南疆西部两次极端暴雨中尺度特征对比分析

利用常规气象观测、地面区域气象站逐小时观测数据、FY-2G云顶亮温、喀什CR/CC雷达产品及NCEP再分析等资料,对比分析南疆西部2020年4月17—24日和2021年6月15—17日(分别简称“过程1”、“过程2”)两次极端暴雨过程环流背景和短时强降水环境条件、中尺度特征。结果表明：两次过程均发生在500 h Pa“东西夹攻”的有利环流背景下,100 hPa南亚高压分别呈东部型和双体型,低空急流、切变线和地面中尺度辐合线是两次暴雨重要的触发系统。两次强降水均发生在对流云团发展最强盛、范围最大时或TBB梯度最大处。但雷达回波特征明显不同,“过程1”影响系统为线性多单体强风暴,最大反射率因子达65 dBZ,具有中小尺度辐合和旋转特性,强降水期间VIL维持40 kg/m²以上并有跃增现象,更有利于产生强对流。“过程2”影响系统为分散性普通单体风暴,径向速度高层辐散不明显,VIL值明显小于“过程1”。     

山东省两次暴雨过程的对比分析

应用常规资料及自动站资料对2007年7月18日的大暴雨（简称“7．18大暴雨”）和8月16-19日的连续暴雨天气过程（简称“8．17持续暴雨”）进行对比分析,结果显示：“7．18大暴雨”发生在西太平洋副热带高压位置增强北上过程中,“8．17持续暴雨”中,副热带高压则经历了一个先增强北上、后东退南撤、再增强西伸的过程;副热带高压与西风带之间都形成较强的西南风急流,“8．17持续暴雨”中,长期维持的切变线经历了经向、纬向、西移北跳、东移南压过程,是造成这次暴雨持续时间长的原因。两次暴雨均与500hpa高湿舌和急流有较好的对应关系,同时与850～500hPa能量锋区和高能区中心也关系密切,当出现能量突然增大现象时,也要密切注意暴雨的产生。二者在水汽输送、上升运动等各物理量上都有其不同的特征。中小尺度系统对比发现,暴雨落区和强度与地面中尺度辐合中心对应较好。辐合中心和辐合线维持时间与强降水时段是吻合的。     

北京地区两次极端特大暴雨过程中短时强降水环境条件对比分析

针对北京地区2012年7月21日(简称“7.21”过程)和2016年7月20日(简称“7.20”过程)极端特大暴雨中的短时强降水,对短时强降水实况、环流形势、地形影响及环境的动力、水汽和热力条件进行了分析,并结合较长时段的历史资料,从单点和区域角度对环境动力、水汽和潜在热力条件的极端性进行了对比分析。结果表明:(1)尽管两次过程中的短时强降水实况差异显著,但均出现在非常有利的天气形势下。(2)针对短时强降水环境的单点动力、水汽和热力条件对比显示,两次过程中的850 hPa动力抬升和整层可降水量(PWAT)均极端偏强,但抬升指数(LI)表征的热力条件差异差别巨大,2012年“7.21”过程中为偏强,2016年“7.20”过程中为偏弱。(3)针对长时间序列资料的标准化偏差异常(SD)显示,两次过程中850 hPa风场和PWAT的SD均超过了3σ,为极端偏强,LI表征的潜在热力条件方面,2012年“7.21”过程中低于-1σ,2016年“7.20”过程中与历史同期持平,表明热力条件的差异是导致两次极端暴雨过程中短时强降水强度巨大差异的重要原因。     

青藏高原两次极端暴雨过程对比分析

利用常规观测资料、地面自动站资料、雷达资料、卫星云图及NCEP 1°×1°再分析资料,对2015年6月20日和8月19日发生在林芝市的两次暴雨过程进行对比诊断分析。结果表明:“6.20”过程发生在副热带高压稳定少动的环流背景下,“8.19”过程发生在伊朗高压东伸与西太副高形成两高之间切变线的环流形势下;暴雨区低层水汽强烈输送和垂直运动强烈发展以及对流层中低层辐合、高层辐散的典型配置是两次过程共同的特点,“8.19”过程水汽输送较“6.20”更为通畅,配合低空急流,辐合更强,且“8.19”过程较历史个例而言,具有移动缓慢,系统深厚的特点,强降水落区同强垂直上升运动、低空强辐合及高空强辐散、水汽通量辐合中心相一致;“8.19”过程有明显的冷空气下传过程,存在强的高低空急流,且云顶温度更低,对流系统发展更高,云顶温度低于-60℃中心维持时间较长,强降水出现在云顶温度低值中心及其梯度大值区内。      

一次热带风暴外围特大暴雨分析

运用T106数值预报产品、天气实况及卫星云图等非常规资料,对1999年9月4日在远离9909热带风暴中心的温州引发的特大暴雨进行探讨,发现秋季在厦门以南至广东东部登陆的台风,在浙中南沿海形成台风倒槽,该倒槽内暖湿切变线的中尺度对流云团是引起特大暴雨的重要条件。     

黑龙江省一次暴雨过程的中尺度特征与物理机制分析

使用常规观测资料、物理量场、以及地面自动站资料,对2014年7月20-21日发生在黑龙江省的一次暴雨过程进行了诊断分析,得到:此次过程主要是由高空低涡、副热带高压和蒙古低压共同影响,暖锋触发的暴雨天气;低空西南急流输送暖湿空气,为暴雨提供充足水汽和动力条件,同时,中空急流与干舌配合输送干冷空气,两者叠加增强了大气的不稳定,暖锋锋生触发了对流性天气;渤海湾是此次暴雨主要的水汽源地,低层强烈的水汽输送和水汽辐合使大气湿度层迅速增厚,为暴雨的发生发展提供了有利的水汽条件。整层正涡度区有利于产生气旋性辐合上升运动,为暴雨提供了充足的动力条件。K指数、对流有效位能和假相当位温都指示了发生强对流天气的可能性。     

2009年7月一次锋前暖区暴雨分析

利用探空和地面观测资料分析了2009年7月广西一次锋前暖区暴雨的环流特征和影响系统的变化,同时利用卫星云图、雷达资料和自动站资料来分析这次锋前暖区暴雨的一些中尺度特征。结果表明,500hPa高空槽前的辐合,贵港上空强的正涡度平流为这次暖区暴雨的产生提供了很好的环流背景,925hPa的中尺度涡旋和急流是激发这次锋前暖区暴雨的直接系统,发生在锋前暖区上空西南-东北走向的短云带中的中尺度对流云团是造成这次暖区暴雨的主要原因。     

2009年抚州市一次暴雨天气过程诊断分析

利用常规气象资料、NCEP再分析资料、地面逐时自动站资料和FY-2C气象卫星资料,对2009年7月25日发生在江西抚州市的区域性暴雨、局部大暴雨天气过程进行诊断分析。分析表明;这次暴雨天气在副高突然加强西伸,中低层冷式切变转为静止锋式切变且维持在30°N附近的背景下,由地面辐合线南压触发能量释放而产生;中尺度对流云团不断发展东移并配合地面中尺度辐合线产生暴雨,强降雨中心发生在中尺度辐合线后侧;暴雨落区配合中尺度对流云团,有利降水的增强;大气层结强烈的对流不稳定促使中尺度对流云团强烈发展,造成强降水天气。     

2020年夏季鄂西南一次极端暴雨过程成因分析

2020年7月26日鄂西南出现了一次极端暴雨过程,建始县城区及附近乡镇在10 h内雨量超过250 mm,导致罕见山洪灾害。利用常规资料,结合地面加密自动站、多普勒天气雷达以及高分辨率EC再分析资料,分析该过程天气形势背景、中尺度环境,以及暴雨中尺度对流系统发生发展过程及其机理,揭示极端暴雨成因。结果表明：（1）中高纬度维持两槽一脊,低纬度副热带高压稳定且位置适中,是鄂西南强降水较长时间维持的有利条件;（2）冷空气侵入四川盆地导致西南涡发展,涡前西南暖湿气流加强,加上鄂西南地形辐合抬升作用,形成深厚正涡度柱和强烈垂直上升运动,是导致极端暴雨产生的重要原因;（3）建始县附近先后经历了后向传播型（BB-QS）及涡旋型（VS）两个中尺度对流系统的影响,而“倒喇叭口”地形导致雷暴冷池逆流并与环境风形成稳定的中尺度辐合上升运动,是极端暴雨中尺度对流系统形成的关键因素。     

承德市两次局地性短时暴雨过程的中尺度特征对比分析

2014年6月17日和7月15日,同样在冷涡系统影响下,河北省承德市区先后出现了两次局地性短时暴雨天气过程(小时雨强分别为39.6和66.1 mm·h~(-1),最大10 min雨强分别为15和18 mm)。本文利用常规观测资料、5~10 min加密自动站资料、多普勒雷达数据、卫星云图数据以及NCEP再分析资料,对这两次短时暴雨过程的中尺度特征进行对比分析。结果表明:分钟级降水观测显示,"6·17暴雨"过程10 min雨量随时间表现为持续时间分别约为半小时的双峰型分布;"7·15暴雨"过程降水呈单峰型,持续时间不足1 h;两场局地暴雨是在高空冷涡环流背景下产生的,其触发系统均为地面中尺度辐合中心(辐合线),降水峰值与东南风或风速增大相关联,6 m·s~(-1)的东南风有利于强降水的维持。卫星资料显示,"6·17暴雨"过程直接影响系统为β中尺度对流系统,强降水与TBB低值区对应,"7·15暴雨"强降水对流系统则表现为γ中尺度,与TBB大梯度区对应。"6·17暴雨"过程对应水平尺度近20 km,生命史约半小时,回波强度达65 dBz对流单体回波的合并增强。"7·15暴雨"过程则表现为多个水平尺度不足5 km,生命史不到1 h,回波强度达55 dBz的对流单体回波依次经过承德市区,因"列车效应"造成。两次降水过程中逆风区的出现时间都与强降水时段有很好的配合,且逆风区的持续时间越长,产生的降水强度也越大。     

北疆夏季两次冰雹天气过程的对比分析

北疆夏季两次冰雹天气过程的对比分析发现，充足的水汽、足够大的上升运动和不稳定的层结果冰雹天气出现的必备条件，而降雹的强弱则与对流云图的发展和强度有关。     

“96·8”河北特大暴雨成因初探

运用常规气象资料和卫星云图，分析了１９９６年８月３—５日河北特大暴雨的成因。认为：它是出现在东亚特定的强经向环流形势下，由９６０８号台风低压与副热带高压两侧之间形成的强偏南风低空急流，将低纬度地区高温高湿水汽源源不断地向华北输送并与近地面层弱冷空气相互作用，诱发两个中尺度云团的形成和发展直接造成的     

2004年宁夏一次区域性大到暴雨的诊断分析

利用高空实测资料,采用天气学与动力学方法计算高空大气的物理量参数,结合FY-2数字化云图及多普勒数字化雷达资料,对2004年8月19日发生在宁夏一次区域性大到暴雨过程进行了较细致地分析研究,探讨了宁夏大降水过程中水汽条件、动力条件、热力条件等因子时空分布特征及其重要作用,并指出了本次强降水是在有利的大尺度环流背景下,由多种尺度的系统相互作用及恰当配置的结果,中尺度系统对局地暴雨的形成扮演了重要角色。     

陇东南暴雨动态统计PP预报模型

利用1960~2001年NCEP再分析格点资料、陇东南4市31站的降水实况资料、及4个代表站的15~40 cm的地温资料,用11种物理量设计了86个初选因子,将预报区域分东、南、西3片,将天气环流分4型,采用判别分析方法求得陇东南暴雨初级判别函数3个、二级判别函数12个,构成暴雨的动力统计PP预报模型。回检情况,初级预报判别在正例概括90%~93%暴雨日的情况下,排空率可达63%~68%;二级动态判别东片、南片性能较好,预报技巧基本在60%以上,其中东片辐合气流型可达80%以上,西片整体要差一些,但相对于暴雨的实际预报水平,12个函数均具有一定的参考性。用2004~2005年7月实际资料检验,模型预报技巧可达39.3%;试验运行,模型解释应用T213数值预报12 h、36 h的资料,对2005年6月30日至7月2日陇东南出现的暴雨有较好的反映,两方面都说明了模型的实用价值。     

1974—2013年甘肃冰雹日数的变化特征

利用甘肃省1974—2013年80个观测站的冰雹观测资料和NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料,通过统计分析和物理量诊断等方法,对1974—2013年甘肃冰雹日数的变化特征进行了分析,结果表明：冰雹总的分布特征是高原和高山多,河谷、盆地、沙漠戈壁少,多年平均降雹日数在0.05~9 d之间,有三个高发中心,主要位于高原和高山地区,说明海拔高度对甘肃冰雹的形成具有重要影响。降雹最早始于3月,最晚结束于11月,主要发生在5—8月。近40年年冰雹日数呈明显的下降趋势,20世纪70—80年代是冰雹的高发期,进入21世纪以后迅速减少,全省而言每10年减少0.5 d。5—8月冰雹日数总体上也呈下降趋势,但各月的年际和年代际变化又具有显著的差异性。除河西地区外,甘肃其他四个区的年冰雹日数均发生了显著减少突变。对5月甘肃降雹偏多年和偏少年的对比分析表明,作为一种强烈的对流运动,降雹偏多年首先表现出对流不稳定能量的异常偏高,能够达到常年的两倍以上,其次发现环境温、湿层结在偏多年份朝着冰雹在积雨云中形成、增长及其落地前融化等一系列物理过程的有利条件方向发展,例如500 hPa有一明显的温度槽且较常年偏低2℃左右,低层水汽增多、中层减少,形成了“上干下湿”的不稳定层结配置,有适宜生长和降落的0℃层（3900～4500 m）和-20℃高度（6400～7000 m）。此外,200 hPa涡旋特征的出现保证了一支强上升气流支撑空中冰雹的增长。     

吕梁山两次夜间暴雨的边界层特征及能量来源与转换

利用常规观测、NCEP/NCAR 1°×1°再分析、风云2E卫星数据等资料,对分别由MβECS和MCC造成的两次吕梁山夜间暴雨过程进行数值模拟和粒子后向轨迹追踪,得到以下结论：过程1受边界层南风急流和西南气流影响,山西西部低空急流偏西分量和晋中盆地边界层西南气流的增强是对流不稳定能量重建的重要因子。过程2则受边界层南风和东风急流作用,前者被显著抬升到对流层中高层,形成含有冰晶层的中高层云系,后者则供应了低空水汽。两次过程中边界层（0.8～1.2 km）粒子携带的水汽均明显超过了低层（1.5～3 km）,是夜间短时强降水所需水汽的最大贡献者。700 hPa及以上非绝热作用产生扰动有效位能、之后向扰动动能的转化是两次过程中短时强降水发生所需能量的主要来源。     

北京2006年夏季接连两场暴雨的观测对比分析

利用北京地区高时空分辨率的地面自动站资料、多普勒雷达数据、卫星图像、风廓线数据以及6小时一次的NCEP再分析资料等,对2006年7月31日和8月1日接连发生在北京地区的两场暴雨做观测对比分析.结果表明:(1)7月31日降水为典型的华北强低槽锋面影响下的北京大范围强对流降水,8月1日降水为该华北低槽东移变为低压后的一次飑线影响下的北京部分地区强对流降水;两场暴雨大尺度环境条件相似,但与7月31日相比8月1日贯通南北的远距离水汽输送以及干冷空气与暖湿空气在北京地区的对峙已明显减弱,即形成全北京范围扰动的环境条件已经减弱.(2)两场暴雨的中尺度对流系统在形状、强度、移动路径等方面均有不同,但两场暴雨的中尺度对流系统的发展都与地面中尺度辐合线的发展有密切联系.(3)两场暴雨发生前北京局地对流层低层风场短时间变化特征不同,但低层偏东风和近地面东南风的出现,对于北京这两场暴雨的产生是比较关键的,预报中应该加以关注.     

2010年冬季浙江两次强降雪过程的对比分析

利用NCEP1°×1°再分析资料,对浙江2010年冬季两次强降雪过程的环流形势和物理量场进行了分析和讨论.结果表明:两次过程都是北方冷空气与西南暖湿气流交汇所致,冷空气较强时,锋区迅速南压,降雪持续时间较短,暴雪产生在中低层切变线的风速辐合区中;而冷空气强度适中时,“冷垫”和静止锋长时间存在,降雪持续时间则较长,暴雪产生在低空急流的左前方;降雪区上空有明显的水汽通量辐合,水汽通量大值区的演变与降雪过程有较好的对应关系;低空辐合和高空辐散的配置是强降雪产生的有利动力条件,其强度越强,降雪也越强.     

突发性暴雨中尺度分离对比分析

应用3种不同的中尺度分离方法对陕西中南部一次突发性暴雨资料进行中尺度分离，结果表明：3种方法都能从高空常规测站资料中分离出200km以上的中尺度系统，选择滤波方法对低层中尺度系统分离效果较好，站点滤波方法简单易行，中层分离效果较佳，9点滤波方法中低层均适用，所滤得的中尺度辐合系统处于暴雨区上游。     

中昆仑山北坡一次极端暴雨天气 过程分析

利用常规气象探测、FY卫星、多普勒天气雷达以及再分析等资料,对2021年6月15至16日出现在中昆仑山北坡极端暴雨成因进行分析。表明:此次暴雨西伯利亚到中亚有低槽稳定维持,昆仑山北坡环境大气逐渐变的潮湿不稳定。500 hPa低槽东移动分成两段,位于中亚低槽与印度半岛西北部低槽南北叠加,地面东、西两股冷空气进入盆地,使得不同性质空气在充分混合。东风急流中心在且末至若羌,在和田中部有偏东与偏西风辐合、水汽辐合、强的水汽输送、强上升运动。水汽输送主要距地4000米以下,水汽源位于天山南坡、高原南坡。地面的热力不均匀、高空急流、地面辐合线、地形等作用使得降水强度增强。强降水以γ小尺度系统为主,在地面辐合线附近表现为快速生消的特征。