黄河下游春季一次大暴雨过程的结构特征及落区分析

利用HLAFS资料和实况资料,对2003年4月17日至18日发生在黄河下游的一次强暴雨过程的大尺度环流背景和物理量场的结构特征进行了分析。结果表明,本次暴雨是高空冷空气、低空低压切变线和黄淮气旋外围倒槽共同影响造成的;从南海到山东的西南低空急流为暴雨区提供了充沛的水汽和能量;暴雨区850hPa上的高θse,700hPa上的强烈垂直上升运动,以及低空辐合、高空辐散是造成暴雨的有利物理量场特征。大的正涡度区位于500hPa以上,600hPa以下为强辐合区,以上则为强辐散区,这种结构配置成为暴雨发生的有利的动力机制。     

一次历史罕见的大暴雨天气过程诊断分析

利用天气环流形势和各种物理量场特征,分析了2012年7月21日忻州市出现的历史罕见区域性暴雨及大暴雨天气过程。结果表明,此次暴雨及大暴雨天气过程形成原因：一是500hPa图上,蒙古国以北庞大冷低压东南下,促使5840gpm线南退,冷暖空气交汇,加之前期584线在河、保、偏一带盘踞,给这里带来高温、高湿、高能;二是500hPa、700hPa、850hPa在忻州市上游一带有西南风急流存在;三是从强降水时段的涡度场、散度场、垂直速度场等物理量场看出,忻州市西北部为辐合区,这些参数和降水量大小分布区吻合较好。     

2007年海气热通量影响南海夏季风爆发数值试验

本文利用RegCM3区域气候模式对2007年季风爆发前后南海海气热通量进行了数值模拟试验,探讨海气热通量对南海地区季风爆发以及相应变量场的影响得出以下结论：（1）RegCM3对南海降水、地面气温、500hPa位势高度场以及850hPa风场模拟整体偏弱,但是对各变量场的空间分布形势具有较好的模拟能力。（2）潜热、感热通量的变化对季风的爆发以及相应的变量场有重要影响,当去除潜热、感热通量后,南海低层基本受较强偏东风控制,500hPa位势高度有所偏高,副高偏西偏强,季风爆发严重偏晚,不利于南海地区水汽辐合抬升,使得降水大幅减少,大片海域甚至无降水出现;当潜热、感热加倍后,南海低层120°E以西基本受偏西风控制,风速明显加大,同时500hPa位势高度明显偏低,副高偏东偏弱,季风爆发偏早,有利于水汽在南海地区辐合,造成降水显著增多。     

2018年9月7日宁德市大暴雨过程分析

利用常规资料及EC、NCEP逐6小时再分析资料对2018年9月7日福建省连续大暴雨天气过程研究分析,结果表明:(1)此次区域暴雨、大暴雨过程影响系统主要是西南涡和切变线.6日20时西南涡开始影响,其向北偏东移动,7日08时前高空经向度加大,槽加深,低空西南涡经过,超低空在暴雨、大暴雨区有偏东风与东北风辐合,造成宁德一带的暴雨、大暴雨,是最强降水时段以短时强降水为主.(2)700 hPa存在西南急流输送水汽,大气静力不稳定加强,有助于中尺度系统和暴雨的发展,配合850 hPa偏东风及超低空偏东风,造成了强降水.0 km～3 km垂直切变大有利于上升气流不断发展,持续较长时间,影响范围大.(3)700 hPa涡度以曲率涡度为主,涡度场低层正涡度高空负涡度的状态持续时间短,降水结束迅速的一个表现.大暴雨中心附近存在低空辐合、高层辐散,在暴雨发生、发展时,高空的辐散较明显,但低层辐合区较暴雨落区偏南.(4)此次过程850 hPa比湿峰值为10 g·kg~(-1)～12 g·kg~(-1),924 hPa为12 g·kg~(-1)～14 g·kg~(-1),大值区一定程度上指示了暴雨落区.(5)850 hPa假相当位温图上,强降水区处在北伸的高能舌中.     

中国暴雨时期热带低空急流与高空急流的特征

在1971—1983年之间,长江中上游出现56次暴雨,据此,求出暴雨的日雨量与24小时前印度季风区各站850hPa和200hPa纬向风的相关系数分布图,得出暴雨与南亚低空急流和高空急流存在着很高的相关关系。进而对其中3次暴雨过程低空和高空流场及空间结构进行了分析,其形势十分相似。暴雨期间,索马里低空急流和阿拉伯海高空东风急流强而稳定,高低空散度场也较强。沿经圈剖面的季风环流圈、哈得来环流圈和中纬度环流圈都十分显著。当低空和高空急流减弱时,暴雨也明显减弱。     

黄石地区梅雨期一次持续暴雨过程的诊断与分析

利用降水实况数据和NCEP（1°×1°）再分析资料对黄石地区2010年7月11日暴雨过程分别从水汽、热力、动力条件着手进行了诊断分析。分析结果表明：本次梅雨期暴雨的水汽累积过程从10日开始,降水期间上空有水汽通量辐合中心存在,并有低空急流与水汽辐合中心配合;暴雨期间,湿层厚度一直延伸至600hPa：850、700、500hPa的假相当位温θse在鄂东南均超过了350K,且500hPa与850hPa的θse差值为正值,表明该次降水是一次稳定的暴雨过程;暴雨期间中低层形成了明显的θse能量锋区;湿位涡分析表明：湖北黄石处于高温高湿的对称不稳定区,不稳定能量大量释放,产生强烈的上升运动,造成暴雨。     

云南2次川滇切变线强降水过程对比分析

利用探空、雷达和自动站观测资料等对2009年6月下旬川滇切变线影响下发生在云南的2次强降水过程进行对比分析,从大气环流形势特征、物理量条件和雷达产品特征等方面揭示2次过程的异同点.结果表明:川滇切变线南移影响云南时通常都有地面冷锋配合,锋面辐合抬升为强降水提供主要的动力条件.副热带高压西侧的西南气流源源不断地为降水提供水汽和不稳定能量,有西南低空急流配合时更有利于出现大范围强降水,强降水落区主要位于切变线及其南侧的风速辐合区;500 hPa引导气流对切变线的强度和移向有重要影响.即便前期700 hPa上切变线两侧高度场"北高南低"形势不明显,但在500 hPa中高纬为经向环流形势下,特别是有阻塞高压生成时,槽后脊前偏北气流有利于引导冷空气向南输送,使低层切变线加强并南移影响云南,造成云南全省性强降水过程.在此情形下,降水以层状-积云混合降水回波为主,且持续时间长、分布均匀.     

四川盆地非典型暴雨过程分析

 基于NCEP 1°×1°资料,且在高空探测和卫星云图的基础上,利用涡度方程分析了2009年6月28日四川盆地发生的区域暴雨过程,结果表明:①500 hPa环流变化与贝加尔湖南侧低槽扰动及高原切变线有关,在暴雨开始前后降水环流形势出现较快的调整,贝加尔湖冷槽南移影响四川盆地.700 hPa西昌一带的西南风加大,并在雨区具有中尺度结构的降水云团发展.②诊断分析表明,局地涡度分布对降水系统的发展具有重要作用,在短波槽扰动区域内,通常∂ζ/∂t>0.暴雨临近时,正局地涡度变化区域偏北,槽偏北,雨区仍为负局地涡度.暴雨开始时,雨区上空转为正局地涡度.在700 hPa上,正局地涡度的分布也对低层降水系统发展起到重要作用,正局地涡度变化的分布首先是开始于盆地西北部,然后发展到暴雨区域,再逐渐往盆地南部发展,与云团移动路径和降水发生趋势较为一致.③一定程度上,当500和700 hPa两层的正局地涡度变化中心位置叠加在同一地方时,正涡度深厚,往往是暴雨发生的区域,因此正局地涡度变化可以作为判断降水落区的一个物理要素来参考.     

2008年7月31日辽宁暴雨的中尺度分析

利用FNL客观分析资料,常规探空、地面观测以及卫星云图资料,结合滤波和物理量诊断方法对2008年7月31日辽宁一次大暴雨过程进行分析.结果表明:在高空500 hPa冷槽缓慢南下与西太平洋副热带高压北抬的有利大尺度环流场形势下,中尺度辐合系统在冷暖锋的暖区内形成发展是造成此次暴雨过程的直接原因,利用滤波方法可以很好地分离出中尺度系统.此次暴雨过程主要分为两个阶段,第一阶段降水过程基本发生在暖区内,而并非锋面上,第二阶段的雨带呈现东北—西南走向.暴雨发生发展过程中,大尺度环流和中尺度环流系统都对水汽的输送起促进作用,到暴雨消散期则都不利于水汽的供应.这也表示暴雨发展期间,中尺度环流系统对水汽输送有着重要的作用.     

2013年初夏河南一次区域性暴雨天气过程的分析

利用常规资料和NCEP再分析资料,对2013年5月25—26日河南省区域性暴雨过程的环流形势、水汽条件和垂直螺旋度进行了分析,结果发现:西南涡沿切变线移出是暴雨形成的诱因,中低层低涡与涡前持续的低空急流为暴雨的产生提供有利的大尺度天气背景条件.700 hPa水汽通量变化对强降水落区有一定的指示作用,暴雨区一般位于水汽通量大值中心附近和前端等值线梯度密集带内;水汽通量辐合增强增厚降水增强.强降水多位于垂直螺旋度正大值中心附近和长轴两侧.     

宁夏一次大到暴雨过程成因分析

利用地面、高空常规观测资料、数值预报物理量场以及卫星、雷达、自动站等资料,综合分析了2009年8月18日发生在宁夏的全区性大到暴雨过程．分析表明,台风“环高”的生成发展与西太平洋副高（简称副高）之间的相互作用,形成了有利宁夏降水的“东高西低”的环流形势,在副高东退过程中宁夏出现明显降水．500hPa短波槽和700hPa低涡是造成降水的天气系统．降水期间,中低层有明显的水汽和不稳定能量输送,且存在层结不稳定条件;云图中有多个中小尺度对流云团先后影响;雷达回波图上,此次降水过程表现为混合性降水,强降水由多个强度35～40dBz的强回波块影响造成,出现强降水的站点附近有“逆风区”或明显的气流辐合区存在,有明显的中小尺度上升运动,在雷达反演的风廓线可分析出“低层暖平流,高层冷平流”的配置．     

九江市一次低温雨雪冰冻天气垂直温度层结分析

运用收集到的资料分析了2018年1月25～28日九江市阴雨雪和低温天气形成原因,分析了阴雨雪低温的恶劣天气的演变过程和水气环流特征,得出了江西地区冻雨的温度垂直分布特征结构和在九江地区具体应用情况的结论。结果表明:此次过程副高稳定,冷空气强盛500 hPa、700 hPa西南区域易产生逆温层,850 hPa东北气流使暖湿空气随着空气不断上升,更容易产生暴雪。水汽的输送过程非常频繁,同时该地区的辐合比较明显导致雨雪天气处于经常变化的情况;低层冷空气天气对冬天降水的形态起着非常关键的作用,此次过程冻雨灾害严重,经分析,25日为融化层位于850 hPa的情况,925～1 000 hPa区域迅速降温,850 hPa区域高于0℃,700 hPa和925 hPa区域温度低于0℃,1 000 hPa时温度在小于1℃,地面温度低于0℃,25日白天出现冻雨。27日融化层处于700 hPa左右温度大于0℃,925 hPa和850 hPa时温度低于-2℃,925～700 hPa有非常明显的温差;但由于1 000 hPa时温度在-3℃左右,所以27日白天九江地区降水相态复杂,大部分地区以降雪为主,部分地区出现冻雨。上述的阈值范围是九江地区冻雨的天气阈值。研究还表明,随着地面的温度降低,冻雨天气越容易产生,冻雨一般发生在最低气温低于0℃,同时一天的平均气温低于1.0℃。     

初春雨转雪对冬小麦产量的影响——以河南许昌为例

应用Micaps3天气图资料、卫星云图,对许昌市2014年2月16—18日雨转雪天气过程进行诊断分析,对环流形势、水汽条件、动力、热力特征的分析结果表明:1前期主要是500 h Pa高空槽和700 h Pa切变线影响的稳定性降水,后期是850 h Pa回流冷空气不断补充堆积形成深厚的冷垫,低层偏东气流与中高层槽前的西南暖湿急流交汇形成回流降水形势.高低空的有力配合,冷暖空气的交汇为降水提供了较好的动力条件.冷空气侵入时段、气温下降速度、降水时间,都是初春降水性质发生改变的关键点.2这次雨转雪天气过程对越冬作物小麦生长特别有利,可以冻死土地中的害虫和虫卵,大大降低来年麦蜘蛛、吸浆虫,蚜虫等病虫害的发生几率,也对冬小麦纹枯病,赤霉病的滋生和蔓延起到抑制作用,使小麦越冬基数减小,提高了2014年冬小麦的产量.     

2013年4月中旬濮阳市一次极端气候事件分析

利用常规观测资料和MICAPS平台提供的相关资料,对濮阳市2013年4月18—20日的大风、强降温、中到大雪、晚霜冻、倒春寒等多种灾害性天气过程,用天气学的方法进行了综合分析.结果得出:1造成大风和强降温的高空影响系统是中路冷空气南压形成的密集的高空锋区,地面影响系统是强势庞大的冷高压.2由于东北冷涡携带的横槽不断分裂冷空气南下,使气温连续下降,致使地面气温降至0℃左右,出现了晚霜冻害,加之冷高压持续控制,使气温持续偏低,出现了倒春寒天气.3500 hPa和700 hPa的低槽、850 hPa的切变线是产生降水的影响系统,850 hPa的强锋区和地面庞大的冷高压提供了动力抬升条件.4500 hPa和700 hPa的中低空西南风急流为强降水提供了充沛的水汽供应.物理量场显示出700 hPa上强烈的辐合上升运动对降水贡献较大.5此次过程降温剧烈,850 hPa气温48 h内下降了19℃,700 hPa和850 hPa气温均降至0℃以下,使降水相态由降雨转成降雪.     

重庆地区秋季连阴雨气候特征及前兆信号分析

根据1961—2012年重庆地区34个气象观测站的逐日降水资料、NCEP/NCAR再分析数据集中的高度场格点资料和NOAA的海温逐月资料,分析了重庆地区秋季连阴雨的气候特征、气候背景与前兆信号.结果表明:近52年来重庆地区秋季连阴雨频数呈线性增多趋势.重庆地区秋季连阴雨偏多(偏少)同期环流对应乌拉尔山地区高度场偏低(高),欧亚中高纬度地区盛行经向(纬向)环流,赤道东太平洋区域海温偏低(偏高).前期春季、夏季孟加拉湾地区、我国南海地区500hPa高度场、赤道中东太平洋地区海温,特别是Nio3.4区的海温异常变化是重庆地区秋季连阴雨出现异常偏多(少)值得关注的前兆信号.     

梅州市一次秋雨空报过程的分析

利用Micaps常规资料围绕环流形势,对梅州市2010年深秋时节的一次秋雨空报过程进行分析.结果表明:由于南岭的屏障作用,没有补充的西路弱冷空气很难影响到梅州市.在冬季风开始盛行的深秋季节,中低层的浅薄系统不容易激发出降水.强度较弱且移速又快的850 hPa切变线,其即使南压带来降水的可能性也不大,或是500 hPa的西风短波槽脊同样构不成大的影响.要带来降水,单一影响系统必须足够强大比如强冷空气、深厚的南支系统等,或者有一定强度多个系统相互遭遇.比如一定强度的冷空气遭遇到相对较深的南支槽等.通过对比初秋的一次全市性小雨天气过程,发现初秋夏季风还没退尽的气候背景使得冷空气更容易激发出降水,因此深秋的降水预报一定要把气候基础纳入考虑范围.     

云南春夏连旱气候变化趋势及致灾成因分析

通过构建能同时考虑全省受旱范围(面积)和不同等级干旱强度的区域干旱指数,用异常指数划分出云南中、重和特旱年份,利用NCEP/NCAR再分析资料,采用morlet小波研究了云南春夏连旱强度指数的变化趋势,并对比分析了云南春夏连旱重灾年与多年平均200hPa与500hPa环流场的差异.结果表明:云南春夏连续致灾干旱的平均出现频率是:特旱20a一遇,重旱以上10a一遇,中旱以上5a一遇;目前云南可能处于这样的历史位置,要么是不出现春夏连旱,如果出现,则将是特旱灾害;500hPa高纬度为纬向环流控制,青藏高压明显偏弱,孟加拉湾低槽没有出现或明显偏弱,20°N以南地区为正距平区控制,无冷暖气流在云南交汇,200hPa青藏高原上为-50gpm的强负距平区,中南半岛北部处于-5gpm距平区,形不成中心在中南半岛北部的高层辐散、低层辐合上升的垂直环流,使云南不能出现解除干旱的有效降水天气过程,东西风季节转换较常年偏晚16d左右,导致了云南春夏连续致灾干旱的发生.     

伴随南海季风爆发区域尺度环流演变机理的诊断分析和数值模拟

利用1957－1998年NCEP／NCAR候平均再分析资料，分析伴随南海夏季风爆发中南半岛和南海地区环流系统的演变，揭示该地区热力特征与南海夏季风爆发之间的可能联系。结果发现，不同高度上标志着南海爆发的环流系统如500hPa上的副热带高压、200hPa上的南亚高压以及850hPa 上的孟加拉湾低槽等系统在南海季风爆发期间具有显的变化特征，对流层中高层以上的环流系统反映了大尺度环流的季节变化特征，而对流层低层环流系统的变化可能与局地特征具有密切关系。从中南半岛和南海两个地区地面感热和潜热加热与该地区温压场变化之间的关系上看，中南半岛地区的热力作用对南海季风爆发期间区域环流系统演变具有重要作用，数值试验结果进一步证实了这一点。