2010年7月一次影响陕西的灾害性暴雨过程分析

应用气象信息综合分析处理系统（MICPAS）站点降水资料、NCEP/NCAR1°×1°再分析资料、欧洲中期天气预报中心（ECMWF）以及日本（JAPAN）数值预报模式产品,对2010年7月22日至24日发生在陕西的暴雨天气过程的大尺度环流特征进行分析,并对此过程中的模式预报的主要天气系统和降水量进行检验分析和评估。结果表明,位于陕西的低涡中心在北部高压坝和东部副高环流的包围下,加之低空西南气流配合,有利于其气旋性环流的长时间维持,而不是很快的减弱消失。从北部湾至陕西地区的水汽输送大值带为暴雨发生提供了有利的水汽供应。ECMWF模式对此次暴雨过程的500hPa背景场有较好的稳定性和预报能力。JAPAN数值预报模式在降水发生及结束时间的预报效果显著,但在降水落区及量级的准确预报上有所欠缺。     

2016年福建一次春季暴雨过程成因分析

利用常规地面气象观测资料、雷达资料以及高空探测资料,对2016年5月19日至5月21日华南前汛期闽北地区暴雨过程成因进行分析并对欧洲中期天气预报中心ECMWF数值模式进行预报检验.结果表明:此次暴雨过程发生于高原槽东移,西南涡生成并东移,低层切变辐合,地面低压倒槽的大气环流背景下.西南急流为暴雨提供充足的水汽,在边界层中尺度辐合触发下不断地有对流云团的发展、东移进入闽北地区,具有一定的“列车效应”.欧洲中期天气预报中心ECMWF数值模式能够较好地模拟出暴雨发生期的风场和高度场特征,为暴雨的预报提供较好的指导作用.     

云南2次西行台风暴雨过程数值模拟和诊断分析

利用NCEP再分析资料和中尺度数值预报模式(WRF模式),采用三重嵌套网格对2014年7月20日08:00—21日08:00与9月17日08:00—18日08:00的2次西行台风影响云南暴雨过程进行数值模拟试验,并对试验结果进行诊断对比分析.结果表明:WRF模式客观地模拟出了西行台风暴雨过程的强降水落区、强度和基本特征,但当高空无冷空气影响热带低压时暴雨中心与低压中心吻合,冷空气入侵热带低压外围时暴雨中心偏离热带低压中心.同时,较好地模拟出西行台风影响系统的移动方向和影响区域,由于没有考虑地形作用,模拟的影响系统和降水落区比实况位置稍偏西偏北和强度偏弱,但总体上高空高度场、温度场和流场分布也与实况基本一致.另外,WRF模式对相对湿度、涡度、垂直速度的模拟能很好地指示强降水发生的深厚高湿环境条件、正涡管效应和强烈深厚上升运动条件,模拟结果对强降水落区和发生时间有非常好的指示性.     

印度季风槽的活动对我国西南低涡形成及发展的作用

本文用1972—1977年六年的6—8月700毫巴流场及卫星云图等资料,分析了印度季风槽的活动与我国西南地区低涡活动的关系.发现当印度季风槽比平均位置偏北时,西南低涡的发生率比其偏南时多两倍以上.对个例的一些动力和热力学条件进行计算,所得的结果表明:西南涡的形成是季风槽的气旋性涡度输送和来自孟加拉湾的热带季风的水汽在低涡区辐合所致.低涡的形成和发展初期是暖性结构,潜热的释放对暖性结构的形成具有重要作用.在它东移发展后,成为一个温带气旋,这时低涡降水过程的水汽是由孟加拉湾和南海的热带季风气流共同提供.这些结果有助于低涡过程的预报.     

山东近15年首场区域性暴雨物理量特征诊断分析

利用近15年（2008—2022年）资料对山东首场区域性暴雨进行分析,结果表明：(1)山东首场区域性暴雨均发生在4—6月,发生在鲁中、鲁南的概率最大.(2)影响系统主要有三类,以温带气旋暴雨最多,其次是低涡切变线暴雨和低槽冷锋暴雨.(3)首场区域性暴雨发生时,700、850、925 hPa比湿分别在7.33、9.97、11.6 g/kg左右,绝对水汽条件弱于常规区域性暴雨,但湿层深厚;850 h Pa假相当位温在60℃左右,能量条件弱于常规区域性暴雨;700和850 hPa有19.5和17.1 m/s的低空急流,动力条件强于常规区域性暴雨.综合利用以上条件和数值模式预报结果,可以对数值模式的降水量级进行有效订正.     

“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。     

高原东侧低涡切变线发展的个例数值研究──Ⅱ．中尺度数值模拟

通过应用和发展ＭＭ４中尺度数值模式模拟系统，对１９８３年７月的川陕暴雨中尺度系统进行了一系列２４ｈ数值试验，其中包括：初始风场处理，物理过程和地形动力强迫对西南涡切变线发展的作用。结果指出：有辐散风场能为中尺度系统模拟提供良好的初始值，平均无辐散风则稍差；水汽凝结的潜热释放对中尺度系统发展的强度，结构有决定影响；而地面热通量相对前者略小；地面摩擦则对系统发展不利，表现为涡度汇，耗散动能并使低涡平移。高原地形构形对西南涡在四川盆地７００ｈＰａ维持非常必要。同时证明，运用大尺度分析资料做中尺度预报是可行，用于中尺度诊断则不可取。     

地面和探空资料的EnKF同化对北京7·21极端暴雨模拟的影响

针对2012年7月21日北京极端暴雨的业务预报误差, 详细地考察地面和探空资料的EnKF同化对7·21极端暴雨总体时空分布和暴雨触发地面特征模拟的影响, 进而揭示预报误差的可能原因。结果表明, 资料同化显著地改善了北京地区降水时空分布的模拟结果, 证实了前人基于观测和敏感性分析提出的“低涡是北京7·21暴雨的关键影响系统”的判断, 揭示出低涡对应的地面低压东侧倒槽对北京7·21暴雨的直接贡献。研究结果显示, 业务数值模式对此次极端暴雨预报失败的主要原因可能是对低涡和低涡对应的地面低压东侧倒槽强度和位置有较大的预报误差。     

WRF3.0参数化敏感性及集合预报试验

为了研究WRF模式中的参数化方案对暴雨数值模拟的影响及物理过程集合预报在WRF降水集合预报中的适用性,利用中尺度WRF3.0数值模式,将模式中的物理过程参数化方案进行组合,构造了20个集合预报成员,对2003年7月8、9日发生在江淮地区的一次降水过程进行了集合预报试验。得到:集合成员之间存在一定的不确定性,不确定性随降水量级增大而增大,最终维持在一个较高的水平;通过定量比较发现,对于0.1 mm量级降水和25 mm以上量级降水,积云对流参数化方案对降水的影响要大于行星边界层方案对降水的影响;而对于10 mm量级降水,行星边界层方案对降水的影响要大于积云参数化方案对降水的影响。对20个预报成员进行了集合平均及降水概率预报试验,结果表明,集合平均的结果要比各个成员的稳定、可靠;概率预报能够提供一些有利于降水预报的信息。     

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。     

北京一次暴雨过程数值模拟和诊断分析

2012年7月21日10:00-22日02:00,北京地区出现了一次历史上罕见的特大暴雨天气过程,对当地人民的生命财产造成了严重损失.采用新一代中尺度数值预报模式WRF V3.3.1对这次极端降水天气过程进行数值模拟研究,并运用模式输出结果对其发生、发展机制进行了研究.主要结论有:WRF模式能够较好地模拟出这次暴雨的落区、暴雨中心、24 h累积降水量等;此次强暴雨过程主要是由低空中β尺度涡旋造成的,即中β尺度涡旋随时间的演变决定降水落区及降水强度;最后利用相对螺旋度诊断了整个降水过程,结果显示相对螺旋度的变化对降水增强的临近预报具有明显指示意义.     

2007年7月7-9日淮河暴雨过程分析和数值模拟研究

利用NCEP资料,分析了2007年7月7日-9日淮河流域强降雨过程,并通过WRF模式对其进行了数值模拟。结果表明,500hPa环流形势的发展有利于波动不断向下游传播;东北冷涡横槽转竖,更有利于冷空气南下。低空切变线、低涡是这次降水过程的主要影响系统。低空西南急流加强,并与高空急流配合,有利于对流的发展。     

位涡守恒原理在中尺度低涡降水中的应用研究

基于Hoskins位涡理论思想从等压面位涡守恒和湿等熵位涡守恒的角度来研究对流层高层位涡扰对低层西南涡的发生发展影响,发现对流层高层位涡扰动是影响西南涡发生发展的重要因素,它对西南涡的影响表现出它有向南向下倾斜伸展的特点。高层湿等熵位涡面下滑的高度及风场的辐合强度与低层西南涡的发生发展有很好的对应关系,应用位涡守情理原理能较好解释中尺度低涡发生发展成因。     

2007年夏季河套地区两次区域性大暴雨过程模拟分析

以2007年夏季发生在河套地区的两次大暴雨天气过程为对象,利用MM5中尺度数值预报模式对其发生发展过程进行数值模拟,通过与实况对比,表明模式对暴雨落区的模拟是成功,然后利用模式输出结果对暴雨形成机制在影响天气系统、水汽输送、不稳定层结和动力条件等方面进行了诊断分析。结果表明,两次大暴雨都发生中高纬十分稳定的环流形势下,在第一次暴雨过程中,西北涡和低空西南急流是其主要影响系统,低涡东侧的辐合和低层暖湿气流为暴雨的发生提供了良好的动力和水汽条件;在第二次暴雨过程中,500hPa切变线为其主要影响系统,高层强烈的抽吸作用为暴雨区提供了强劲的上升运动,弱冷空气与低层暖湿气流之间形成强烈位势不稳定为暴雨的发生发展提供有利的条件。第一次暴雨过程中一直有高通量水汽输入,水汽由来自孟加拉湾和南海的两股偏南气流合并而成;第二次暴雨过程的水汽有台风"帕布"东北侧的偏东气流输送。与第一次暴雨过程无冷空气作用不同,第二次暴雨过程中由于有弱冷空气侵入触发了不稳定能量释放,更有利于暴雨的产生和形成。低层螺旋度正值区与未来12～18h暴雨落区有较好的对应关系,暴雨区高层为螺旋度负值区,螺旋度这种高低层耦合是触发和维持暴雨的动力机制。     

陇东一次暴雨成因对比及预报偏差分析

利用甘肃省加密自动站逐日降水数据和美国国家大气环境中心的全球分销系统（GDS）全球预报零场资料,对陇东暴雨不同降水影响系统的环流形式、动力特征、热力条件进行对比分析,结果表明：高空环流呈现出“两槽一脊”的大形势,甘肃省受高压脊控制,青藏高原上有短波小槽不断东移是此次降水的一大有利条件;700 hpa受地形动力抬升及低空急流相交汇造成临夏强降水,陇东南一线降水主要受锋面触发。两地强降水低空辐合中层辐散明显,同时垂直上升运动在8日夜晚至9日白天最为明显。假相当位温左端密集带受高原边坡高大地形与南来的低空暖湿气流交汇形成临夏地区强降水,右端在冷空气推进下快速向东南方向移动,与西南低空暖湿气流交汇,导致陇东南一带的强降水天气。欧洲中期天气预报中心（ECMWF）等各家数值预报模式与此次强降水的落区及量级的预报都明显偏小偏北,模式对于稳定性降水有一定的预报性,对于对流性降水明显偏弱。     

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.     

“7.09”山西暴雨数值模拟与诊断分析

利用NCEP/NCAR 1°×1°全球分析资料、地面观测降水资料,采用NCAR、NCEP和FSL/NOAA等共同研制的新一代细网格WRF中尺度数值模式,对2013年7月9日山西省一次暴雨过程进行了数值模拟与诊断分析.结果表明:此次过程属于典型的副高切变型暴雨,副高进退缓慢,584线基本在山西南部稳定少动,中高纬不断有冷空气南下,与低层西南暖湿气流交汇,激发降水云系,造成强降水.三重嵌套的WRF模式比较成功地再现了高低空环流形势的演变及暴雨时空分布特征,利用模式输出的高分辨率资料诊断分析发现,暴雨区高空负涡度、低层正涡度,且涡度中心对称,低层辐合、高层辐散的配置以及高温高湿的不稳定环境为暴雨发生发展提供了有利条件,强烈的上升运动使低空西南急流和高空西风急流相互耦合,是产生暴雨的主要原因.     

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.     

RegCM4.3气候模式引入新的海洋湍流参数化方案对中国夏季降水模拟的影响

将一种用于全球气候模式的海洋湍流参数化方案引入到区域气候模式RegCM4.3中,分别使用两种方案进行气候模拟.分析对比了1996-2009年,两种方案对中国夏季风场、降水量等模拟结果的影响,并与欧洲中期数值预报中心的再分析资料、站点观测降水资料进行了对比分析.结果表明,新方案对东亚夏季西南季风和东南季风的模拟效果有所改善,并提高了中国夏季降水的模拟效果.     

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。