夏季影响洪泽湖航运的雷暴大风雷达回波特征分析

应用南京多普勒天气雷达资料和洪泽站地面气象资料,对2005—2009年6-8月洪泽站出现的19次雷暴大风天气过程进行了分析。根据雷达基本反射率特征,雷暴大风的雷达回波形态有以下五种类型：弓状回波、窄带回波、带状回波、“人”字形回波、钩状回波。其中弓状回波出现次数最多,钩状回波产生的大风最强。VIL值≥40kg／m2对雷暴大风有指示作用,VIL值≥65kg／m2时除出现雷暴大风外还有冰雹发生。此外,分析了雷暴大风回波的路径,共有四条,其中西南路和西路为主要路径,各7次,西北路4次,北路最少,只有1次。西南路多局地回波,生成于明光和盱眙西南部,与当地的丘陵地形有关;西北路的泗洪、泗阳与洪泽湖交界的陆地一侧也易产生局地回波。这些特征对洪泽湖雷暴大风临近预报预警有指导价值,对保障航运有现实意义。     

太原一次罕见的区域雷暴大风过程潜势预报分析

利用太原MICAPS高低空实况、探空、物理量场等资料对太原2011年6月7日一次罕见的较强区域雷暴大风过程进行潜势预报分析,为太原区域雷暴大风潜势预报提供参考依据。研究表明,此次过程具有范围大、强度强的特点,属于太原罕见的较强区域雷暴大风过程;500 hPa横槽转竖以及低空切变线,为此次过程提供了有利的动力抬升条件,影响系统从低层到高层接近于垂直,层结不稳定,有利于强对流天气的发生;近地层存在逆温,有利于不稳定能量的积累,"上干下湿"的层结结构,潜在不稳定,有利于强对流天气的产生;沙氏指数SI对此次雷暴大风天气有一定的指示意义,下沉对流有效位能DCAPE在此次雷暴大风过程中有较好的指示效果;500 hPa冷平流、850 hPa暖平流使层结更加趋于不稳定,潜势上更有利于雷暴大风等强对流天气的发生;冷锋在不断发展和南压过程中触发了此次区域雷暴大风过程。     

东北冷涡持续影响下郑州地区多日对流性天气特征分析

利用常规观测资料、NCEP1°×1°再分析资料、加密自动站资料、FY2E红外云图及大气电场仪数据对2015年8月22~30日期间东北冷涡持续影响下郑州地区多日对流性天气特征进行分析结果表明:①东北冷涡长时间维持一方面与上游阻塞高压前部冷平流补充有关,另一方面与北上台风变性并入有关;②对流天气发生时,低层有一定的比湿,比湿锋区在一定程度上能触发对流。θ_(se)的密集带是高能高湿区,与对流性天气的落区有对应关系;③雷暴大风、冰雹天气不要求湿层深厚,但需要较高的CAPE,短时强降水需要一定厚度的湿层,CAPE并不一定很大;④中尺度福合线是5次対流性天气的触发机制,对流性天气起源于冷涡涡旋云系尾部因为该区域大气不稳定层结强。强降水与对流云边缘TBB梯度大值区对应⑤大气电场强度的变化和対流性天气的发生、维持及结束关系密切。     

雷暴大风天气的研究进展

以雷暴大风为主的强对流天气发生频率高、突发性强、持续时间短,同时也是春季和夏季出现的一种危害程度很高的强对流天气现象,由于其预报难度较大,一直是国内外学者关注的重点之一。对有关雷暴大风的一些研究结果和进展进行了归纳和总结,为今后深入研究雷暴大风天气提供参考。     

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。     

东北冷涡背景下河南不同强度对流天气特征分析

筛选2015—2017年河南处于东北冷涡形势下连续两日发生对流天气、且过程强度有明显区别的3组共6个个例,利用多种观测资料分析比较其发生发展的环境条件和形成机制.结果表明：(1)3个较弱过程均以雷暴天气为主,3个较强过程均有较大范围雷电和雷暴大风天气,且同时多有小冰雹.(2)所有过程发生时均处于东北冷涡后部较强西北气流区,高空干冷同时低层辐射增温.(3)3次弱过程CAPE均小于1000 J/kg;3次强过程CAPE形态宽而高,数值均在2000 J/kg以上,850～500 h Pa温差大于30℃,低层有浅薄湿层,中层干层清晰且边界相对明显.(4)对流天气基本发生在当日地面最高温度≥33℃的区域内,3次强过程地面温度分别较前一日的弱过程升温2～4℃,同时伴有露点升高.(5)从对流过程雷达图像演变可以发现,山西南部和河南西部是河南东北低涡背景强对流天气的关键区,当对流回波自关键区进入河南并迅速加强组织化或以40 km/h以上速度快速移动时,即预示将出现灾害性强对流天气.     

中国西北地区东部雷暴概率预报方法对比

利用2008-2013年中国西北地区尔部60个观测站天气实况资料以及NCEP/NCAR的1°×1°阿分析资料讲算出的对流参数,在天气分型消空非雷暴日样本的基础上,通过线性逐步回归、Logistic回归、BP神经网络3种方法,建立了60个站4-10月24 h雷暴概率预报模型,并对2013年4-10月各站雷暴进行试预报.结果表明,线性逐步回归模型、Logistic回归模型、BP神经网络模型60个站平均回代颅报临界成功指数(CSI)分别为24.2%、27.5%、20.9%,平均试预报CSI分别为23.3%、24.7%、12.9%;Logistic回归模型对该区域雷暴总体预报效果最好,共计32个站该方法顶报效果最优,超过站点总数的50%.雷暴气候概率最高的高海拔站点平均预报CSI最高,气候概率最低的关中平原站点平均预报CSI最低,各模型平均预报CSI均明显大于气候概率,集合每个站最优预报模型的试预报结果,得出最优平均试预报CSI为26.6%.该预报结果可为中国西北地区东部雷暴预报研究提供参号.     

“2015.7.29”景德镇市异常雷暴大风成因分析

对2015年7月29日19:00-22:00景德镇市自南向北先后出现的雷暴大风天气及维持原因进行分析,结果表明:东风波是这次大风天气过程的的主要影响系统,主要表现在高层200 h Pa,而在低层没有明显反映。东风波导致的飑线从东南向西北方向发展移动,景德镇市大风天气发生在飑线的消散阶段,强大的雷暴下沉气流冲击地面形成阵风锋,阵风锋从东南向西北方向移动是造成和维持长时间大风天气的主要原因。     

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。     

2017年抚州市一次飑线天气诊断分析

基于常规天气图、地面自动站和多普勒雷达等资料,对2017年6月5日抚州市一次飑线过程的地面气象要素、环流形势以及天气尺度、不稳定能量、雷达回波演变特征等进行分析。分析表明:此次过程在中高纬度“两槽一脊”的环流形势下,中低层西南急流的形成促成了大气对流不稳定,地面辐合线是强对流天气发生的触发机制。飑线过境时温、压、湿等气象要素发生了剧烈变化。飑线形成之前,低层增温、增湿为强对流天气发生累积的不稳定能量起到促进的作用。快速东移的弓形回波带、在回波所经之地易出现雷暴大风天气;径向速度图上大片负的速度区前沿出现速度模糊,表明地面雷暴大风即将出现,这种速度场特征对抚州雷暴大风预警预报有指示作用。     

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。     

甘肃省雷暴气候特征及其环流成因分析

利用1981-2013年甘肃省80个地面气象站点的雷暴观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析了近33 a甘肃省雷暴的气候变化特征及其环流成因.结果表明,甘肃省年均雷暴次数呈现南多北少的空间分布特征和显著下降的时间变化趋势.小波分析结果显示,甘肃省雷暴存在"单周振荡"的年内变化周期和3 a左右的年际变化周期.经验正交函数分析结果表明,甘肃省雷暴日第1模态为全省一致型,第2模态为东西反相型.对影响雷暴发生的大尺度环流因子进行分析,发现在甘肃年均雷暴日高值年,中高纬度经向环流、西风带以及东亚夏季风均偏强,甘肃大部地区水汽辐合加强,雷暴增多;在低值年环流形势则相反;由于甘肃西部主要受西风带影响,东南部主要受东亚夏季风影响,使得东、西部地区具有截然不同的水汽输送条件,导致甘肃雷暴日数出现"东西反相"的分布特征.青藏高原对中国西北地区动力、热力作用的影响也是甘肃年均雷暴数呈"东西反相"的重要原因.     

近48年云南6种灾害性天气事件频数的时空变化

利用1961～2008年云南省123站6种灾害性天气事件频数资料,对全省灾害性天气频数的空间分布、演变特征和周期进行分析.结果表明:滇中以西地区暴雨频数增加较明显;大风、雷暴频数全省显著减少;冰雹频数全省小幅减少;雾频数中部地区增加,西南部明显减少;霜频数大部分地区减少.云南暴雨频数有微幅增加的演变趋势;雷暴、大风和冰雹频数呈减少趋势;雾和霜频数在1990年代前少变,1990年代初至今趋于减少.暴雨、大风、冰雹和雷暴频数具有15a左右的周期.     

一次雷暴回波短带产生强天气的特征分析

为了研究雷暴回波短带在强降水和雷暴大风事件中的特征,使用地面气象要素、闪电信息、MICAPS天气图、雷达拼图等资料,对2023年5月17日江西中北部出现的雷暴回波短带进行分析,结果表明：1)雷暴回波短带发生在200 hPa“出流区”、500 hPa槽前西南气流低涡发展、850 hPa低涡切变线西南气流大气环流中,地面低气压和辐合线发展,为午后雷暴回波短带的形成提供了触发机制。2)雷暴回波短带在雷暴发展初期,通常呈现出不是很强的回波和较弱的闪电活动;在低涡回波团后侧地面辐合线附近发展。随着时间的推移,回波强度快速增强发展,闪电开始增多。3)雷暴回波短带特征包括回波强度较强(50～55 dBZ)、回波顶较高(10～12 km左右)、回波带较短(相比冷锋回波带和飑线回波带),影响区域较小,持续时间较短和短带上回波单体强度分布不均匀等。4)强降水的垂直积分液态水含量(VIL)在20～25 kg/m²附近,而一般降水的VIL都在10 kg/m²以下。因此,在雷暴天气监测和预报中需要综合多种资料分析,以更好地预测强降水和雷暴大风事件的发生。     

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.     

宜丰和上高县级区域雷暴大风FY2G云图特征分析

利用FY2G卫星云图资料、地面气象要素、重要天气报和WebGIS雷达拼图资料,对2000-2018年宜丰和上高区域20次(日)雷暴大风天气进行统计、对比、分类分析,结果表明:影响宜丰和上高县级区域的雷暴大风,在FY2G卫星云图上具有3类云图特征,即带状结构云系、团状结构云系和块状结构云系。其中,带状结构云系(7次)有3种演变形态:东北～西南走向的短带云系、MCS中尺度对流系统和南北走向的飑线云带;团状结构云系(7次)有3种演变形态:团状不规则云系、MCC中尺度对流复合体、MCS中尺度对流系统;块状结构云系(6次)有3种演变形态:孤立MCS中尺度对流系统、孤立强单体对流云系、孤立小单体对流云系。雷暴大风常伴随短时强降水出现,有时雷暴大风还会伴随冰雹同时出现。     

利用地面大气电场和雷达资料进行雷电临近预报方法

 根据雷暴云电场特征,结合雷达等观测资料,本文提出一个利用电场幅值阈值和差分阈值方法,为进行电场测站的首次地闪的雷电临近预报方法。该方法首先判断电场是否达到设定的幅值阈值或者差分阈值。如果电场达设定阈值,认为此时测站周围云中电荷量较大,发生闪电的概率也较大,进而判断该时刻之前的雷达资料是否达到设定的阈值。如果雷达资料达到设定的阈值则发出预警;如果未达要求则继续查看下一体扫的雷达情况,直到发出预警或者电场阈值取消为止。利用此方法对2009年南京周边观测区7个站点数据进行预警检验,得到其探测概率约为80%,平均预警时间约为14min。同时,本文尝试用该预报方法对雷暴云移过测区的整个过程进行区域性雷电临近预报。结果发现区域雷电预警可以直观呈现雷暴云和闪电发生发展情况,对发生闪电潜在区域也能够直观判断,并收到较好的预警效果。区域预警不仅能实现对一个地区的监测预警,而且能对雷暴云的整个过程进行监测预警,具有单站电场所没有的优势。     

吉安一次雷暴大风的中小尺度特征

利用常规气象观测资料、地面自动加密站资料、探空资料、雷达资料及闪电定位资料等对2020年3月22日吉安雷暴大风天气的中小尺度系统演变特征进行分析.结果表明:1)强的位势不稳定层结,中低层(0～6 km、0～3 km)强的环境风垂直切变(≥20 m/s)以及中层干冷、低层暖湿的环境场特性有利于强风暴发生发展;2)边界层、地面中尺度辐合线和弱冷锋是此次强风暴天气的主要触发机制;3)较强的下沉对流有效位能(DCAPE)对强风暴出现的预测具有较强指示意义,短时阵性大风发生前后20 min内地面气象要素场变化具有明显的中小尺度系统特征;4)飑线回波整体移动迅速,强风暴天气发生于飑线前部中尺度对流系统中,大风发生在"弓形"回波前部凸起对流不稳定区;5)此次雷暴大风过程以负地闪为主,正地闪不明显,且负地闪频数在阵性大风出现前呈爆发性增长,大风则出现在负地闪频数最大时刻,该时刻较地面阵性大风出现提前20 min左右,负地闪开始下降时刻与地面强降水开始时刻对应.     

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。     

利用NCEP产品制作舟山港口精细化风力预报方法研究

利用美国每天4次发布的NCEP10mU、V风资料和舟山各港口海岛自动气象站网的每小时最大风和极大风资料,将30°N附近各经度上NCEP的风速资料在一定假设下订正到海面状态,并非线性地内插到站点位置,合成后与自动气象站资料在16个方位上进行对比,分别得到两者之间的关系式。在取得一个样本的时段内(3h),其起始时刻和结束时刻各有一个NCEP10m风资料预报值,将这两个预报值分别与自动气象站资料建立一个关系式,使得3h内的风有两个预报方程,预报时可以得到两个预报值。将此两个预报值进行最简单的集合得到集合预报值,试报结果表明用此方法预报效果令人满意。