2018年8月深圳一次连续暴雨过程初步分析

利用NCEP FNL 1°×1°再分析资料、自动气象站数据和风廓线雷达等资料,对2018年8月28日至31日由季风低压造成的深圳连续暴雨过程进行了初步分析。结果表明:连续暴雨期间,南亚高压稳定少动,西北太平洋副热带高压呈双脊型并缓慢西伸,北脊阻挡西南季风北上,使得季风低压在双脊之间缓慢西移并发展加强,为持续暴雨发生提供了必要的大尺度环流条件。强盛时期的季风低压垂直伸展范围约8~9 km,直至对流层中层,与副高之间气压梯度加大,导致低空急流加强并向下传播,深厚的急流区为暴雨提供充足的水汽和能量。低空急流的向下传播时间早于短时强降水发生0.5~1 h。925 hPa及其以下的对流层底层风场呈气旋式辐合,是重要的抬升触发条件。而1 km以下风场由西南风转为偏南风,在地形抬升作用下加速上升运动,最大垂直上升速度达0.5 Pa/s,地形对降水具有显著的增幅作用。     

最近5年深圳大暴雨降水特征及主要影响系统

利用深圳市稠密自动气象站降水观测,对2008—2012年64个大暴雨(24 h雨量≥100mm)以上降雨特征进行了分析。结果表明:(1)大暴雨主要集中在5—9月,6月达到峰值;降水主要出现在10:00—14:00,其中14:00降水次数最多。(2)大暴雨具有累积雨量大、强降水时间集中、雨强大等特点;雨强出现频率与时雨量值成反比;全市有3个显著高发区。(3)大暴雨的天气形势主要有台风型、西南季风型、北部湾低压型、热带云团型和冷空气切变线型,台风型出现次数最多,其次是西南季风型。(4)5月多见冷空气切变线型;6月以西南季风型为主;7—9月以台风型为主。     

相似天气背景下深圳两次前汛期降水过程对比分析

在高空槽和低层切变线配合的相似环流背景下,2019年4月11日深圳出现短时暴雨(简称"2019年过程"),2020年4月11日以稳定性弱降水为主(简称"2020年过程"),利用ERA5再分析数据等对深圳这两次前汛期降水过程进行了对比分析。结果表明,2019年过程,温湿层结等对流条件和高空辐散条件较好,低空辐合动力条件相对较弱,在边界层辐合线触发下产生明显的中尺度对流系统(mesoscale convective system,MCS)活动,导致深圳出现短时强降水和雷暴大风。2020年过程,低层辐合等动力条件较好,但对流条件相对较弱,降水以稳定性降水为主。对比分析说明,温度和湿度层结条件较动力条件对华南前汛期MCS生成作用更为明显,强对流发生前12 h深圳等珠三角地区Q矢量辐合明显,对MCS活动以及强对流发生有较好的指示意义。     

中尺度模式中辐射作用的敏感性试验

在中尺度区域气候模式RIEMS中通过考虑和不考虑辐射对大气温度变化的影响来研究中尺度气象过程对辐射的敏感性。结果表明,在月尺度上,辐射可以引起平均约2℃的温度差,从而影响气压形势场和中尺度气象过程,进而影响降水。但在日尺度上,辐射的作用可以不计。     

风云气象卫星影像自动精细云检测

抠图技术能够准确细致地检测出前景与背景的差异，但是现有的大多数抠图算法均需事先给出前景与背景的标记，在海量影像处理业务中具有明显的局限性。本文将抠图技术引入风云气象卫星影像云检测中，提出了基于连通区域抠图的自动精细云检测算法。首先对影像的灰度图像进行多种阈值方法二值化，通过投票法集成得到初步二分图；在此基础上计算连通区域，以连通区域的重心为种子点，自动生成连通区域三分图；最后使用闭形式抠图法求解alpha值进而得到精细的云检测结果。将该方法与基于学习和稳健性抠图检测算法进行了对比，试验结果表明，该方法能够较好地检测出多种类型的云，具有更高的准确率。     

1952～2008年影响深圳市热带气旋的气候特征

统计分析1952~2008年对深圳造成风雨影响的热带气旋的气候特征,结果表明,影响深圳的热带气旋在20世纪50~80年代处于高频次期,90年代以后处于低频次期。从突变检验结果来看,1993和2005年分别发生了突变。影响深圳的热带气旋年内变化呈现单峰型分布,其中8月份出现对深圳造成严重影响的热带气旋概率最大。     

相似天气背景下深圳两次前汛期降水过程对比分析

在高空槽和低层切变线配合的相似环流背景下,2019 年 4 月 11 日深圳出现短时暴雨（ 简称“2019 年过程”）,2020 年 4 月 11 日以稳定性弱降水为主（ 简称“2020 年过程”）,利用 ERAS 再分析数据等对深圳这两次前汛期降水过程进行了对比分析。 结果表明,2019 年过程,温湿层结等对流条件和高空辐散条件较好,低空辐合动力条件相对较弱,在边界层辐合线触发下产生明显的中尺度对流系统（mesoscale convective system, MCS) 活动, 导致深圳出现短时强降水和雷暴大风。2020 年过程,低层辐合等动力条件较好,但对流条件相对较弱,降水以稳定性降水为主。 对比分析说明,温度和湿度层结条件较动力条件对华南前汛期 MCS 生成作用更为明显,强对流发生前 12 h深圳等珠三角地区 Q矢量辐合明显,对 MCS 活动以及强对流发生有较好的指示意义。     

地形对降水影响的数值试验

用MM5v3模式研究地形高度对江淮流域降水的影响,通过在模式中提高和降低大别山和黄山的地形高度来模拟降水的变化,个例是1998年6月28日和1991年6月12日的暴雨过程,进行了24 h模拟,并分析了垂直速度、涡散度、湿位涡、水汽通量等的变化,结果表明,上述各因子都在地形高度变化后有了明显变化,并因此影响了降水变化。各因子都有影响,综合各因子的影响是预测地形降水的途径之一。总的说,地形引起的降水变化主要在地形变化的附近,特别是在山的迎风面,降水有明显增加。决定降水落区和强度的主要仍是大中尺度环流,但地形起了改变落区和强度的作用。     

冬季华南降水年际变化的环流特征及对前期海面温度异常响应

利用我国160站降水观测资料、NCEP/NCAR再分析资料以及英国哈德莱中心的海表面温度资料，分析了华南冬季（12月至次年2月）降水年际变化的大气环流特征以及对前期海面温度（Sea Surface Temperature,SST）异常的响应。结果表明，东亚高空急流异常偏南（偏北），东亚大槽减弱（增强），天气瞬变扰动和南支槽加强（减弱），来自孟加拉湾和南海的西南风在华南形成异常辐合（辐散），从而有利于该地区降水异常偏多（偏少）。ENSO型SST异常不能完全解释华南降水异常年南支槽和低层环流特征，进一步研究表明，导致华南降水异常的南支槽和低层风场变化与热带印度洋和赤道西太平洋SST异常关系更为密切。由前期热带印度洋和赤道西太平洋构建的SST指数和华南冬季降水相关达到0.44，两者相关系数在SST指数超前1个月时达到最大，对华南冬季降水具有一定潜在预报意义。     

边界层过程对暴雨影响的敏感性试验

用MM5v3模式对江淮暴雨进行了计入与不计入边界层和计入与不计入地面通量的敏感性试验,结果指出二者的影响是一致的,地面通量是边界层影响的主要部分。一般说,不计边界层影响,则湿位涡、水汽通量散度、涡度、低空急流等分布发生变化,其中心位置改变,强度也有改变(大部分减弱),造成总的降水减弱和降水位置的改变。边界层正是通过湿位涡、水汽通量散度、涡度、低空急流等因素的综合影响来影响暴雨,并影响暴雨的落区和强度。