“7·11”陕西区域性暴雨诊断分析及预报着眼点

利用常规气象观测资料、陕西区域自动站观测资料、NCEP1°×1°再分析资料和卫星探测资料,对2018年7月10—11日陕西一次区域性暴雨过程(简称“7·11”暴雨)进行了诊断分析、总结预报着眼点,结果表明:本次暴雨属于西风槽、副热带高压、远距离台风共同影响型;低层东路弱冷空气及高空槽携带西北路冷空气先后入侵暴雨区,共同起到了冷垫作用;西北路冷空气是暴雨的触发机制,而东路弱冷空气对暴雨雨带东移有阻挡作用;偏南气流突然加强对暴雨有先兆作用,大气整层水汽通量大值区、850hPa的θse低能干冷空气夹击能量舌的位置,均可判断强降水落区位置;地面辐合线的形成时间、移动速度及移动方向是此类暴雨起始时间和落区预报的着眼点。     

2013年7月辽宁省降水异常物理机制研究

利用MICAPS常规资料和NCEP再分析资料,对2013年7月辽宁省降水异常物理机制进行了研究。结果表明:2013年7月辽宁省降水偏多发生在异常环流背景下,乌拉尔山高压脊和贝加尔湖低压槽强度大于常年,冷空气偏强且路径偏南;东亚40°—50°N处在纬向强锋区中,有利于气旋生成发展;副热带高压脊线比常年偏北2个纬度,西北侧暖湿气流活跃。7月中高纬地区有3次明显冷空气向南侵入至40°N,与中低纬北上至40°N及以北的暖湿气流交绥形成暴雨,影响系统分别为华北气旋、蒙古气旋冷锋和副热带高压西侧辐合线,不同影响系统暴雨过程的物理机制存在差异。3次暴雨过程中,华北气旋暴雨水汽供应最充沛,水汽源地不仅有西太平洋、南海、东海和黄海,还有孟加拉湾;暴雨区水汽主要由副热带高压外围西南或偏南气流向北输送,东海北部和黄海是水汽汇合及输送量最大的区域。高空急流受贝加尔湖低槽强度影响,不同影响系统高空急流演变和强度不同,低空急流分布与强度及高空辐散区、低空辐合区相对高、低空急流轴分布的位置也不同;高、低空急流耦合发展及高空辐散区、低空辐合区叠置产生的强垂直上升运动造成了水汽强烈辐合,其中华北气旋暴雨水汽辐合最强,水汽辐合层顶达850hPa,蒙古气旋冷锋和副热带高压西侧辐合线暴雨水汽辐合顶在900hPa附近及以下。热力分析表明,3次暴雨过程环境大气中层均有干冷空气侵入,增加了降水对流的不稳定性。     

秋季台风“纳沙”大范围暴雨的机制研究

利用T213、ECMWF数值预报资料和热带气旋历史资料,对1117号强台风“纳沙”造成广西持续大范围暴雨的成因进行分析,造成广西大范围暴雨的主要原因是:“纳沙”登陆后,副热带高压强大,台风环流与副热带高压之间气压梯度增大,其右侧辐合加强,深厚偏东气流给台风输送了大量的水汽和能量,西南风急流与副高西侧强东南气流形成辐合,北方冷空气从低层南下,东北风与台风后部的东南风形成切变产生对流降水;加上台风自身带来的降水、急流降水以及冷空气入侵降水三部分相接,组成了“纳沙”影响期间的持续性强降水过程.     

台风菲特暴雨诊断分析

"菲特"台风暴雨具有阶段性特征,包括台风远距离降水、台风倒槽和内螺旋雨带降水、台风外部螺旋雨带降水、台风残留低压环流与冷空气相互作用降水4个阶段。利用地面观测、气象雷达观测、NCEP分析资料,对"菲特"台风暴雨环流形势进行了分析。引导台风东移的高压东西部具有不同热力属性,东部暖性深厚、西部冷性浅薄。浅薄冷高压阻挡登陆台风继续西移,延长台风倒槽和外围螺旋雨带的降水时间。"丹娜丝"台风的靠近,有利于东南风水汽输送的增强。副热带高压的增强,在黄海上空逼近东移高空槽形成稳定的高空急流。文章提出与传统垂直风切变大、高空急流强的冷空气阻挡型不同的侵入型冷空气和台风相互作用形势。侵入型冷空气从低层入侵,影响台风残留低压的外围环流。在低压外围环流的北部形成较强的东北风,并与海上的东风对峙辐合形成海岸锋。冷空气侵入型的空间不对称特征明显:对流有效位能东高西低,垂直风切变西北高东南低。残留低压的中层受冷空气影响较小,沿海地区的东南风持续的时间更长。中层高位涡区与地面海岸锋的互应,为变性的台风残留低压暴雨提供有利条件。     

2009号台风“美莎克”对黑龙江的影响及非对称结构特征

使用常规观测资料及ERA5（0.25°×0.25°）再分析资料,对2009号台风“美莎克”进行分析。结果表明：此次过程,副热带高压异常强大,位置偏北,并与北侧阻高合并形成高压坝阻挡;“美莎克”沿副高外围北上与中纬度低涡及冷空气相互作用,变性后斜压性明显加大,低涡增强;“美莎克”携带大量水汽,同时中低空急流将海上水汽持续向黑龙江输送,并在黑龙江强烈辐合,形成强的水汽辐合区和水汽辐合带;高低空急流耦合构成强的垂直环流,对应非常强的垂直上升速度;副热带高压向西北伸展,高空引导气流和热成风方向转为西北—东南向,促使“美莎克”登陆后向西北移动,穿过黑龙江,是黑龙江出现大暴雨的主要原因。分析台风中心涡度、散度、垂直速度、位温、湿位涡等物理量的三维结构变化,可以很好地认识台风在北上登陆中的变性过程以及降水出现非对称结构的原因。     

陕北一次秋季连阴雨过程的天气动力学分析

通过对2007年秋季陕北一次极端连阴雨过程的环流形势、动力结构、水汽输送等分析,结果表明：2007年陕北秋季连阴雨具有雨日长、雨强大、面积广的特点;由于西太平洋副热带高压异常偏北偏西,其外围形成的西南低空急流把充足的水汽输送到陕北;当乌山有阻高建立时,北方冷空气沿脊前下滑,在巴湖形成切断低压,在贝湖形成低涡;贝湖底部分裂小槽南下,冷暖空气在陕北长时间交汇;由于高空西风急流稳定在38°N附近．陕北位于高空急流的出口区,高空急流与副高外围的西南低空急流耦合,提供了持续的上升运动和水汽辐合．从而形成了陕北长时间的连阴雨天气;登陆台风北侧的东风气流为陕北连阴雨期间发生暴雨提供了有利的水汽和不稳定能量。当阻高减弱崩溃,巴湖到新疆有高压脊建立,副热带高压东移南退,陕北上空转为西北气流控制,连阴雨天气结束。     

“苏拉”台风引发福建西部大暴雨成因分析

利用常规天气资料、NCEP 1°×1°再分析资料、地面降水资料以及福建新一代天气雷达资料对2012年"苏拉"台风登陆后引发福建西部大暴雨天气成因进行分析,结果表明:"苏拉"登陆后高空涡旋受大陆高压东侧偏北气流引导向偏南方向移动,同时,台风登陆后进入大的环境风垂直切变区并向切变左侧倾斜,使得台风南倾结构进一步加大。台风结构南倾为福建西部大暴雨区提供了良好的动力条件,"苏拉"自身带来的水汽及台风南侧西南气流为暴雨区提供了充足的水汽来源,高空冷空气入侵与低层的高温高湿区形成上冷下暖结构呈现出条件不稳定层结,有利于深厚湿对流产生,结合充分的水汽供应,出现大暴雨天气。大范围暖平流配合风速辐合,中高层冷空气入侵与低层西南暖湿空气结合以及低层的西南急流建立是三个强降水阶段对应的中尺度天气特征。     

绥化市一次暴雨成因分析

本文利用常规观测、卫星、雷达、自动站资料对2018年7月24-25日绥化市区域性暴雨进行了成因分析,研究结果表明:10号台风"安比"北上移至黑龙江,携带大量水汽和冷空气,500hPa高空槽与地面台风低压形成深厚的辐合系统,为本次暴雨提供环流背景。来自黄海、渤海的暖湿水汽伴随着低空急流沿着副热带高压588线外围向绥化市输送;另外高空槽受到副高阻挡,移动缓慢,是绥化市降水长时间持续的主要因素。     

台风“纳沙”路径和降水诊断分析

利用常规资料分析冷空气对2011年17号台风“纳沙”路径改变及降水影响.结果表明:(1)在副热带高压南侧东南气流引导下,台风较稳定西北移,后期由于冷空气南下阻挡推动台风移动折向西偏南方向移动;(2)强盛的西南暖湿气流为暴雨产生提供足的水汽条件;(3)低层水汽辐合、高层辐散和强烈的上升运动是暴雨产生的动力条件.     

2012年7月陕西北部连续3次大暴雨过程对比分析

利用常规气象资料和NCEP1°×1°再分析产品以及雷达回波资料,对陕西北部榆林市2012年7月14—28日3次大暴雨天气过程进行分析表明,华北冷涡后部有强冷平流,850hPa偏南风较大,气层有较强的垂直风切变,可引起陕北北部局地突发性大暴雨;雷达回波显示反射率突然增强到60dBz以上,并有中气旋出现;副高西伸北抬,其外围形成较强的西南风急流到达陕北北部,当有西风槽东移或有北路冷空气下滑时,触发陕北北部区域性大暴雨;大暴雨前期对应有假相当位温高能区、高位涡和能量锋,散度、涡度、垂直速度均较一般暴雨量级明显偏大;来自东海、南海及孟加拉湾的水汽均是大暴雨的水汽来源。     

2012年7月鲁东南地区连续大暴雨过程成因分析

通过常规观测资料、NCEP1°×1°再分析资料和加密自动站资料,对2012年7月7—10日连续发生在鲁东南地区的两次大暴雨过程进行了成因分析。分析表明：副热带高压的西伸北抬和稳定维持使西南低空急流长时间维持为大暴雨连续发生提供了充足的水汽和能量。第一次过程鲁东南位于切变线南侧和西南急流左侧;第二次过程鲁东南位于低涡东南象限和地面气旋东北象限。强降水中心位于850hPa高能舌顶端和925hPa高能中心重合处。第一次过程无明显冷空气,是边界层的强辐合和上升运动造成了强降水;第二次过程近地面有冷空气侵入,辐合和上升运动中心到达700hPa把水汽输送到较高的高度,有利于高效率降水的产生。     

东北地区一次暴雨过程落区研究

利用中国常规高空、地面观测资料和美国NCEP 1°×1°的6 h再分析资料对2008年7月5日08时至6日08时发生在中国东北地区的暴雨过程进行诊断分析。结果表明:此次暴雨过程是蒙古高空槽和华北气旋共同作用下产生的,副热带高压西伸北抬后与东北高压脊叠加形成高压坝,水汽沿高压外围即渤海西岸向东北移动,华北气旋入渤海加强北上,是造成东北地区西部强降水的主要天气形势。风速大于等于16 m/s的低空西南急流的建立为暴雨的发生提供了动力和水汽条件。暴雨到大暴雨过程强降水中心的落区与比湿场的大值区、垂直速度场和涡度场的高值区有较好的对应关系。     

陕西南部一次区域性大暴雨过程成因分析

根据常规气象站观测资料和美国NCEP／NCAR发布的1°×1°逐6h分析资料,分析2007年7月4—5日陕西南部一次区域性大暴雨过程的环流动力特征。结果表明：西太平洋副热带高压东退、500hPa西风槽和700hPa低涡、低空西南风急流是此次暴雨过程的主要诱发系统;来自南海和孟加拉湾的水汽在西太平洋副热带高压外围西南气流和低空西南风急流的引导下为暴雨区提供了源源不断的水汽;散度的辐合辐散的加强和垂直速度系统性的加强,导致了短时强降水的出现。暴雨强盛期,在暴雨区上空有一个明显的垂直反环流存在。     

2013年7月14日内蒙古河套地区极端暴雨天气诊断分析

文章利用常规气象观测资料、加密自动站及分辨率1°×1°的NCEP再分析资料,对2013年7月14日内蒙古河套地区的一次极端暴雨过程进行诊断分析。结果表明:暴雨过程发生在有利的大尺度环流背景下,低层槽前西南气流及台风"苏力"和副热带高压外围的强劲的东南气流形成充足的水汽和能量供应,使得低层大气具有高温高湿性质,形成不稳定层结;冷空气侵入是暴雨触发条件;高低空急流耦合及地形抬升作用使得垂直运动强烈发展;低层湿位涡(MPV)的分布特别是湿位涡斜压项(MPV2)的分布对暴雨落区和增幅的预报具有一定的指导意义。     

东北地区一次暴雨过程的落区分析

利用常规高空、地面观测资料和美国NCEP1°×1°的6 h再分析资料对2008年7月5日08时至6日08时发生在东北地区的暴雨过程进行诊断分析。结果表明：此次暴雨过程是蒙古高空槽和华北气旋共同作用下产生的,副热带高压西伸北抬后与东北高压脊叠加形成高压坝,水汽沿高压外围即渤海西岸向东北移动,华北气旋入渤海加强北上,是造成东北地区西部强降水的主要天气形势。风速大于等于16 m/s的低空西南急流的建立为暴雨的发生提供了动力和水汽条件。暴雨到大暴雨过程强降水中心的落区与比湿场的大值区、垂直速度场和涡度场的高值区有较好的对应关系。     

龙门山北段北川暴雨天气成因浅析

利用NECP FNL全球再分析资料和四川省区域自动站降水资料,选取北川羌族自治县2016～2019年8次典型暴雨天气过程,对暴雨过程的环流背景、水汽条件、动力条件、热力条件进行诊断分析,结果表明：（1）北川以地形暴雨为主,多夜雨,短时强降水特征显著。（2）暴雨环流形势以“东高西低”和“两高切变”型为主,低涡、短波槽和副热带高压相互作用,近地面川东及重庆南部常维持热低压,与西北路径经青藏高原入侵的冷空气交汇对峙。（3）对于全域性暴雨,850hPa低空急流多偏南,轴中心位于106°E,若以暖平流为主,则降雨量级大;对于区域性暴雨,850hPa低空急流不明显,700hPa急流位置偏北,强度偏弱,冷暖平流相当。（4）北川常处于水汽通量辐合中心,尤其是大暴雨和特大暴雨发生时北川地区垂直速度和垂直螺旋度均明显增大;同时,105°～110°E低空表现为高温高湿,而高空表现为干冷位势不稳定,雨区位于能量锋区边缘。     

低空急流与山西大暴雨的统计关系及流型配置

利用山西省气象信息中心归档的109个测站1957—2008年的暴雨观测资料、高低空常规气象观测资料及山西省水文站的部分暴雨监测资料,研究了低空急流与山西省区域性暴雨、大暴雨以及特大暴雨的特征。结果表明:1957—2008年的192个暴雨日(区域性暴雨)、118个大暴雨日、10个特大暴雨日,有偏南风(或偏东风)最大风轴相伴出现的分别有165,110和10次,分别占其总次数的86%,93.2%和100%,表明其预示性极强;当山西大暴雨中有台风介入时,台风一般沿25°N以南西行,在其北侧与副热带高压之间形成强的东到东南风带,经鄂西北、豫西一带受西风槽或高原低值系统前部的偏南气流阻挡折向西北使副热带高压西北侧的西南气流加强,形成中尺度低空西南急流;当无台风介入时,热带辐合区一般在17°N以南,高原低值系统活跃,副热带高压与高原低值系统之间形成的天气尺度西南低空急流常常伸向黄河中游,大暴雨的落区主要在太原以南地区;根据高、低空急流的位置以及有、无台风介入,归纳出的6种大暴雨预报模型基本涵盖了山西大暴雨的落区与中、低空急流的关系,但中、低空急流的类别、位置不同以及经、纬向副热带高压、500hPa急流、西风槽、高原槽和台风等的不同配置,可使大暴雨的落区和强度不同。     

西北涡与登陆台风相互作用个例的诊断分析

利用常规高空、地面观测资料以及每日4次的1°×1°NCEP/NCAR再分析全球格点资料,以2010年7月23日发生在陕西、甘肃东部以及陕西南部与四川交界地区一次区域性大暴雨过程为例,对远距离台风与西北涡相互作用对西北涡发展和暴雨发生的影响及其原因进行了诊断分析。结果表明:(1)远距离台风和西北涡相互作用,改变了西北涡的斜压结构、温湿结构和动量结构,也增强了西北涡附近对流不稳定程度和动力抬升作用;(2)西北涡中心强度及其附近环境场的改善对暴雨的发生和发展起到正反馈作用,即延长了由台风和西太平洋副热带高压建立起来的水汽通道,增强了暴雨区低层的动力抬升,这在一定程度上增大了暴雨强度和暴雨范围;(3)西北涡和台风远距离相互作用与低空急流的建立是同时的,这对大范围短时强降水的发生位置与强度变化具有一定的指示意义。     

2012年庆阳市一次短时大暴雨的诊断

庆阳市2012年7月21日区域性大暴雨创造了环县1957年建站以来的历史极值,导致了人民财产的重大损失。本文利用常规资料、自动站等探测资料以及历史相似个例,对2012年7月21日庆阳市出现的区域性大暴雨天气进行分析。结果表明：（1）高空低槽伴随地面冷锋东移,受西太平洋副热带高压的阻挡移动缓慢,副高、大陆高压不断加强,造成贝加尔湖冷空气在两高之间大量堆积,为这场大暴雨发生奠定了基础;（2）2012年第8号台风“韦森特”登陆前,台风低压和副热带高压之间形成的强气压梯度导致通向庆阳市的南风低空急流建立并加强,为此次大暴雨的发生提供了充分的水汽条件;（3）在高空槽前正涡度平流的作用下,对流层中低层出现明显的辐合,产生强烈上升运动,低层暖湿气流抬升促使对流不稳定能量爆发,从而形成局地强对流和暴雨;（4）导致庆阳区域性大暴雨的中尺度对流系统起源于河套地区低层涡旋的发展,在中尺度涡旋向东北和向东扩展过程中,尺度明显增大,整个系统低层具有明显的气旋性切变和气旋性涡度,在有利的环境条件下整个中尺度对流系统的东移和发展壮大,最终导致庆阳市区域性大暴雨的发生。     

2006年7月2日陕北南部大暴雨成因分析

利用常规资料、新一代天气雷达观测资料和1°×1°NCEP资料对2006年7月2日发生在陕北南部的一次区域性暴雨、局地大暴雨过程诊断分析。分析表明：该次区域性暴雨、局地大暴雨天气过程发生在西太平洋副热带高压持续西伸北抬后缓慢撤退的过程中,低空气旋性环流及其前部的暖湿切变线是形成暴雨的直接影响系统。低空急流为暴雨提供了源源不断的暖湿气流和不稳定能量,地面辐合是触发对流发展和释放不稳定能量的中尺度条件,有利的涡度散度场耦合、垂直运动的强烈发展和水汽输送及辐合形成了暴雨天气。