青藏高原隆升影响东亚副热带西风急流的数值试验

利用p-σ九层区域气候模式进行高原隆升对东亚副热带西风急流影响的敏感性试验,分析高原隆升过程中西风急流垂直结构和水平结构的变化,并对其变化的原因进行初步分析.数值试验结果表明,在西风急流垂直结构上,高原隆升后冬季沿90°E高原南侧由低层到高层西风增强,沿115°E经圈在35°N以南中高层西风增强,35°N以北中高层西风减弱,夏季沿90°E高原南侧中高层东风明显减弱,沿140°E在35°N以南中高层西风增强,35°N以北中高层西风减弱.在西风急流水平结构上,冬季沿40°N从100°E到120°E一带200 hPa西风风速显著减弱,而孟加拉湾至华南至日本南部海上一带200 hPa西风风速则显著增强;夏季沿42°N从120°E到150°E一带200 hPa西风风速显著减弱,而沿25°N从120°E到150°E一带200 hpa西风风速则显著增强.冬季高原冷源作用加强和日本西南海上潜热增加所导致东亚500至200 hPa平均温度发生变化以及高原隆起后对西风急流绕流作用的增强共同导致东亚西风急流发生变化,夏季则是高原热源作用加强以及朝鲜半岛和日本西南海上潜热减少导致东亚500至200 hPa平均温度发生变化,进而导致东亚西风急流发生变化.此外,无论冬季还是夏季,对流层中上层温度变化及其所导致的200 hPa风速变化均是在从高原隆升高度为现在高度的1/4至1/2期间变化最为显著.     

1983年梅雨期中一次暴雨天气过程的诊断分析

1983年6月23—25日,长江流域出现了一次大范围的连续性暴雨过程。本文采用等熵面分析探讨了这一过程的基本特征。结果指出,四股气流,两股暖湿气流分别来自太平洋副高西侧和孟加拉湾,两股变性的西伯利亚干冷气流分别经蒙古西部,甘肃和我国东北、朝鲜、黄海,在31°N附近汇合成东—西向的辐合带是这次暴雨过程产生的有利条件。110°E附近的低空南风急流和30°N附近的低空西南风急流对这一过程的发展起了促进作用,而暴雨过程中凝结潜热释放对低空急流的发展起了一定的反馈作用。另外,在这一过程中低层水汽水平输送主要来自南海,而中下层水汽水平输送主要来自孟加拉湾。     

基于20CR再分析资料的中国西南地区气温长期趋势评估

利用20CR再分析资料,分析了西南地区1900—2012年气温长期趋势的时空分布特征,通过功率谱分析诊断了西南地区气温的主要时间周期.结果表明:冬季西南地区气温的长期趋势在南部(23°～26°N,101°～107°E)增暖更强,春季西南部(22°～25°N,98°～102°E)增暖更强;夏秋两季长期趋势的空间分布相反,即夏季为自西向东逐渐递减,而秋季为自西向东递增;对比冬春两季,夏秋两季的变暖趋势更加明显,范围更大;气温长期趋势最强区域为秋季东部关键区(23°～32°N,104°～109°E),长期趋势最弱区域为夏季东部关键区(23°～32°N,105°～108.5°E);四季各关键区域时间序列均有超过20 a以上的显著周期.     

一次低空急流影响下滇西地区冬季强降水天气分析

利用常规观测资料和大理边界层风廓线资料,对2008年1月26～27日低空急流影响下滇西地区冬季强降水天气进行分析.结果表明:南支槽是主要影响系统,槽前的西南低空急流一方面为强降水区输送源源不断的暖湿空气,另一方面在暴雨区产生强辐合,强降水发生在水汽通量散度小于-20×10-8 g.hPa-1.cm-2.s-1的区域,水汽辐合与辐散相伴出现,强降水落区与水汽通量大值区及全风速大值区有很好的对应关系.低空急流出现最强时低层辐合、高层辐散及垂直速度也达到最强;高低空急流的脉动对强降水有一定的指示意义,低空急流的脉动与强降水之间存在密切关系,高空急流较低空急流的下传明显提前2～3 h,低空西南急流向下扩展的同时,可能存在动量下传,引起低空扰动加强.     

基于风廓线雷达的低空风切变特征及其对航空影响分析

利用宜春TWP3风廓线雷达2013年资料,分层计算处理出100~580 m之间8层低空风切变数据,利用统计分析的方法分级计算结果表明:全年对飞行安全有影响的中度以上等级低空风切变在不同高度占2%~4%不等,高度越高,出现高等级风切变的概率越大。严重等级风切变在3-5月和7-9月出现更多,呈现双波峰特征。对易出现强烈以上等级风切变时期的天气系统分析表明,强低空风切变与高空低槽、中低层切变、低空西南急流、地面冷空气以及热带气旋系统有很大关系。其中西南急流系统中风切变一般出现在西南急流建立期,由中高空动量下传诱发;气旋系统引发的对流性强降水也经常伴有强低空风切变,与雷暴系统的发展有关;冷空气引发的低空风切变一般出现在降水前的冷暖空气汇合区,与降水无明显相关关系。     

初夏孟湾风暴与不同系统相互作用造成云南强降水的环流特征分析

利用1945—2008 JTWC公布的孟加拉湾风暴资料、NCEP/NCAR再分析资料和常规观测资料,对初夏造成云南强降水的孟湾风暴的大气环流特征进行了综合分析,得出:初夏孟湾风暴影响云南强降水时,其中心位于90°E附近,西太平洋副高588 dagpm线偏西,副高中心通常位于110°～120°E间,副高平均脊线位于15°～20°N之间,西脊点位于104°～108°E之间.孟湾风暴导致云南初夏强降水期间的环流特征:中高纬度地区维持北脊南槽的环流结构,印度北部到青藏高原北部为高压脊,高原南部至孟湾北部为低槽区;中南半岛至低纬高原地区为副高外围和槽前的西南暖湿气流控制,为云南强降水提供了充足的水汽和能量.同时,北部的冷平流和切变南下为云南的强降水提供了动力机制,致使云南产生强降水天气过程.低层西南急流的建立和维持是云南暴雨持续性维持的重要原因,孟湾风暴与不同的环流配置,其西南急流的分布也有所不同.     

“2010.12.11”云南冬季暴雨成因分析

 应用常规观测资料、FY-2C卫星云图和NCEP再分析资料,通过诊断分析研究了2010年12月11日发生在滇中及以南地区的云南暴雨天气过程.结果发现,这次冬季暴雨天气过程发生在有利的环流背景下,ITCZ位置偏北较活跃,孟湾存在大片对流云系,中印度洋10°N附近存在一支异常的大尺度西南气流,孟加拉湾低层有一个热带气旋生成,在卫星云图上表现出明显的气旋式云系,孟湾热带气旋和90°E附近的南支槽及槽前西南低空急流东移造成了这次暴雨天气过程;引发暴雨的水汽和能量由低空急流从孟加拉湾输送而来,充沛的水汽在云南上空强烈辐合,暴雨区θ_se呈陡立状,暴雨发生在低层辐合高层辐散的上升运动区,水汽通量散度辐合区和湿Q矢量辐合区与暴雨区对应较好.     

保定春季首场透雨天气过程诊断分析

利用常规观测资料、NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料以及卫星、雷达资料,对2019年4月24日发生在保定地区的首场透雨过程进行诊断分析。结果表明:这是一次高空槽与东北回流冷空气影响下形成的透雨过程;保定西部为积层混合型降雨,东部以层状云降雨为主;高空急流右后侧辐散与低空辐合相叠加加强了辐合上升运动,增加了降雨。     

低空急流在福建山区暖区大暴雨发生发展中的作用研究

利用欧洲中期天气预报中心的ERA5再分析数据,结合福建省地形,采用统计方法分析福建山区2010—2022年每年5—6月暖区大暴雨低空急流水平和垂直变化特征。结果表明,福建山区暖区大暴雨的强降水时段较集中,96.6%的站次6 h累积雨量超过日总降水量的78.3%;04—09时是强降水多发时段,占比44.0%,致灾危险性高;低谷区到高山区的过渡带地形和两高山区的峡谷汇合地带地形对应大暴雨占比高,达78.6%;低空急流在福建山区暖区大暴雨中普遍存在,占比81.0%;55.2%个例低空急流高度低于850 hPa,低空急流高度从01时到10时有逐步降低的趋势,与强降水多发时段相对一致;30 mm以上雨强较[20,30)mm雨强对应的急流高度明显更低,表明低空急流的高度与短时强降水的强度存在一定的正相关。     

急流对江西省一次暴雨过程的作用以及模式预报检验分析

利用NCEP fnl 1°×1°全球资料、常规气象观测资料和风廓线雷达资料,从急流角度入手对2014年5月16-18日江西中北部地区的暴雨过程进行诊断分析。结果表明,超低空、低空急流的加强为暴雨区持续提供能量以及水汽,且急流前端辐合抬升加强了上升运动;高空200 h Pa我国东北地区低涡和南亚高压配合形成的分流区产生的辐散作用对降水存在促进作用;超低空急流脉动有利于强降水的产生;高、低空急流的适宜配置产生的动力场耦合作用,为大暴雨的发生、发展提供非常有利的动力条件。对模式风场预报检验发现,模式预报稳定性较好,但是模式预报在急流核强度上与实况存在一些差别。     

1979年5—6月南海及其邻近地区的垂直环流

本文分析1979年5—6月南海及其邻近地区的垂直环流,得到主要结果是:(1)沿110°E和120°E 5月平均经圈环流位置对称但强度不一致,沿110°E 的垂直环流比沿120°E 的强。反环流圈在15°N 至20°N,10—15°N 有Hadley 环流。沿110°E 较强的反环流圈与其相联系的上升气流,表明南海季风环流在5月已建立.(2)6月沿110°E 与120°E 的平均经圈环流在7—25°N 之间是对称的,反环流圈继5月向北移,位于20—25°E,其南侧的Hadley 环流也北移5个纬度。强度均比5月为弱。(3)5月的平均东西垂直环流,沿15°N 南海地区是下沉气流。沿20°N 和25°N 气流在110°E 的东侧上升,向西下沉。(4)与此相反,6月气流在115°E 以西上升,在115°E 以东下沉,形成东西垂直环流圈。这个东西垂直环流圈,促使南海西南季风加强。同时副热带反气旋东撤,西南季风不断向北推进。     

华南低空急流与4—6月广西暴雨

广西地处低纬,每年4—6月历受低空急流影响,其间产生的暴雨,多直接与低空急流有关。为了探讨华南低空急流与广西暴雨的关系,本文以850毫巴图为主,对4—6月出现的低空急流及其对广西暴雨的影响,进行普查分析,得到一些初步的结论。     

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。     

云南雨季开始和大气环流季节变化的关系

本文研究了1972～1979年间云南雨季开始和亚州地区大气环流季节变化的关系。我们发现:(1)在与印度季风爆发相当的自春末到初夏的季节变化过程期间,亚洲地区存在一个季节变化的前期过程。通过这个过程使云南进入夏季风降水。过程特点为:印度南端季风低空急流建立、孟加拉湾西南季风爆发,随后季风经缅甸影响云南,云南雨季开始。孟加拉湾季风建立均由一次较强的季风低压(或中层气旋)来完成,春末南支西风槽的活动也随之结束,在高空则表现为100mb上反气旋中心由25°N北跳到30°N,并且稳定。以上过程常在一星期内完成,是比较突然的。我们认为,云南季风雨开始是这个突变的季节变化的结果。(2)轨迹和水汽输送量的计算表明,云南雨季开始期的水汽来自西南季风的输送。此时,西南季风的水汽已可通过云南上空输送到四川、贵州和广西等地。(3)云南地区较强的大范围夏季降水常是西南季风和冷空气相互作用的结果。     

台风"温比亚"在河南的转向路径和暴雨特征分析

利用常规、非常规、再分析资料,对2018年8月台风"温比亚"在河南的转向路径和暴雨特征进行了诊断分析.结果表明:"温比亚"在河南经历了西北行逐渐减速、停滞转向、东北行逐渐加速的过程;大范围暴雨主要集中于台风进入河南西北行逐渐减速的过程中.中纬度西风槽携带的冷空气从低空侵入台风环流,在非纬向高空急流形成的强辐散场与台风低空辐合场耦合的情况下,触发对流和暴雨增幅.西风槽东移有利于台风西北行减速停滞并转向.非纬向高空急流向平直西风急流演变并增强南扩,急流轴右侧的强辐散中心东北移,从高层牵引台风转向;台风东侧副热带高压及高空反气旋环流加强并向西南伸展,台风环境风场转入增强的西南气流中,是台风转向并加速东北移的重要动力因素.台风停滞转向之后,台风上部垂直涡度、散度、垂直速度场与下部错位,台风强度减弱,水汽通量值下降,降水也随之减弱.低空水汽通量大值中心、水汽通量散度负值中心和高空辐散中心对预报台风移动方向和降水强弱趋势具有指示意义.     

抚州市一次连续性暴雨过程分析

利用常规气象资料,T639数值预报产品等资料对2014年6月19-22日抚州市出现连续性暴雨形成机制进行分析,结果表明:此次暴雨是在中高纬"两槽一脊"环流背景下产生,而中低层持续强劲的西南急流是这次暴雨的主要触发系统,持续的低空急流为暴雨区输送充足的水汽和不稳定能量,急流最大风速出口区辐合为暴雨形成提供了辐合上升的动力条件。过程期间,高低空散度场配置以及低空正涡度中心与强辐合区的叠加,表明在暴雨区内存在着大气上升运动。在大气处于高度不稳定状态下,地面存在辐合扰动,有利于中尺度对流系统的发生发展。     

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。     

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.     

东亚夏季风系统和南海台风活动的关系

本文用1981,1982年6—9月东亚与澳大利亚部份测站的常规资料作诊断分析,探讨东亚夏季风系统各主要成员与南海台风活动的关系.结果得到,澳大利亚冷高压加强,105°E附近的越赤道气流跟着增强,南海的ITCZ发展,南海台风生成于澳大利亚冷高压高峰后的衰减时段.西南季风气流是南海台风的重要能量输送带。南支高空东风急流的增强与北支东风急流的动量下传,有利于南海台风生成.西太平洋气旋波移入南海促使南海低压生成.     

印度季风环流系统对我国暴雨的贡献

本文利用1974～78年5～9月的气象资料讨论夏季印度季风环流系统与我国暴雨的关系。结论是:印度季风环流建立后,我国降水过程增多,西南及长江流域雨季稳定;印度季风中断期为我国低涡切变降水过程盛行期;而印度季风活跃期却为我国降水过程准间歇期,此时我国东部台风活动频繁;大、暴雨过程的水汽输送,不少是由印度季风环流南侧的赤道西风连接我国偏西南风低空急流带提供。