中尺度冰雹天气预警技术分析与研究

运用常规天气图、物理量场、新一代多普勒天气雷达回波图、四要素气象自动站等相关资料,对2010年6月17日夜里发生在安阳的一次冰雹伴随短时强降水的强对流天气进行中尺度天气分析.结果表明:高低空有利形势的配置、地面辐合产生强烈上升运动,进而引发不稳定能量的释放,是这次中尺度对流性天气形成的直接原因.地面辐合线能准确预示对流...     

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.     

滇东北2次飑线过程对比分析

利用常规观测资料、地面自动站资料、卫星云图和多普勒天气雷达资料,对比分析了发生在滇东北的2次飑线过程.结果表明:边界层辐合线是强对流产生的触发系统,山脉的抬升作用有利于强对流的产生和发展.2007.6.14飑线发生在冷锋前暖区中,以大风冰雹天气为主.2009.6.19飑线发生在冷锋前沿,前期以大风冰雹天气为主,后期出现强降水.雷达回波上2次飑线都出现弓形回波特征和前沿低层辐合区,但2007.6.14飑线表现为单体弓形回波,直接产生大风冰雹天气.2009.6.19飑线表现为弓形回波复合体,并伴有中气旋出现.飑线右前侧超级单体是产生强对流天气的直接系统.飑线前沿低层辐合区的长时间维持导致大范围强降水出现.     

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。     

江淮流域一次区域性大暴雨过程的诊断分析与预报

利用常规天气图、Ncep再分析资料(1°×1°)、地面加密站资料、雷达资料、数值预报模式产品等,对2011年7月5日发生在江淮流域一次大暴雨天气过程进行了综合分析。这次强降水过程处于江淮梅雨期,高低空上冷下暖配置,各种物理因素相互影响作用,促成了这次强降水过程的发生。各家数值模式对西太平洋副高动态、强降水落区预报有一定的指示意义。     

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.     

鹰潭一次突发性强降水天气过程分析

应用常规天气资料、地面自动站观测资料、卫星云图和Web GIS多普勒雷达拼图等资料,采用天气学方法、诊断分析方法、中尺度分析方法等,对2017年6月6日发生在江西鹰潭的一次突发性强降水天气过程进行分析,结果表明:1)强降水过程发生在暖区内,具有突发性强、强降水雨带窄等特点,最强降水中心位于鹰潭中部;2)500 h Pa低槽、低层切变线、地面冷锋是其影响系统,鹰潭市处狭窄的东北西南向的弱倒槽中;3)在鹰潭地形的作用下,鹰潭形成了中小尺度的地面气旋性辐合,造成持续强烈深厚的上升运动,是降水系统在鹰潭的降水效率迅速增大的原因;4)受带状回波内的东西向回波短带影响,3 h内均出现了≥10 mm/10min的超短时强降水;5)对于直接影响鹰潭中心城区的中小尺度系统,特别是小尺度系统,应注重应用系统影响鹰潭中心城区路径上的区域站数据。     

贺兰山东麓一次飑线过程演变特征分析

2020-06-17午后，在贺兰山东麓出现一次飑线天气过程，宁夏中北部及内蒙古乌海市等地出现了雷电、大风和短时强降水等强对流天气.基于多普勒雷达资料、卫星云图、闪电定位仪监测数据及地面常规气象观测资料，结合地形对该次飑线过程的发生发展机制进行分析.结果表明，在飑线过境期间，地面气象要素出现剧烈变化，并伴有明显的雷暴、闪电现象.飑线经过沙湖时，湖面蒸发水汽的垂直输送促进了飑线系统的进一步发展，在沙湖附近出现的最大降水中心、闪电强中心与降水中心吻合.在该过程前期，宁夏中北部及周边地区的大气层结不稳定，且午后的近地面辐射增温进一步加剧不稳定层结，当中高纬度冷空气沿脊东移南下时，在内蒙古阿拉善盟境内与暖气团交汇，诱发飑线形成.高低空对应的温压场不对称，系统配置呈现前倾结构，低层暖平流、高层冷平流的配置以及强的垂直风切变对该次飑线的生成与发展有利.贺兰山地形和沙湖水面对该次飑线系统起到增幅和能量补充作用.飑线系统在东移过程中，由于中低层气流受贺兰山脉地形抬升，垂直运动进一步增强，促进了飑线系统的发展.从雷达回波和卫星云图演变看，飑线系统翻山后得到明显加强；在东移经过沙湖时，又得到了湖面水汽和热能...     

弱天气尺度下短时强降水环境特征和触发机制研究——以河北省廊坊市为例

利用河北省廊坊市2010—2018年5—8月地面自动站逐时降雨量、加密观测资料和北京探空资料,分析弱天气尺度下廊坊春夏季局地短时强降水时空分布特点、中小尺度触发机制和环境特征参数并归纳预警阈值.结果表明：2010—2018年弱天气尺度下局地短时强降水过程发生13次,且多发生在下午到傍晚和后半夜,大厂回族自治县发生局地短时强降水的次数最多;归纳环境参数的预警阈值,其中850 hPa比湿、700 hPa比湿、850 hPa与500 hPa温差、对流有效位能、K指数、0～6 km垂直风切变和暖云层厚度选取25%分位值作为最低阈值,取值分别是9 g/kg、5 g/kg、23℃、586 J/kg、33℃、4.3 m/s和3.2 km;500 hPa比湿、对流抑制能量和SI指数选取75%分位值作为最高阈值,取值分别是3 g/kg、141 J/kg和-0.4℃;在平直西风环流型和高压脊型两种弱天气尺度环流背景下,廊坊市短时强降水的触发机制主要有地面辐合线、负变压和热力因子.     

低纬高原一次短时强降水过程的综合分析

利用卫星、雷达、地面自动站及闪电定位仪等多种观测资料分析了2017年9月5—6日出现在云南的一次短时强降水天气过程的成因及中尺度对流特征.结果表明:此次过程期间短时强降水天气落区分布呈现自东北向西南逐渐移动趋势,系统性降水特征明显;700 hPa切变线和地面锋面是此次过程的关键影响系统,切变线提供了中低层水汽辐合及对流抬升运动的维持机制,地面锋面则为低层对流抬升运动提供了触发机制;中尺度对流云团的空间尺度和持续时间对短时强降水的分布区域和规模有很好的指示意义,短时强降水主要出现在云顶亮温-50℃的区域,对流云团空间尺度大、持续时间长,则对应时段的短时强降水分布范围广、频次多.雷达观测有助于短时强降水天气的精细化订正和及时预警,当雷达回波强度达到45 dBz以上并具明显低质心特征、径向速度图上有中尺度辐合配合时,出现短时强降水的可能性较大.     

基于深度学习的短时强降水天气识别

气象预报人员面临的问题之一是如何准确有效地识别短时强降水天气.短时强降水是一种主要由强对流天气形成的气象灾害,产生原因与空气湿度、大气中的水分以及温湿等物理量参数有关,由此提出基于物理量参数和深度学习模型DBNs的短时强降水天气识别模型.首先,利用SMOTE算法人工合成短时强降水少数类(相对于非短时强降水天气类)样本,调整原始数据集不均衡分布问题;然后通过含有高斯玻耳兹曼机的深度学习模型对地面大气监测站逐小时加密的观测量,以及常用于天气预报分析的物理量等低层特征构造出抽象的高层特征,发现数据特征内在关系;最后实现了DBNs短时强降水的自动识别模型.结果表明,该方法能够较为准确地识别短时强降水,对于短时强降水的命中率、误警率和临界成功指数,都有着较好的表现.     

2013年5月8日、15日九江地区两次强降水过程诊断分析

该文利用地面．高空等常规资料和江西省GPS／MET水汽反演资料和NCEP物理量场资料,从环流背景和高低空影响系统的配置及物理量场对九江地区2013年5月8．15日两次过程发生的强降水天气过程进行综合分析。     

一次中尺度辐合线引起的短时强降水天气

利用常规观测资料、自动加密站数据、卫星云图等资料对锦州地区7月1日短时强降水过程的天气形势、物理量条件、卫星云图等进行分析研究,结果表明:该次降水过程是由于低层冷空气入侵同时又有地面中尺度系统相配合产生的;低层充足的水汽与辐合上升运动有利于强降水的产生,不稳定能量较强有利于强对流天气的产生;中尺度对流云团的位置和持续时间与地面中尺度系统基本吻合,并与强降水落区和持续时间基本一致。     

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。     

2019年3月21日江西省强对流过程分析

为总结江西强对流天气特点及预报指标,应用常规气象资料、江西雷达回波拼图资料和宜春风廓线雷达产品分析了2019年3月21日赣北出现的一次强对流天气过程.结果表明:地面暖区叠加辐合区,低槽与中低层急流配合,冷空气南下,有利于强对流天气产生发展.强的垂直风切变,"上干下湿"的喇叭口结构,适当的0℃层和-20℃层高度,有利于强风雹天气生成.通过风廓线雷达风场计算的本地螺旋度表明,螺旋度峰值与冰雹出现时间对应较好,且提前于短时强降水出现.结论对于冰雹等强对流天气的预报、服务有明显参考价值.     

2010—2012年河南省驻马店市短历时强降水的形成原因及物理模型的建立

针对驻马店2010—2012年出现的54次短历时强降水过程,研究了其时空分布特征、天气背景和环境条件,从形成机制上将其分为暖区对流系统和锋面对流系统两类,同时对短历时强降水的天气雷达产品如反射率因子、径向速度场、垂直积分液态含水量、风暴跟踪信息等特征进行了详细的分析,并以此建立短历时强降水的物理模型;对预报中的失误之处进行反查,整理出了此类天气的天气模型和预报思路,为以后准确预报短历时强降水天气提供科学借鉴.     

高山雷达对低纬高原飑线的分析研究

 利用云南德宏新一代天气雷达飑线资料,同时结合另5次飑线个例,对比国内外一些研究成果,初步得出低纬高原飑线天气的一些中尺度指标.以德宏2006年7月17日飑线过程为例,分析了回波强度、回波速度场、气流的分布、地面风速等特点.结果表明:高低空急流是产生飑线灾害天气的重要因素;雷达强回波的中心强度、顶高等参数与天气过程存在较好的对应关系,可作为临近趋势预报的指标;按伯努里方程Δp/ρ=ΔV²/2可较好地估计地面风速,但需考虑地形影响和飑线方向的影响.结合雷达反演降水和德宏高密度雨量站资料,可看出飑线的强降水区域几乎都是其后部稳定的25～40dBz左右的稳定层状云回波造成的.     

昆明市雨季短时强降水特征分析及预报研究

利用1981—2015年昆明市逐时降水观测及短时强降水个例期间的探空、雷达、地面观测等资料,分析了昆明市雨季短时强降水时间分布、关键影响系统、物理量及雷达观测特征,尝试寻找该类天气的预报着眼点.结果表明:①昆明短时强降水天气具有明显的日内变化特征.短时强降水主要出现在19:00—次日05:00,并在次日02:00达到峰值.②地面辐合线和700 hPa切变线是昆明出现短时强降水的关键影响系统,当500 hPa有低压槽或高压间辐合区配合时则更有利于昆明出现短时强降水.③从物理量指标看, 700 hPa比湿大于10.0 g·kg~(-1)、温度露点差≤3℃、假相当温度≥75℃和沙氏指数0.1是昆明站出现短时强降水天气的有利条件.④当雷达观测图上出现积云、块状回波,回波反射率因子强度最大值达40～45 dBz且大值区质心较低,回波顶高小于8 km,对应的径向速度图出现中尺度辐合或低空急流特征时,应该考虑发布短时强降水预警.     

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.     

一次下击暴流个例的诊断分析

通过对2011年10月13日贵阳机场一次突发性大风强降水天气的分析,表明:此次过程是一次明显的小尺度对流单体引起的下击暴流个例.虽无有利的天气尺度影响系统,但地面小尺度辐合触发了过程对流的发展;低层辐合、中高层强辐散产生的大气补偿抽吸效应使得上升运动加强,对流单体发展迅速.但缺少天气尺度系统的动力支持,对流被抑制,单体也快速崩塌,下沉运动出现后迅速占据主导,强烈的下降气流随降水冲击到地面,从而造成下击暴流.