2020年江淮地区梅雨异常的阶段性特征和成因分析

基于江淮地区逐日降水的低频分量将2020年梅雨期划分为6个阶段,采用全球大气环流三型分解方法研究各阶段大气环流的演变特征,揭示超强梅雨的形成机理.结果表明:经圈型环流在江淮地区引起的强烈大气上升运动是2020年超强梅雨形成的关键因素;强降水阶段,高空南亚高压和中高纬槽脊系统的相互作用引导北方冷空气不断南下;西太平洋副热带高压长期偏强、位置偏西北,驱动其西北侧的低空西南暖湿气流持续向江淮地区输送;高低层冷暖空气在江淮地区辐合,形成梅雨锋和强烈上升运动,引发多次强降水过程,导致2020年梅雨异常偏强.     

梅雨锋暴雨个例的中尺度数值模拟研究(Ι)——中α尺度双雨带

利用ＰＳＵ／ＮＣＡＲ的中尺度数值模式ＭＭ５,取１９８１年６月２７日梅雨锋暴雨过程作为个例进行了数值模拟,模拟的降水结果同华东中尺度天气试验实测取得的该暴雨过程的稠密降水资料分析结果相比较,发现直到中β尺度程度上,两者的分布结构和演变过程等基本特征都是近于一致的．不论在观测分析中还是在模拟结果中,几乎与梅雨锋相平行,均出现了中α尺度（南、北）双雨带,它们均由数个中β尺度雨团组织和近乎东移所成,双雨带之间均具有些此强彼弱的演变特征．所有这些构成了梅雨锋雨区或暴雨主要的中尺度时空特征．     

2003年江淮连续梅雨暴雨过程的中尺度数值试验

为了分析天气研究及预报WRF(weather research and forecasting)模式对我国天气现象的适用性,利用WRF模式对2003年淮河汛期的3次梅雨锋暴雨过程进行了一组数值模拟试验,对3次天气过程模拟试验采用相同的参数设置,模拟区域根据实况降水落区作了相应设置.模拟结果分析表明,WRF模式能有效模拟我国梅雨锋暴雨的环流背景和天气形势,较好地反映影响暴雨的中尺度系统的发生和发展等特征,还可以较好地模拟出雨带的范围、位置和走向,对降水中心的模拟基本可用.     

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.     

一次赣中区域性暴雨成因及闪电特征分析

利用常规气象资料、多普勒雷达资料、NCEP 1°×1°再分析资料,对2019年6月8—9日赣中区域性暴雨过程从天气实况、天气形势、影响系统、中尺度特征等方面进行了综合分析。结果表明：1）本次暴雨过程强度强,出现了5站特大暴雨,最大小时雨强77.3 mm,强降水过程中均伴有明显强雷电,以云地闪和负闪为主,强雷电较短时强降...     

江西暴雨的气候特点及典型强降水特征分析

使用1980—2020年江西国家逐日降水资料,2016—2020年江西省国家站、区域站、景德镇市水文站、水库站的降水观测资料,采用数理统计方法,分析了江西省暴雨及强降水特征。主要结论如下:江西暴雨过程可分为局部暴雨、区域性暴雨、较强大暴雨、特强大暴雨与罕见大暴雨等5个级别。出现最多的月份是6月,占比25.6%,其次是5月和为7月。不同级别的暴雨分布有着明显的“金字塔”效应,向6月份高度集中。在大暴雨过程中,7月份出现的概率要明显高于5月份。江西极端强降水过程中,1 h雨强平均87.5 mm,最大可超100 mm; 3 h平均175 mm,最大超200 mm,6 h平均达247 mm,最大可超300 mm,景德镇市极端强降水1 h、3 h、6 h的雨强特征与江西省极端强降水的平均情况接近。这些研究结果为景德镇市受强降水影响,江河水位暴涨,带来极端的洪涝灾害的预警预报提供了理论依据。     

丽江市汛期2次暴雨天气过程对比分析

利用地面加密观测资料和NCEP 1°×1°再分析资料,对2010年和2013年丽江市2次暴雨过程进行对比诊断分析.结果表明:虽然2次过程的影响系统不同,但降水都具有明显中尺度特征,突发性明显,局地性强,降水持续时间短,强度大的特点.由于"0717"过程先后受不同系统影响,地面降水还表现出分段降水的特点.2次过程的强降水发生之时,由于"0717"过程近地层冷平流弱于过程"0609",因此"0717"短历时强降水强度弱于过程"0609".2次强降水过程中的水汽来源不同,"0717"过程中降水峰值出现在水汽通量强辐合时段内,"0609"过程中降水峰值出现在水汽辐合高度向上扩展期."0717"过程中第1次降水峰值出现在强上升运动期,而"0609"过程,地面短历时强降水出现在上升运动增强期.2次降水过程发生前低层都由高能气团控制,在短时强降水出现之前,均有不稳定能量积聚的过程,不稳定能量累积得越强,相应地面降水越强烈."0717"过程短历时强降水出现在高能区,"0609"过程短历时强降水产生在低层能量锋区过境过程中.2次短时强降水过程均由成熟阶段的中尺度对流云团造成,不同的是"0717"过程为MαCS云团,"0609"过程为MβCS云团,短时强降水均产生于云团外缘TBB等值线梯度较大位置移动过程中,且TBB等值线梯度越大,地面降水越剧烈.     

不同类型暴雨过程的ECMWF模式降水偏差及订正方法

为提高暴雨预报准确率,减少暴雨灾害损失,利用常规及非常规观测资料、ECMWF模式预报资料及NCEP逐6 h再分析资料,对2021年5月15日及2021年7月1日发生在怀化的两次不同类型暴雨天气过程的ECMWF模式降水偏差及订正方法进行分析研究,给出了预报这两类暴雨着眼点和订正预报的思路。结果表明：5月15日过程是一次暖平流强迫类降水过程,对流性降水特征明显,暴雨区与地面辐合线配合较好,ECMWF模式对影响系统预报略偏北、对对流性降水预报偏弱、对地形引起的降水增幅的预报能力有限,使得降水预报偏差较大,在对流性降水预报的基础上进行相应订正将取得较好的预报效果;而7月1日过程是一次系统性的低涡切变类暴雨天气过程,强降水出现在850 hPa切变线南侧,暴雨主要处于850 hPa急流轴出口左侧,ECMWF模式对影响系统预报偏北、维持时间预报偏短、切变强度预报偏弱、对对流性降水预报偏大,使得降水预报偏差较大,在大尺度降水预报的基础上进行相应订正将取得较好的预报效果。     

昆明市两次局地短时暴雨过程对比分析

利用常规观测资料、多普勒天气雷达、地面自动站加密资料及NCEP再分析资料,对2017年7月20日和2019年7月20日发生在云南省昆明市主城区的两次局地短时暴雨天气进行对比分析.结果表明,两次过程均是在两高辐合、低层切变影响背景下产生的,不稳定层结、充沛的水汽条件和地面中尺度辐合线为短时暴雨提供了热力不稳定、动力抬升和水汽条件."19.7.20"过程的水汽条件,垂直上升运动较"17.7.20"过程更明显,因此短时暴雨的强度和范围更大.雷达资料显示,"17.7.20"过程以层状-积云混合降水为主,强回波发展较高,"19.7.20"过程以层状云降水为主,为低质心降水结构,两次过程对流回波在昆明主城上空不断加强发展,移速缓慢,持续时间长,速度图上有小尺度辐合区,对强降水的维持和加强有重要作用.地面中尺度辐合线对强降水的发生有1～2 h的提前预报实效,主城特殊的喇叭口地形对降水的增幅作用明显.     

河南省区域性暴雨过程时空变化分析及定量化评估模型的建立

使用河南省111个国家级气象站1956—2016年逐日降水资料,分析了河南省区域性暴雨过程的时空分布特征,结果发现1956年以来全省区域性暴雨过程发生次数存在缓慢上升趋势,且主要出现在7—8月,出现频次空间上呈自西北向东南递增的态势.选取持续天数、过程范围、过程最大日降水量、过程单日最大范围、过程区域平均降水量5个暴雨过程指标,运用标准化方法、百分位法和相关系数法,建立河南区域性暴雨过程综合强度评估模型,并将区域性暴雨过程强度划分为特重、严重、重、中、轻、一般6个等级.查阅《中国气象灾害大典》(河南卷)、河南省月气候评价等历史资料发现,模型评估的区域性暴雨在时间和强度上与史料记载的一致,表明模型评估结果较为科学、合理.初步探索应用区域自动气象站降水资料进行区域性暴雨过程综合强度评估,结果表明,引入区域气象站降水资料虽然对个别评估指标影响较大,但对区域暴雨过程强度评估等级影响较小.     

一次梅雨锋短时暴雨的诊断和特征分析

使用常规观测资料、多普勒雷达拼图资料、卫星TBB资料以及FNL1°×1°再分析资料,采用诊断分析和特征提取方法,对2014年6月20-21日江西北部出现的梅雨锋短时暴雨进行分析。结果表明:1)强盛的西南气流与低涡后部偏北气流在江西北部对峙是暴雨带稳定的原因;充足的水汽供应、强热力不稳定及强烈辐合上升运动是短时暴雨产生的环境场特征;2)从孟加拉湾、南海的水汽通道,为短时暴雨提供了源源不断的水汽和不稳定能量,强水汽通量辐合带与暴雨带的位置重合;3)暴雨区发生在高θse舌和高比湿舌的南侧;高空短波槽东移加剧了高空锋区的发展,使得锋生更为明显;近地面层冷空气的楔入,增强了不稳定能量的释放,使暴雨区对流性加强;4)深厚的上升运动和强垂直正环流,对低层辐合、降水维持和加强都十分有利;5)TBB图上MCS强梯度带一侧伴随短时暴雨带的出现;6)雷达拼图上"列车效应"是累计降水较大的重要原因,线状对流回波的形成对局地强的短时强降水有指示意义。     

梅雨锋暴雨个例的中尺度数值模拟研究（I）——中α尺度双雨带

利用ＰＳＵ／ＮＣＡＲ的中尺度数值模式ＭＭ５,取１９８１年６月２７日梅雨锋暴雨过程作为个例进行了数值模拟,模拟的降水结果同华东中尺度天气试验实测取得的该暴雨过程的稠密降水资料分析结果相比较,发现直到中β尺度程度上,两者的分布结构和演变过程等基本特征都是近于一致的,不论在观测分析中还是模拟结果中,几乎与梅雨锋都平行,均出现了α尺度（南,北）双雨带,它们均由整个中β尺度雨团组织和近乎东移所成,双雨带之间     

云南两高辐合背景下低涡强降水过程对比分析

基于气象观测和欧洲中期天气预报中心第五代大气再分析资料（ERA5）,选取2018—2020年发生在云南的3次两高压辐合区（以下简称两高辐合）背景下低涡连续性强降水过程进行对比分析,探究其环流形势、动热力因子及水汽辐合的相似性和差异性.结果显示：(1)夏半年西太平洋副热带高压（以下简称西太副高）西伸时,云南常受两高辐合影响,当辐合区中有低涡生成,易发生连续性强降水,且强降水落区并不完全分布在整个狭长的两高辐合区内.(2)两高辐合区低涡降水具有相似的雨带分布和移动特征,但雨带的集中程度、分布范围、小时雨强和总雨量存在差异.强降水开始时,落区偏东,随着西太副高西伸及东北引导气流的引导,低涡向南向西移动,强降水落区也随之向南向西移动.低涡在某一地区徘徊导致降水集中在该区域,且西太副高西伸较强时,两高辐合形势更强,低涡降水大雨及以上量级雨带也更窄.(3)低涡造成的降水主要分布在低涡中心及低涡切变附近,且降水发生在低层暖湿的环境中,低层及中高层有冷空气侵入时,小时雨强的极端性更强,降水落区也相对偏北.两高辐合区低涡降水落区与水汽辐合区对应较好,水汽辐合强度较弱时,对应的总降水量较小.     

一次梅雨锋强降水过程中云和降雨的结构特征

本文利用地面雨量计、天气雷达、FY-2C、CloudSat云廓线雷达等观测资料,对2007年7月7-8日发生在淮河流域的一次典型梅雨锋强降水过程中云和降雨的结构特征进行了综合分析。结果表明:此过程主要受准东西向低空切变线的影响,雨带略呈西北-东南向的带状分布形式,梅雨锋锋前强的上升运动有利于触发低层对流不稳定能量的释放,加强锋区的垂直环流。切变线上不断新生的对流单体,最终发展成为东西向贯通的梅雨锋云系,成熟期的梅雨锋云系由南向北依次平行分布着强对流性降水带、过渡带、层状降水区和宽广的非降水性云砧。梅雨锋云系发展的各个阶段,云体的垂直结构及水凝物的回波特征都有很大区别。     

一次梅雨锋强降水过程中云和降雨的结构特征

本文利用地面雨量计、天气雷达、FY-2C、CloudSat云廓线雷达等观测资料,对2007年7月7-8日发生在淮河流域的一次典型梅雨锋强降水过程中云和降雨的结构特征进行了综合分析。结果表明：此过程主要受准东西向低空切变线的影响,雨带略呈西北-东南向的带状分布形式,梅雨锋锋前强的上升运动有利于触发低层对流不稳定能量的释放,加强锋区的垂直环流。切变线上不断新生的对流单体,最终发展成为东西向贯通的梅雨锋云系,成熟期的梅雨锋云系由南向北依次平行分布着强对流性降水带、过渡带、层状降水区和宽广的非降水性云砧。梅雨锋云系发展的各个阶段,云体的垂直结构及水凝物的回波特征都有很大区别。     

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.     

2019年6月江西2次强暴雨过程物理机制对比分析

为研究江西梅雨期暴雨的特点,利用常规观测资料、NCEP FNL再分析资料等对2019年6月9日和6月22日出现的2次区域性强暴雨天气过程进行了对比分析.结果表明:高空均处南亚高压东北侧脊线附近的反气旋环流辐散区中,500 hPa中层中高纬均为两槽一脊的形势,东北冷涡中心引出的东亚大槽引导槽后干冷空气南下,中低纬副热带高压稳定维持,中低层均有切变、低涡和低空急流配合是2次暴雨过程共同的环流背景特征;2次过程均存在对流性不稳定层结,利于暴雨强降水天气的出现,只是热力机制强度不同;低层切变、低涡和低空西南急流的共同作用是2次暴雨过程中相同的动力触发机制,水汽和稳定度条件满足的情况下,即使只是近地层的辐合抬升,也能触发不稳定能量的释放而造成强对流天气;低层切变、低空西南急流左侧或左前方强中心辐合带的位置是预报暴雨带位置的关键因素.     

尤溪县区域自动站暴雨天气系统统计特征及其应用

利用尤溪县气象站及各乡镇2009—2016年区域自动站最新降水量资料,对128个暴雨及以上降水过程按影响天气系统进行分类,采用统计县站及各区域站间年雨量、暴雨及大暴雨天气过程两两之间的相关系数,分析各地降水量的关联性以及暴雨天气系统分布规律。结果表明,①尤溪县各区域站之间暴雨降雨量存在显著相关,但各区域站大暴雨降雨量的相关性较差。②暴雨天气系统分类中,Ⅰ类:低层切变(伴高空槽、冷空气)出现次数最多,占总数的68%;Ⅱ类:台风(含热带风暴或其环流)占总数的16%;Ⅲ类:副高边缘(含副高控制)、Ⅳ类:偏南风辐合(含东风波)合计占总数的16%。前两类各区域站之间暴雨降水量存在显著相关,通过信度0.01检验的占比达91%和76%;Ⅳ类关联性较差,而Ⅲ类基本没有关联,因此后两类暴雨尤其是大暴雨降水预报中应以报部分乡镇或局部性为宜。③根据各区域站之间强降水雨量两两相关系数,确定了尤溪中部区域、尤溪东南部戴云山脉区域、尤溪西北部玳瑁山脉区域等强降水一致区,作为短临天气预警预报的依据之一。     

影响云南的孟加拉湾风暴TBB特征分析

统计19952010年东北方向登陆影响云南省的孟加拉湾风暴,根据降水强度及降水落区,将10个个例分为区域性降水、全省性降水来加以研究.对孟加拉湾区域(80～100E)云顶亮温资料(TBB)进行纬向平均,通过分析云顶亮温的纬向平均时间演变图,发现TBB低值中心位置、强度与云南省降水有一定对应关系,对于区域性降水,当-30 ℃TBB低值中心在20~22N附近,滇西及滇西北降水为大雨局部暴雨;对于全省性降水,当-40 ℃TBB低值中心位于14~18N附近,-40 ℃线的南北纬向宽度大于4,另外20~30N区域的纬向TBB平均值低于-10 ℃,云南省降水以大雨局部暴雨为主.另外对于全省性降水,在降水产生前12~24 h的纬向TBB平均时间演变图中,若低值中心北侧的-30 ℃线的纬度为XN,云南省的强降水区域位于(X+5)N以南地区.     

云南省大理州“2011.7.14”强降水过程诊断分析

 2011年7月14日云南省大理州出现大范围的大雨、暴雨天气过程.本文利用常规气象资料、风廓线雷达资料等,对强降水发生前的天气形势、物理量场特征及风廓线雷达资料特征等进行分析研究.结果表明：季风槽和切变线是这次强降水过程的主要影响系统;深厚的高湿气层的形成,为强降水的发生提供了足够的水汽条件;强降水发生前高层辐散低层辐合形势比较明显;高层的负涡度和强辐散对低层产生抽吸,促使低层辐合上升运动增强,触发对流不稳定能量释放.本州处于中低层不稳定的高能舌内;表征动力热力作用的综合诊断物理量E指数对强降水的落区有较好的指示意义;风廓线雷达资料中负垂直速度对降水出现时间及强度有一定预示作用;信号噪声比与降水强度有很好的对应关系;水平风资料能直观地反映出降水过程中的风场变化特征,强降水出现期间水平风随高度存在明显的不连续现象.