2002年7月20～25日揭示的热带水汽羽和暴雨的关系

利用GMS-5水汽图像和NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料,分析了2002年7月20~25日梅雨暴雨过程中热带水汽羽的变化及其与物理量场的配置。结果表明热带水汽羽和暴雨之间存在密切联系,(1)有一条热带水汽羽始终和暴雨相伴,其走向从孟加拉湾向东北方向延伸到朝鲜半岛,热带水汽羽不单体现了水汽在对流层中、高层的平流,实际上还反映了对流层整层深厚的水汽沿着水汽通道向北输送。其中,低空急流对水汽涌的输送起到了积极的作用,每一次水汽向东北方向涌动时,其东南侧都伴有低空急流,并且急流核跟随水汽涌一起移动。中尺度对流云团在急流的左前方生成和发展,它们也跟随水汽涌一起移动。(2)热带水汽羽的北部边界大致与高空急流轴平行,暴雨云团一般出现在西南风高空急流入口区的右后方,距离急流轴约3个纬距的地方。高空急流的存在为MCS提供了很好的质量外流途径,即辐散机制,有利于MCS的发展。(3)在暴雨过程期间,热带水汽羽内维持有一条θse≥350 K的脊轴,走向和热带水汽羽平行。低空θse脊轴不单指示了低空高能量的位置,其上或附近也最有可能存在明显不稳定的区域,因此也是暴雨容易出现的地方。另外,在热带水汽羽中也维持着一条窄而强的正涡度带,位置和走向均和低空sθe脊轴相吻合,体现了低层的动力抬升机制,正涡度中心基本和MCS相对应。     

水汽羽、势能轴与强对流性降雨的关系

利用6.7μm水汽图,研究了起源于热带地区和中纬度地区的水汽羽的图像特征与位温(θ_e)的物理关系,以及它们相互作用所产生的强天气的位置。最后给出了利用红外云图、可见光云图以及水汽图预报全球尺度、天气尺度、中尺度至风暴尺度强天气的锥形流程图。由于我国准备发射的风云二号(FY-2)静止气象卫星上有6.7μm水汽通道,此文可供广大气象工作者参考。     

2002年6月21～24日梅雨锋暴雨过程中的水汽羽特征

利用GMS 5水汽图像和NCAR/NCEP再分析资料 ,分析了 2 0 0 2年 6月 2 1～ 2 4日长江中下游梅雨锋暴雨过程中水汽图像上水汽羽的特征。结果表明 :日平均水汽图像上显示了这次暴雨过程中对流层中上部的主要水汽型 ,是一条热带水汽羽从孟加拉湾经过青藏高原东部向偏东方向伸展至江淮地区 ,并与中纬度水汽羽相互作用 ,暴雨云团在热带水汽羽中连续生成。这条热带水汽羽是一条深厚暖湿输送带 ,反映了中高层水汽从孟加拉湾向长江下游的输送 ,以及通过大尺度上升运动造成的水汽自下而上的垂直输送 ,并且水汽羽与对流层上层的负涡度和正散度区域有很好的对应关系。水汽羽的北部边界附近的暗带与一条强涡度梯度和高空急流轴相关 ,具有明显的斜压性     

TRMM资料分析热带气旋的降水与水汽、潜热的关系

利用TRMM（Tropical Rainfall Measuring Mission）卫星上搭载的TMI（微波成像仪）资料,以2004年桑达热带风暴和1999年9908号热带风暴为例,定量分析西北太平洋上热带气旋降水与水汽、潜热的关系。结果发现,日平均降水率与气柱水汽量之间存在着很好的双对数关系,对流层中高层（3．0～14km）潜热与地面日平均降水率之间存在很好的双对数关系,在热带气旋密闭云区和外围螺旋云区两个区域内,降水与潜热的相关程度最好,并且每相隔24h出现一次极大值。本工作试图为台风预报模式提供降水参数化方案。     

热带印度洋夏季水汽输送特征及对南亚季风区降水的影响

利用NCEP/NCAR再分析环流资料、CMAP降水量和NOAA海温资料研究了热带印度洋夏季水汽输送的时空变化特征,并考察其对南亚季风区夏季降水的影响.热带印度洋夏季异常水汽输送第一模态表现为异常水汽从南海向西到达孟加拉湾后分成两支,其中一支继续往西到达印度次大陆和阿拉伯海,对应印度半岛南端和中南半岛的西风水汽输送减弱,导致这些区域降水减少;第二模态表现为异常水汽从赤道东印度洋沿赤道西印度洋、阿拉伯海、印度半岛、中南半岛的反气旋输送,印度和孟加拉湾南部为反气旋异常水汽输送,水汽辐散、降水减少,而印度东北部为气旋性水汽输送,水汽辐合、降水增多.就水汽输送与局地海温的关系而言,水汽输送第一模态与热带印度洋海温整体增暖关系密切,而第二模态与同期印度洋偶极子关系密切.     

水汽输送影响登陆热带气旋维持和降水的数值试验

Bilis(0010)是一个登陆后长久维持的热带气旋,其维持期间与一条西南风低空急流水汽通道长时间保持联结.用中尺度模式MM5V3对其维持过程进行模拟,并通过多个敏感性试验,研究不同方向水汽输送对热带气旋在陆上维持和降水的影响.结果表明:外界持续的水汽输送有利于热带气旋气旋性环流在陆地上维持,减缓其登陆后的强度衰减.水汽输送通过影响热带气旋的热力结构来影响热带气旋强度,充沛的水汽供应有利于热带气旋暖心维持.外界水汽输送有助于热带气旋雨带中的强对流活动,使雨量加强.而对流活动过程中水汽凝结潜热释放是热带气旋获得能量继续维持的重要条件.结果还表明,南边界水汽输送对热带气旋维持和降水的影响最为明显,其次是东边界.来自北界和西界水汽的影响微弱.     

华南冷季暴雨中热带卷云羽特征研究

冷季暴雨特别是南方冷季暴雨不但常有发生,其强度和灾害甚至不亚于暖季暴雨。统计表明约有80%的华南冷季强降水与热带卷云羽(简称TP)活动相对应。为此,本文利用近7年FY-2静止气象卫星、TRMM卫星合成降水率数据、ECMWFInterim再分析资料以及地面与探空的常规观测资料等,综合分析了与华南冷季暴雨相关的热带卷云羽的相关特征。分析结果表明,与华南冷季降水有关的TP云产生的源地主要集中在0°~10°N、70°~140°E之间区域内。青藏高原大地形作用对TP引起的华南冷季降水分布具有不可忽视的作用。Hovm6ller图分析显示,TP云在爆发前,云系大多呈连续西传的特征,传播速度约为15~20 m·s~(-1),与大尺度斜压波波速相当或略快。一般来说,与弱降水相比,引起强降水的TP云在爆发前移速较快,受来自对流层中上层的动力强迫影响较大。TP云爆发后,云内强对流区总体移动速度不快,大部分集中在TP云的西南端较小范围内。副热带高空急流只是使得TP云的云盖快速向东扩展。上述特征可能是造成华南冷季强降水中只有个别站点强度大而整体降水强度不强的可能原因。     

亚洲热带夏季风指数与中国南方降水的关系

利用1979-2013年夏季全球2.5°×2.5°逐日环流资料和中国气象站点降水观测资料,采用动力学因子(西南风)与热力学因子(Radiation Longwave covting,OLR)相结合定义了标准化的亚洲热带夏季风指数(Tropical Summer Monsoon Index,TSMI).结果 表明,该指数...     

华南前汛期降水异常与水汽输送的关系

采用1958-2000年华南57站前汛期日降水资料和NCEP／NCAR逐日水汽输送再分析资料，分析了华南前汛期降水异常与水汽输送的关系，并对旱、涝年进行了比较分析。结果表明：华南地区经向水汽输送的异常变化将导致该地区的异常旱涝，而纬向水汽输送的异常变化只导致该地区出现小范围的降水异常。旱年和涝年的异常水汽输送不是简单的反位相关系。来自印度洋和西太平洋的水汽对华南地区前汛期的降水异常没有明显的作用，南海(主要是其北部)才是华南降水异常的关键区。     

夏季水汽输送特征及其与中国降水异常的关系

利用1958－1999年NCEP／NCAR再分析资料研究了水汽输送特征，表明：全球纬向水汽输送在南北半球中高纬度由西向东，在低纬由东向西，分别与中纬度西风带和热带东风带一致，经向输送在夏季由南半球向北半球输送，冬季则刚好相反，就全年来说水汽也是从南半球向北半球输送。南北半球副热带地区是大气水汽源，热带和中高纬是大气水汽汇，夏季中国大部分地区也是水汽汇。讨论了中国夏季3类雨型与异常水汽输送的关系，结果表明中间型雨带对应中国东部有一支东北异常水汽输送和另一支西南异常输送在长江流域辐合；南方型雨带对应一支东北异常输送和另一支来自西太平洋副高西北侧的西南异常输送在华南辐合，北方型雨带对应中纬度西风异常输送与副高西北侧的西南异常常输送在华北辐合。     

GPS遥感的大气可降水量与局地降水关系的初步分析

该文利用2002年“973”项目安徽GPS外场试验和2000年北京GPS/VAPOR试验积累的资料对GPS遥感的大气可降水量与局地降水之间关系进行了定量分析。结果表明:在降水前后, GPS遥感的大气可降水量有很大的变化; 在2002年入梅前后, 其变化甚至大于30mm; 在海拔高的山区台站, 2hGPS遥感的大气可降水量增量和本站是否发生降水关系密切; 多数情况下, 降水出现在GPS遥感的大气可降水量迅速增加的3~4h内; 每小时降水量峰值和GPS遥感的大气可降水量增量的大小有关。     

青海高原夏季降水异常及其水汽输送特征分析

通过对青海高原夏季降水异常及其水汽输送特征的分析表明:(1)青海高原夏季降水的年代际变化总体呈先增后减的抛物线型变化,80年代中期以前没有明显的变化周期,80年代末以后存在较稳定的3年周期,目前正处于一相对多雨时期。(2)青海高原夏季整层水汽通量在50~150kg·m-1·s-1之间,自西界向东界增加,近43年空中水汽收支整体上呈增加趋势。(3)旱年青海高原空中水汽偏少10~40kg·m-1·s-1,水汽通量散度场除北部呈辐合加强外,其余地区均为水汽通量辐散加强区。涝年青海高原水汽输送偏强10~20kg·m-1·s-1,水汽通量散度场表现为整个区域的辐合加强。(4)旱年青海高原空中水汽收支呈“盈余”状态,但比平均状况少2923·3kg·s-1,减幅为21·88%;涝年空中净水汽通量也呈“盈余”状态,但比平均状况多7253·6kg·s-1,增幅达53·99%。     

Relationship Between Upper-Ocean Heat Content in the Tropical Indian Ocean and Summer Precipitation in China

An analysis of the Ishii ocean heat content(OHC) in the tropical Indian Ocean from the surface to 700-m depth shows that the OHC changes dramatically on the interannual timescale in the Indian Ocean.The first mode of empirical orthogonal function(EOF1) of the OHC shows that there is a strong air-sea interaction pattern in the Indian Ocean with a positive(negative) loading in the east and a negative(positive) loading in the west.This seesaw oscillation pattern influences the summer precipitation in China with a North-South reversed distribution.Composite analysis shows that during a positive(negative) OHC episode,an anomalous cyclonic(anticyclonic) circulation over the western Pacific and South China weakens(enhances) the monsoonal northward flow in the lower troposphere;meanwhile,anomalous meridional circulation connects the descending(ascending) branch over the Southeast Indian Ocean and the ascending(descending) branch in South China as well as a descending(ascending) branch over North China.Analysis of the mechanism behind these features suggests that(1) the accumulation of OHC-induced vorticity is related to the wave activity over the mid-latitudes and that(2) the meridional teleconnection induced by the Indo-Pacific air-OHC interaction appears over East Asia and the western Pacific.Both of these patterns can cause summer precipitation anomalies in China.     

西北地区夏季降水与大气水汽含量状况区域性特征

运用NCEP/NCAR 1958～1997年格距为2.5°×2.5°的多个气象要素资料和1960～2000年西北地区95个测站的夏季降水资料,对西北地区夏季水汽含量特征及其水汽状况特征进行了分析.分析研究结果表明:(1)夏季西北地区西部整层大气水汽含量分布与降水的分布特征基本相似,而对于西北地区中东部,二者分布特征略有不同,无论干、湿年西北中东部大气水汽含量均存在相对高值区,表明西北地区整层大气水汽含量具有区域性可开发潜力.(2)西北全区夏季在20世纪60年代中期以前和80年代中期以后,大气中水汽含量较多,70年代前后较少.对于西北各个分区而言,北疆区夏季空中水汽含量最大,高原东北区最少.(3)西北地区夏季降水和西北地区西部哈萨克斯坦地区以及赤道东印度洋和赤道西太平洋交汇处的大气水汽含量相关最为显著.     

石家庄的云、降水和水汽特征

应用1972~2003年石家庄17个站的云、降水资料分析了各类云的发生频率及其降水特征,结果表明:全年而言,积层混合云出现频率高,且降水概率、降水率较大;夏季积状云出现频率高,降水概率、降水率大,对两者增雨机会多。应用2000~2004年常规天气图,对造成石家庄降水的天气系统、云、降水、水汽进行分析,结果显示:西来槽、冷切变、东蒙冷涡和华北低涡出现频率较高,造成的降水次数多,实施增雨的机会多;气旋类、西南涡出现频率低,但过程雨量大,降水持续时间长,是人工增雨不可忽视的天气系统;冷涡类降水时间最短,降水强度大,对其实施人工增雨,作业时机的把握很重要。石家庄上空的水汽含量呈单峰型季节变化,空中水汽资源量明显地受到大气环流和天气系统影响。对水汽通量场分析表明,对流层中高层水汽多来自于孟加拉湾和南海,低层水汽主要来自于东海、黄海,地面近地层水汽源多为黄渤海。     

Spatiotemporal Variation of Water Vapor Budget over the Tibetan Plateau and Its Regulation on Precipitation

The spatiotemporal variations of water vapor budget(Bt) and their relationships with local precipitation over the Tibetan Plateau(TP) are critical for understanding the characteristics of spatial distributions and evolutions of water resources over the TP. Based on a boundary of the TP, this paper explored the spatiotemporal characteristics of Bt over the TP using the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts interim(ERA-Interim) reanalysis datasets. On the climatological mean, the TP i...     

Sensitivity of Tropical Cyclone Precipitation to Atmospheric Moisture Content： Case Study of Bilis （2006）

In this article, the authors used the Weather Research and Forecast model to investigate the sensitivity of tropical cyclone Bilis' total precipitation to ambient water vapor content. The tropical cycl...     

西北地区夏季降水异常及其水汽输送和环流特征分析

利用NCEP/NCAR 1951～2000年共50a的再分析资料及我国西北地区内31个代表站的降水资料,对西北地区近50a来夏季降水异常的时空特征、环流形势及水汽输送进行了研究。分析发现,西北地区夏季降水异常与东部沿海地区的降水呈反位相分布,说明西北地区和东部沿海地区的降水影响系统不同,影响时期不一致。分析结果表明,影响西北地区夏季多、少雨年的相关区域环流特征和水汽输送特征有显著差异。     

华南春季降水和水汽输送的年代际变化特征

The characteristics of spring precipitation and water vapor transport in South China were analyzed by using observational data and the National Centers for Environmental Prediction （NCEP） reanalysis data. The results show that, during the spring, each component of the water cycle （precipitation, wind field, specific humidity, water vapor transport, etc.） in South China exhibits a notable interdecadal variability. An abrupt increase in spring precipitation occurred in the early 1970s. During the dry period from 1958 to 1971, a water vapor flux divergence （positive divQ） existed in South China, which may have led to the deficiency in rainfall. However, during the wet period from 1973 to 1989, there was a remarkable water vapor flux convergence （negative divQ） in South China, which may have resulted in the higher rainfall. The interdecadal variability of water vapor transport is closely related to the interdecadal variability of wind fields, although the interdecadal variability of specific humidity also plays a role to some extent, and the interdecadal variability of the zonal water vapor transport contributes much more to the interdecadal variability of spring precipitation than the meridional water vapor transport.