2007年2月28日新疆强风天气成因分析

利用常规气象资料、 铁路沿线测风站资料以及中尺度数值模式WRF, 对2007年2月28日造成新疆列车颠覆及重大人员伤亡的强风天气进行分析。结果表明, 由于天山山脉的阻挡, 入侵新疆的冷空气在准噶尔盆地内大量堆积, 从而使峡谷两端的准噶尔盆地和吐鲁番盆地之间产生了很强的气压梯度, 为此次强风天气的发展提供了有力的动力条件。这是一次强下坡风暴, 其起因与地形的狭管效应无关, 也不是高空动量下传的结果。造成这次强风天气的原因可能有两个: 1) 被迫抬升的空气质点在重力的作用下产生垂直振荡, 形成重力波。 垂直传播的重力波在遇到临界层和逆温层后, 经过多次反射, 返回地面时形成强风; 2) 强的气压梯度迫使气流加速穿越峡谷, 加速后的气流沿陡峭的地势下降时使风速进一步加大。     

河南省2012年3月23日致灾大风形成及维持原因

2012年3月23日河南省发生了一次致灾大风天气过程。此次天气过程强度大、时间短,影响范围广,灾害比较大。为了找出此次大风发生的成因,利用常规观测资料以及NCEP分析资料对这次过程进行诊断分析。结果表明：①此次致灾大风过程是在中高层低槽强烈斜压发展,槽后强的冷平流不断南下,较强的高空风动量下传,高低空存在强的下沉运动,地面大的气压梯度和变压梯度等共同作用下产生的;②此次大风天气过程中,温度槽始终落后于高度槽,强烈的斜压作用使高空槽发展。在槽后强冷平流作用下,高空槽加深发展并东移南下,引导冷空气东移南下,冷空气向南移动的过程中,冷平流不断加强,河南上空冷暖平流共同作用,使得锋区进一步加强,风力加大;③中高层的强冷平流是此次大风过程的主要热力因子,低层冷平流较弱;④此次大风天气中高空风动量下传起到了重要作用,强风速从河南西北部自上而下,自西向东传播;⑤强的气压梯度力是此次大风天气形成的主要原因之一。预报河南大风时要关注西安、北京和郑州之间的气压差,在西北路冷空气影响时,如果西安加压,北京减压,风速就有增大的趋势,反之,如果西安和北京都加压,虽然西安和郑州的气压梯度较大,风力也不会很大。     

保定市一次大风天气过程诊断分析

利用常规气象观测资料、NCEP/NCAR1°×1°再分析资料和风廓线雷达资料,对2020年3月18日保定市一次大风天气过程进行诊断分析,探讨此次大风过程的成因,结果表明:这是一次偏北路径冷空气南下形成的大风,主要影响系统为高空槽、地面冷高压以及冷锋;贝加尔湖冷高压分裂南下,河北地区气压梯度大,变压强;负涡度平流产生较强下沉运动,有利于槽后较高动量的冷空气向下传送;高空急流的抽吸作用使整层垂直运动加强,高空急流入口区次级环流的形成加速了大气的上下交换,"漏斗"状北风强风速带向地面伸展,激发了地面大风的出现;锋区明显,冷平流强,大气层结极不稳定,有利于高空动量下传,形成地面大风。     

"6·22"鄂东突发性大暴雨的观测分析和数值模拟

利用多种观测资料和中尺度数值模式输出资料,分析了一次中尺度对流系统造成的鄂东地区突发性大暴雨天气过程．结果表明：(1)鄂东中尺度暴雨团由-准东西向的中β尺度强降水窄带缓慢东移南压过程中形成,强降水窄带位于850hPa正涡度带上和冷式切变线西南暖湿气流一侧．(2)对流层中低层切变线提供天气尺度辐合,暖湿气流在辐合区气旋式旋转抬升至250hPa高度附近后辐散,并向南走在副高脊区下沉,构成一中α尺度垂直环流;对流层中上层干冷空气南侵下沉,与北进的暖湿空气对峙导致θse锋区的锋生,同时干冷的下沉气流与天气尺度辐合区的上升气流在锋区环绕逐渐形成另一中α尺度垂直次级环流,使θse锋区锋生加强,促使对流爆发形成暴雨．     

重力波与不同背景风场之间的非线性相互作用

采用二维可压缩大气中重力波非线性传播的数值模式和线性重力理论，研究了重力波在反向和同向(是指风场方向与重力波水平相速度方向相反和相同)背景风场中的传播过程. 结果表明：反向背景风场将拉伸重力波的垂直波长，加速重力波的上传，这一效应导致重力波在较短的时间内上传到较高的高度上并发生不稳定，引起背景风场产生反向射流. 反向射流经过非线性波流相互作用导致重力波的垂直波长逐渐变短. 重力波在同向背景风场中传播时，其垂直波长和群速度都减小，推迟了重力波发生不稳定的时间. 虽然大部分重力波被限制在同向风场中的不稳定区域内，但在不稳定区域上方仍有部分重力波继续稳定地向上传播. 对重力波在反向和同向背景风场中的非线性传播情况的模拟发现，与重力波在同向背景风场中的传播情况相比，重力波与反向背景风场之间的非线性相互作用也非常强烈，而不像经典线性理论预测的那样可以自由传播，并且重力波在反向背景风场中传播时的垂直波长与线性理论预测的结果差别很大.     

基于COSMIC RO数据分析青藏高原下平流层重力波的活动特征

重力波的传播及其动力学效应对下平流层的大气环流具有重要影响,通过高时空分辨率的观测资料获取下平流层重力波的相关参数,有利于提高大气循环模式的预报精度和可靠性。利用2006年8月至2016年7月COSMIC (the Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere, and Climate)掩星(Radio Occultation, RO)任务反演的干温廓线,通过S变换,纬向滤波等处理,提取表征重力波活动的参数——势能。以此分析了青藏高原重力波的垂直分布特征和空间分布特征。青藏高原上空的重力波势能存在明显的先减小后增大的垂直分布。对流层顶以下的势能因较小的浮力频率而异常较大;在对流层顶至0风场线,强西风促进重力波的向上传播,势能值相对较大;0风场线对地形激发的准静态重力波存在过滤作用,势能值在0风场线处急剧减小;36 km以上的重力波势能受到强西风的影响而异常增大。青藏高原下平流层的重力波活动有明显的季节变化,重力波活动在冬季较强,夏季较弱。在18～20 km、20～22 km高度,重力波势能的分布在春季、夏季、秋季相...     

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.     

台风远离后舟山海域突发强风的诊断分析

台风是影响舟山的常见天气系统,台风影响时往往风雨交加。当0407号台风“蒲公英”穿越舟山时,舟山海域风不大,而台风离开后,舟山海域风力却突增到12级。这种情况是比较少见的,危害性很大。利用Micaps平台对台风周围的温度场、变压场、梯度场等大气环流进行分析,发现冷气团与台风外围暖气团相遇,生成了1对中尺度气压偶。因此,冷空气的侵入是造成这次强风的根本原因。     

“2018.12.2”新疆石河子寒潮天气分析

利用常规高空、地面图、ECWMF数值预报分析物理量产品资料、FY2F红外云图及降水数值预报模式的综合应用,分析2018年12月2日新疆石河子地区寒潮天气的环流形势,物理量场诊断,分析欧亚范围为两脊一槽型,欧洲、新疆至贝加尔湖地区分别为高压脊区,里海、咸海至西西伯利亚为低涡,石河子地区处于该低涡底部前偏西气流上,由于西西伯利亚低槽主体南下明显,受其影响造成强降雪降温天气,冷空气是西北路径,高空锋区强,降温剧烈,冷中心达-40℃,位于中纬度40～60N°,75～95E°,低槽走向为西南东北向,北风带形成,西伯利亚低槽是造成此次寒潮天气的天气尺度系统。     

中小尺度过山气流的动力问题研究

中小尺度地形的强迫抬升和屏障作用对大气运动有显著影响.概述性地回顾了在不同大气条件下气流经过各种中小尺度理想地形所产生的垂直传播的过山波和水平传播的背风波等现象的线性和非线性理论研究进展.分类归纳了中小尺度过山气流的各种数值实验和外场观测实验,总结了包括气流分离、重力波破碎、水跃、强下坡风、转子等在内的非线性现象及其可能联系.回顾线性理论、外场观测及数值模拟的研究表明,线性理论能刻画中小尺度过山气流的部分特征,高时空分辨率的数值模式能模拟各种非线性现象.文中指出,在理论分析中要进一步加强理想大气条件和实际天气系统特征的结合,定量地研究气流过山时地形的动力作用;在探究过山气流各种非线性现象成因和演变规律的同时,应该更多地研究这些动力现象在实际暴雨中的作用,从而改进暴雨预报.同时,在大气环流模式次网格地形波参数化方案中考虑非线性山脉波动阻力将会有更好的模拟效果.     

江西中北部一次飑线过程中尺度特征分析

利用常规高空地面观测、南昌多普勒雷达、风云2e卫星tbb、fnl1°×1°再分析等资料,分析2015年5月8日江西一次飑线过程,结果表明:1)此次过程属于斜压锋生类强对流天气,由高空低槽、中低层切变线、地面冷空气和倒槽共同影响造成;2)对流层中低层垂直风切变有明显增强趋势(26 m/s),导致中层气流旋转增强,水汽在垂直方向上的"上干下湿"分布特点,十分有利于飑线强对流天气的生成与发展,地面辐合线是飑线过程的重要触发条件;3)强对流天气区域与tbb逗点云团尾部亮温中心区域及冷云tbb大梯度区域较吻合;4)飑线回波强度最强达60 d Bz,后侧存在入流缺口,强回波质心较低,往往伴随短时强降水,强回波有前倾特点,低层有弱回波区(WER),弱回波区之上存在55 d Bz强反射率因子核,VIL密度3.5 g/m3,飑线有强风速辐合区和逆风区,有较明显的后侧入流急流,中层6 km上下有强径向风速辐合,9~12 km为径向风速辐散,后侧入流急流为一只从7 km左右高度斜向下方的冷气流入流,飑线前部3 km以下为暖湿空气入流。后侧入流急流的形成发展将中层干冷空气卷入并引导到地面,加快了飑线的移动,并加强了飑线中的下沉运动,对地面大风的形成有重要作用。飑线南段存在逆风区,中层3 km左右有明显辐合,中层后侧入流急流使得下沉气流增强,强下沉气流在地面辐散,导致地面出现大风。     

安义一次微型超级单体冰雹回波特征分析

为了提高对微型超级单体冰雹回波的识别能力,使用天气资料、雷达拼图资料和PUP产品等资料,采用天气学、雷达气象学等原理及方法,对2022年3月14日安义微型超级单体冰雹进行回波特征分析,结果表明：1)微型超级单体可以产生冰雹、雷电、强降水、雷暴大风等灾害性天气。2)产生冰雹的大气层结极不稳定,并具备“上冷下暖”“上干下湿”显著特征;在冷锋、低槽、切变线等天气系统配合下,也有可能产生冰雹等强天气。3)冰雹回波强度达60 dBZ左右,有明显的云砧回波与强回波梯度,55 dBZ与60 dBZ强回波顶高达8 km和5 km,垂直积分液态水含量VIL达45～50 kg/m²,并伴有正负速度对特征。分析结果为安义早春冰雹天气的监测预警提供了分析依据。     

1617超强台风“鲇鱼”大风成因和预报分析

2016年第17号台风"鲇鱼"正面袭击福建省,并于9月26~29日期间给福建带来了严重的风雨灾害,尤其是大风带来的破坏影响非常严重。该文对1617"鲇鱼"台风大风的成因进行分析,得出结论:(1)"鲇鱼"外围螺旋雨带较台风本体先行逼近以及台湾海峡的狭管效应导致台风大风提早出现,且强风多集中在福建中北部沿海。(2)"鲇鱼"影响福建前期,地面冷空气自中偏东路向南补充,使得福建中北部沿海气压梯度明显增大,这是造成该地区起风时间提早、大风强度强、大风维持时间长的原因之一。(3)对流能量释放造成的大风与台风环流带来的大风叠加产生的增幅效应,也可能是"鲇鱼"在福建造成大范围、长时间强风的一个原因。(4)预报员根据积累的台风大风预报经验并结合丰富的观测资料,对数值模式输出的产品进行订正,将有利于做出准确率更高的大风预报。     

2010年1月18-20日石河子强寒潮天气成因分析

利用T639、欧洲、T213数值预报模式的综合应用,分析了"2010.1.18～20"新疆石河子地区强寒潮天气的环流形势,物理量场诊断,对天气和次天气尺度动力学的描述,表明强寒潮天气是由于新地岛以东的泰米尔半岛强冷空气沿脊前东北气流西南下到西西伯利亚低涡中,迫使低涡呈东北～西南向发展,槽后东北风带进一步加强,与南支上咸海弱槽汇合,造成本次强降温、降雪天气过程。     

重力垂直梯度的几个问题

本文讨论了应用重力垂直梯度测量的一些主要问题,它们是:重力垂直梯度的来源与组成部分,地下密度不均匀体的效应,起伏地形影响,实测重力垂直梯度的方法技术,平均垂直梯度与真垂直梯度的关系。     

2015年3月30～4月2日新疆石河子低涡寒潮分析

2015年3月30日~4月2日欧亚范围环流呈阻塞形势,乌拉尔山为阻塞高压,咸海到巴尔喀什湖切出一低涡,新疆下游蒙古地区为浅脊,由于乌拉尔脊东北伸展,巴湖低涡沿新疆国境线西侧东北上,由于下游脊的阻挡,3月30日至4月2日维持在巴湖打转,造成新疆自西向东强冷空气入侵,新疆石河子垦区24小时平均气温下降了9.3~11.2℃。利用常规气象资料、卫星云图、自动站资料、T639、EC数值预报资料细网格分析,低涡寒潮天气过程的大尺度环流场、云图演变、能量场、动力场进行了分析。结果表明:在乌拉尔阻塞形势下,巴湖低涡东北上的过程不断分裂短波,由于强冷平流南下、下游阻挡作用,导致寒潮天气爆发;强降雪天气与强上升运动区,温度梯度的密集带、中亚偏西南气流、风速大于20m/s的大值区经过新疆石河子垦区,水汽能量大值区有较好的对应关系。     

太原一次大风天气成因分析

利用常规观测资料,根据天气学原理,对2018年4月5—6日的太原大风天气过程进行分析。结果表明:这次大风天气过程是由高空槽发展东移,与鄂霍茨克海附近冷涡分裂的横槽转竖合并加强形成的较深的西风槽以及地面冷锋过境、锋后冷高压东移造成的。其中4月5日古交站大风主要是冷锋过境、气压梯度增大造成的,6日白天太原全市大风主要是横槽转竖、高空动量下传造成的。     

石河子垦区一次成功防雹的案例分析

通过利用常规气象探测资料、自动站资料和石河子CINRAD/CC多普勒天气雷达观测资料,对2013年7月23日发生在新疆石河子垦区的一次强对流天气进行了分析。结果表明:这次强对流天气发生在西伯利亚至巴尔喀什湖冷涡东南移天气背景下;不稳定条件表现较好,有利于强对流天气的产生;通过对多普勒雷达的回波演变分析得出,此次强对流天气的强中心强度为58d Bz,50d Bz强回波区高度高于当天-20℃层,形成了非常有利的产生冰雹条件;低层辐合,中低层是辐合和辐散的共轭体"逆风区",高层辐散,是对流单体进一步发展和增强;通过提前和及时的人影防雹作业,使对流单体在石河子莫索湾垦区的前沿减弱,并产生降水,有效的防止了强对流天气对石河子垦区农业的影响。     

三维多层流动过孤立山脉产生的山脉重力波的数值试验

利用中尺度数值模式ARPS研究了分层流动大气中的非线性山脉重力波。分层流动过孤立山脉所产生的山脉重力波的数值模拟表明,具有两层模式结构的气流过孤立山脉产生一个发散模态的拦截背风波,同线性理论模式计算结果具有基本相同的流动特征。但是具有三层模式结构的气流过孤立山脉所产生的非线性山脉重力波和大气船波表现出同两层模式结构的气流完全不同的流动特征,因非线性相互作用在山脉背风面产生了2个发散波模态的拦截背风波向山脉下游传播,具有同两层模式和线性理论模式相比更加复杂的波动特征。     

一种描述强对流三维流场的非刚性曲面匹配方法

强对流天气是由空气的剧烈垂直运动导致的,以上升气流和下沉气流为主,它突发性强、破坏力大,对国民经济与民众安全有重大危害,一直是天气预报与分析中的难点和重点.如果可以简捷地描述出包含上升气流和下沉气流的三维流场,将有助于强对流天气的分析.本文基于多普勒天气雷达反射率因子数据,在单体分割后通过双线性插值法获得三维格点插值点...