东南沿海地区强对流天气(雷暴)卫星云图特征分析

对1996～1999年我国东南沿海地区常规天气图及GMS-5卫星红外、水汽和分裂窗云图资料的分析表明,发生强对流(雷暴)天气的6种不同天气形势下,卫星云图的基本数字特征有相同之处,也存在明显的差异。通过对卫星云图的灰度和局地标准差等基本数字特征的分析,发现局地标准差极大值和红外减分裂窗差值≤0极小值的出现,预示4h左右对流将发展到最强盛。同时,可以较好地把握强对流云团的发展阶段以及发展趋势,提高雷暴的预报水平。     

水汽、降水和逆温层与卫星红外测值的关系分析

为了提高卫星遥感资料的应用水平,利用1996年和1997年南京地区23个主要降雨过程期间的GMS-5多通道资料,运用红外辐射传输的基本原理,在分析多通道亮温差的高度分布特征基础上,讨论了水汽的分布和逆温层的位置对卫星红外测值的影响情况及其成因,并讨论了亮温差与局地降水概率和强度的关系。结果表明,水汽的垂直分布是影响卫星红外测值的重要因子,逆温层的位置与多通道亮温差逆转密切相关。     

2017年秋季甘肃中部一次强雨夹雪天气过程诊断分析

本文利用MICAPS系统中地面和高空资料、T639数值预报产品以及FY-2卫星云图资料,对2017年10月8～9日甘肃省中部强雨夹雪天气过程进行诊断分析。结果表明:(1)高空低槽东移南压,副高异常西伸北抬,是强雨雪天气产生的大尺度环流背景,地面低压倒槽、低层切变线、低涡及低面冷锋是为强雨夹雪发生提供了动力抬升和触发机制;(2)强雨夹雪天气落区位于高空急流入口区右,高空辐散低层辐合使得上升运动持续加强;(3)低空西南急流为强雨雪过程建立了水汽输送通道,甘肃中部700hPa露点差(T-Td)为1～2℃的饱和区,比湿达4～6 g/kg,提供了充沛的水汽条件;(4)卫星红外云图分析,过程前期降雨主要由中尺度对流性云团产生,降雪主要为稳定性降水云团及混合性降水云带产生,由于低空急流维持,低层水汽充沛,湿雪水含量大,是此次强雨夹雪天气产生的重要原因。     

东疆北部巴里坤一次暴雨天气过程分析

利用常规天气资料、数值预报产品和红外云图,对2005年6月2日至4日发生在东疆北部巴里坤的暴雨天气进行了分析。中亚低槽是暴雨的影响系统,水汽向暴雨区的输送和辐合、对流层较强的上升运动,为暴雨产生提供了动力和热力条件,暴雨主要由强对流天气造成。     

低纬高原雷电过程中FY-2云顶温度和水汽云图定量特征分析

 利用云南省地闪资料、FY-2E云顶亮温资料和水汽云图资料,定量分析2009、2010年低纬高原雷电过程中雷电与云顶温度、水汽云图特征得出：雷电产生在对流云团移动发展一侧的云顶温度梯度大值区,对于在原地发展、中心位置少动的对流云团,雷电产生在云顶温度低值中心附近,雷电产生区域的水汽温度低于-20℃;分析产生雷电频数较高的单站,雷电产生前水汽温度在-40℃左右,云顶温度在0℃附近,雷电产生期间前2~3h云顶温度和水汽温度为递减趋势.根据定量分析对流云团云顶温度和水汽温度的特征,可以确定雷电产生的位置及强度,进一步提高雷电的预警能力,同时根据雷电活动情况,也可以用来判别是否发生其它强对流天气.     

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.     

影响华南热带风暴各类路径的卫星云图特征

分析影响华南各类路径热带风暴的云图特征及风暴大风、暴雨区分布与红外增强显示云图高亮度等级云型的关系,给出一个以云图为主的预报风暴路径的概念模式。     

GMS-5红外资料反演大气可降水量

建立了用ＧＭＳ－５红外亮温资料反演大气可降水量的分裂窗统计法。初步试验结果表明,分裂窗统计法反演的ＲＭＳ误差为０．３７ｇｃｍ－２。优于用ＧＯＥＳ的分裂窗资料反演可降水量的精度,达到或超过用ＡＶＨＲＲ分裂窗资料反演可降水量的精度。对月平均水汽分布的比较显示,反演可降水量分布与实际探空资料获得的分布是一致的。     

“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.     

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。     

热带气旋“浣熊”引发广东南部沿岸大暴雨分析

应用NCEP 1白1?的再分析资料、常规观测资料及地面加密观测资料分析2008年4月热带气旋“浣熊”引发的广东南部沿海地区大暴雨过程成因,结果表明：此次大暴雨过程是在南亚高压加强并向西北方向移动控制华南沿岸及南海北部,同时“副高”减弱东退的大尺度形势背景下发生的;南亚高压和“副高”之间存在“反向”而行的短期互动,而这种互动对大暴雨过程有重要影响;热带气旋向偏北方向移动过程中与高原东侧东移南下的槽在广东南部沿岸合并是引发大暴雨的重要天气系统;暴雨区上空存在对流不稳定,大陆冷高压东移出海过程大气边界层内回流弱冷空气是大暴雨过程不稳定能量释放的促发机制;大暴雨过程水汽源地是西太平洋和南海,来自西太平洋和南海的水汽在暴雨区上空辐合为大暴雨过程提供了充足水汽;大暴雨降落在热带气旋路径的右侧而不是热带气旋中心的四周,其原因是水汽和风场的辐合均发生在热带气旋路径的右侧,这是由热带气旋自身环流和大尺度环境气流共同决定的。     

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。     

Cloud microphysical and rainfall responses to zonal perturbations of sea surface temperature: A cloud-resolving modeling study

The cloud microphysical and rainfall responses to zonal perturbations of sea surface temperature (SST) are investigated by analyzing the equilibrium simulation data (from day 31–40) obtained from a series of two-dimensional cloud-resolving simulations with a zonal model domain of 768 km. Four experiments imposed by zonal SST perturbations of wavenumbers 1 (SST29Z1), 2 (SST29Z2), 4 (SST29Z4), and 8 (SST29Z8) are compared to the control experiment imposed by zonally uniform SST (SST29). The model domain mean SST is 29 C, and the two-dimensional cloud-resolving model with a cyclic lateral boundary is also imposed by zero vertical velocity and constant zonal wind. The time and model domain mean surface rain rates in SST29Z1, SST29Z2, and SST29Z8 are about 10% larger than those in SST29, whereas the mean surface rain rates in SST29Z4 and SST29 are similar. The analysis of mean surface rainfall budgets shows that local water vapor and hydrometeor changes play important roles in determining the differences and similarities in mean surface rain rate between the perturbation experiments and the control experiment. Both convective and stratiform rain rates are larger in SST29Z1 and SST29Z2 than in SST29 due to the smaller advection of rain from convective regions into raining stratiform regions and the larger vapor condensation rates associated with the larger water vapor convergence over raining stratiform regions in SST29Z1 and SST29Z2. The convective rain rates are larger in SST29Z4 and SST29Z8 than in SST29 because of the larger condensation rates associated with the larger water vapor convergence over convective regions in SST29Z4 and SST29Z8. The stratiform rain rates in SST29Z4 and SST29Z8 are smaller than in SST29 due to the smaller vapor condensation rates and smaller collection rates of cloud water by rain over raining stratiform regions in SST29Z4 and SST29Z8.     

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.     

9711号台风暴雨的诊断分析与数值试验

采用手数值试验的方法,分析了９７１１号台风登陆后的演变过程,讨论了水汽,地形等因子对台风及其降水的影响。诊断分析表明,理查逊数对降水落区具有一定的指标性,－１〈Ｒｉ〈０的强对流和湍流发展区与降水分布区域较一致。数值试验表明,水汽是台风及其降水加强和减弱的一个制约轭了,水汽含量减少到一定程度的台风过程可视为干台风过程;地形对台风系统的演变及其降水重要影响。     

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.     

一次暴雨过程中GPS三维层析水汽场的变化特征

利用小尺度GPS网络, 使用蒙特卡罗GPS水汽层析算法获取高时空分辨率的水汽场, 并通过与探空资料对比验证层析水汽场具有理想的精度。结合GPS三维层析水汽场与天津气象雷达资料, 分析2011年7月29日大暴雨过程, 首次给出小尺度水汽场在强对流过程中连续的变化过程以及精细结构。对于局地的对流过程, 三维层析水汽场能够在降水发生前约20分钟捕捉水汽在空中的富集现象并给出相应位置, 对降水预报具有指示作用。对于大范围强降水过程, 水汽场能够明确地给出水汽输送来源的位置和强度, 与天气形势分析和雷达气象分析的结论一致。     

内蒙古西部水汽总量与地面水汽压关系分析

根据2007-2008年内蒙古西部呼和浩特站,二连浩特站逐日08时地面及探空气象观测资料,计算得出两个站点全年水汽总量与地面水汽压值,对水汽总量与地面水汽压的特征及其关系进行了分析。在此基础上利用最小二乘原理对水汽总量与地面水汽压进行了回归分析,分别建立了两站的w-e回归方程,并对回归方程进行了检验。结果表明：水汽总量与地面水汽压之间存在着良好的线性关系,得出的w-e回归方程相关系数均趋近于1,拟合程度较高。此回归方程为不具有探空条件的气象站点提供了利用地面水汽压计算水汽总量的简便方法,具有良好的实际应用价值。     

银川平原极值暴雨天气水汽预报着眼点

利用常规气象资料和NCEP／NCAR全球再分析逐日网格点（2．5°×2．5°）资料,对宁夏银川平原地区两次典型极值暴雨天气的水汽条件进行分析,以期总结出银川平原极值暴雨水汽预报着眼点．结果表明：两次区域性极值暴雨均发生在中纬度“两槽一脊”的环流背景和“东高西低”的环流形势下;两次过程水汽的汇集和辐合均表现出突发性,可在过程发生前12h甚至更短的时间内完成;水汽输送通道的移动方向和移动速度分别对暴雨落区和降水强度有较好的指示意义．宁夏南部暴雨天气水汽;15集突发性特征表现不明显,可能的原因是宁夏南部地势较高,南北部海拔高度落差较大和银川平原西侧贺兰山的共同作用,水汽在经过爬坡之后迅速汇聚辐合,导致了这种水汽汇聚的突发性．