2013—2017年汕尾市大暴雨特征及影响天气系统归类研究

该文利用汕尾市53个自动气象站常规降水观测资料,采用统计分析法及Surfer软件对2013—2017年62个大暴雨(≥100 mm/24 h)以上降水特征进行了分析。结果表明：①汕尾大暴雨季节性明显,主要集中在5—8月,且大暴雨日数月变化呈单峰型特征。②前、后汛期大暴雨日变化特征有所区别,前汛期呈双峰型特征;后汛期日变化特征不明显。③汕尾大暴雨小时雨强与出现频率成反比,易出现日雨量300 mm以上极端强降水。④汕尾有2个大暴雨高发区域,分别位于海丰西南部和陆丰中部。⑤汕尾大暴雨影响系统大致分为台风型、季风低压型、冷空气切变线型、西南季风型、东南气流型和偏南气流型,其中5—6月以西南季风型为主;7月以台风型、季风低压型为主;8—10月多为台风型。     

深圳地区不同天气流型夏季短时强降水和闪电的时空特征

利用高时间分辨率的分钟级雨量资料及LS8000闪电定位仪地闪数据,对比分析2014—2017年台风型、低压型、西南季风型和切变线型天气系统引发的深圳地区夏季短时强降水和闪电活动,并通过分析降水和闪电的日变化、降水频次、闪电峰值、持续时间、雷达回波顶高等,探讨不同天气流型引发的降水和闪电的时空分布特征。结果表明,四种天气流型引发的深圳地区短时强降水伴随闪电的对流活动主要集中发生在凌晨至08时和12-14时。台风型产生的短时强降水对应的闪电活动主要集中发生在降水强度为20～30 mm·h~(-1)时,且该类型产生的闪电主要以负地闪为主。低压型、西南季风型和切变线型中有80%以上的闪电活动主要发生在降水强度超过50 mm·h~(-1)。对于降水量小于40 mm·h~(-1)的闪电活动,切变线型是产生该量级降水的主要天气系统,也是该地区产生年平均地闪频次最多的天气系统。其中,该系统引发的此类对流活动的雷达回波顶高以2～4 km为主,并有72%的对流过程对应的零度层高度小于5 km。     

南宁市台风暴雨特征分析

利用2006-2018年南宁市台风暴雨过程的日雨量(20-20时)和小时雨量资料,采用数理统计方法对台风暴雨发生频次、持续时间、最大小时雨量进行分析,揭示南宁市台风暴雨的时空分布特征。结果表明:(1)2006-2018年影响南宁的台风暴雨次数年变化呈减少趋势,月际变化呈单峰型分布,峰值在8月;各月台风暴雨过程平均持续时间在1～3 d之间;各月台风暴雨过程的最大小时雨量呈"W"型分布,峰值出现在6月、9月和11月。(2)南宁市城区及横县既是台风暴雨中心,又是暴雨及大暴雨的高频区;台风暴雨小时最大雨量空间分布呈东北高、西南低,四周强于中间的特征。(3)2006-2018年从Ⅱ类路径进入广西的台风造成南宁市台风暴雨次数最多;台风强度与台风暴雨强度不存在明显的单一关联性。     

珠江三角洲地区重大短时强降水的基本流型与环境参量特征

为了了解珠江三角洲(简称珠三角)地区重大短时强降水(小时雨强≥50 mm)发生的环境特征,利用珠三角地区稠密自动气象站资料、探空资料、卫星资料等分析研究了近7年(2007—2013年)68个重大短时强降水事件的环境流型、T-lnp图形态和关键物理参数,结果表明珠三角地区重大短时强降水天气流型主要有台风型、西南季风型、北部湾低压型、冷(式)切变线型和热带云团型等5种;不同类型、不同季节出现的频率不同。台风型、西南季风型和北部湾低压型的大多数过程T-lnp图温度廓线和湿绝热线很接近,整层水汽含量丰富,对流有效位能(CAPE)大致呈"瘦弱"的狭长形形态;冷(式)切变线型温湿廓线呈上干下湿分布,CAPE大致呈较"胖"的狭长形;热带云团型温度廓线和湿绝热线很接近,CAPE形态较"胖"。850~500 hPa间温差△T_(85)都较小,一般在21~23℃,大气层结接近于湿中性层结,呈现弱的条件不稳定层结,表明大多数过程中有利于重大短时强降水发生的环境条件的关键点不是强对流预报中常关注的"高空冷空气的侵入",而是低层暖湿气流的输送;地面露点一般在23~25℃,暖云厚度在4100 m以上;大多数重大短时强降水发生前大气可降水量都在57 mm以上,其中台风型最大,其次是西南季风型、北部湾低压型、热带云团型,冷(式)切变线型最小,台风型、西南季风型、北部湾低压型CAPE一般小于1500 J·kg~1,属于比较温和的CAPE值,冷(式)切变线型、热带云团型平均CAPE≥1700 J·kg~(-1);对于所有类型对流抑制能(CIN)≤50 J·kg~1;除热带云团型外,大多数过程出现了低空急流;五种流型配置下,台风型、西南季风型大多处在弱到中等的0~6 km深层垂直风切变环境中,北部湾低压型和热带云团型处在弱的0~6 km垂直风切变环境中;冷(式)切变线型大多数过程处在中等强度的0~6 km垂直风切变环境中。可以将流型配置方法(分型)、重大短时强降水对应的关键环境参数以及根据箱线图展示的参数范围设定适宜的阈值的方法相结合,为珠三角地区显著强降水预报的改进提供有价值的参考。     

2009～2019年大渡河上游暴雨的时空分布和环流特征分析

利用2009~2019年大渡河上游降水资料和NCAR/NCEP(1°×1°)再分析资料对大渡河上游的暴雨进行综合分析,结果表明:2009~2019年大渡河上游共发生了28次暴雨过程,2014年最多;发生季节主要集中在6~9月,以6月最多,占总次数的28.6%;强降水时段集中在20时~02时,具有明显的日变化;暴雨的发生频次呈现中间多,南北少的特征,中心位于马尔康。根据暴雨的影响系统不同,可分为3类:高空槽型、高原切变线型和高原低涡型,所占比例分别为46.4%、35.7%和17.9%;高空槽型在9月最多,高原切变线型在7月最多,高原低涡型在6月最多。同时选取3个历史个例分析了不同类型暴雨的环流特征。      

北海夏季一次大暴雨天气过程分析

自6月25日受0806号热带风暴风神登陆后的台风槽影响,我市连续四天出现了中雨以上量级的降水。受西南季风、高空槽和850hpa低涡切变及台风环流影响,广西自北到南出现了大范围的强降雨。这次风暴的残余环流衍变对我市的影响时间较长,6月29日北海市普降暴雨到大暴雨,本文通过地面和高空常规资料对此次大暴雨进行天气形势分析和物理量诊断,寻找暴雨的形成机制。     

粤北暴雨中心的降水气候特征分析

基于广东省1967—2018年气象观测站和2003—2018年自动监测站降水数据,统计分析了粤北暴雨中心的降水气候统计特征。结果表明:(1)粤北暴雨中心范围主要集中在清远南部-广州东北部-惠州北部,最大年平均降水量(2 488. 6 mm)和强降水日数(12. 3 d)均出现在龙门的南昆山,特殊地形分布特征与粤北暴雨中心形成密切相关;(2)从化和增城降水年际变化呈较明显增多趋势,其余变化趋势不明显;中心区域内降水主要集中在汛期(4—9月),而前汛期(4—6月)降水量约占汛期的60%～70%;(3)降水月变化呈单峰型分布,峰值出现在5—6月;(4)降水日变化特征与降水性质密切相关,5—6月季风影响期间降水概率显著增加,夜雨和白天降水均明显;短时强降水出现概率集中在5—6月08:00、15:00和21:00前后。     

有无台风影响下西南涡特征统计分析

利用中国气象局提供的逐日08:00(北京时,下同)和20:00 700 h Pa和850 h Pa高空图以及欧洲中期天气预报中心ECMWF提供的每日四次0. 75°×0. 75°的ERA-INTRIM再分析资料,从生成个数、移动路径、生命史、降水影响四个方面对2010—2017年夏季6—8月产生的149次西南低涡进行统计,并对有无台风存在时的西南低涡进行特征分析。结果表明:有无台风影响下西南低涡发生频次年变化均较小,但存在发生频次差异较大年份,如2017年。整体而言,西南低涡多发月为6月,而受台风影响的低涡多发月则为8月。根据其移动特征将西南低涡分为原地型和移动型,其中移动型进一步分为偏东路径型,东北路径型和东南路径型,其中偏东路径型出现次数最多,东南路径型出现次数最少。移动型低涡在有台风影响时年变化较小且变化强度小于无台风影响时,原地型低涡在两种情况下年变化差异都较大;而四类低涡在有无台风影响下月变化情况各异。不同生命史的西南低涡出现的频次随维持时间增加而减少。西南低涡总是容易带来充沛的降水,移动型西南低涡受台风影响时产生的降水强度更大。     

广东省冬季暴雨及其环流形势特征分析

利用1981—2019年冬季广东省86个人工气象观测站的降水资料、NCEP再分析资料,以及2005—2020年的MICAPS探空资料,对广东省冬季暴雨的时空分布、天气形势和探空指数特征进行了研究。结果表明:(1)广东冬季暴雨空间分布不均匀,总体上东多西少、北多南少,39年间各个站点每年平均出现冬季暴雨0.25站次;冬季暴雨过程以局地性暴雨过程为主,出现暴雨的站次数在10个以下的过程占比65.6%。(2)冬季暴雨过程在2月出现最多,12月最少,2月的暴雨对流特征较明显,1981—1990年、2011—2019年年均冬季暴雨过程2.1次,是近39年冬季暴雨出现最多的年代。(3)冬季暴雨大多出现在K指数和垂直温差ΔT适中,对流有效位能CAPE较小,SI指数和整层比湿积分IQ较大的层结条件下,以稳定性降水为主。(4)广东冬季暴雨最常见的天气形势为500hPa南支槽东移、850hPa稳定的偏南气流和冷式切变、地面有冷空气南下影响;切变冷空气型、南风冷空气型、南风变性高压脊型和南风西南低压型是最常见的4类冬季暴雨天气形势。     

台风“鮎鱼”极端降水分析

1617号台风"鮎鱼"的降水异常强大,温州、丽水部分县市的过程雨量和日雨量超过历史极值,灾害严重。利用NCEP 0.5°×0.5°再分析资料、FY-2G卫星资料、多普勒雷达探测资料和自动站加密观测等资料,对其成因展开分析。结果表明:"鮎鱼"东面与强大稳定的副高之间构成东南急流;北面与缓慢东移的华北高压之间构成偏东风急流;南面是与西南季风相连接的西南急流;3支低空急流构建的切变辐合区是水汽辐合和不稳定能量的集合区,也是中尺度对流的强烈发展区,温州、丽水部分县市的极端降水由中尺度对流的持续发生发展引发。低空急流的长时间持续,特别充沛的水汽输送和冷空气的影响是"鮎鱼"极端降水的主要影响机制。冷空气影响期间,降雨回波发展旺盛,结构紧密,回波强度和降水效率等明显强于无冷空气影响时台风本体环流降雨回波。云顶相当黑体亮度温度(TBB)与台风降水有较好的对应关系,有一定预报参考价值。     

辽宁省极端长历时暴雨时空分布及影响系统特征

利用2005—2015年辽宁省自动气象站逐小时降水资料和NCEP的1°×1°格点再分析资料,分析了辽宁极端长历时暴雨的时空分布特征、影响天气系统和不同天气系统下的降水分布特征。结果表明:辽宁极端长历时暴雨分布广,大致可划分为4个易发区,降水雨强≥10 mm·h~(-1)的持续时间以6—8 h为主,最长可达14 h,最大雨强可达91 mm·h~(-1),总降水量6—7 h可达150—200 mm、8—10 h可达250—350 mm;暴雨次数年际变化大,7—8月是多发期,7月过程次数虽多但范围小,8月过程次数虽少但范围大,15—17时和22—02时最容易开始发生该型暴雨;高空影响天气系统中,鄂霍次克海阻塞高压次数最多且造成的降水持续时间最长、雨强最大、分布范围最广,纬向环流型暴雨分布零散,贝加尔湖阻塞高压型暴雨分布相对集中;地面影响天气系统中,高压后部型次数最多且造成的降水雨强最大,华北气旋造成的降水持续时间最长,高压后部型、台风型和江淮气旋型暴雨分布相对集中,蒙古气旋型和华北气旋型暴雨分布零散。     

新疆昌吉市主汛期降水的日变化特征

基于昌吉市2009—2015年逐时自动降水资料,分析了主汛期(5—8月)降水的日变化特征。结果表明,降水主要集中在夜间21:00至翌日03:00,最大值出现在00:00,最小值出现在14:00;逐时降水频次为明显的单峰型,降水易发生在21:00至翌日08:00,降水频次的高峰值出现在01:00,降水最不易产生于午后14:00—18:00;降水强度变化的波动性较大,大值区出现在21:00至翌日02:00和15:00—19:00,最高值出现在18:00,最低值出现在03:00—08:00;在≥0.1 mm、≥1 mm和≥3 mm的逐时降水频次中,夜间降水频次较白天高,≥0.1 mm的降水出现次数较多;降水主要以夜雨,且以短时间(1~4 h)的降水为主,贡献率最大的是持续7 h的降水。     

近50年陕南、关中降水年际变化特征

利用陕西省陕南、关中54个气象站50a(1961—2010年)观测的日降水资料,分析小区域降水年际变化特征,结果表明:(1)区域年降水以减少为主,减少程度西部大于东部,宁强、华山和略阳雨量减少最多。(2)夏季降水以增加为主,减少站集中在秦岭山上和区域西部,降水向夏季集中倾向明显。(3)日雨量<5mm小雨,年雨量和雨日数减少趋势明显,雨日数减少站占96%,镇安、丹凤、高陵减少最多;雨量≥50mm暴雨,年雨量和雨日数增加趋势明显,集中在夏季,镇巴、紫阳、镇坪夏季暴雨日数增加最多。即小雨减少暴雨增多,暴雨灾害趋于严重。(4)在降水变化中地形等局地作用明显,是天气预报和研究气候变化应该考虑的因素。     

2008—2017年鄂西南区域极端降水特征及成因

利用地面区域自动站逐时降水观测资料,采用百分位方法,对2008—2017年5—9月鄂西南极端降水特征进行分析,利用卫星云图TBB和NCEP 0.5°×0.5°再分析场资料,对典型个例进行成因分析。结果表明:(1)鄂西南小时强降水和日降水量极端阈值范围差别较大,各站降水极端性程度没有可比性。小时强降水和大暴雨出现频率高的站点主要分布于有地形辐合和地形抬升的山脉四周,小时强降水多发生在00:00—03:00和16:00—19:00时段;(2)鄂西南极端降水发生最多的是东南部海拔高度相差大的鹤峰附近,低空急流和地形作用,使中尺度对流系统在东移过程中存在后向传播,导致降水持续时间长,累计雨量大;(3)对于不同时期的极端降水过程,其形成的热力、动力作用和垂直结构均不相同,6月的暖区极端降水,热力作用占主导,高层系统先于低层发展,而9月极端降水锋区明显,以动力作用为主,系统整层发展加强。     

阳江市强降水的气候特征

对阳江市1980—2015年降雨资料进行统计分析,结果表明:阳江市强降水(小时雨强≥20 mm)年平均天数为14.2 d,连续性强降水(1 d出现2次或以上的强降水)年平均天数为4.2 d,超强降水(小时雨强≥50 mm)年平均2.1 d;强降水主要出现在4—9月,其中5—6月是阳江市强降水多发期,04:00—11:00和14:00—16:00是阳江强降水多发时段。     

弱台风影响下中国大暴雨事件发生频次的统计特征

利用国家气候中心提供的1958—2013年756个台站的逐日降水资料,定义了“弱台风大暴雨”事件,并对其发生的时间和空间分布特征进行统计分析,初步揭示了有利于“弱台风大暴雨”发生的大气异常环流特征。结果表明：“弱台风大暴雨”降水事件主要发生于5—10月,但初秋的10月该事件发生的占比最高;“弱台风大暴雨”降水事件发生次数在20世纪80年代中期后有明显的增加,整体呈现3～5 a的周期振荡,盛夏（7—8月）是“弱台风大暴雨”降水事件的最多发生时段;空间上,初夏（5—6月）事件分布面积最小,盛夏最广;有利于“弱台风大暴雨”降水事件多发的大气环流场主要是在北极涛动正位相异常环流背景下,中纬度西风带较为稳定平直,有利于中纬度大气类环球遥相关型定常波列的持续稳定,使得东亚地区维持的高压异常环流有利于北方冷空气南下,与热带气旋带来的暖湿气流交汇;同时,西太平洋副热带高压的偏弱有利于登陆我国的台风停留时间增加以及水汽的源源不断输送,水汽的主要来源是北太平洋西南侧和南海、孟加拉湾等热带季风区。     

秋季西沙非台风强降水天气形势分析

利用西沙永兴岛、珊瑚岛的日降水量资料、欧洲中期数值预报中心再分析资料,以及热带气旋最佳路径资料,统计分析了西沙地区降水的气候特征,并用REOF和K-means聚类相结合的合成分析方法,对9-10月该地区非台强降水过程的环流形势进行分类。结果表明:(1)西沙地区在12月到次年4月降水少而在5-11月降水多,降水量最多为9和10月;(2)9-10月西沙地区非台强降水过程的环流形势可分为西南季风槽型、季风槽与冷空气结合型和强冷空气型等三类,其中西南季风槽型主要出现在20世纪90年代的9月,强冷空气型主要出现在10月并在90年代以后明显增多,这主要与南海季风槽在90年代偏活跃,冷空气活动在90年代以后偏强有关。     

2012—2018西藏“雨窝”降水特征及其成因分析

本文采用2012—2018年西藏74个气象站的降水资料,以及墨脱站小时、日、月、季、年的降水资料,对西藏的降水日数、累计降水量、强降水的空间分布进行了分析,结果表明:(1)墨脱是西藏降水日数最多、累计降水量最大的中心,也是出现极端强降水概率最高的区域。(2)墨脱的降水主要集中在3—10月,降水呈现双峰型,峰值分别出现在6月和9月,其中9月的降水量跟年降水量有很好的相关性。(3)墨脱出现暴雨次数最多的是5、8、9月,其中5月的暴雨日数突增,与8、9月的暴雨日数相当。(4)墨脱干湿季分明,多夜雨,凌晨03:00—07:00出现降雨的概率达到50%以上。墨脱位于西藏的最南端,海拔从最低的115m上升到1200m,印度洋的湿润气流沿着雅鲁藏布河谷长驱直入,在地形抬升作用下,使得墨脱的降水量堪比同纬度的内地沿海城市,因此墨脱为西藏的"雨窝"。     

“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。     

新疆昌吉市主汛期降水日变化特征

基于昌吉市2008—2015年逐时自动降水资料,分析了主汛期(5—8月)降水日变化特征。结果表明,降水主要集中在夜间21:00至翌日03:00,最大值出现在02:00,最小值出现在14:00;逐时降水频次为明显的单峰型,降水易发生在21:00至翌日08:00,降水频次的高峰值出现在01:00,降水最不易产生于午后15:00至18:00;降水强度变化的波动性较大,大值区出现在21:00至翌日02:00和午后15:00至19:00,最高值出现在18:00,最低值出现在04:00至08:00;在≥0.1 mm、≥1 mm和≥3 mm的逐时降水频次中,夜间降水频次较白天高,≥0.1 mm的降水出现次数较多;降水主要以夜雨,且以短时间(1—4h)的降水为主,贡献率最大的是持续7h的降水,最小的为12h;总云量和低云量的变化与降水量成显著正相关关系。