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.     

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。     

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.     

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.     

天津市蓟州区短时强降水特征及预报指标研究

利用蓟州区自动站逐小时观测资料和ERA5再分析资料对蓟州区短时强降水的时空发生规律和物理量进行了分析。结果表明：蓟州地区短时强降水发生的站次呈明显的阶段性变化;短时强降水天气主要出现在7～8月,其中7月中旬至8月上旬是高发期;短时强降水多出现在夜间凌晨左右;短时强降水的空间分布有明显的区域差异,呈北高南低的分布特征,平原地区短时强降水的发生也有明显的城郊差异;对流发生前,单站气压和湿度呈反向变化,而且这种变化在强降水发生前两三个小时内较明显,在预报蓟州短时强降水时有一定参考意义。     

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.     

WRF模式微物理方案对强降水预报的影响

本文利用新一代中尺度非静力模式WRF(V2.1.2版本),采用单向两重嵌套方案,粗细网格距分别为12km、4km,对我国江淮流域2003年7月4日～5日一次典型强降水天气过程进行微物理方案的敏感性试验。从降水落区、降水中心位置和强度方面对总降水预报性能进行了对比,同时结合卫星资料、地面自动站雨量等非常规观测资料,对比分析了模拟的滁州地区降水随时间的变化及1小时降水率的空间分布,研究不同分辨率下模式微物理方案对强降水预报的影响。所得的结论对于我国夏季强降水预报和中尺度模式微物理过程在业务和研究方面有一定的参考价值。     

莆田市前汛期短时强降水物理量阈值研究

利用福州、厦门两个常规探空站逐日高空探测资料导出的32个物理量,分别与2012～2016年莆田市前汛期（3～6月）区域短时强降水个例进行相关性分析及显著性检验,统计出涵盖75%以上短时强降水个例的物理量阈值,剔除阈值在非短时强降水个例出现概率大于45%的物理量,得到莆田市前汛期短时强降水的物理量阈值,以便在莆田市前汛期短时强降水预报中应用。     

2013-2018年南平市夏季短时强降水特征分析

利用南平市275个自动站2013—2018年夏季(7—9月)逐小时降水资料、同期邵武探空资料及ECMWF 1° ×1°再分析资料,统计分析夏季短时强降水的时空分布特征,同时对影响天气系统进行分类,并分析不同天气型的物理量特征.结果表明,南平市夏季短时强降水的频数年际变化大,其日变化呈单峰型,午后到上半夜最易发生短时强降...     

长江中下游一次暖区极端致洪暴雨特征及天气学成因分析

基于多源观测资料和再分析资料,采用天气学诊断分析方法研究了2019年5月长江中下游地区发生的一次致洪暴雨的特征及主要成因。结果表明:该次极端致洪暴雨过程是在稳定的“西低东高”天气形势下,由持续时间长的短时强降水累积而成,具有明显的中尺度和阶段性特征。直接造成极端暴雨的中尺度对流系统在低空急流前沿不断新生东移,表现出明显的“列车效应”和准静止特点。过程中低空急流和超低空急流异常强盛,为极端暴雨提供了持续有利的水汽和对流不稳定条件,特别是整层高湿、较低的抬升凝结高度和较大暖云层厚度有利于提高降水效率,产生雨强较大的短时强降水；高低空急流耦合是强降水发生发展的重要动力机制,强垂直风切变区与暴雨落区有较好的对应。     

风廓线雷达在“7.19”大暴雨过程中差异特征分析

利用京津冀地区三部风廓线雷达资料,结合常规气象观测资料、加密自动站资料、NCEP再分析资料及雷达探测资料,针对2016年7月19~20日发生在京津冀地区的一次大暴雨局地特大暴雨过程进行分析。结果表明:此次降水过程分为两个阶段,第一阶段呈现短时雨强大且强度变化显著的对流性降水特点,第二阶段降水相对平缓,雨强显著减小;天气系统配置结构满足华北地区出现大暴雨的典型背景条件;强降水第一阶段发生前3,h出现双层低空急流,而强降水第二阶段低空急流的出现仅提前1~2,h,且并无双层低空急流现象。     

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。     

三亚短时强降水的时空分布特征

为了弄清三亚短时强降水的时空分布特征，利用三亚2009—2021年1个国家级地面气象站及18个加密地面观测站的逐小时和日降水数据以及哈德莱中心月平均海表温度资料，采用空间插值、经验正交函数分解、线性统计分析及相关性分析等方法，对三亚短时强降水的时空变化特征、短时强降水与暴雨的关系进行了分析，揭示其变化规律.结果表明：三亚短时强降水呈北多南少和东多西少的空间分布特征；EOF分解得到三亚短时强降水呈现全区一致和东西差异两种典型的空间分布模态，华南沿海海温异常是影响全区一致性降水模态的重要因子；短时强降水年平均出现站次为19.1,76.33%的短时强降水集中在16.0～30.0 mm·h^-1，短时强降水月变化呈双峰结构，峰值出现在7月份和9月份，87.32%的短时强降水出现在4～10月份；日变化的双峰结构明显，多发时段为04～05时、07～08时及16～17时；月平均短时强降水为26.6 mm·h^-1，极端小时降水为107.4 mm·h^-1，极端小时降水多由强对流系统引起. 83.34%的暴雨过程伴有短时强降水，两者呈显著性正...     

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.     

云南省不同降水型地质灾害的降水特征对比分析

利用2014—2020年云南地质灾害数据和气象站降水资料，通过有效降水量法筛选出降水型滑坡、泥石流和崩塌灾害，并分析灾害发生时次前的降水特征.结果显示：云南降水型地质灾害以滑坡为主，其次是泥石流和崩塌；诱发3类地质灾害的降水类型都有短时强降水、短期降水和长历时降水.由短期降水造成的滑坡、泥石流和崩塌灾害样本分别占78%、83%和75%，其中超过75%灾害发生前3 d出现强降水事件，泥石流更是高达96%；诱发滑坡和泥石流灾害的短历时强降水主要发生在前12 h，其中滑坡灾害发生短历时强降水时次最多的是前1～4 h，泥石流灾害发生短历时强降水时次最多的是前1 h；云南大部地区滑坡、泥石流和崩塌灾害主要由短期降水引起，特别是怒江地区最显著.     

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。     

山西中部一次暴雨的中尺度分析及降水估计

利用卫星云图资料、云顶亮温TBB等卫星观测资料对2009年8月25日发生在山西中部的一次器雨天气进行了分析。结果表明,暴雨是在有利的大尺度天气形势背景下,由中小尺度系统直接造成的,地面降水强度随着云顶亮温的不断降低,不仅降水强度明显增大,而且出现夫雨和暴雨等强降水的机会也逐渐增多。利硝卫星资料作雨量估计．是做好暴雨短时、临近预报的基础。     

2017—2021年海南岛汛期短时降水时空分布特征

利用海南岛2017—2021年440个加密地面观测站逐小时降水资料,采用线性统计等方法,分析了海南岛汛期(4—9月)短时强降水时空分布特征,结果表明,(1)海南岛汛期的短时强降水空间分布呈北多、南少特征,多发区集中在海南岛的北部地区,中部的琼中地区和东部的琼海地区次之,短时强降水的空间分布与海南岛夏季受海风锋影响以及秋季受偏东急流影响有关。(2)短时强降水年均站次为5865次,逐年站次在4862～6928站次之间波动,年际变化大,2018年和2021年出现了2个峰值,分别为6928次和6081次;短时强降水有明显的月变化规律,5月和8月短时强降水发生次数分别占汛期总次数的27%和28%,9月次之(占汛期总次数的16%);(3)海南岛汛期短时降水日变化特征和华南其他地区的双峰结构不一致,短时强降水的日变化具有明显的单峰结构,主要时间段为13∶00—19∶00。     

CMA-SH9及ECMWF模式对龙岩市一次暴雨预报检验分析

利用常规地面和高空观测资料、欧洲中心ECMWF(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)的era5再分析资料、ECMWF模式预报产品和CMA-SH9模式预报产品对2019年5月27日福建省龙岩市一次强降水过程进行模式预报的检验分析。结果表明：ECWMF模式对于中等强度降水的预报效果要优于CMA-SH9模式,但对于大雨及以上量级的降水,其预报效果则要明显要低于CMA-SH9模式;对物理量场的预报,ECMWF模式预报效果要略优于CMA-SH9模式;CMA-SH9模式对此次强降水过程整体预报效果要优于ECMWF模式,主要原因为CMA-SH9模式对低层风场预报效果较好,与实况较为吻合。因此,CMA-SH9模式对此次强降水整体的落区和强度预报具有较好指导意义。     

渤海西岸一次短时强降水天气特点分析

利用常规探测资料、多普勒雷达资料和1°×1°NCEP 再分析资料,对2010年6月17日发生的一次短时强降水天气进行了分析和诊断。这次降水属于典型的低涡前部暴雨形势,强烈的垂直风切变和 SWEAT 指数对降水有很好的指示意义;低层偏东风的嵌入时间和发展强度、高度都与强降水的开始、发展和结束具有很好的相互联系;不同于区域暴雨的水汽形势,强对流天气中的相对湿度并不很大,降水发生期间的相对湿度仅在50-6%左右;水汽辐合带以及能量锋区均位于天津的西南侧,和低涡槽前对应,造成这次短时强降水。