一次暴雨过程预报的多模式NWP产品与物理参数的综合分析应用

对照常规天气图实况资料,检验几种常用NWP产品对2008年7月5日山东一次强降水过程的形势场预报和降水预报,并对其物理量场进行诊断分析.结果表明,暴雨落区与诸多物理量场的配置紧密相关;暴雨区出现在低层水汽辐合中心移动路径上,位于与水汽通量散度强辐合中心和强上升运动中心接近处;暴雨区移动方向与水汽通量大值中心、△θse(500-850)负值中心长轴方向一致,水汽通量散度低层辐合、高层辐散两者均满足时有利于强降水发生;200 hPa高空辐散的抽吸作用远比仅有低层辐合更有利于上升运动发展;地面强降水区出现在200 hPa强辐散中心所在处.     

渭河流域三次暴雨过程水汽和上升运动的垂直结构比较

利用常规高空观测资料和NCEP/NCAR 6 h再分析资料等,着重从水汽和上升运动的垂直结构上对发生在渭河流域的三次致灾暴雨过程进行了比较分析。结果表明:三次暴雨过程具有相似的水汽通量散度场垂直结构,即低层辐合、中层或高层辐散,但低层辐合远大于其上层辐散,低层强水汽通量辐合不仅为暴雨区提供了充沛水汽,也导致并促使水汽在垂直方向上从低层向高层输送,从而增强大气垂直上升运动发展;600 hPa(或400 hPa)水汽辐合或辐散突然增强,预示降水强度将增大,其突然减弱,则标志着强降水趋于结束;三次暴雨过程中,强降水主要出现在整层上升运动形成前后和450 hPa附近垂直上升运动增强最快时段内。     

一次华北暴雨过程的数值模拟及水汽过程分析

运用WRF模式对2009年7月华北地区的一次暴雨过程进行数值模拟,结果表明:WRF模式比较合理地再现了这次暴雨天气过程;本次暴雨过程的主要输送载体为西太平洋副热带高压外围及低槽前的西南急流;低层水汽通量散度的负值区与降水落区有较好的相关性;对水汽通量拓展分析研究表明,纬向水汽辐合及由风场辐合效应造成的水汽辐合贡献较大,经向水汽辐合和由于水汽分布不均而形成的平流差异所造成的水汽辐合贡献较小,且多为负贡献;水汽散度的垂直通量负异常区与云水、雨水混合比较大的区域对应得较好,它与降水的相关性也优于水汽通量散度。     

河南省2011年8月1—2日暴雨过程水汽条件与垂直螺旋度分析

利用常规资料和NCEP再分析资料,对2011年8月1—2日河南省区域性暴雨过程的环流形势、水汽条件和垂直螺旋度进行了分析,结果发现：这次暴雨是一次较为典型的西南涡东北移影响河南所造成的暴雨过程,500hPa高原槽东移,副热带高压减退之后又增强,中低层西南涡沿切变线东北移出,河南处于涡前的西南低空急流出口区前方及前方左侧,具备了区域性暴雨产生的动力与水汽条件。在本次暴雨过程中,700hPa水汽通量变化对强降水落区有很好的指示作用：豫西南的暴雨区位于水汽通量大值中心附近和前端水汽通量等值线密集带内,豫中东部的暴雨区位于水汽通量大值中心北部水汽通量等值线密集带内、大值中心运动方向的左侧。水汽通量散度场上,850hPa水汽通量散度的变化与暴雨的开始时段和强度有很好的对应：水汽通量散度转为辐合、辐合层增厚为强降水开始的标志,辐合量突然增大标志着降水强度增大。700hPa垂直螺旋度的迅速增强与强降水发生时段有较好的对应,强降水产生在垂直螺旋度大值轴的东南侧。     

1117号强台风“纳沙”触发玉林强降水分析

利用常规观测资料从环流形势、物理量场、卫星云图等方面对1117号强台风“纳沙”移动路径及其造成玉林强降水过程进行分析.结果发现:西太平洋副高强盛稳定是台风路径趋势稳定少变的主要原因.冷空气侵入、西南季风气流和副高西南侧东南气流的共同作用增强了台风暴雨.水汽通量散度负值区与降水区域有一定的对应关系,水汽通量散度梯度最大的区域对台风暴雨落区预报有一定的指示意义.低层辐合、高层辐散产生强烈的垂直上升运动,为强降雨的产生提供了有利条件,高层涡度最大负值出现的时段与玉林市降雨最强时段相对应.     

“麦德姆”台风影响招远的暴雨过程分析

利用常规观测资料从环流背景、物理量场和雷达图等方面分析了由"麦德姆"台风引发的招远地区暴雨成因。结果表明:此次降水是由西风槽、副高边缘的暖湿气流和台风倒槽的共同影响造成的;水汽通量和水汽通量散度大值区重叠与强降水的落区一致;高能的不稳定层结为暴雨的产生提供了充足的能量;高层辐散和低层辐合为暴雨的产生提供了动力条件。     

陕西历史最早暴雨成因初步分析

利用天气学原理和T213提供的物理量场分析了2004-02-20发生在陕西历史上最早的暴雨过程，发现此次暴雨是在新疆分裂冷空气、高原槽、低涡切变和地面倒槽的共同影响形成的，环流形势为“东高西低”和“北槽南涡”．西南低空急流、低涡切变是此次暴雨的直接影响系统，动力结构为高层强辐散和低层强辐合．能量场具有典型的“Ω”中尺度结构，700hPa层SW低空暖湿急流是主要水汽和能量输送系统，暴雨区水汽辐合强烈，暴雨发生在水汽通量的最大梯度处，与夏季暴雨水汽特征相似。     

一次川西阻塞性特大暴雨的诊断分析

利用T106客观分析场资料,对1998年7月4-6日发生在成都地区的特大暴雨过程进行了热力、动力及水汽条件的诊断分析,并将T106物理量产品24、48小时预报场与对应客观分析场进行比较,结果发现:①暴雨发生在等θse线高度密集的高能锋区和△θse500-800负大值区内;②正、负涡度大值区分别与强烈发展的低值系统及高压坝对应较好;③盆地上空低层辐合、高层辐散的区域,同时存在强烈的上升运动,暴雨就发生在此;④来自南海的水汽源源不断送往盆地,由于高压坝的阻塞作用,水汽在盆地中、西部地区辐合;⑤245的T106物理量场与对应客观分析场吻合较好,有实际预报能力.48s的涡度、散度、垂直速度及水汽通量、水汽通量散度预报场偏差较大,须订正使用.     

汉江流域一次致洪暴雨过程的诊断分析

应用常规气象观测资料和 NCEP 格点资料,对 2005 年出现在汉江上游和渭河流域秋季连阴雨中一次致洪暴雨过程进行诊断分析,结果表明这次过程的主要影响系统是西风槽、低涡切变和副高.水汽条件中,700 hPa 水汽通量大值中心和其散度的辐合中心与暴雨落 区基本重叠,强降水出现在高层峰值与低层谷值之间的时段内,说明比湿高层峰值和低层谷值的出现对暴雨的开始和结束有重要的预报意义.θse 分析表明致洪暴雨出现在 550 hPa 以下能量锋区中,与陕西秋季暴雨一般出现在低层稳定层结中有一定区别.强降水时段内,高层辐散、中低层强辐合,使垂直上升运动发展强烈至对流层顶,这是本次致洪暴雨动力场结构的主要特征.     

2011年5月河源市一次暴雨过程分析

利用常规气象观测资料,NCEP 1°×1°再分析资料对2011年5月3日发生于河源地区的一次大暴雨过程进行了分析,结果发现:本次暴雨过程是在低层暖湿气流、切变线的共同作用下造成的;其中,西南暖湿气流的加强及广东西北部大风中心的存在,提供了有利的水汽条件和风速的辐合;暴雨区位置与低层的切变线位置相对应;水汽通量散度极大值中心对应于暴雨区;低空辐合高层辐散的高低空配置对于暴雨区的水汽垂直输送及不稳定能量的释放有着重要的作用.     

河池市一次暴雨过程诊断分析

利用常规天气图资料、自动气象观测站资料,对2014年7月3日至5日河池市一次暴雨过程成因进行分析。结果表明:(1)本次强降雨过程主要是由西太平洋副高、高原槽、切变线及地面弱冷空气共同影响造成的。(2)强烈的低层辐合高层辐散,加上强咧深厚的垂直上升运动,给这次强降雨提供了良好的动力条件。(3)低层西南急流为暴雨提供丰富的水汽。(4)本次过程散度、水汽通量散度辐合中心及涡度大值区均位于河池西部,加上地形作用都是导致暴雨中心在凤山、东兰的原因。     

0606号台风暴雨的物理量诊断分析

用常规高空和地面资料分析0606号台风"派比安"造成暴雨的环境形势场,并利用美国NCEP全球冉分析网格资料,分别从暴雨产生的水汽和动力条件等方面,探讨了暴雨的形成机制.结果表明:①当台风登陆粤西向偏西方向移动时,如果从低层到高层整层湿度明显增大时,或500 hPa层的q＞5g/kg时,均有利于暴雨的产生.②暴雨落区与水汽辐合区有较好的对应关系,降水的主要时段、暴雨强度和暴雨落区基本上能从水汽通量散度中反映出来.③在暖湿气流中,低层辐合与高层辐散相配合,有利于降水的产生和维持.④500 hPa正涡度平流对大气形成的扰动,为暴雨的发生提供了良好的触发机制.     

台风“罗莎”引发暴雨天气过程成因分析

本文利用常规观测资料,对2019年第10号（简称1910号）台风“罗莎”在黑龙江省东部引发的暴雨过程进行分析。结果表明：此次暴雨过程,副热带高压稳定维持,“罗莎”沿副高边缘北上,受台风登陆后减弱的热带风暴影响,黑龙江省东部出现暴雨天气。台风携带大量水汽,同时副高西侧的偏南低空急流持续向暴雨区输送水汽,为暴雨提供了充分水汽条件。地面的辐合抬升作用及低层辐合、高层辐散的配置为暴雨提供了较好的动力条件。水汽通量散度及中低层垂直速度等物理量对暴雨落区和发生时间的预报有较好的指示意义。     

一次梅雨暴雨过程的数值模拟

运用中尺度暴雨MRM模式,采用常规报文资料作为初始场,对2003年7月8-10日的一次江淮地区暴雨过程进行数值模拟。结果表明：该模式对降水场模拟结果同实况基本相似,模式对暴雨的位置、强度、中心都有较好的模拟,嬲评分较高;西南气流对水汽的输送作用及江淮地区上空水汽通量的高值区,为暴雨的形成与维持提供了重要的水汽条件,水汽辐合区与暴雨落区相对应;中低层辐合、高层辐散的散度垂直分布形势,对暴雨的发生提供了十分有利的动力条件;强降雨出现在低层正涡度中心和负散度中心附近。     

西南低涡东移引发重庆暴雨的综合诊断

利用NCEP/NCAR Reanalysis 1°×1°格点资料和MICAPS实时观测资料,使用水汽散度垂直通量、湿螺旋度等新型诊断物理量,对2009年8月2~4日发生在重庆地区由西南低涡东移引发的暴雨做了综合分析。结果表明:水汽主要在大气低层850hPa附近积聚,上升运动强,水汽的辐合上升区域与降水大值区较吻合。500hPa湿z-螺旋度负值区水平分布与相应时段降水落区和强降水中心的分布对应较好,垂直分布上:暴雨区低层正涡度、水汽辐合旋转上升与高层负涡度、水汽辐散相配合,是触发暴雨的有利动力机制。      

河源市“3·30”暴雨过程诊断分析

利用Micaps资料、NCEP再分析资料、区域自动站资料和多普勒雷达资料,对河源市2014年3月30日暴雨过程的环流背景、物理量诊断、雷达回波演变特征进行了分析。结果表明:该次降水是属于华南前汛期中纬多波型暴雨;200 h Pa高空急流与850 h Pa低空西南急流的配置产生耦合作用,为该次暴雨天气的形成提供了有利的动力和热力条件;边界层弱冷空气东路侵入触发不稳定能量,是该次暴雨的触发抬升机制;高、低空急流的建立分别使高层由辐合区转为辐散区,低层由辐散区转为辐合区,形成抽吸作用,使该次暴雨过程中低层水汽通量散度辐合、高层辐散、垂直上升运动、假相当位温锋区等物理量的分布都与暴雨落区有较好的对应关系。     

对2004年夏季鄂中一次区域性暴雨天气过程的分析

利用2004年7月16-19日不同时刻500hPa、700hPa、850hPa天气图资料及高空各层的散度、涡度、水汽通量散度等物理量场资料,对当年7月17-19日发生在湖北省中部的一次区域性暴雨天气过程进行了分析。结果表明：影响此次鄂中区域性暴雨的主要系统是西风槽、切变线及低空急流;低层辐合与高层辐散相配合产生强烈上升运动,引起对流不稳定能量释放,成为此次暴雨的触发条件;副热带高压适时东退,使西南暖湿气流源源不断输送暴雨所需的水汽,此次暴雨主要出现在有时流不稳定能量储存的高能区。     

河北一次春季回流暴雨过程及其热力结构分析

利用常规观测资料和NCEP 1°×1°再分析资料,采用天气动力学诊断方法,对河北中南部春末一次回流暴雨的风场、水汽、热力条件进行了详细分析。结果表明:(1)此次大暴雨发生在地面冷锋后部、近地层超低空急流产生回流的稳定气团中,850—700 hPa低空西南急流和切变线是其主要影响系统。(2)随高空急流发展,急流中心右前方强辐合引起气流下沉,使低层高压加强、高压南部风速加大,导致山东、河北南部低空东北风加强而产生近地面层超低空东北风急流,与其上层偏南急流相遇在太行山东麓产生耦合形成回流,有利于在河北南部、山东等地形成暴雨中心。(3)强暴雨发生在西南水汽通道北侧边缘,暴雨区水汽主要为西南急流输送;强暴雨区位于水汽通量散度强辐合区与水汽通量散度强辐散区之间的水汽通量散度锋区中,低层风切变辐合对暴雨触发起到关键作用。     

2009年5月山东春季大暴雨落区诊断与中尺度特征分析

利用NECP 1°×1°网格点数据资料以及卫星云图、雷达回波、区域加密自动站资料等,对2009年5月10日山东大暴雨过程进行诊断分析。结果表明:西太平洋高压加强西伸,与西风带系统结合,使中低层切变线稳定少动和降水持续,西太平洋高压外围的西南气流为暴雨区提供了充足的水汽来源;暴雨区出现在水汽通量大值区长轴方向前端、水汽通量辐合区、水汽通量矢量气旋式弯曲拐角处以及强上升速度中心区;低层辐合、高层辐散垂直结构的移动方向为水汽辐合中心的长轴方向,当其长轴前方辐合减弱时,这种垂直结构趋于减弱;地面风速辐合线在鲁西北黄河沿岸的稳定维持对大暴雨落区具有较好的指示意义,中尺度雨团位于风速辐合线西段1个纬距左右,中尺度对流云团与中尺度雨团有较好的对应关系;强回波位于850 hPa切变线东侧,与地面中尺度辐合线、中尺度雨带位置相同,回波移动方向与回波伸展方向一致,形成典型的列车效应,是造成强降水的重要原因之一。     

西北东部一次大暴雨数值模拟及中尺度分析

2005年7月1-2日,西北东部出现一次造成严重灾害的大暴雨天气过程(本文简称为"050702"暴雨),利用NCEP(1°×1°)资料分析表明,副热带高压边缘偏南和西南气流北上,与西北冷空气在西北区东部形成辐合区造成了此次暴雨的发生,此次暴雨的水汽来源于中国南海和孟加拉湾.本文用非静力中尺度模式MM5V3.6成功模拟出此次过程,对暴雨中心冷暖平流、辐合层及水汽通量散度等暴雨因子的中尺度结构与强降水的关系进行了研究.结果表明:(1)降水强度和对流层中层冷平流有很好的相关,随着冷平流的增强,降水强度也迅速增大;暖平流对降水强度起到维持的作用;(2)在降水达最强时段,对流层中出现低层强辐合,高层辐散的结构;(3)在降水达最强时段,对流层中低层水汽辐合的达到最强,表明水汽通量散度场和降水有较好的对应关系.