2010年云南“6.25”特大暴雨中尺度特征及成因的数值模拟分析

 使用1°×1°NCEP再分析资料、TBB黑体亮温资料和自动站逐时降水资料,应用MM5V3.6中尺度数值模式对2010年6月25日发生在云南曲靖马龙罕见的特大暴雨进行数值模拟,主要从动力结构和不稳定机制研究本次特大暴雨的中尺度特征及其成因.研究表明：降水发生期间中低层有较强的水汽辐合柱存在,强降水发生前中低层积累了较大的对流不稳定能量,近地层辐合线的形成诱发中低层辐合的产生,强烈的垂直上升运动促使对流不稳定能量迅速释放,触发强对流降水,高层辐散中低层辐合形成的“抽吸作用”以及利于垂直上升运动和降水的维持.地形敏感试验表明,近地层辐合线出现的位置与云南地形有很大的关系,从而影响强对流暴雨的落区.     

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。     

卫星资料在一次极端短时强降水过程中的释用分析

利用FY2卫星云图及TBB资料、地面加密自动站资料及常规气象观测资料,详细分析了2016年7月24日天津沿岸极端短时强降水发生时的对流云团特征及TBB变化,结果表明:①500 hPa"北低南高"的环流形势稳定维持,垂直方向两段近乎垂直的低涡柱,副高加强西伸北抬,地面低压倒槽北顶,低空急流风速辐合,高空强烈辐散,利于上升运动的加强和维持,造成了此次极端短时强降水天气过程。②红外云图中,河北中部的对流云团A沿副高外围引导气流东移,并入天津中南部对流云团B,加强为对流云团C,700～925 hPa低空急流风速辐合,同时地面冷空气入侵,对C云团的发展起到促进作用,极端短时强降水发生在对流云团合并加强之后。水汽云图上云团边界非常明显,副高西北侧的大量水汽在低空急流及辐合气流的作用下,有一个明显变亮的过程。可见光云图上,白亮密实的中尺度对流云团不断发展、壮大。③TBB低值带与极端短时强降水发生的区域相对应,强降水落区位于TBB低值区内,即云团强烈发展的中心位置,此位置云团向上强烈发展,对流旺盛,对短时强降水的发生较为有利。强降水发生在对流发展最旺盛期后的能量释放过程中,相对TBB值最大变率在演变趋势上有一定的滞后性,强降水主要发生在TBB变率最大值之后。     

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.     

2010年7月8日英山特大暴雨过程的成因分析

利用GFS(0.5°×0.5°)6 h再分析资料、LAPS资料以及FY-2c卫星云图资料、武汉区域雷达拼图产品和自动站实时资料,对2010年7月8日发生在英山的特大暴雨过程进行了分析.结果表明:控制湖北地区的副高南退时,副高外围东移的短波槽引导北方冷空气下滑是此次过程的触发机制;低层切变、低空急流、露点锋和地面辐合线引起了低层辐合、中层辐散、低层θse锋生及中上层θse锋区下移,提供了有利的动力条件;750～1 000 hPa的高湿区是水汽条件;温度槽温度脊的配合、对流有效位能的持续增加和湿位涡上正下负的配置为此次过程提供了不稳定能量.     

德兴“6.15”特大暴雨天气过程的特征分析

利用高空和地面观测资料、WRF数值模式和IHR_LAPS系统资料,对2011年6月15日特大暴雨过程的环境场及物理量特征进行综合分析,结果表明:(1)低涡切变线、中高层冷温槽,以及与高空急流的合理配置,加强了暴雨区垂直环流发展,使降水区形成高空辐散、低空辐合的流场特征,促进了强降水的产生;(2)低层强而持续的水汽输送是产生强降水和大暴雨必需的水汽条件;(3)强降水区域对流有效位能大值区与暴雨中心相对应,对流有效位能的时空变化能较好地反映暴雨的时空演变特征;(4)地面温度密集区的存在,温度梯度锋稳定少动,有利于地面中尺度辐合的形成、发展和维持,有利于强降雨的发生;(5)暴雨产生在中低层螺旋度中心和不稳定能量高能区中,局地螺旋度大值中心的高低层耦合叠加且持续,对暴雨的落区及预报有指示意义。     

2008年“7.01”昭通罕见大暴雨过程的中尺度特征分析

首先运用气象学与物理量诊断方法,分析了2008年6月30日～7月1日发生在昭通的罕见大暴雨过程的大尺度环境;再利用多普勒天气雷达的高时空分辨率资料结合FY-2C卫星资料及区域自动站雨量资料,对此过程的中尺度对流系统进行分析.结果表明:①此过程具备有利的大尺度条件,中尺度对流系统(MCS)处于前倾疏散的高空槽槽前,高空辐散,低空辐合,为中尺度对流系统的发生提供了有利的大尺度动力条件.②这次降水过程具有强度大、突发性强、时间尺度小的特点,强降水的集中持续时间基本为3～5h,地面降水时空分布具有明显的中尺度特征.③暴雨发生前对流层低层有西南—东北走向的湿舌,为暴雨提供了有利的水汽条件;高空干冷平流与低空的暖湿平流形成的差动平流,造成大气的层结不稳定度增强.④对卫星云图及多普勒雷达回波图进行分析,发现在大尺度的环境风场中,存在着β中尺度对流系统,而β中尺度对流系统由2个中尺度对流云团合并而成,具有椭圆形结构特征,中尺度云团内部的流场辐合带与强的雷达回波带基本对应,强盛阶段雷达回波呈现出典型的人字形回波形态.     

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.     

南昌市一次短时强降水成因分析

2012年8月21日晚上南昌地区出现了短时强降水,时雨量最大达54.6 mm,短时强降水一直以来是短时和短期预报的难点。利用常规资料及日本GMS卫星TBB资料以及自动站资料对本次短时强降水天气的成因进行分析,结果表明:1)南昌上空气柱内丰沛的水汽以及一定的水汽输送为南昌短时强降水提供强大水汽条件;2)500 h P高空槽东移,引导地面冷空气南下,台湾以东有热带低压活动,其东侧的东南气流与副高南侧偏东气流伸入江西与北风冷空气交汇,导致了南昌附近局地强锋生,锋面抬升作用触发了对流层中低层不稳定能量的释放,导致了南昌短时强降水的发生;3)相当黑体亮温-63℃以下的面积对短时强降水有很好的指示意义,因此利用卫星资料,可对短时强降水的演变进行详细的监测,为短时强降水的分析和预报预警提供依据。     

“7.29”厦门局地短时强降水的成因和预报误差分析

利用常规气象观测数据、NCEP/NCAR FNL再分析等资料以及风廓线雷达、X波段相控阵雷达等新型雷达产品,对2020年7月29日厦门局地短时强降水的成因和预报误差进行分析,结果表明:(1)高层辐散低层辐合配置的强垂直上升运动,中低层较为深厚的水汽饱和层、强热力不稳定、一定强度的风向垂直切变以及较低的自由对流高度等,为局地短时强降水和雷暴大风的形成提供了水汽条件和热力、动力不稳定条件。(2)副高底部偏东气流加强,超低空出现风场辐合,水汽、动力条件转好,热力不稳定条件趋向有利,这些都是当天午后到夜间的局地强降水较预估偏强的原因。(3)925hPa风廓线雷达对此过程风场辐合特征有较好的指示作用,相控阵雷达则清楚显示了过程出现的列车效应,对于局地性的短时强降水可提供更精细的监测数据和降水估计。双偏振参量表明回波有明显的ZDR、KDP异常大值区,表明降水以扁平大水滴为主,回波质心较低,是属于暖云主导的热带降水型,对应雨强较大,降水效率较高。     

一次梅雨锋连续大暴雨过程的诊断分析

为了提高对梅雨锋暴雨过程的预报服务能力,利用常规观测资料、MICAPS天气图和FNL再分析等资料,对2020年7月8—10日梅雨锋连续大暴雨天气过程进行了诊断分析。结果表明:1)这是一次高水汽含量、强低空急流配合短波槽、切变线和梅雨锋天气尺度系统引发的连续大暴雨过程; 2)利用FNL再分析资料对过程的水汽、动力、热力条件进行了分析,表明25°～29°N在800 h Pa以下水汽含量丰富,湖南中东部和吉安地区有水汽通量大值区,向东北方向输送水汽并产生明显辐合,且伴有持续的上升运动; 3)南昌站的探空CAPE值呈现有利强降水的细长结构,且有明显的能量释放和再建过程; 4)稳定天气背景、持续的水汽输送和辐合以及不稳定能量的释放和再建是造成此次连续大暴雨过程的关键所在。研究成果为提高梅雨锋暴雨的预报服务能力提供了参考依据。     

"07.07"暴雨的数值模拟及回波分析

运用非静力中尺度模式MM5V3.7,对2007年7月7-8日的南京地区暴雨过程进行数值模拟并结合雷达资料进行分析。分析结果表明,高低空急流的配合有利于大暴雨的产生;高层的强辐散和低层的强辐合中心与降水有好的对应关系;在雷达回波图上梅雨锋降水回波区出现多条中尺度对流回波带。     

贵州2次MCC暴雨诊断和触发机制对比分析

用FY2-D卫星红外云图云顶亮温(TBB)、常规观测资料和NCEP1°×1°格点再分析资料对2008年5月29—30日(“0529”)与2010年6月16—17日(“0616”)贵州2次MCC暴雨天气过程进行诊断分析和触发机制讨论.结果显示:2次MCC发展的历程不同,“0529”MCC最初由多个较小的对流系统合并发展形成中β尺度对流系统,“0616”MCC却由单个对流系统迅速发展形成.2次MCC过程大气低层的影响天气系统明显不同,“0529”MCC天气过程中冷空气占据主导地位,“0616”MCC天气过程中,西南低空急流起到了关键性的作用.诊断分析发现:“0529”MCC,大气低层的动力条件和水汽辐合剧烈,因此对流和短时强降水更强.“0616”MCC,动力条件和水汽辐合垂直方向伸展的高度高,水汽的输送持续,形成了较广范围的暴雨天气.利用锋生函数针对2次MCC过程触发机制的讨论显示:“0529”MCC,受冷锋影响,加大了经向风的东西向切变,Af伸长变形明显;同时形成θse密集区,有利的热力锋生条件,使得锋生加强.“0616”MCC,低空急流的建立和加强,形成有利的动力锋生条件,使得伸长变形Af和切变变形Bf均对锋生作出明显贡献.     

一次罕见的致灾飑线天气雷达回波分析

使用MICAPS资料、江西强天气监测数据、江西WebGIS雷达拼图数据和江西自动站等数据,采用数据统计、形态分析、个例对比等方法,对2019年3月21日江西上饶强飑线过程进行分析。结果表明:1)飑线是在低层暖湿、中层干冷,不稳定的大气层结以及江南暖倒槽发展、地面中尺度辐合线、低层切变线、急流共同作用下产生的,前期属于槽前暖平流强迫类强对流,后期冷锋强迫抬升转为斜压锋生类强对流;2)对流回波带发展成弓状回波结构后,回波强度CR可达60～70 dBz,弓状回波带中段前沿向前突出,移动速度达到110 km/h,带来雷暴大风、冰雹、强雷电和短时强降水等强对流天气;3)对流风暴前端大的回波梯度、快速移动的弓状回波,以及明显的悬垂结构、强的VIL都是容易造成雷暴大风、冰雹和短时强降水的雷达回波典型特征。     

贵州2次MCC暴雨诊断和触发机制对比分析

用FY2-D卫星红外云图云顶亮温(TBB)、常规观测资料和NCEP1°×1°格点再分析资料对2008年5月29—30日("0529")与2010年6月16—17日("0616")贵州2次MCC暴雨天气过程进行诊断分析和触发机制讨论.结果显示:2次MCC发展的历程不同,"0529"MCC最初由多个较小的对流系统合并发展形成中β尺度对流系统,"0616"MCC却由单个对流系统迅速发展形成.2次MCC过程大气低层的影响天气系统明显不同,"0529"MCC天气过程中冷空气占据主导地位,"0616"MCC天气过程中,西南低空急流起到了关键性的作用.诊断分析发现:"0529"MCC,大气低层的动力条件和水汽辐合剧烈,因此对流和短时强降水更强."0616"MCC,动力条件和水汽辐合垂直方向伸展的高度高,水汽的输送持续,形成了较广范围的暴雨天气.利用锋生函数针对2次MCC过程触发机制的讨论显示:"0529"MCC,受冷锋影响,加大了经向风的东西向切变,Af伸长变形明显;同时形成θse密集区,有利的热力锋生条件,使得锋生加强."0616"MCC,低空急流的建立和加强,形成有利的动力锋生条件,使得伸长变形A f和切变变形B f均对锋生作出明显贡献.     

初夏西南气流爆发引起滇西北高原暴雨天气过程的分析

本文通过对2011年6月11日出现在丽江市宁蒗县的首场暴雨天气过程进行分析,发现本次过程主要是由初夏强盛的西南气流与700hPa切变线共同作用造成的。副高东退,位于青藏高原东南部的切变线自东北向西南影响丽江,强盛的西南气流在切变线附近形成风向辐合。丽江位于西南气流急流轴的左前方,辐合抬升较强。丽江CINRAD/CC多普勒雷达回波分析发现,主要是以层积云累积降水为主,强降水落区处于速度低值区,利于速度和水汽的辐合。本次过程水汽条件好,大气层结较稳定,对流不稳定能量弱,但辐合抬升很强,强降水区域与垂直速度强中心对应。日常预报中,欧洲中心形势预报稳定且具有主要参考价值。     

2017年4—8月江西9次飑线天气诊断分析

基于常规天气资料、江西WebGIS雷达拼图、欧洲中心格点物理量等资料,对2017年4—8月江西9次飑线天气过程,采用对比统计与形态分类方法进行诊断分析.结果表明:高层冷槽叠加在低层暖中心之上,上冷下暖造成大气层结不稳定;同时低层切变线配合地面低压或倒槽中的辐合上升运动,触发对流不稳定能量释放而产生中尺度飑线系统.在热力不稳定和垂直风切变的环境条件下,飑线至西向东移动发展加强,沿途产生雷暴大风、冰雹、短时强降水等强对流天气.在预报雷暴大风时,比湿场、假相当位温、K指数、沙氏指数、风暴强度指数的指示性比水汽通量、相对湿度、抬升指数要更有参考意义.在雷达拼图上,飑线表现为带状回波结构特征,有飑线带状回波、弓状回波带和回波短带等多种形式变化.对于江西飑线的预警预报有明显参考价值.     

河南省三门峡一次局地暴雨过程分析

利用常规观测资料、NCEP 6 h一次的1°×1°分析资料和多普勒雷达产品等对2012年7月21日三门峡市暴雨过程进行了分析.结果表明:①高空低槽加深发展、中低层急流带及迅速入侵的冷空气为此次对流天气的产生提供了有利条件.②暴雨区上空低层辐合与高层辐散形成的抽吸作用,为此次暴雨过程的发生发展提供了动力条件.低层的正涡度中心和高层的负涡度中心与暴雨落区之间有着很好的对应关系.③卢氏县境内北部山脉呈东西走向,南面的迎风坡有利于西南气流在此抬升.三门峡市区、陕县处于黄河沿岸,本身水汽充沛,再加上西南气流在此汇聚,以上条件有利于局地暴雨落区的形成.④回波顶高大值区的分布与暴雨落区有很好的对应关系,通过对回波顶高的分析可以指示出强降水的落区.     

一次江淮流域特大暴雨过程的观测分析

利用常规观测和NCEP/NCAR再分析资料,对2015年6月26-28日发生在江淮流域的一次梅雨锋暴雨过程进行诊断分析,得到以下结论:①此次暴雨发生在500hPa西风带系统中,冷暖空气交汇形成的梅雨锋及其切变线稳定维持在江淮流域上空,切变线南侧为强盛的西南低空急流;②暴雨过程主要有2条水汽来源,分别来自孟加拉湾和我国南海。水汽通量输送主要集中在800hPa以下,925hPa水汽通量辐合中心与强降水中心对应;③在降水区形成冷中心与其南侧高温高湿的不稳定气流对峙,形成温度密集带,有利于梅雨锋上中尺度对流系统的发生、发展和维持。     

晋中地域一次暴雨天气过程分析

利用常规探测资料、T213资料、卫星云图和多普勒雷达资料对晋中地域一次暴雨过程进行天气动力学和中尺度诊断分析。结果表明：500hPa冷低槽、中低层切变线、副热带高压、地面的冷锋是造成晋中地域暴雨的主要影响系统;前期不稳定能量、水汽的积累和过程中物理量场的良好配置有利于产生暴雨;触发暴雨落区位于高能舌与对流不稳定重合的区域;中尺度辐合线为强降水提供了有利的触发条件。