豫北“21·7”极端暴雨过程特征及成因分析

利用探空、地面自动站、多普勒雷达等观测资料及ERA5再分析产品,对2021年7月17—22日豫北地区的极端暴雨过程进行分析。结果表明,极端暴雨过程具有强降水持续时间长、降水强度极端及地形影响明显等特征。极端暴雨过程发生于稳定的大尺度天气形势下,在日本海高压西伸及台风烟花(2106号)、查帕卡(2107号)西北行背景下,黄淮低涡外围加强北上的东南急流/偏南急流为强降水的发生提供了异常充足的水汽、能量条件,对流层中低层暖湿平流强迫、叠加地形影响的强动力辐合抬升作用及低空弱冷空气扩散南下是形成强降水的重要条件,而大气“强-弱-强-弱”的对流不稳定层结特征转化说明强降水过程中存在着两种互补的物理机制。不同阶段极端短时强降水(小时降水量≥50 mm)对流系统的形态结构和发展演变特征不同,但从雷达回波的垂直分布来看,系统均具有“低质心”特征,质心强度≥55 dBz且≥50 dBz强回波垂直伸展至5～8 km、持续时间1 h以上。强降水对流系统在太行山前30 km左右范围内的后向发展特征明显,一方面与地面西行偏东风/东北风在太行山绕流作用下形成的地形辐合线不断南伸有关,另一方面也与强降水冷池效应促使...     

2009年秋季河南一次连阴雨天气成因分析

采用合成分析和动力诊断分析及统计方法,利用NCEP资料和常规气象观测资料对造成2009年9月6-20日河南省北中部地区15 d连阴雨天气成因进行分析.结果表明:200 hPa高空急流的出现并且维持,南亚高压的偏东偏北,副热带高压的偏西略偏北,以及边界层的东北风(或偏东风),是造成此次长连阴雨天气的主要影响因素;200 ...     

2008年12月两次强冷空气对河南影响的差异

采用NCEP/NCAR资料和常规观测资料,对河南省2008年12月3-6日和19-22日的两次强冷空气过程进行对比分析,结果表明:1)两次过程前期中层均为强盛的西北气流,天气晴好,气温偏高.对河南的影响均以强降温和大风天气为主,最大降温幅度接近,3-6日过程冷空气持续时间更长,强降温范围更广;后一过程持续时间较短,降温主要在豫东北部,大风更为明显.2)前一冷空气过程为"不稳定小槽东移发展型",后一过程为"横槽转竖型".冷空气源地均为新地岛以东洋面;均在贝加尔湖一带形成横槽,横槽北侧的东北气流引导极地冷空气加强,形成异常强的冷高压和冷中心,是造成两次强降温的主要原因.3)第一次冷空气为偏北路径,后一过程为典型的中路路径.4)过程中大风与强的正变压、强冷空气下沉运动引起的动量下传及其到地面时的强度和落区存在紧密联系.     

SWAN中定量降水估测和预报产品的检验与误差分析

采用2010—2011年5—9月河南省区域加密自动站雨量和全省6部新一代天气雷达资料,用点对点统计检验评分方法,分析SWAN系统中定量降水估测(QPE)和定量降水预报(QPF)产品在河南省短时强降水过程中的误差分布,并分别讨论二者在河南省区域与局地强降水过程中的差别及产生误差的直观原因。结果表明:1)SWAN中QPE和QPF均对小时雨量低于10 mm的降水有较好的估测和预报能力;QPE以豫西南和豫北效果最好,QPF在豫中地区预报能力更强。QPE估测较实况偏大;QPF对小时雨量低于20 mm的短时强降水预报略偏大,而对更强降水预报偏小,尤以豫西和豫南最明显。2)QPE和QPF均对区域性降水有更好的估测或预报能力。3)区域降水过程中,QPE对降水中心范围和位置估测较准确,估测值较实况偏大;QPF对强降水中心位置预报略有偏差,其中心强度较实况偏弱。     

20世纪80年代初以来北太平洋海温变化特征

应用1979.1-2006.12北太平洋海表温度（SST）资料,采用一元线性回归、功率谱等统计方法对该区SST的变化特征进行分析,结果表明：（1）北太平洋SST年际变化较为显著,尤其在靠近亚洲大陆一带洋面、北太平洋中部中纬度海域及赤道中、东太平洋;（2）北太平洋西部和中部SST1-12月均呈上升趋势,靠近亚洲大陆的日本海一带和我国大陆以东洋面升温最快。除我国以东洋面升温中心在冬季外,其余海域升温均在夏秋季更迅速,20世纪90年代初以来尤为明显;北美海岸山脉以西及赤道中、东太平洋SST则呈弱的下降趋势;（3）赤道中、东太平洋春夏季存在显著5a和3.5a左右的年际变化;北太平洋中部30°N一带冬春季存在5-6a左右的年际变化和约14a的年代际变化;（4）除北太平洋中部（西风漂流区）外,各个海域大部分月份SST高值年和低值年分别与厄尔尼诺年和拉尼娜年对应,西风漂流区SST高值年均出现在20世纪末21世纪初,低值年与厄尔尼诺年对应。     

河南中南部持续性暴雨水汽输送特征分型

通过分析1961~2010年发生在河南中南部持续性暴雨的水汽输送特征,从水汽输送角度对河南省中南部(河南省黄河以南地区)的持续性暴雨进行分型,总结出3种水汽输送类型,即西南气流型、螺旋型和"S"型。对比分析这3种类型代表个例的水汽输送和水汽收支特征后发现,河南中南部的持续性暴雨主要是由西南气流型的水汽输送造成的;"S"型和螺旋型水汽输送也是造成河南中南部持续性暴雨的原因之一。西南气流型和螺旋型的水汽输送是造成淮河上游洪涝的主要水汽输送类型,其对应的天气影响系统分别是:高层低槽(低涡)、中低层切变线和台风低压(台风倒槽)。     

2017年秋季河南罕见连阴雨天气特征及成因分析

2017年8月下旬至10月中旬河南发生了近14a来罕见秋季连阴雨过程。利用1961—2017年河南省地面气候整编资料和NCEP/NCAR再分析资料,采用相关分析法、T检验、小波分析及带通滤波等方法,对此次连阴雨过程的大气环流特点进行分析。结果表明:2017年秋季河南连阴雨期间,乌拉尔山高压脊、贝加尔湖低槽和西太平洋副热带高压较常年同期偏强且长时间维持;东欧和里海—巴尔喀什湖两个地区是此次连阴雨过程的上游关键区域,东欧地区大气环流具有准双周到30d的振荡周期,里海—巴尔喀什湖地区具有4—8d的振荡周期。东亚200hPa急流轴东西跨度和急流核的极大风速较常年同期偏大;急流区西南部的辐散区在河南上空有抽吸作用,有利于降水的发生;高空急流纬向风速有三次加强过程,与三次连阴雨过程相对应。在不同的连阴雨阶段水汽输送源地和输送通道不同,三个阶段的水汽来源分别为印度洋、中国南海和西太平洋。     

河南省一次暴雪伴雷电天气的形成机理

为探讨河南冬季暴雪伴雷电天气的成因,利用常规观测资料、雷达资料和NCEP的1°×1°的每6小时分析资料,分析此过程的天气形势特点、高低空急流的作用、雷达回波结构特征及反映动力、热力和水汽条件的相关物理量场的特征.结果发现,强降雪伴雷电现象发生时,逆温层的高度达到600 hPa以上;对流不稳定区出现在对流层中层,有利于上...     

2009年秋季河南一次连阴雨天气成因分析

采用合成分析和动力诊断分析及统计方法,利用NCEP资料和常规气象观测资料对造成2009年9月6-20日河南省北中部地区15d连阴雨天气成因进行分析。结果表明：200hPa高空急流的出现并且维持,南亚高压的偏东偏北,副热带高压的偏西略偏北,以及边界层的东北风（或偏东风）,是造成此次长连阴雨天气的主要影响因素;200hPa东亚西风急流的正异常与对流层中上层（300hPa）的暖异常在动力关系上相互匹配;湿层浅薄,水汽条件不充沛,冷空气影响的层次偏低是造成连阴雨天气累计降水量偏小的可能原因;温度距平随高度递增使得高云量增加,是形成日照偏少、气温明显偏低的可能原因。     

河南省强雷暴地闪活动与雷达回波的关系探析

利用ADTD雷电定位显示监测系统资料和郑州714CD多普勒雷达回波资料,对河南省2004--2006年8次雷雨大风伴局地冰雹和强暴雨两类强雷暴天气的地闪和雷达回波的特征及关系进行了分析,从观测事实出发,分析了河南8次强雷暴地闪活动与雷达回波的关系。结果表明:大风冰雹类回波强度为50～60 dBz,暴雨回波强度一般为40～55 dBz。暴雨地闪频数明显多于大风冰雹类;大风冰雹类天气以正闪为主,正闪比例在50%以上,暴雨正闪比例在6%以下;最大正、负闪强度可以出现在强雷暴过程的开始、持续、结束时段。块状单体回波出现或出现前,地闪已经出现,移动过程中的强回波带,少量地闪出现在强回波移动方向的前方20～30 km内,此地闪能很好地预示强回波未来移动方向;对于暴雨类天气,地闪不能很好预示降水的开始,地闪频数的增加预示强暴雨进入持续阶段,地闪减弱比暴雨回波减弱有明显的提前量。雷雨大风冰雹和暴雨持续阶段其正闪密集区和负闪密集区都同40 dBz的强回波区有很好的对应关系。雷雨大风持续阶段地闪数频数突增,整个时段地闪频次具有单峰特征;暴雨整个时段地闪频次具有双峰或多峰值特点以及高频数地闪持续性特点;1小时地闪频数强暴雨远大于雷雨大风冰雹类。暴雨类0℃、-10℃、-20℃层高度及云顶高度一般高于大风冰雹类,△H_(-10～0℃),△H_(-20～0℃),△H_((?)～0℃)三层高度差也大于大风冰雹类。