一次春季冷锋过境引起的大风天气分析

利用常规探测资料、地面加密观测资料及NCEP再分析资料,对2009年4月15日新乡罕见大风天气的天气形势及物理量场特征进行了诊断分析。结果表明:西伯利亚强冷空气南下与华北低压发展共同造成的强气压梯度、高低空强的冷平流是造成此次强风的主要原因;地面冷锋前的上升运动与高空急流入口区次级环流上升气流的叠加,为深对流发展提供了深厚的垂直环流发展条件;高空西风急流配合适合的垂直环流,产生动量下传,是超出一般强度的冷空气大风产生的原因;ECMWF和T639数值预报产品均成功地预报出了此次强风过程。     

一次春季冷锋过境引起的大风天气分析

本文通过对大兴安岭地区春季由于一次冷锋过境产生的大风天气分析,总结出了本次大风天气过程中的日变化特征、引起大风天气的高空和地面环流形势特点,影响系统以及一些具有指示意义的气象要素和数值预报物理量要素场特点,得出一些对今后在大风天气预报预警工作中具有指导意义的结论。     

江苏北部近海一次罕见大风天气过程成因分析

利用常规气象观测资料和自动站等非常规观测资料以及美国国家环境预报中心(NECP/NCAR1°×1°)再分析资料,对2017年11月17—18日一次强冷空气引发的江苏省北部近海大风天气的影响系统及物理量场特征进行了诊断分析。结果表明,1)高空横槽转竖使得强冷空气南下影响江苏省,造成气压梯度、变压梯度加大,气压梯度在大风形成的初期起主导作用,变压梯度有利于强风的维持。2)大风期间高层深厚的冷平流自上而下形成一条后倾式冷平流传输通道,地面风场加强,冷平流区明显下传发展。3)动量下传在此次过程中亦起了重要作用,大风形成初期,低层700—1 000 hPa出现低空动量下传并影响地面风场;高空槽过境后,高空动量能够影响地面风场。     

舟山群岛一次低压大风过程的诊断分析

通过对舟山群岛一次低压大风过程的天气形势及各种物理量的诊断分析认为：地面的倒槽波动，加上高空的涡度平流、低层南北两支气流相遇形成的强烈的切变是地面低压能够形成并发展的关键。中低层的温度平流、降水凝结释放潜热维持上升运动，是低压进一步发展的有利条件。高空动量下传最终形成了地面的强风。     

石河子垦区一次低压大风天气的成因分析

通过对石河子一次低压大风天气的成因分析，发现“降压增温”是其前兆。前期降水，有利的垂直风场．不稳定能量释放是低压产生持续大风的关键，并提出今后的预报着眼点。     

2012年呼伦贝尔市一次西南大风天气成因分析

文章利用常规气象资料对2012年4月19—20日呼伦贝尔市一次西南大风天气过程的成因做了综合分析。结果表明:乌拉尔山高压脊的形成和加强东移,配合下游鄂霍次克海阻高的加强,为本次大风天气的发生发展提供了有利的高空环流背景;蒙古气旋是本次大风天气过程的主要影响系统;高空急流的形成为低层大气的加速运动提供动量、使低层锋区加强、导致大气层结不稳定,为本次大风天气提供了有利的条件;次级环流的形成把高空急流的动量传递到地面,是大风天气中动量下传的重要机制;较为旺盛的的对流运动使得次级环流得以生成和维持,为动量下传机制提供了有利的保证。     

大理机场一次晴空大风天气诊断分析

利用常规气象资料、NCEP2.5°×2.5°资料和风廓线雷达资料,分析了2015年2月27日晴空大风天气过程。结果发现:大理机场上空位于高空西风急流轴附近,虽然高空冷平流较弱,但是动量下传是造成大风的主要因子。当高空至机场近地面均为下沉运动时,下沉气流携带高空的动量下传,造成大理机场出现大风天气。相反,当近地面至700 h Pa为上升运动时,上升气流会阻碍高空动量向下传递,机场大风结束。风廓线雷达资料分析也表明动量下传是27日大风的主要动力因子,当高空到地面均为下沉运动时,大于3 m/s的下沉速度到达的高度越低,大风的出现频率越高;同时300~2500 m风向随时间反气旋偏转能使高空动量持续向近地面传送,对大风的产生和维持起作用,相反300~2500 m风向随时间气旋性偏转,则对高空的动量下传起抑制作用。     

一次春季大风天气过程成因及预报着眼点分析

利用常规观测资料、NECP再分析资料等,对发生在黑龙江省的一次春季大风天气过程成因进行分析。结果表明:冷空气在高压脊引导下向南移动堆积,在南下过程中有冷空气补充到冷涡中,冷涡不断加强。地面大风主要出现在地面低压的气压水平梯度大值区和冷高压前部(冷锋)的气压水平梯度大值区。500 hPa强冷平流使得地面加压,导致变压梯度加大,变压风加大有利于增强地面风速。较大的垂直风切变和干空气侵入易引起动量下传,使地面风速加强。     

渤海冷空气大风过程中3次风速波动的原因分析

根据FY-2G卫星遥感监测资料、常规气象观测资料和NCEP逐6h1°×1°再分析资料,分析2014年12月31日至2015年1月1日渤海大风过程中风速的3次波动特征以及影响系统,并对大风期间物理量进行了诊断分析,揭示了冷空气影响过程中渤海大风的突增以及波动性成因。结果表明:当冷空气影响渤海时,冷暖空气对比使低空锋区迅速加强,风力突增明显。大风期间高层深厚的冷平流自上而下形成了一条西北东南向后倾式的冷平流传输通道,平流分3次传送到底层对应着大风期间的3次波动峰值。整个过程动量下传起了重要的作用,下沉气流的径向度越大,高层下沉运动越强,对应地面的风速越大。     

一次强飑线过程极端大风的中尺度分析

利用常规气象观测资料、区域自动气象站加密观测资料和GFS 0.25°×0.25°逐6 h的分析场数据以及多普勒雷达、风廓线等资料,通过背景形势场分析、物理量诊断分析和中尺度分析,对2018年3月4日发生在华东地区的强飑线天气过程进行了诊断分析。结果表明,这次过程具有发生时间(季节)早、移速快、范围广、致灾强等特点,是一次比较少见的早春(冬末)十分强烈的飑线天气过程,是在高空急流辐散区、低空西南急流轴前端、低涡南侧的暖区中发展起来的。飑线过程的地面要素变化十分剧烈,地面有强冷池,与飑线前暖空气之间构成了强的水平温度梯度,致使飑线强度更强;飑线经过时气压涌升所形成的雷暴高压、强气压梯度以及飑线的快速移动均有利于地面极端大风的出现。飑线发展过程中观测到弓形回波、超级单体等强天气系统。中高层动量下传和光滑湖面、喇叭口、狭管效应等特殊地形对于大风的增强效应比较显著,这些因素也加剧了地面极端大风的形成。      

一次冷锋过境时引发多种天气现象的成因分析

利用观测数据、雷达产品、ERA5再分析资料对2021年4月15日河北保定一次天气过程进行综合分析,结果表明：(1)天气背景高层干冷,低层有暖脊,整层大气较为干燥。冷锋过境引起地面风力加大,锋面触发干对流后,冷池出流进一步加大了地面风速,湍流加强并出现扬沙。(2)对流云内存在水平弱风区,其径向速度近于0 m/s,弱风区后侧的雷达回波强度呈增加趋势。雷达低仰角0径向速度区的上方有水凝物粒子迅速集中、生长,生长区内径向速度为5～10 m/s,降雹区域上空各仰角均为0径向速度。(3)下击暴流和动量下传引发了干对流大风,降水粒子的蒸发、拖曳作用进一步加剧了气流下沉,其中蒸发作用的贡献更显著。(4)干对流消亡后,锋面东移,锋后西北风减弱,扬沙天气结束,较小的近地层风通量有利于沙尘粒子缓慢下降,地面能见度好转但PM₁₀浓度依然较高。(5)夜间冷空气下沉,上游输送的沙尘粒子随之沉降,造成了浮尘天气。     

2016年山东一次阵风锋触发的强对流天气分析

利用常规观测、区域自动气象站、NCEP/NCAR再分析和雷达回波资料,对2016年6月30日山东一次阵风锋触发的强对流天气进行了分析。结果表明,此次强对流主要发生在高空槽与副热带高压相互作用、山东高低层受一致西南气流影响的环流形势下,阵风锋、地面辐合线和负变压中心所产生的抬升作用及近地面层冷空气的侵入使气温骤降是触发对流的关键因素。低层水汽充沛、湿层厚,属于上干下湿的不稳定层结。强对流发生区域处在假相当位温差（Δθse）和风暴相对螺旋度（storm relative helicity,SRH）的大值中心及其右侧位置。对流有效位能（convective available potential energy,CAPE）、850 hPa与500 hPa之间温差、大风指数、强天气威胁指数等都对此次强对流有较好的指示作用。0 ℃层高度和融化层高度较高是此次过程未出现大冰雹的原因。较强的0～3 km垂直风切变在强对流预报业务中需要注意。此次强对流过程是线状回波带前侧风暴内出现了阵风锋,阵风锋又不断触发雷暴使个别强单体风暴发展加强成为超级单体风暴,具有持续时间较短的中气旋、高悬的强回波、有界弱回波区、风暴顶辐散、窄带回波、径向速度大值区等回波特征。风暴移动速度比风暴承载层平均风速大,缩短了超级单体存在时间。此外,风暴参数与天气的强烈程度密切相关。     

2014年南疆西部一次大风天气过程分析

利用常规地面、高空观测资料和NECP逐日4次 1?ｘ 1?网格再分析资料,对2014年5月22日发生在南疆西部地区的一次翻山型大风天气过程的物理机制进行了诊断分析。结果表明：本次大风是高压脊衰退,冷空气沿西北路径爆发产生的大风天气过程;喀什站与乌鲁木齐、塔什干指标站气压差有明显的指示意义：喀什站与乌鲁木齐站气压差由负转正达到 3hPa左右,与塔什干站气压差达到最大-26hPa左右,此时可作为出现全区性大风的参考时间节点,当喀什站与乌鲁木齐站气压差扩大到-15hPa左右,维持稳定,与塔什干气压差减小至-13hPa左右,可作为全区性大风结束的参考时间节点;同时大风出现及结束时间节点在地理上呈现阶梯性变化特征;高空急流、垂直速度圈、变压中心以及冷锋的位置变化相互制约影响;高空急流、垂直环流圈的共同作用是高空动量下传重要动力机制;低层南疆盆地的辐合、帕米尔高原的辐散加剧了南疆盆地上升减压和帕米尔高原中低层的下沉加压,是又一动力强迫机制;中低层300hPa-850hPa较深厚的强冷平流输送,盆地热低压发展是翻山大风形成的热力因子。     

1999年梅雨锋系结构特征的模拟诊断

通过中尺度模式MM5对1999年江淮流域一次梅雨锋暴雨过程的数值模拟,利用高分辨率模拟资料,诊断了江淮地区梅雨锋系的双锋结构特征及相应的大气相当位温、位温和湿度(比湿)分布特征.结果表明,大气位温梯度和湿度梯度均对江淮梅雨锋系双锋结构中相应的两个相当位温梯度大值带的存在有着重要贡献,而湿度梯度的贡献更大.进而从理论上推导了大气湿度梯度倾向方程,指出大气湿度梯度的变化与平流效应、散度效应、水平或垂直涡管(次级环流)效应以及水汽源汇的梯度有关;利用中尺度模拟资料对湿度梯度倾向方程的经向分量进行了简单的方程诊断,模拟时段平均的诊断分析表明,大气经向湿度梯度绝对值的变化主要同散度效应、与水平涡管相关的次级环流效应以及水汽源汇效应相关.由于水汽源汇是由与水汽相关的相变过程造成,与云物理过程的发展和演变直接相关,因此,大气湿度梯度的演变与云物理过程,并进而与云或降水系统的分布、发展和演变相关.梅雨锋系的存在为其附近暴雨中尺度系统的发展提供了有利的环境条件,起到一定的组织或控制作用;反过来,暴雨系统的发展、降水云系的发展和演变,又通过改变大气温、湿状况,对梅雨锋系产生影响.     

近51a福建早春不同低温阴雨分布型的环流特征及成因

利用1960—2010年福建省早稻播种育秧期平均气温、日照资料及NCEP/NCAR再分析资料,运用EOF和相关合成等方法,分析近51 a福建省早稻播种育秧期低温阴雨日数分布类型与各类低温阴雨日数分布类型同期大气环流背景场及海温分布特征,并探讨其成因。结果表明:福建省低温阴雨日数空间分布主要为全省一致、南北相异两种类型,其中全省一致偏多(少)型为福建省低温阴雨空间分布主要类型。不同的低温阴雨型具有明显不同的环流特征,当欧亚大陆中高纬度为两槽一脊形势,槽脊强度强,易发全省一致偏多型低温阴雨,其强度弱则易发北多南少型低温阴雨;当欧亚大陆中高纬度为两槽两脊形势,则易发北少南多型低温阴雨,当欧亚大陆中高纬度环流平直,则低温阴雨一致偏少。全省一致偏(多)少型、北多南少型与海温异常关系不大;前冬赤道中部海温异常偏暖,易发北少南多型低温阴雨。福建低温阴雨天气的发生,需要适当强度的冷空气和稳定的水汽通道。     

2018年10月乌鲁木齐暴雪过程锋面分析

利用地面常规观测、NCEP/NCAR0.25°×0.25°再分析及风廓线雷达等资料,诊断分析了2018年10月17—18日乌鲁木齐极端暴雪天气过程的锋面特征。结果表明：在欧洲高压脊衰退,中亚长波槽分段东移的背景下,天山北坡强烈锋生并持续近30小时,此次锋生是热力和动力共同作用的,天山附近锋面呈带状准垂直分布,动力锋生激发的次级环流使垂直运动维持发展,为大暴雪提供动力条件; 400～600 hPa西南和地面～850 hpa西北路径输送的水汽,在600～800 hPa强烈辐合,为乌鲁木齐暴雪提供充沛水汽。风廓线雷达监测资料水平风向风速的垂直变化、Cn2能够反映锋生和水汽的演变特征,也从观测事实上证实了锋面对动力抬升及水汽辐合的重要作用。     

EC-thin资料在低槽冷锋类降水过程人工增雨潜力区识别中的应用

选取8次冀中南地区低槽冷锋类降水过程,基于实况资料、微波辐射计资料、毫米波测云仪资料,利用EC-thin模式资料,分析研究EC-thin资料在人工增雨潜力区识别中的应用。结果表明：低槽冷锋类降水过程的共同特征为中高层30°—50°N、100°—120°E低槽东移,地面冷锋以西北路径或偏西路径南下影响冀中南地区;无论平原还是山区,低云量、气柱总含水量、大气可降水量、850 hPa比湿总体上呈现随降雨量增大而增大的趋势;当冀中南地区受低槽冷锋类天气系统影响时,在平原地区,当低云量、气柱总含水量、大气可降水量、850 hPa比湿预报平均值分别为6成、31 kg·m^-2、37 kg·m^-2、6 g·kg^-1以上时可进行人工增雨作业;在山区,当低云量、气柱总含水量、大气可降水量、850 hPa比湿预报平均值分别为5成、21 kg·m^-2、29 kg·m^-2、4 g·kg^-1以上时可进行人工增雨作业;此外最佳人工增雨阶段为各物理量值达到最大并开始减小阶段。     

2012年初夏滇中首场暴雨过程诊断分析

利用地面加密观测资料、多普勒天气雷达回波强度、卫星云图TBB资料和NCEP 1°×1°分析资料,应用滤波和广义位涡理论, 对2012年6月1—2日云南省中部的首场切变冷锋型暴雨天气过程进行诊断分析。结果表明:中尺度天气系统是该次暴雨产生的直接原因, 强降水均发生在云顶亮温等值线梯度较大一侧,回波强度空间分布不均匀,回波发展高度较低,但回波结构致密,低质心,以液态降水粒子为主,因此降水分布不均匀,但降水效率高;水汽源地为孟加拉湾;低层水汽通量辐合带与冷锋、切变线、中尺度辐合线以及β中尺度低涡位置有较好的对应关系;700 hPa,850 hPa水汽通量强辐合区中心位置叠加时,其所在区域地面降水增强;强降水区域上空中低层广义湿位涡的正异常现象体现了降水区中低层高水汽集中特征;单站上空低层的广义湿位涡正异常增加时,地面降水强度增加,反之减小;800 hPa广义湿位涡正异常区对地面降水分布有一定指示作用,但暴雨中心与广义湿位涡强中心并不完全重合。     

2012年初浙江连阴雨天气的环流特征及其异常成因

利用浙江省常规气象站雨量资料、NCEP再分析资料、海温资料、射出长波辐射（OLR）日平均场资料,对2012年初浙江省出现的罕见阴雨寡照天气的环流特征和水汽、动力条件进行了诊断分析,并与历史同期对比,探讨海温异常对乌拉尔山阻塞高压和南海、孟加拉湾偏南风异常的影响。结果表明：1）乌拉尔山阻塞高压前西北气流为连阴雨产生提供了冷空气条件,南海至我国东南沿海西南暖湿气流较常年明显偏强,两者在浙江构成切变线,造成水汽辐合上升,偏强的西风急流造成高层辐散增强,辐散区高度及位置对雨势大小起主导作用。2）热带OLR低值区在连阴雨雨势加大前的北传现象具有一定预报意义。垂直方向上连阴雨区上升运动与北侧下沉气流形成＂上暖下冷＂配置,冷空气的＂冷垫＂作用迫使暖湿气流抬升凝结。3）赤道中东太平洋冷海温异常和印尼附近暖海温异常使沃克环流加强,其上升气流向北输送构成连阴雨西南气流的一部分。另外,北太平洋海区海温正异常和中东太平洋海区海温负异常可能是乌拉尔山阻塞高压形成和维持的外强迫因素。