黄土高原低值对流有效位能区中β尺度大暴雨综合分析

为了提高对黄土高原中β尺度暴雨的预报和预警能力,利用中国气象局气象资料综合处理MICAPS系统提供的资料及多普勒雷达资料,对2007年8月28日黄土高原在低值对流有效位能区发生的一次中β尺度暴雨天气过程进行了大尺度环境场和物理量的诊断分析以及三维流场结构分析。结果表明:这次黄土高原中β尺度大暴雨主要是由3次中β尺度强对流单体活动造成的;地面风速脉动、地面能量比高值舌配合上下游能量比大梯度区的生成,是中β尺度暴雨触发机制之一;对流层低层倾斜涡度的发展、纬向双次级环流圈的形成,为暴雨的发生、发展和维持提供了动力机制;列车效应是形成降水时间长、累积雨量大的重要因素;在多普勒雷达径向速度场上看到,暴雨区上游从对流层中层到对流层高层气旋性环流的发展和暴雨区对流层中高层西南急流的发展和稳定,也是形成暴雨的动力机制之一。     

山东南部一次大暴雨过程的中尺度特征及成因分析

应用常规气象观测及地面加密自动站观测资料、FY-2E红外云图、NCEP再分析资料和多普勒雷达资料,对2012年7月9日山东南部一次大暴雨过程进行诊断分析。结果表明:这次鲁南大暴雨发生在"2高对峙"的环流形势下;高、低空急流的位置和强弱影响大暴雨的落区和降水强度大小;地面β中尺度气旋的发生发展是造成本次大暴雨的最直接原因;贝加尔湖以西高压系统加强引导其北部的干冷空气南下进入鲁南地区是地面辐合加强生成初始β中尺度气旋的触发机制;冷暖空气在暴雨区汇合并触发不稳定能量释放是造成本次大暴雨的根本原因;多普勒雷达VWP产品可以很好地捕捉冷暖空气的活动情况。     

连续暴雨过程中的中-β尺度大暴雨的成因分析

利用常规资料、多普勒雷达等资料，对威海市2004年8月4日夜间到6日早上连续3天暴雨大暴雨降水过程进行了分析，重点分析了5日夜间的中-β尺度大暴雨过程，发现此次降水是发生在副高边缘的高能量堆积区，冷空气的侵入是前期强降水的主要原因，而地面辐合是导致强降水再次出现的主要触发机制，充沛的水汽输送、聚集的对流有效能量为暴雨中尺度系统发生发展提供了必要的物理机制。     

一次陕西关中强暴雨环境条件及中尺度系统分析

综合利用T213再分析资料和高时空分辨率观测资料包括地面区域逐时加密观测资料,对2007年8月8—9日陕西关中特大暴雨过程的环境条件和中尺度系统进行了分析。天气学分析表明:500 h Pa西太平洋副热带高压和青藏高原高压形成的高压坝在陕西中部断裂形成东北—西南向切变线、250 h Pa西风急流入口区右侧发散场和700 h Pa东西向切变线相互配合是特大暴雨形成的有利环境条件;低层风向快速变化使关中暴雨区低空水汽经历了减小—突然增加—快速减小的过程,关中周围水汽通过偏东气流输送至暴雨区为暴雨的发生提供了水汽和位势不稳定条件,而水汽的快速变化又形成关中暴雨的突发性和历时短而强的特征;高空反气旋涡度的发展形成强烈的"抽吸作用"、双圈垂直次级环流和强垂直上升运动及其两侧的弱下沉运动形成的不对称结构是暴雨形成的动力机制。强降水的中尺度特征分析显示:强暴雨是由一个中α尺度对流系统(MαCS)的发生发展产生的,MαCS又是由2个中β尺度对流系统(MβCS)合并发展而成,其内部对流单体的发展合并和独立加强形成岐山、礼泉和高陵3个大暴雨中心,这些对流单体的发展是由地面中尺度辐合系统产生的,强降水的强弱与地面中尺度辐合系统的强弱有很好的对应关系,地面中尺度辐合系统的形成和加强可能是强降水的触发机制和增幅原因之一。     

一次异常路径持续强降水中尺度对流系统分析

利用实况观测、NCEP、卫星云图FY-2E和自动气象站资料对一次从华北到西北地区东部持续强对流暴雨天气进行了分析,结果表明:500 h Pa东北冷涡底部的短波槽、大陆高压东侧的东北风、低层切变线及冷平流、地面冷高压底部的冷空气为中尺度系统的产生、发展、移动提供了有利的天气背景;强对流暴雨天气是由β中尺度、α中尺度对流系统造成的,中尺度对流系统大致是由东北向西南方向移动,历时23 h。东路冷空气与华北暖湿气流交汇,触发对流产生;MCS的移动方向取决于高低空的风向、风速。当中高层风速较弱、低层风速较强、风向相反时,MCS移动路径与低层风向一致;当中高层风速较强、低层风速较弱、风向相反时,MCS移动路径与中高层风向一致。强对流暴雨过程发生前,整层温度平流为零,中高层的风较弱,风垂直切变较小。     

２００９年７月１６－１７日陕北大暴雨天气过程分析

利用常规观测资料和榆林多普勒雷达（CB）观测资料,分析2009年7月16—17日发生在陕北地区的大暴雨天气过程,结果表明：大暴雨发生时段,对应着低层偏东或东南气流风速增大后再减小的过程。当低层气流风速增大后再减小,中低层低空急流建立时出现强降水。暴雨区高空急流南侧强辐散形成的上升气流和中低空急流风速持续增加形成的上升气流的叠加耦合为大范围暴雨天气的产生创造了有利的上升运动条件。大暴雨出现在中尺度辐合线附近,中尺度辐合线为大暴雨的发生提供了充分的水汽和更多的不稳定能量,使水汽的上升和不稳定能量的释放集中在一个更小的区域,从而使得降水雨强比仅由高低空急流耦合形成的更大。上游西北气流侵入强迫抬升前方偏南暖湿气流促使中尺度辐合线产生,当高层西北气流侵入到低层海拔3 km以下,暴雨天气结束。     

“7·18”山东暴雨过程的数值模拟和诊断分析

文章采用区域大气模拟系统RMAS6．0对2007年7月18日发生在山东省的大暴雨过程进行了数值模拟,模式较好地模拟出了本次过程的暴雨中心落区和降水量。结合常规资料与卫星云图分析表明：这次暴雨过程具有中尺度对流系统（MCS）特征,是由几个中β尺度对流单体合并增强形成的。在高低空急流配合下,在低层产生高假相当位温,对流层中层冷空气的入侵,使不稳定能量累积,而对流层低层中尺度辐合线可能对这次暴雨过程的发生起了触发的作用。     

2004-07-28新乡市大暴雨成因分析

从环流形势、单站气象要素及中尺度滤波分析等几方面对2004年7月28日新乡市大暴雨过程进行分析,结果表明这次暴雨、大暴雨天气过程是副热带高压西伸北抬和西风槽东移及北方南下冷空气的共同影响造成的,副高西伸北抬的"突变"过程,是造成大暴雨的直接原因;中低层切变线的生成,为强对流天气的产生提供了动力条件;低空西南急流不仅输送暖湿空气,增强层结的不稳定性,而且可以产生低层扰动,触发不稳定能量的释放,新乡地区东南部位于深厚急流区入口处的左侧,是暴雨、大暴雨产生的关键部位;用T213的初始流场经滤波分析后,能清晰显示出形成大暴雨的中尺度辐合系统,对暴雨、大暴雨预报有一定的指示意义.     

江苏一次大暴雨过程的诊断与中尺度分析

利用FY-2E卫星TBB资料、加密自动气象站资料、多普勒雷达产品、NECP格点资料,对2010年7月12—13日发生在江苏沿江地区的一次大暴雨过程进行了诊断和中尺度分析。结果表明:此次大暴雨过程是在有利的大尺度环流形势稳定维持下发生的,强度大、中尺度特征非常明显;高空辐散低空辐合的有利配置和垂直螺旋度是此次暴雨过程的动力机制;非地转风和垂直环流圈的上升支气流触发了不稳定能量释放,激发了暴雨过程;正反环流圈不断地加强和补充暴雨所需的水汽和能量,使暴雨得以维持;10个中尺度雨团的频繁活动直接造成了此次暴雨。其中,起重要作用的是合并而成的A、B雨团,雨团的合并使雨区扩大、雨势更强、生命史更长;3个β-MCS是造成此次暴雨的中尺度对流系统,与雨团发展直接相联系的是≤-62℃,甚至≤-72℃的冷云盖。1号β-MCS影响时段内,由多个对流单体回波合并形成的块状对流回波。3号β-MCS影响时段内,对流单体回波合并后形成一条东西向带状回波,在径向速度场上则出现了逆风区特征。地面中尺度辐合系统与雨团的发生发展关系十分密切,且对雨团的发生发展具有一定的预示作用。     

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。     

2004—07—28新乡市大暴雨成因分析

从环流形势、单站气象要素及中尺度滤波分析等几方面对2004年7月28日新乡市大暴雨过程进行分析,结果表明:这次暴雨、大暴雨天气过程是副热带高压西伸北抬和西风槽东移及北方南下冷空气的共同影响造成的,副高西伸北抬的“突变”过程,是造成大暴雨的直接原因;中低层切变线的生成,为强对流天气的产生提供了动力条件;低空西南急流不仅输送暖湿空气,增强层结的不稳定性,而且可以产生低层扰动,触发不稳定能量的释放,新乡地区东南部位于深厚急流区入口处的左侧,是暴雨、大暴雨产生的关键部位;用T213的初始流场经滤波分析后,能清晰显示出形成大暴雨的中尺度辐合系统,对暴雨、大暴雨预报有一定的指示意义。     

渭河流域一次致洪暴雨过程的中尺度滤波分析

利用常规高空观测资料和NCEP/NCAR 1°×1°的再分析资料以及25点低通滤波技术,对2003年8月28—29日发生在渭河流域的一次致洪暴雨进行了中尺度分析和探讨,分析出中尺度环流演变特征,总结了渭河流域致洪暴雨的概念模型,认为这次暴雨过程中在以西南气流为主的平均气流场上隐藏着尺度较中尺度平均流场小得多的涡旋,其移动方向和发展程度决定了强降水落区及其强度;高空西风风速脉动与低层南风风速脉动耦合形成了中尺度次级环流圈,其上升支为强降水提供了足够的动力抬升机制;而850 hPa低空急流、700 hPa中尺度低涡、南风脉动以及高空西风风速脉动等条件的合理配置是中尺度次级环流形成的必备因素;地面中尺度辐合线是本次暴雨的触发机制。     

青藏高原东北侧一次突发性大暴雨环境场综合分析

利用常规天气图、卫星云图、物理量场、地面能量比和湿位涡对2004年6月29日下午发生在西安市的一次突发性大暴雨的环境场进行了综合分析,结果表明:东西两路冷空气的活动,使近地面能量在关中形成积聚,地面图上东路冷空气活动形成的能量比低值舌触发了突发性暴雨的产生。暴雨发生前青藏高原东侧对流层低层存在的弱西南气流使暴雨区形成高能和位势不稳定,12 h内边界层东南气流和南风气流的同时快速发展为突发性暴雨提供了充沛的水汽。300 hPa西南高空急流和850 hPa以下边界层南风气流、东南气流的耦合,以及和阶梯槽后西北气流的耦合产生的双次级环流为大暴雨提供了持续强劲的上升运动。湿正压场上,对流层低层中β尺度强对流不稳定核心区的生成,湿正压场和湿斜压场的耦合、配合sθep随高度的变化、暴雨区对流层低层形成有利于中尺度气旋快速且显著发展的条件,也是突发性暴雨在短时间内获得强上升运动的一个重要原因;突发性暴雨在卫星云图上表现为西风带中低层云系和副热带云系相互作用,在交汇点附近快速生成中β尺度强对流云团。     

“8.24”桂西南大暴雨过程分析

利用常规高空和地面观测资料、中尺度自动站观测资料、多普勒天气雷达等非常规资料,对2011年8月24日高空槽、切变线和地面弱冷空气共同影响下桂西南出现的大暴雨过程的热力、动力、水汽等环境条件和雷达特征进行了分析,表明暴雨前期水汽及能量条件不满足广西典型暴雨天气特征,暴雨前0-12小时水汽、动力、热力条件的急剧增加,水汽辐合上升运动的强盛,有利于触发中小尺度对流系统的发生发展,对暴雨的临近预报具有一定的指示作用,中尺度系统的维持少动对此次强降水过程的维持发生具有触发作用.     

广州两次“黑色”暴雨过程触发机理分析

利用地面常规及广东自动观测站资料、NCEP/NCAR再分析资料、MICAPS提供的物理量场、北京T213和JMA中尺度模式分析场等资料,从高层环流特征、水汽条件、热力层结条件等方面对造成2005年6月5日、21日广州地区两次发布了"黑色"信号的大暴雨过程(广东暴雨预警最高级别)进行了天气动力学分析。着重从动力触发机制方面归纳总结了两次"黑色"暴雨过程的异同点,结果发现:①东路冷空气很可能是5日暴雨产生的触发因素;②西南季风急流的脉动和地面中尺度低压则是21日暴雨可能的触发条件。     

2009年抚州市一次暴雨天气过程诊断分析

利用常规气象资料、NCEP再分析资料、地面逐时自动站资料和FY-2C气象卫星资料,对2009年7月25日发生在江西抚州市的区域性暴雨、局部大暴雨天气过程进行诊断分析。分析表明;这次暴雨天气在副高突然加强西伸,中低层冷式切变转为静止锋式切变且维持在30°N附近的背景下,由地面辐合线南压触发能量释放而产生;中尺度对流云团不断发展东移并配合地面中尺度辐合线产生暴雨,强降雨中心发生在中尺度辐合线后侧;暴雨落区配合中尺度对流云团,有利降水的增强;大气层结强烈的对流不稳定促使中尺度对流云团强烈发展,造成强降水天气。     

山西中部一次罕见暴雨的中尺度特征分析

利用地面常规资料、高空探测资料和GMS红外卫星云图资料,对2001年7月26~27日发生在山西中部的一次区域性暴雨的中尺度特征进行了诊断分析,结果表明:①此次降水是由河套西侧高空槽云系不断发展、东移,其尾部与强大的冷锋云系合并造成的,而冷锋云系中新生、发展的中β尺度暴雨云团是造成这次暴雨的直接系统;②此次暴雨过程,地面能量场表现为Ω型,且存在中尺度辐合线和中反气旋,中尺度雨团产生在辐合线北侧和中反气旋东南侧之间,辐合区与高能舌叠合,辐合区内存在较强的上升运动,是触发不稳定能量释放,产生暴雨的重要动力机制;③湿Q矢量锋生函数分布表现出明显的中尺度特征,强锋生中心位于中β尺度暴雨云团的东南侧,这是触发该暴雨云团迅速发展,产生暴雨的重要启动机制。低层暴雨中心的湿Q矢量锋生函数与降水量有滞后6 h的正相关关系。     

弱天气背景下鲁南一次暖区大暴雨触发 与维持机制分析

利用区域自动站资料、ERA5再分析资料、FY-2F云顶亮温资料和多普勒雷达资料等,对2019年8月5—6日鲁南大暴雨过程的环流背景、环境场条件、中尺度对流系统（MCS）演变特征及其触发机制进行了分析。结果表明：（1）这次暴雨过程发生在副热带高压边缘的弱天气强迫背景下,大尺度环流形势配置不是很有利;（2）深厚的湿层、较低的抬升凝结高度（LCL）和自由对流高度（LFC）、上干下湿的不稳定层结为大暴雨的产生提供了有利的环境条件;（3）暖区强降水发生在鲁中山脉向苏北平原的过渡带上,呈狭长带状,5日午后和夜间先后生成的准静止β中尺度对流系统（MβCS）共同导致大暴雨过程的发生,小时强降水中心主要出现在MβCS云团TBB梯度大值区附近;（4）5日午后鲁南和6日凌晨枣庄中部强降水的触发机制为地面中尺度辐合线,MCS沿着辐合线不断新生和发展,形成“列车效应”,造成大暴雨。6日凌晨临沂西北部强降水由850 hPa露点锋触发,鲁中山脉峡谷风效应和迎风坡的动力抬升作用促使MCS增强发展;（5）强降水的持续与850 hPa露点锋、冷池和边界层暖湿气流增强引起的地面辐合线的长时间维持有关。     

高原东部一次大暴雨过程成因分析

利用常规高空、地面观测资料、NCEP再分析资料以及FY-2C卫星云图资料,对2005年7月1日晚到2日发生在甘肃东南部的区域性暴雨、大暴雨和陕西关中东部的局地性暴雨、大暴雨天气过程进行分析。结果表明:这次暴雨、大暴雨过程发生在深厚的上升气流中,有明显的水汽辐合和输送,地面冷空气的堆积触发了低空急流左前方中尺度天气系统的爆发,关中东部喇叭口地形对气流的狭管效应和地形爬升作用增大华山附近的雨强。深厚的上升气流和有利的散度场分布有利于正涡度增长和中小尺度天气系统的形成和发展,为强降水形成提供了有利的动力条件。     

淮河流域一次MCC的环境流场及动力分析

利用卫星云图和高空风等各种天气学资料,对2006年7月2日淮河流域发生的一次中尺度对流复合体(MCC)和淮河流域暴雨天气过程进行了大尺度环境场和物理量的诊断分析。结果表明:MCC是造成暴雨的直接影响系统,对流层中层来自北方的干侵入对MCC的生成发展起着重要作用;对流层低层华北冷空气的南下锋生、对流层中低层西南气流沿锋面爬升,为MCC的生成提供了触发机制;高低空急流耦合、天气尺度经向间接次级环流圈的形成,为MCC的生成、发展和维持提供了动力条件;对流层低层能量场特征、风速风向垂直切变特征、总指数及云图弓状回波后部干侵入区的变化等,对MCC的生成和发展有指示意义。