。K指数的中位值,雷暴大风(32℃)、混合型(34℃)到短时强降水(36℃)是逐渐增大的。自由对流高度L_(FC)和抬升凝结高度T_(CL),雷暴大风的25%值分别为650、910 hPa,远小于短时强降水的900、970 hPa,混合型强对流则位于两者。差异明显的环境参数,对副高型强对流天气的分类预报有一定的指导意义。     

2022年4月25日江西暴雨强对流过程分析

利用常规天气图、雨量、大风等气象观测资料、江西WebGIS雷达拼图等平台资料,对2022年4月25日江西中北部大范围的强对流天气过程进行了分析,结果如下：短时强降水、雷暴大风、强雷电、146站次的8级以上大风(极大风速达29.6 m/s)是此次强对流过程主要的天气实况;“上干下湿”、低层辐合线、高空低槽、高层辐散、强盛的低空西南急流、超低空西南急流、地面气旋是此次强对流天气过程的主要影响系统;45～55 dBz带状强回波主要造成短时强降水,强回波带的走向与回波单体的移动方向较为一致,回波强度达55 dBz,并持续,是导致50 mm/h以上的极端强降水的主要回波特征;在环境条件、地理条件优越时,45 dBz以上的带状强回波所经之处,容易导致雷暴大风,而组合STI移动信息对于带状强回波未来1 h的移动趋势有明显指示意义。     

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.     

2016年初夏一次局地强对流天气过程分析

利用常规观测资料、区域自动站加密观测资料和郑州多普勒雷达产品,对2016年6月4日新乡地区一次局地性强并伴有雷暴大风、冰雹和短时强降水等灾害性天气的强对流天气过程的环境背景和多普勒雷达产品特征进行了分析.结果表明:高低层温度平流差动加强了层结不稳定,为对流天气提供了良好的环境背景条件;入流气流温湿状况及雷暴高压的出流可影响新生对流的发生发展;多普勒雷达产品对强对流天气的预报预警有较强的指示作用.     

加密自动站在极端短时强降水发生前的精细化特征分析

利用地面加密自动气象站资料及常规气象观测资料,分析2006—2016年4～10月小时雨强大于50 mm/h的极端短时强降水个例的各气象要素场在短时强降水发生之前2 h的变化规律,结果表明:①产生极端短时强降水的天气类型包括冷涡型、西风槽型和西北气流型,冷涡型强降水气象要素变化最为剧烈,其他2种类型稍弱。②1 h变温、3 h变压、风场在3类个例中均有比较明显的变化规律,气温变化幅度稍弱,露点温度和相对湿度是表现最弱的2个要素,相对湿度表现更弱,是指示性不强的物理量。③在强降水发生2 h前气象要素场的变化规律一般表现为等值线密集带在上游生成并快速向下游移动,常伴有大值中心的出现。风场主要表现为风向风速的辐合或切变,天气越剧烈风场变化越明显;偏东、偏南气流的建立对于水汽输送的作用需引起注意。在风场变化不明显的少数强降水过程中,在天气发生前一般也都有偏东、偏南气流的长时间维持。     

2010年夏季西乡强对流天气分析

通过对2010年8月1日西乡县出现的短时雷暴及短时暴雨过程分析,表明前期大环流形势是处于两高之间的低槽区,中、低层有低值系统发展,同时具备大气层结不稳定以及能量不稳定条件是强天气发生的充分条件。在新一代多普勒天气雷达回波上,雷暴云经历了一个生成、移动、发展、消散的过程,并在移动、发展、消散过程中地面出现强降水天气,符合中小尺度天气系统的生命史特征。     

江西省三类强对流天气环境物理量对比分析

利用2001—2010年89个国家级地面观测资料和NCEP 1°×1°再分析资料,分别从水汽条件、动力特征、0℃层和-20℃层的特征高度以及大气不稳定条件等方面,对江西省三类典型的强对流天气(冰雹、雷暴大风及短时强降水)的特征进行统计分析,从而给出江西省地区这三类强对流天气过程主要预报物理量的分布特征及阈值区间,为江西省精细化的强对流天气预报提供参考指标。结果表明:1三者对比,强降水具有更深厚的"湿"对流特征,冰雹多具有上干下湿的"干"对流特征;2低层辐合、高层辐散条件中,短时强降水高于冰雹和大风,表现为短时强降水低层辐合中位数为-17×10-5s-1,高层辐散中位数为14×10-5s-1,对应冰雹和大风低层辐合都为-14×10-5s-1,高层辐散都为10×10-5s-1;风垂直切变值,冰雹最大,大风次之,强降水最弱,具体表现为500 h Pa到1 000 h Pa风速差中位数冰雹为18 m/s,大风为17 m/s,强降水为11 m/s;3不稳定条件方面,冰雹的对流有效位能、抬升指数以及850 h Pa与500 h Pa温差中位数分别为2 651 J·kg-1;-6℃、26℃,远远强于强降水的735 J·kg-1;-2℃、23℃,大风对应中位数为1 924 J·kg-1;-5℃、25℃,介于冰雹和强降水之间;4特征高度0℃层和-20℃层冰雹最低、大风次之、强降水最高,4 800 m和7 700 m可以作为0℃层和-20℃层冰雹和强降水的分界线。当对应高度大于该值时有利于强降水的出现,小于该值有利于冰雹的出现;5不稳定条件和动力条件具有互补关系,两者中其一出现极有利条件时,在江西省的实际预报业务中,就要考虑强对流天气的发生,当一条件异常偏大(很有利条件),另一条件不是很有利情况下,也有可能出现强对流天气。     

一次影响靖安的飑线天气过程分析

使用地面自动站观测资料、常规气象资料、FY-2G逐小时红外卫星云图、多普勒雷达拼图资料等,采用天气学诊断分析、中尺度分析、形态分析等方法,对2018年3月15日影响靖安的一次飑线天气过程进行分析。结果表明:1)飑线上的强单体回波造成靖安县国家站18:14出现了极大风速18. 1 m/s的雷暴大风,18:24-18:50出现了冰雹,冰雹最大直径30 mm,18:00-19:00出现了1 h 42. 4 mm的短时强降水并伴有强雷电。飑线过境时,伴有由2个≥10 mm/10min超短时强降水组成,风向突变,风速加大并出现雷暴大风,气压上升,相对湿度上升,气温迟后几分钟快速下降。2) 500 h Pa阶梯槽向东发展移动,呈前顷结构,利于热力和动力不稳定增长;较强的西南暖湿气流,低层湿舌向东北伸展,NE-SW走向的地面辐合线有利于飑线生成、维持和发展。逆温层积累了大量不稳定能量,零度层高度3 409 m,-20℃层高度6 615 m,非常有利于冰雹的生成。3)飑线单体排列趋向紧密,回波强度达到60～65 d Bz,中部向南弯曲,弯曲段回波单体强度达70 d Bz。飑线回波带的特征主要有两点:一是由多个单体回波紧密排列成带状的回波带或短带形式;二是回波带上强回波单体或超级单体结构。     

一次强飑线天气过程的雷达回波特征分析

应用常规天气资料、自动站和强天气监测数据、WebGIS雷达回波拼图等资料,采用统计对比分析和特征提取方法,对2017年5月11日江西强飑线天气过程进行分析,结果表明:"511"强飑线过程是由500 h Pa高空小槽引导、低空切变和低空急流等多因素共同作用下产生的。江西飑线回波系统多数是由省外产生且有规律移入的带状回波系统,具有4个不同阶段的回波特征。超级单体风暴常伴有雷雨大风、短时强降水、冰雹等强对流天气,往往发生在飑线回波带的前方暖区中。弓形回波带由一个个对流回波核组成,回波长度往往超过100 km。雷雨大风发生在弓形回波的前沿,而最强的雷雨大风发生在弓形回波的顶部"逗点"头部,也就是回波移速较快向前突出的部位。     

驻马店市两次强对流天气的多普勒雷达产品特征的对比分析

针对近年来河南省驻马店市出现的强对流天气,用多普勒天气雷达产品如反射率因子、径向速度、垂直液态含水量、风暴跟踪信息等进行普查分析,重点对两次不同性质的强对流天气的雷达产品进行详细研究.发现强对流天气的雷达回波强度在40 dBz以上,强度为40~50 dBz的回波移速为25~35 km/h时,一般出现强降水,无雷暴和大风;回波移速为35~45 km/h时开始伴有雷暴和大风的出现;当回波移速达到45~60 km/h时,强雷暴和大风的出现几率上升,而强降水的出现几率急剧下降;当回波移速达到60~69 km/h时,则以雷雨大风为主,强降水出现很少.冰雹时强回波伴有"V"型缺口,回波强度可达55 dBz以上,强回波中心出现在9~12 km高度,回波顶可高达15~18km,强回波下方有强上升气流造成的弱回波区.短历时强降水的雷达回波强度比冰雹、雷暴弱,一般为40~50 dBz,强回波中心高度5~6 km;当回波强度大于50 dBz,强回波中心达到8 km以上时,往往伴有强雷电和大风冰雹出现;回波形态多呈现絮状混合型回波,其中有块状的强回波,对流性的强降水回波则是边缘清晰的块状结构.     

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.     

三亚短时强降水的时空分布特征

为了弄清三亚短时强降水的时空分布特征，利用三亚2009—2021年1个国家级地面气象站及18个加密地面观测站的逐小时和日降水数据以及哈德莱中心月平均海表温度资料，采用空间插值、经验正交函数分解、线性统计分析及相关性分析等方法，对三亚短时强降水的时空变化特征、短时强降水与暴雨的关系进行了分析，揭示其变化规律.结果表明：三亚短时强降水呈北多南少和东多西少的空间分布特征；EOF分解得到三亚短时强降水呈现全区一致和东西差异两种典型的空间分布模态，华南沿海海温异常是影响全区一致性降水模态的重要因子；短时强降水年平均出现站次为19.1,76.33%的短时强降水集中在16.0～30.0 mm·h^-1，短时强降水月变化呈双峰结构，峰值出现在7月份和9月份，87.32%的短时强降水出现在4～10月份；日变化的双峰结构明显，多发时段为04～05时、07～08时及16～17时；月平均短时强降水为26.6 mm·h^-1，极端小时降水为107.4 mm·h^-1，极端小时降水多由强对流系统引起. 83.34%的暴雨过程伴有短时强降水，两者呈显著性正...     

一次罕见的致灾飑线天气雷达回波分析

使用MICAPS资料、江西强天气监测数据、江西WebGIS雷达拼图数据和江西自动站等数据,采用数据统计、形态分析、个例对比等方法,对2019年3月21日江西上饶强飑线过程进行分析。结果表明:1)飑线是在低层暖湿、中层干冷,不稳定的大气层结以及江南暖倒槽发展、地面中尺度辐合线、低层切变线、急流共同作用下产生的,前期属于槽前暖平流强迫类强对流,后期冷锋强迫抬升转为斜压锋生类强对流;2)对流回波带发展成弓状回波结构后,回波强度CR可达60～70 dBz,弓状回波带中段前沿向前突出,移动速度达到110 km/h,带来雷暴大风、冰雹、强雷电和短时强降水等强对流天气;3)对流风暴前端大的回波梯度、快速移动的弓状回波,以及明显的悬垂结构、强的VIL都是容易造成雷暴大风、冰雹和短时强降水的雷达回波典型特征。     

南昌市一次短时强降水成因分析

2012年8月21日晚上南昌地区出现了短时强降水,时雨量最大达54.6 mm,短时强降水一直以来是短时和短期预报的难点。利用常规资料及日本GMS卫星TBB资料以及自动站资料对本次短时强降水天气的成因进行分析,结果表明:1)南昌上空气柱内丰沛的水汽以及一定的水汽输送为南昌短时强降水提供强大水汽条件;2)500 h P高空槽东移,引导地面冷空气南下,台湾以东有热带低压活动,其东侧的东南气流与副高南侧偏东气流伸入江西与北风冷空气交汇,导致了南昌附近局地强锋生,锋面抬升作用触发了对流层中低层不稳定能量的释放,导致了南昌短时强降水的发生;3)相当黑体亮温-63℃以下的面积对短时强降水有很好的指示意义,因此利用卫星资料,可对短时强降水的演变进行详细的监测,为短时强降水的分析和预报预警提供依据。     

基于SMOTE算法和逻辑回归模型算法的江苏短时强降水潜势预报

短时强降水是导致城市内涝和山洪、滑坡等灾害的重要原因,其突发性强,局地性明显,预报难度大,是强对流天气业务预报的重点和难点之一。本研究利用2011-2018年的江苏省国家气象观测的逐小时降水资料对江苏省短时强降水时空分布特征进行分析,江苏短时强降水频次分布为典型的南多北少,主要降水出现在早晨04-10时和午后15-19时,前半夜出现降水的概率则较低。基于ERA5再分析资料,选取了对于短时强降水有较强判断能力的气象要素,合成少数类过取样算法（SMOTE）和逻辑回归（LR）方法,构建短时强降水的预报模型,利用2019年的,欧洲中期天气预报中心（ECMWF）预报产品基于该模型进行短时强降水的确定性预报和概率预报,并使用同期实况数据进行系统性检验和天气过程检验。结果表明该模型总体性能较好,对短时强降水出现与否有较好的判别能力和预报指示意义。未来24h以内的6h时效预报,TS评分在0.23以上,未来60h以内的6h时效预报TS评分均在0.2以上,但也存在着一定程度的空报和漏报。基于SMOTE+LR短时强降水预报模型对短时强降水的潜势预报具有较好的指示作用,对气象防灾减灾具有重要意义。     

景德镇市致洪暴雨与山洪的强降水特征分析

为了研究景德镇市致洪暴雨与山洪的强降水特征,针对2010-2017年昌江流域4次洪水与2019年乐平塔前山洪过程,采用数理统计方法,对1 h、3 h、6 h、12 h、24 h等不同时段的降水强度进行分析,结果表明:致洪暴雨之初往往为平均10 mm/h的雨强,偶有1个≧30 mm/h强降水点,但随着持续时间增长,区域平均降水强度增至20 mm/h或以上,并持续2-3 h以上,产生致洪暴雨。3 h平均雨强可达60～80 mm/3h或以上,单点超100 mm/3h。6 h达80～100 mm/6h或以上,单点超150 mm/6h以上。12 h达100 mm/12h以上,单点超200 mm/12h。24 h平均雨强达200 mm/24h或以上,单点出现特大暴雨。山洪的短时雨强更强,1 h超50 mm/h、2 h超100 mm/2h、3 h达150 mm/3h,是短历时致洪暴雨的极端情况。本研究对于致洪暴雨与山洪的预报和服务提供了数据支撑与参考依据。     

鹰潭一次突发性强降水天气过程分析

应用常规天气资料、地面自动站观测资料、卫星云图和Web GIS多普勒雷达拼图等资料,采用天气学方法、诊断分析方法、中尺度分析方法等,对2017年6月6日发生在江西鹰潭的一次突发性强降水天气过程进行分析,结果表明:1)强降水过程发生在暖区内,具有突发性强、强降水雨带窄等特点,最强降水中心位于鹰潭中部;2)500 h Pa低槽、低层切变线、地面冷锋是其影响系统,鹰潭市处狭窄的东北西南向的弱倒槽中;3)在鹰潭地形的作用下,鹰潭形成了中小尺度的地面气旋性辐合,造成持续强烈深厚的上升运动,是降水系统在鹰潭的降水效率迅速增大的原因;4)受带状回波内的东西向回波短带影响,3 h内均出现了≥10 mm/10min的超短时强降水;5)对于直接影响鹰潭中心城区的中小尺度系统,特别是小尺度系统,应注重应用系统影响鹰潭中心城区路径上的区域站数据。     

广西强天气分布特征及物理量诊断分析

【目的】分析研究广西强天气的时空分布特点和变化特征,在天气形势分型的基础上统计提供强天气发生的物理量诊断阈值。【方法】采用长时间序列、大批量样本进行分类统计和合成分析方法。【结果】雷暴南部多,北部少,其中桂东南和沿海地区是雷暴的高发区;冰雹主要出现在北部,桂南降雹少;广西东部和沿海地区为大风频发区;历年龙卷风天气发生次数不多,且集中在涠州岛及沿海地区;强降水呈南北两个高频带。雷暴、降雹和强降水的月变化都具有"单峰型"特征,大风月分布具有"双峰型"特征。强降水主要出现在夜间至次日8∶00,大风、雷暴和冰雹天气则主要出现在午后至傍晚。【结论】广西强天气具有明显的地域分布特征,不同地域及不同天气系统影响下的温度层结和不稳定能量等特征物理量都有较大差异。     

天津市蓟州区短时强降水特征及预报指标研究

利用蓟州区自动站逐小时观测资料和ERA5再分析资料对蓟州区短时强降水的时空发生规律和物理量进行了分析。结果表明：蓟州地区短时强降水发生的站次呈明显的阶段性变化;短时强降水天气主要出现在7～8月,其中7月中旬至8月上旬是高发期;短时强降水多出现在夜间凌晨左右;短时强降水的空间分布有明显的区域差异,呈北高南低的分布特征,平原地区短时强降水的发生也有明显的城郊差异;对流发生前,单站气压和湿度呈反向变化,而且这种变化在强降水发生前两三个小时内较明显,在预报蓟州短时强降水时有一定参考意义。