青藏高原夏季降水研究进展

青藏高原夏季降水是高原气象研究关注的重要领域。受高原夏季各个层次的天气系统的影响,在高原多尺度地形的强迫作用下,高原夏季降水表现出复杂多样的时空分布和演变特征。回顾了国内外学者在高原夏季降水特征和影响机理方面取得的主要研究成果,分为以下三个方面:高原夏季降水的时空分布和演变特征;影响高原夏季降水的高原天气系统,包括南亚高压、500 hPa高原高压、高原切变线、高原低涡和高原中尺度对流系统等;高原地形对高原的强迫机制,包括大尺度的动力和热力强迫,以及高原上中小尺度地形的强迫作用。最后对三方面的研究进行了总结,并对未来的研究进行了展望。     

高原低涡研究和TRMM卫星资料应用的相关进展

高原天气系统对青藏高原及其下游地区的降水有重要影响。高原低涡是活动于高原主体的重要天气系统之一。TRMM卫星的应用为研究高原天气系统提供了新方法。本文回顾了部分关于高原低涡和TRMM卫星资料应用的研究成果,包括高原低涡的定性认识、结构及其和背风坡浅薄天气系统的相互作用,TRMM卫星的基本资料、其在非高原地区和高原地区的应用。      

青藏高原及其邻近地区降水变率的研究

本文根据我国西部地区1951—80年期间147个台站的降水变率资料,对青藏高原及其邻近地区的降水变率分布特征作了分析,发现年降水变率低值带和高值带分别对应于高原边缘的多雨带和高原外围的少雨带;冬、夏半年降水变率分布分别由西风带活动和高原季风环流系统及低值天气系统所决定;降水变率月际变化最大梯度出现月份的后延趋势与高原季风的建立,撤退过程有较好的一致性:降水变率随降水量呈幂函数变化。     

青海低涡的统计分析及对内蒙古汛期降水影响研究

青海低涡是青藏高原夏季主要低值系统之一，一部分低涡变性东移后，可影响高原东北侧大部分地区，直至影响到内蒙古中西部。文章对青海低涡的天气气候特征、垂直结构及东移变性进行了研究，确定了预报指标。     

青海南部地区初冬雪灾变化及环流特征

利用青海南部地区1961~2004年气温、降水、积雪等资料,分析了初冬雪灾变化及环流特征。结果表明:青海南部地区初冬降雪量呈缓慢减少的变化趋势,平均积雪量变化与年及其它季相比,呈微弱的减少趋势,平均积雪量与气温呈反相关,而与降雪量呈正相关;影响青海南部地区初冬降雪的主要天气系统是西风带南北槽结合类、移动性高原槽类、高原低涡类、高原切变类、孟加拉湾风暴类;典型多雪(少雪)年高原及南亚与中亚地区850 hPa温度距平场配置为“南正北负”(“南负北正”)型5、00 hPa高原与东部沿海地区距平分布为“西低东高”(“西高东低”)型。     

高原切变和乐山地区的降水

高原地面切变(以下简称高原切变),是盛夏季节影响我区大范围降水的重要天气系统之一。通过对1959—1974年7—8月份历史天气图资料的普查和个例分析,发现高原切变及其大片雨区,对我区夏季降水有显著影响。下面着重讨论高原切变形成的天气学条件,及其对我区降水的影响。     

2010年6月6-7日柴达木盆地大降水天气综合分析

本文针对发生在2010年6月6-7日海西州大范围大降水天气,从环流形势、影响天气系统、物理量场反应等方面进行了分析,结果表明:造成大降水的内在机制是一次大环流形势调整后高原低涡在柴达木盆地的长时维持而形成的降水系统,同时中尺度天气系统的发展为大降水提供了水汽、能量和动力条件。     

青海省海东地区夏季一次罕见的强降水过程分析

利用常规气象观测资料,对2018年8月1到3日海东地区中到大雨,局地大暴雨天气过程进行分析,结果表明:高原短波槽加深发展与副高维持且东西摆动及北方冷空气的共同影响,是造成此次降水的主要影响系统;副热带高压在青海东部稳定维持使降水持续时间较长。研究动力条件发现,700hPa较大的比湿场为降水的产生提供了丰富的水汽条件,散度场上低层辐合高层辐散的配置有利于上升运动的维持,降水区存在的较强的垂直速度触发了不稳定能量的释放,较强的对流有效位能及较大的假相当位温为此次降水提供了足够的能量条件。     

2014年7月14日高原低涡降水过程观测分析

利用第三次青藏高原大气科学试验的多种雷达、雨滴谱仪以及MODIS卫星观测资料、常规气象站地面和高空观测资料,针对2014年7月14日发生在青藏高原中部那曲地区的一次降水过程,研究了降水的时空变化特征,触发不同阶段降水的天气尺度和中尺度环流系统以及相关的云降水物理特征。从降水演变特征看,这次降水过程包括3个阶段,即发生在下午的强降水阶段和夜间的两个弱降水阶段。从影响系统看,下午的降水主要由天气尺度的高原低涡发展引起,此时那曲位于低涡中心前部的中尺度辐合线上;发生在晚上的降水主要与高原低涡前部的暖湿东南气流爬越地形有关,东南气流为产生降水提供了有利的水汽、大气不稳定和浅薄的动力抬升条件。从云降水微物理特征看,高原低涡降水初期,低涡前部的上升运动深厚,对流发展明显,而后期的对流性减弱。东南气流爬坡引起的地形降水表现出层状云降水的特征,高原低涡降水的雨滴谱分布较宽（0.3~4.9 mm）,而夜间降水过程的雨滴谱分布较窄（0.3~2.1 mm）。     

青藏高原天气动力学研究的新进展

在主导中国青藏高原、西南地区的极端天气、气候事件,以及东移引发中国东部夏季降水的天气系统中,高原天气系统扮演着十分重要的角色,其中以高原低涡、高原切变线和西南低涡为代表的高原低值天气系统(简称低值系统)最为常见。重点回顾了近10年以来高原低值系统天气动力学研究领域的若干新进展,着力梳理了高原低涡动力学、高原切变线动力学、西南低涡的中尺度动力诊断研究、高原低涡与西南低涡耦合作用的动力分析、高原切变线与高原低涡关系的动力学解析、低频振荡对高原低涡的调制作用等高原天气动力学研究领域的前沿科学问题,并基于最新研究成果和相关理论方法、技术手段的发展趋势,展望并提出该领域有发展潜力的一些研究方向,希冀对目前处于弱势的高原天气动力学研究的促进以及新的学科生长点、新概念、新理论的形成能有参考价值和启发意义。     

5月初的寒潮（强降温）、强霜冻天气分析与预报模型

本文针对2004年5月初甘肃、宁夏、青海等地发生的寒潮(强降温)、强霜冻天气过程,从天气系统演变、气候背景、天气特征等方面进行了分析,结果表明,这是一次西西伯利亚横槽转竖与高原槽叠加形成强锋区,地面有鞍型场形成,过程前期增暖显著的甘肃、宁夏、青海等地出现了寒潮(强降温)或雪灾天气,并由此引起平流辐射强霜冻。另外,本文介绍了甘肃平凉市寒潮(强降温)、强霜冻预报模型及其在这次过程预报中的作用。     

高原低涡、切变线暴雨研究新进展

在引发中国东部夏季降水的天气系统中,高原低值系统扮演着十分重要的角色,其中高原低涡与高原切变线对强降水的协同作用是高原天气影响的一种常见样式,预报员将其称为低涡切变暴雨。本文回顾了高原低涡、切变线及其暴雨的研究历史和当前研究所取得的最新成果,重点探讨了人工智能应用、诊断计算、动力理论以及数值模式等多方法研究高原切变线与高原低涡的关系、相互作用过程以及诱发暴雨机理等科学问题,并基于低涡、切变线暴雨的最新研究成果和相关理论方法、技术手段的发展应用趋势,提出这一研究领域值得关注的一些新方向。由于目前对这两类几何形状迥异但物理属性相近的高原低值天气系统关系的认知仍存较大分歧,两者相互作用进而引发高影响天气过程的物理机理尚不十分清楚,高原低涡、切变线气候学统计结果的差异还相当明显。因此,对这一研究领域的深入探索与交叉拓展,不仅对推动青藏高原天气、气候影响的理论发展有重要科学意义,对高原及下游灾害性天气、气候业务能力的提升亦有较大应用推广价值。     

地面加热与高原低涡和对流系统相互作用的一次个例研究

本文利用NCEP-FNL再分析资料、FY-2E卫星TBB数据、CMORPH降水资料,通过热力学和动力学诊断分析并结合中尺度天气模式WRF的数值模拟试验,研究了2012年6月下旬青藏高原一次东移对流系统的生成发展机制以及与地面加热相互作用的物理过程。结果表明,高原中西部地面感热加热是高原低涡生成、发展和东移的主导因子。而东移的高原低涡通过加强偏北、偏南气流形成的辐合带,进而触发高原东部对流系统的生成。同时,高原对流系统降水产生的凝结潜热释放也加强了东移高原低涡的强度,这表明地面加热与高原低涡和对流系统之间存在一种正反馈机制。数值试验结果进一步表明,除了适当的背景环流外,高原地面潜热通量能够增强中低层大气的不稳定性,为对流系统的发生发展积累能量,造成有利于对流降水的热力环境。     

西北地区近40年年降水异常的时空特征分析

利用西北五省(区)137个测站1961—2000年历年月降水量资料,采用EOF、REOF、小波分析对西北地区年降水量的时空分布、演变规律及各异常区的周期特征进行了诊断分析。结果表明：(1)西北区降水受大尺度天气系统影响,第一持征向量反映了全区一致的多雨或少雨,但也存在东西和南北的差异。(2)西北区年降水空问异常可分为6个气候区(异常型),即高原东北区、北疆区、青海东部区、西北东部区、南疆区、河西走廊区。(3)近40年中除高原东北区及西北东部区降水呈下降趋势外,其余各区呈上升趋势。(4)各异常区降水存在l0年以上较长周期和3～4年短周期振荡,但其显著周期及其年代变化差异较大。     

青海省冬春季节中期降水边程预报方法探讨

利用青海省1983～2002年20a冬春季节的降水资料，分析了各旬的降水天气过程特征，应用单站压、温、湿曲线，建立了各站降水过程预报模型；并总结了数值预报产品在冬春季高原中期降水天气过程预报中的可信度和预报依据，为提高中期降水过程的预报准确率，提供更多的参考信息。     

高原切变线形态演变对高原边坡一次降水过程的影响分析

利用中国气象局逐小时区域站、高空站、逐小时风云2E卫星、NCEP再分析数据资料以及WRF数值模式,选取2018年8月1-3日降水天气过程,分析高原切变线形态演变对发生在高原边坡降水的影响。结果表明:(1)8月1-3日降水过程主要影响系统为高原切变线,1日和2日分别为此次降水过程的两个不同阶段,两个降水阶段期间高原切变线由横切变线转为竖切变线;(2)在高原边坡,与横切变线引起的降水相比,竖切变线更容易产生强对流天气;(3)强降水发生时,竖切变线激发的TBB值比横切变线的TBB值低10～20 K,且TBB低值刚好与短时强降水发生的时间段相对应;(4)数值模式模拟结果表明在强降水发生阶段,竖切变线的垂直速度、水汽含量、不稳定能量垂直梯度均表现为快速增强,且增强的幅度明显大于横切变线的对应物理量;此外,降水强度的变化与垂直速度上升高度、不稳定能量垂直梯度有很好的对应关系。     

1979~2015年青藏高原低涡降水特征分析

为了研究青藏高原低涡降水长期特征,利用1979~2015年高原低涡数据集、依照高原低涡降水范围,匹配高原各站逐日降水信息,对高原低涡降水特征进行统计分析。结果表明,青藏高原低涡降水量呈上升趋势,大值中心位于西藏那曲地区,呈向东南凸出递减分布,并以夏季低涡降水为主,全年和夏季高原低涡降水量与总降水量均存在明显的正相关关系。安多站高原低涡降水呈下降趋势,但对年降水的平均贡献率高达三成;那曲站与托托河站高原低涡降水在总体上却呈上升趋势,递增率分别为0.2 mm/a和0.7 mm/a,其中那曲低涡频数与低涡降水强度的正相关系数达0.66,而托托河低涡降水占总降水的百分比却呈下降趋势。高原低涡日降水量等级主要以小雨为主,但中雨却是低涡降水量的主要贡献者。趋势分析发现高原低涡降水递增中心位于青海北部,递增率达到0.9 mm/a,次中心在西藏西南部雅鲁藏布江沿线地区;同时,高原低涡引发小雨降水基本呈全区一致增加趋势,中心位于西藏东北部和青海西南部地区;中雨降水上升趋势主要集中在西藏西南部、青海地区以及四川西部,其中青海南部存在较为明显上升中心区,下降趋势主要分布在西藏北部和东部。     

庆阳大—暴雨短期分片预报方法

我们将1977—1986年7—8月的降水资料作为历史样本,1987年(少雨年)和1988年(多雨年)7—8月的降水资料作为检验样本。在搞清本地地形影响及大—暴雨的天气气候规律基础上,结合我们多年来在天气预报实践中对高原边坡地区天气规律的认识及预报经验,用天气尺度的高空环流、地面天气系统和次天气尺度流场、能量场以及中间尺度的物理量场等因子,由粗到细,进行逐步过滤和预报,制作出本方法。大—暴雨过程有无的预报及分片预报效果和检验效果均达70%以上。     

内蒙古天气系统空中水物质及降水效率分析

文章利用NCEp再分析、小时降水量、探空、地面观测以及卫星资料等,从水汽、云水两方面,探究空中水物质及降水效率评估方法,分析了内蒙古自治区不同区域不同天气系统降水效率。5—9月各天气过程平均水汽初值为27mm,过程中水汽总输入量是水汽初值的36.7%,水汽降水效率为7.5%。各天气系统平均水物质总量为10mm左右,其中,水凝物初值较小,为2mm,水汽的凝结量为水凝物初值的4倍左右,过程水凝物降水效率大约为41%。全区降水效率较低,有较大的增雨潜力。     

北半球极涡指数对高原夏季降水的影响

利用奇异值分解方法(SVD)分析了夏季降水对极涡面积和极涡强度指数的响应,研究发现,冬季北半球极涡指数场与高原夏季降水场,在青海省大部分是明显的负相关区域,西藏大部分以正相关为主;春季北半球极涡指数场与西藏和青海夏季降水场为正相关。冬季12月极涡指数与高原夏季6月降水的相关,自高原东南部到西北部呈“+-+”分布;冬季1月极涡指数与高原夏季7月降水相关,南北呈“+-”分布,西藏为正相关,青海为负相关;冬季2月极涡指数与高原夏季8月降水,除柴达木盆地北侧、西藏西部为弱的负相关外,其余地区均为正相关。