高、低空急流中的锢囚锋环流

利用原始方程模式探讨了高空西风急流和低空南风急流中锢囚锋环流的演变和增强机制。数值结果显示,在干大气中,高空西风急流的存在使锢囚锋非地转环流和锋区上升速度迅速变化、增强,并有利于重力内波的垂直传播;低空南风急流对锋区环流型的变化影响较大,但环流较为平直,对锋区上升速度的增强作用不大,产生的锋区速度比高空西风急流中小得多;高低空急流的同时存在,对锢囚锋环流的作用比较复杂,其影响比高低空急流各自作用的     

2017年春季南疆中部两次强降水天气环流配置及干冷空气侵入特征对比

本文利用常规观测资料、加密自动站资料、NCEP再分析资料对比分析2017年4月14日("4·14"过程)和2017年5月1—2日("5·1"过程)南疆中部巴州地区强降水过程,探讨春季强降水天气动力学异同。结果表明:春季强降水发生在副热带西风急流活跃,伊朗副热带高压向北伸展,地面冷锋活动,高低空为急流锋区配置背景中。水汽源地位于东经40°的阿拉伯海—里海附近,沿西方路径进入新疆,在有利风场条件下汇合至巴州地区,高低空急流耦合形成次级垂直环流,干冷空气多方向侵入增强春季降水强度。主要差异在于"4·14"过程是副热带西风急流异常北跳、影响系统西风带短波槽、冷空气西方路径,"5·1"过程则是极锋急流与副热带西风急流汇合、深厚长波槽系统、冷空气西北路径;"4·14"过程是典型急流锋区降水伴有对流性降水,强降水发生时形成两支次级环流圈,3股干冷空气从不同方向向中低层气旋性环流附近汇合激发了另一支低层中尺度次级垂直环流圈的建立;"5·1"过程是典型急流冷锋降水,高空干冷空气在垂直方向向下入侵触发和增强冷锋降水,形成了一支完整强大的次级垂直环流圈造成巴州大范围的系统性降水。     

华北南部一次回流暴雪天气的诊断分析

利用常规观测资料和NCEP再分析资料,对发生在华北南部的一次回流暴雪天气过程进行了动力、热力等诊断分析。结果表明：该回流暴雪天气属于华北回流中的两槽一脊型,导致这次强降雪的影响系统是高空急流、西来槽、低涡切变和低空急流,东北冷空气起到了触发作用。最大降水出现在南北风转换阶段,当东北风完全控制低层,降水结束。高空辐散和低层辐合相叠置及高空正涡度的下传,有强降水的产生,但上升运动中心较低。降雪前的增暖增湿与低层冷空气的楔入使华北南部位于θse能量锋区和水汽辐合区内,有利于强降雪的产生。回流天气的水汽主要来自于南方,低层东北冷空气也有间接输送水汽作用。     

滇黔静止锋大暴雨的锋面特征及其对MCS的影响

2012年5月21—22日,贵州省出现了一次典型的Ⅲ型静止锋在南支槽的引导下锋生而触发MCS形成暴雨的过程。MCS有非线性、降水强的特征。分析发现:低层静止锋锋区强,锋生明显;锋前有高能舌及低涡切变发展,切变南侧有偏南急流。垂直方向上锋区陡峭,锋前上凸区内上升气流强,对流不稳定;南支槽及高低空系统的前倾配置是上升气流强的原因。这些锋面特征为MCS发生发展提供了有利条件:低层高能舌和低涡切变为MCS提供了热力和动力条件;偏南急流是影响MCS的重要因素。锋前上凸区是MCS发展的重要区域,锋区附近的θse场及高低空系统前倾配置利于MCS发生发展。锋前到锋区附近的水汽条件好,急流出口处的水汽辐合及上升气流为MCS和大暴雨提供了有利水汽输送。     

高低空急流和水汽凝结过程对锢囚锋环流演变的影响

文中利用包括湍流摩擦耗散的原始方程模式研究了高空西风急流、低空南风急流和水汽凝结过程对锢囚锋环流时间演变和降水强度变化的影响 ,计算结果表明 ,水汽凝结过程与高空西风急流或低空南风急流的共同作用对锢囚锋环流的演变起非常重要的作用 ,能在锢囚锋区形成强中尺度深对流系统 ,与干大气中高空西风急流对锢囚锋环流的作用远大于低空南风急流的情况相反 ,在存在水汽凝结过程的湿大气中 ,低空南风急流对锢囚锋的影响远大于高空西风急流 ,它产生的降水过程时间更长 ,降水强度更大 ,降水范围更广 ,是锢囚锋区产生强中尺度降水的重要因子。     

2011年6月江西省北部一次大暴雨天气过程成因分析

利用常规气象观测资料、高时空分辨率TBB资料以及NCEP/FNL再分析资料,对2011年6月14—15日江西省北部梅雨锋暴雨过程进行了天气分析。同时,利用中尺度数值模式WRF对此次梅雨锋暴雨过程进行数值模拟,分析暴雨的中尺度系统结构特征。结果表明:稳定的环流形势下,500 h Pa低槽后部冷空气与强盛的西南暖湿气流在江南北部持续对峙,使得暴雨区稳定维持在江西省北部。低层充沛的水汽供应、强的热力不稳定及强烈的天气尺度、中尺度辐合和地形抬升是此次暴雨产生的有利环境场和触发条件。锋区及其附近的锋生过程与强降水密切相关,冷暖气流在地面至对流层中低层的交馁,激发正涡度柱沿锋区倾斜爬升,强烈的上升气流穿越锋区激发大量不稳定能量释放。超低空急流的脉动和稳定维持为暴雨发生的有利水汽输送机制,高低空水平距离的缩短有利于高低空急流的耦合、垂直运动的发展和降水强度的加强。强降水区上空β中尺度对流扰动在冷、暖气流对峙区内不断生成、发展、东移,加之局地地形等作用致使大暴雨的发生。     

一次梅雨锋暴雨的中尺度对流系统及低层风场影响分析

本文利用常规气象观测资料,地面自动站加密观测资料和FY-2D、FY-2E卫星云图以及NCEP 1°×1°的FNL分析资料、EC 0.25°×0.25°的细网格模式数据等,对2015年6月15—18日梅雨锋暴雨过程的中尺度对流系统(MCS)活动特征、对流层低层风场对MCS发展的影响以及梅雨锋暴雨的垂直环流特征等进行了研究,结果表明:天气尺度梅雨锋上叠加的MCS的产生及向下游移动,以及其在安徽中部到江苏南部正涡度带作用下的发展增强,造成了江苏南部的局地强降水。强降水与中尺度低空急流核的位置吻合较好。在垂直方向上,高空急流入口区右侧与低空急流核左前方叠加,高低空急流耦合作用明显。在降水过程中,对流层低层具有较强的垂直风切变,有利于垂直涡度的增强和MCS的发展。对流层低层的垂直风切变也有利于不同源地的水汽在梅雨锋区汇集。梅雨锋北侧的干冷空气在对流层低(中)层以东北(西北)路径向锋区移动。南侧的暖湿气流沿西南路径移动、抬升,接近锋区后质点在上升过程中逐渐转向东移,在高空急流的抽吸作用下,快速向东流出,近地面层空气存在跨锋面环流。梅雨锋系统垂直方向上的次级环流是高层风场强烈辐散以及空气运动过程中质量补充和循环的结果。     

两次陕北暴雨过程热力动力机制诊断

利用常规气象观测资料、NCEP FNL分析资料（水平分辨率为1°×1°,时间分辨率为6 h）,对2013年7月21-22日和2014年7月8-9日两次陕北暴雨过程成因进行热力动力诊断,结果表明:两次陕北暴雨与高低空急流关系密切,暴雨带位于低空急流左侧的水汽辐合区,“0721”过程低空急流更强,在高低空急流耦合的强上升运动区（延安）出现大暴雨。降水前期,两次过程大气均存在对流不稳定,切变线触发对流,产生强降水,而其释放的凝结潜热加热形成中低层大气的热力不连续面,湿斜压性及锋生增强,造成整层饱和大气的抬升,维持强降水。“0721”过程前期对流降水的潜热释放更大,由此反馈的低空急流及锋生更强,出现大暴雨天气。广义对流涡度矢量垂直分量很好地描述了两次暴雨过程高低空急流耦合作用以及凝结潜热释放增强的锋生作用,其变化趋势能够反映降水的发展和减弱过程。暴雨出现在湿热力平流参数垂直积分大值中心及南侧的高梯度区,大值中心出现后约6 h会产生强降水,这对于强降水落区的预报有一定指示意义。     

高低空急流与水汽凝结过程对暖锋环流演变的影响

利用包括水汽凝结过程的原始方程模式模拟了高空西风急流和低空南风急流中暖锋环流的演变以及凝结的发生。计算结果显示,水汽凝结过程对暖锋环流有非常重大的作用,是暖锋锋区产生强中尺度深对流的重要机制。与干模式大气中高空西风急流对暖锋环流的影响远大于低空南风急流的结论相反,在含有水汽凝结过程的湿大气中,低空南风急流的作用远大于高空西风急流,它是暖锋锋区中产生强中尺度降水的更重要因子;高低空急流的共同作用,对湿暖锋锋区中多重中尺度雨带的形成具有重要作用。     

江西省一次短历时暖区暴雨中尺度结构及发生维持机制分析

利用地面和高空、卫星TBB、多普勒雷达和GFS(0.5°×0.5°)逐6 h再分析等资料,对2011年6月10日江西省西北部一次短历时暖区暴雨中尺度结构及发生维持机制进行分析。结果表明:1)此次过程是在有利的高、低空系统配置下发生在梅雨锋南侧的暖区暴雨,边界层急流和低空急流提供了充足的水汽条件,增强低层热力不稳定;高空分流区使大气动力不稳定发展,高低空急流的耦合作用为MCS维持提供了必备的不稳定机制;中低层热力不稳定,中高层对称不稳定,形成此次对流性强降水。2)地面中尺度辐合线、非锋性斜压带、能量锋的抬升作用为MCS生成和发展提够了启动机制。3)低层强盛的水汽输送、层结不稳定和地面持续而强的中尺度抬升使得多个雷暴单体在江西省西北部连续传播,形成"列车效应",降水强而集中。4)在水汽和不稳定条件具备的情况下,暖区对流性强降水发生在强低层辐合与强高层辐散相重迭的区域。     

高空西风急流和低空南风急流中的冷锋环流

文中利用原始方程模式研究了不同背景风场中的冷锋环流，计算结果显示，对越锋非地转环流和锋区垂直运动起主要作用的是垂直于锋面的背景风场，沿锋的背景风场也有影响，但比前者小得多，后者产生的越锋非地转环流和上升速度也比前者弱得多；具有强垂直切变的西风急流更有利于在锋区产生强的越锋环流和大的上升速度；此外，越锋非地转环流还与Richardson数的小值区相联系。     

东亚副热带西风急流的变化特征

利用1979-2013年NCEP/NCAR再分析资料研究了东亚副热带西风急流的变化特征。结果表明:东亚副热带西风急流中心位置、强度有明显的季节变化,冬季偏东偏南、强度最强,夏季偏北偏西、强度最弱。冬半年东亚副热带西风急流南界、北界年际变化的幅度大,夏半年幅度较小。冬季、春季东亚副热带西风急流范围较大,秋季、夏季小,一年内,偏大年或偏小年的出现不具有季节的连续性。     

2018年冬季浙江连续阴雨天气东亚高空急流特征分析

利用欧洲中心ERA 5月平均资料和日资料分析2018年冬季浙江罕见连续阴雨寡照期间东亚高空副热带急流和温带急流的位置和强度特征,分析连阴雨异常天气期间东亚高空急流在位置和强度上的部分异常特征。结果表明:东亚高空急流活动区域以青藏高原上空为分界线,分为南北两支,南支副热带急流活动区域沿青藏高原南侧呈准纬向分布,北支温带急流活动区域呈西北—东南走向,东南方向朝东亚沿海延伸并与高原南侧副热带急流频数集中区交汇,温带急流在蒙古高原贝加尔湖附近存在一个活动频数大值区。浙江连续阴雨期间,东亚副热带高空急流总体上强度偏强、位置偏北,温带急流总体偏弱、位置总体偏南。连续阴雨期间高空急流中心频数多于气候平均,副热带高空急流位置偏北、温带急流位置偏南,急流频数增多造成高(低)层辐散(合)配置与同时期气候态存在差异,垂直上升运动强度更强、范围更广,有利于连阴雨形成。     

Analysis of Simulated Heavy Rain over the Yangtze River Valley During 11-30 June 1998 Using RIEMS

RIEMS‘ ability to simulate extreme monsoon rainfall is examined using the 18-month (April 1997 September 1998) integrated results. Model-simulated heavy precipitation over the Yangtze River valley during 11-30 June 1998 is compared with the observation, and the relationships between this heavy rainfall process and the large-scale circulations, such as the westerly jet, low-level jet, and water vapor transport,are analyzed to further understand the mechanisms for simulating heavy monsoon rainfall. The analysis results show that (1) RIEMS can reproduce the pattern of heavy precipitation over the Yangtze River valley during 11-30 June 1998, but it is shifted northwestwards. (2) The simulated West Pacific Subtropical High (WPSH) that controls the East Asia Monsoon evolution is stronger than the observation and is extended westwards, which possibly leads to the north westward shift of the heavy rain belt. (3) The Westerly jet at 200 hPa and the Low-level jet at 850 hPa, both of which are related to the heavy monsoon rainfall,are reasonably reproduced by RIEMS during 11-30 June 1998~ although the intensities of the simulated Westerly/Low-level jets are strong and the location of the Westerly jet leans to the southeast,which may be the causes of RIEMS producing too much heavy rainfall in the north of the Yangtze River valley.     

夏季长江中游大暴雨过程中天气系统的共同特征

通过对长江中游8次大暴雨过程的合成分析研究, 揭示了长江中游大暴雨发生前后, 对流层高空急流轴和低空SW急流的演变特征及其与大暴雨发生发展之间的关系, 并进一步探讨了暴雨发生前, 西太平洋副高的增强西伸与高空急流轴的东移之间存在的可能联系。     

用雷达风廓线产品分析一次暴雨与高低空急流的关系

利用2004年7月16日临沂市暴雨过程的新一代天气雷达风廓线资料和每小时的雨量资料,对比分析发现：暴雨过程具有明显的中小尺度系统影响特征,雷达风廓线资料可以很直观地显示西南气流风场的垂直结构和持久存在;高、低空急流及其向下的脉动与降水强度的增强有着紧密的联系;由低空急流向下脉动和加强引起的降水加强幅度要比单纯的高空急流向下脉动和加强引起的降水加强大得多,暴雨的产生主要由低空急流的下传和加强引起的;并利用表征高、低空急流下传程度的指数清楚地表示出降水强度与高、低空急流之间存在的密切关系.     

Variability Modes of the Winter Upper-Level Wind Field over Asian MidHigh Latitude Region

In this study,the NCEP/NCAR reanalysis dataset was used to analyze the variability modes of the winter upper-level wind field over Asian mid-high latitude region.As shown by the results,the dominant variability modes of the winter upper-level wind field over Asian mid-high latitude region are characterized by the out-of-phase variation in the intensity of the subtropical and temperate jets over East Asia and the meridional shift of the subtropical jet axis,on interannual and multiannual scales,respectively.The first leading variability mode can be used as a good measure to represent the integral variation of atmospheric general circulation in Asian mid-latitude region.Composite analyses suggest that the first leading variability mode of the winter upper-level wind field is intimately related to the atmospheric circulation and temperature anomalies in the northern hemispheric mid-latitude region.     

急流对海河南系一次特大暴雨影响的数值试验

利用ＭＭ４中尺度模式,模拟了１９９６年８月发生在太行山南段的一次特大暴雨过程。采用对比试验的方法,先后研究了减弱低空急流和减弱高空急流后,降水及物理量的变化。数值试验结果表明,低空急流和高空急流对本次暴雨过程的形成与维持均有促进作用;相比之下,低空急流对暴雨的影响更为显著。     

中国西南低空急流活动的统计分析

参照北美研究低空急流气候特征的方法，对中国低空急流进行重新定义，实现了低空急流定义的统一，并在此基础上对低空急流活动特征进行了分析。结果表明：中国低空急流主要有两个活动中心，分别位于江南地区和东北地区；江南地区的低空急流活动主要有两个活跃期，分别为1-4月和6-7月；东北地区的低空急流活动主要表现为2月、8-9月两个活动较弱期；江南地区的低空急流主要在6-8月表现出独立的急流轴，东北地区则主要在8月份；汛期低空急流活动与长江流域区域性暴雨有伴随性，多雨年急流次数很多，少雨年则很少；长江中下游及两湖盆地附近急流活动有明显的日变化。     

江南春季连阴雨的频数特征及其前期环流信号

围绕发生在江南地区的春季降水,旨在分析江南春雨发生频数的主要特征及其与前期的副热带急流和温带急流的联系。结果表明,江南春雨以持续4 d及以上的连阴雨为主(简称春季连阴雨),主要发生在13—27候,分布于(22.5~30 °N,105~120 °E)的江南地区。春季连阴雨发生频数在江南地区整体呈减少趋势,年际变率全场差异不大。江南春季连阴雨的主要时空异常模态表现为全场一致变化,其时间序列以年际变率为主并呈现多时间尺度特征。从前期信号来看,第13候(即春雨发生时)的前10天至前35天内,当持续存在偏弱的温带急流和偏北的副热带急流共同配置时,有利于春雨期连阴雨事件的发生。