华南雷暴大风天气的环境条件分布特征

利用中国气象局提供的观测资料研究了2010—2014年华南雷暴大风和普通雷暴的空间分布特征,并将华南春夏两季雷暴大风和普通雷暴的大尺度环境条件进行对比。结果表明:研究的华南区域08—20时(北京时)夏季雷暴大风略多于春季,而普通雷暴夏季样本数约为春季的3.6倍,雷暴大风主要发生在粤西到珠江三角洲地区。相比于普通雷暴,雷暴大风天气发生的环境条件具有更强的条件性不稳定,斜压性和动力强迫更强。春季雷暴大风发生时环境中的大气可降水量和中高层湿度均比普通雷暴更大,而夏季反之。华南春季雷暴动力条件明显优于夏季,而夏季热力强迫的作用大于春季。     

金华地区一次强对流天气过程的环境条件与中尺度特征

利用常规观测资料、ERA5再分析资料、FY-2G卫星TBB数据和双偏振雷达资料等,对2022年6月29日浙江省金华地区一次强对流过程的环境条件与中尺度特征进行了分析。结果表明：1） 充沛的不稳定能量、较低的抬升凝结高度和中等强度的0—3 km垂直风切变为此次强对流过程的发生发展提供了良好环境条件。2） 触发机制主要为边界层辐合线;低层强烈辐合、高层强烈辐散的配置,为对流提供了良好的动力条件;源源不断的水汽供应和水汽辐合,致使暴雨天气的产生和维持。3） 降雹时刻风暴单体雷达回波具有高反射率因子、高垂直累积液态含水量、旁瓣回波、大于55 dBz强回波伸展高度超过-20 ℃层、回波悬垂结构和有界弱回波区等特征;双偏振参量对应较小的差分反射率和较大的差分相移率,湿雹特征明显。     

一次非典型环境下的强对流天气过程分析

详细分析了１９９７年５月２９日,泰安市出现的一次弱冷锋形势下的强对流天所过程的卫星云图、等特征。有助于对这类非典型环流背景下产生的强对流天气的认识,并为预报此类强对流天气提供新的思路。     

一次MCS过程的特征分析

对2010年9月7-8日江苏北部的中尺度对流系统(MCS)特征和暴雨过程进行了分析,应用卫星云图、热力和动力物理量诊断.结果表明:MCS是由若干个α和β中尺度对流云团组成,在MCS成熟阶段有一个逐渐发展成中尺度对流复合体(MCC)的过程;MCS出现在高温高湿对流不稳定的环境中,低层低涡的辐合和锋面的抬升作用为其提供了动力条件;强水中心与MCS云顶温度梯度最大值中心相对应,为暴雨落区预报提供了着眼点.     

牡丹江地区一次强对流天气过程分析

本文利用常规观测、卫星云图、新一代天气雷达及加密雨量站资料对2016年5月26日发生在牡丹江地区的一次强对流天气过程进行分析。结果表明,本次过程受高空冷涡和地面冷锋的共同影响,产生于下层暖湿、上层干冷的环境中。高低空均有较强的西南急流输送。雷达径向速度图上有"速度模糊"出现,"速度模糊"区的位置刚好和灾害性天气发生的位置一致。低层零等速度带呈"S"形,说明风随高度顺转,不断有暖平流向上输送补充能量。主要特点是降水范围大、降雨急、风力大,穆棱地区产生了冰雹天气。     

一次强对流天气过程中尺度对流系统特征分析

利用NCEP/NCAR再分析资料、FY2C云图及广州新一代多普勒天气雷达产品,对2007年6月9～10日发生在广东省的一次强对流天气过程中的中尺度对流系统(MCS)进行了分析,主要结论有:1)对流层中高层辐散低层辐合,以及“上干下湿”相配置的垂直环流结构特征,和不稳定的大气层结为此次暴雨的形成提供了所需的动力条件和水汽条件;2)MCS云系生成、发展于南支槽和西南低涡东南侧的暖湿气流所形成的云系中;3)在雷达回波图上,MβCS回波的发展具有明显的右移风暴移动特点和“列车效应”,且发展成熟阶段的回波呈显著的“弓形”和”人字形”水平回波演变结构.     

一次东北冷涡不同阶段强对流天气特征对比分析

利用NCAR/NCEP再分析（1?×1?）资料、区域自动站观测、FY-2D/2E卫星观测和GPS/MET水汽监测等资料,对2012年6月7-18日长春地区发生在同一东北冷涡系统不同演变阶段的3次强对流天气进行对比诊断分析。结果表明：在冷涡形成期,高低空急流耦合产生的次级环流上升支,触发锋前不稳定能量释放,导致中β尺度孤立深厚湿对流系统出现;在冷涡发展期,对流层高层干冷空气向对流层中下层侵入,形成高空露点锋,触发有组织的中α尺度对流系统;在冷涡消亡期,低涡减弱为高空槽并快速东移,其后部冷空气置于低层大范围暖湿空气之上,地面中尺度辐合触发不稳定能量释放,形成中β尺度对流系统。     

一次南方春季强对流过程中影响对流发展的环境场特征分析

摘要：利用地面自动站资料、多普勒雷达资料、FY-2E卫星云图及NCEPFNL1°×1°逐6h分析场资料,分析了2010年5月5-7日我国南方春季大范围强对流天气过程中尺度对流系统（MesoscaleConvectiveSystem,MCS）的发生、发展特征,重点探讨了环境条件差异及其对MCS的影响。结果表明,由于环境场三维动力结构、水汽条件和热力不稳定条件配置的差异,造成对流发展的多样化特征。利用相对风暴螺旋度分析了环境场动力特征对MCS组织结构的影响。重庆上空中高层较干且具有较强的垂直切变,环境场气旋式旋转相对深厚,随着锋面强迫抬升克服对流抑制作用后,局地激发出相对孤立的类似超级单体的强对流风暴,造成冰雹和雷暴大风等天气;而贵州湿层相对深厚,高低空急流的耦合机制更明显,贵州北部的多单体对流风暴组织程度较高,MCS尺度相对较大,局地短时强降水较明显;广东具有最强的垂直切变和深厚湿层,在浅薄冷空气的触发机制下,发展出深厚湿对流形式的中尺度对流复合体,出现了高度组织化的线状对流带,MCS尺度大、持续时间长,造成较强的降水。     

贵州一次大暴雨过程中MCS的结构特征分析

利用NCEP1°×1°的资料对2005年7月8-10日贵州大暴雨过程中尺度对流系统的结构特征进行分析。结果表明:该次过程是在200hPa反气旋环流、500hPa青藏高压与副热带高压间的两高切变背景下,由西南低涡的生成和发展诱发多个中尺度对流系统的生成和发展引发的;造成强降水的2个雨团在时空尺度上具有中β尺度系统的特征,由多个对流单体合并、发展形成,是强降水的直接制造者,从低涡中心延伸出的一条东北—西南走向的切变线,与地面降水雨带位置基本一致;MCS内部的对流活动显著,伴随着强垂直上升运动,形成完整的垂直动力环流圈。     

一次华北暖区暴雨的边界层环境条件分析

2020年8月12—13日华北地区出现了一次区域性暴雨天气过程,分为暖区降水和锋面降水2个阶段,其中暖区降水阶段出现了低涡切变线、地形抬升和海陆低空急流3种边界层环境条件。为了解不同边界层环境条件下华北暖区强降水的发生机制,利用常规气象观测、FY-4A红外卫星云图、多普勒天气雷达、ERA5再分析、风廓线雷达等多源分析和观测资料,对本次过程的强降水演变特征、环流背景、暖区暴雨阶段3种边界层环境条件进行对比分析。结果表明：(1)本次强降水天气过程发生在副热带高压外围偏南暖湿气流背景条件下,3种不同边界层环境条件下的中尺度对流系统造成了暖区强降水。(2) 3个中尺度强降水区分别为华北中部偏南地区的螺旋雨区(Ⅰ区)、沿太行山燕山山脉西南-东北走向的带状雨区(Ⅱ区)和渤海西海岸的块状雨区(Ⅲ区)。(3)Ⅰ区边界层的低涡切变和风场辐合是诱发强降水的主要原因,强降水区位于低涡移动方向的右前侧,持续时间超过16 h,降水强度最强;Ⅱ区地形强迫抬升、地形辐合是产生强降水区的重要机制,强降水位于太行山前平原和浅山区,强降水维持6 h;Ⅲ区边界层急流配合弱的海风锋辐合是强降水发生的原因,强降水位于偏东风急流前侧的辐合区,急流维持时间较短,降水仅持续4 h。     

MCS的形态特征和外推预报

对红外卫星云图进行图象处理之后,对ＭＣＳ的边界廓线进行傅里叶展开,求得其形态特征。利用形态特征的保守性,得到ＭＣＳ的移动矢。以此对ＭＣＳ的移动作外推预报,结果表明,准确率比目测判别要高。     

一个长生命期准静止中尺度对流系统的观测特征及其持续的环境条件

2010年5月31日至6月1日华南特大暴雨过程经历了三次集中降水期,共有4次MCS（Mesoscale Convective Systems）演变过程,其中一个TL/AS MCS（Training Line/Adjoining Stratiform Mesoscale Convective System,邻接层状单向发展的中尺度对流系统）在广西壮族自治区中部准静止地维持了10多个小时,导致了多个观测站出现极端强降水。用观测资料和数值模拟结果重点探讨了该TL/AS MCS的观测特征及其发展持续的环境条件。结果表明,准静止TL/AS MCS发展在一个高空强辐散、低空气旋性汇合环流的天气尺度环境中,TL/AS MCS维持期间热力环境特征表现为对流层中低层持续高湿近饱和态、偏中性层结、合适的对流有效位能和极小的对流抑制能量。在对流层中低层,低空急流的加强发展维持与对流层中层相对弱的环境风形成了风垂直切变随高度呈现强逆转,近地层风垂直切变垂直于对流线的分量大,而在中层风垂直切变平行于对流线的分量占绝对优势,风切变特征可能是TL/AS MCS 准静止的原因;低空急流和中层环流的相互作用、对流层动力和热力条件有利于强上升运动的长时间维持与发展,不断触发新对流从而组织成一个长生命期准静止的TL/AS MCS     

MCS中地闪活动特征与雷达资料相关个例分析

通过跟踪一次中尺度带状对流系统(MCS)初生、发展、减弱的演变全过程,对地闪资料和多普勒雷达资料进行\"粗化\"格点处理,定性和定量地分析了地闪活动特征与组合反射率(CR)、垂直累积液态含水量(VIL)和回波顶高(ET)等雷达资料之间的相互关系。结果表明在MCS强雷暴演变过程中:①总地闪数的96.7%集中落在CR为45~55 dBz的回波区域内,在CR大于60 dBz的强回波区域内地闪总数却很少;地闪密集中心的位置与CR大于等于50 dBz的强度中心常常重合;②地闪密集中心与VIL中心常常不重合,常落在VIL高值中心的边缘或落在VIL为20~30 kg.m-2的区域中;在VIL小于20 kg.m-2的地方存在较为活跃的地闪。在VIL大于40 kg.m-2等值线范围内出现的地闪总数较少,在VIL大于50 kg.m-2的强中心几乎没有地闪出现;③单位时间间隔6 min内的地闪总数随回波顶高的变化并不明显,但与回波顶高于11 km的面积范围有着很好的正相关,表明组成MCS的云塔达到较高高度的水平面积对地闪活动的激烈程度有关。     

一次东北冷涡MCS边界层特征数值模拟分析

边界层是中尺度对流系统(MCS)动力和水汽的主要来源.针对东北冷涡中MCS的边界层特征及边界层对MCS的触发和维持机理,应用MM5模式耦合Noar陆面模式对2004年7月5日发生在辽宁中西部的强对流过程进行了数值模拟.重点分析了MCS不同发展阶段边界层三维气流结构、边界层冷丘、边界层层结结构及其在MCS触发和维持中的影响.结果表明,本次MCS在边界层有3股明显的气流汇合于雷暴区,1股是来源于东北部长白山稳定气团的东北气流,1股是西北部的西北下沉气流,1股是西南气流,浅薄的东北部底层冷空气有利于西南气流的上升,形成对流.MCS初期边界层低层的辐合强于边界层高层辐合,边界层气流旋转作用较弱,边界层辐合线是对流触发的重要因素之一.MCS边界层卜层的中尺度辐合涡旋主要由环境场辐合,边界层摩擦抽吸形成,是对流重要的能量、水汽输送系统,它伴随着强对流的发展而出现,同时对对流的维持、发展有重要的反馈作用,是边界层与自由大气进行交换的重要系统,是对流系统维持的人流的主要入口.MCS边界层冷丘内部为潜在稳定层结,特别在近地面层形成了非常稳定的层结,其温湿层结及气流结构改变了边界层人流.     

“09.7”四川攀西暴雨的MCS特征及其成因分析

利用FY-2CTBB及NCEP1°×1°再分析资料,分析2009年7月四川省攀西地区一次暴雨过程的MCS特征及其成因。结果表明:暴雨由一MCS发展增强所致,暴雨中心米易6h内出现降水量超过150mm的大暴雨是由一水平尺度大于100km的β中尺度对流系统造成,该系统由其西北方一TBB-72℃的γ中尺度对流系统发展增强而来;500hPa高原切变和700hPa中尺度低涡是该MCS发生发展的主要触发系统,冷空气入侵也是促使MCS增强的重要因素;来自孟加拉湾的西南低空急流为暴雨期间攀西地区提供了充沛的水汽输送,大暴雨区700hPa层为一强水汽辐合中心。     

济南市"7·18"大暴雨成因的中尺度分析

利用常规观测资料、地面加密资料、卫星云图资料和雷达资料,对造成济南市"7·18"大暴雨过程的中尺度系统演变情况进行了分析。结果表明,高、低空急流耦合区内中尺度辐合线的形成和维持是造成此次大暴雨的直接原因;济南处于200hPa高空急流出口区的右侧、低空急流出口区的左侧位置正是暴雨、大暴雨产生的关键部位;在减弱的云团右后方不断有新的云团生成,从中-γ尺度发展到中-β尺度,水汽条件充足时发展成中-α尺度,是造成此次大暴雨的主要原因;大暴雨中心与云顶亮温TBB的最低值中心及强度有密切关系;在有利的大尺度背景条件下,带状回波移动的前方不断有新单体生成汇合到主体,使回波增强,降雨增幅,是造成强降水的原因之一。     

安康地区一次突发性大暴雨天气过程成因分析

利用陕西自动站雨量资料、常规资料、NCEP1°×1°再分析资料及FY-2C卫星fno等资料对2007年8月6—7日发生在陕西安康地区的一次突发性大暴雨综合分析,结果表明：安康大暴雨是高空短波槽、低层切变线和副高外围西南暖湿气流共同作用产生的;中尺度对流系统（MCS）是此次暴雨的直接原因。垂直螺旋度的计算结果显示：700hPa等压面上正垂直螺旋度中心的移向和强度与降水落区及趋势变化有较好的对应关系,大暴雨出现在正垂直螺旋度中心附近。低层正、中高层负的垂直螺旋度配置为大暴雨的产生提供了有利的动力条件。     

四川盆地东北部中尺度MCS暴雨过程分析

2009年6月19日凌晨至23时四川盆地东北部生了一次由MCS单体带来的大暴雨天气过程。本文主要对该大暴雨过程的天气尺度环流背景、中尺度系统特征和地形作用等进行了分析。结果显示:(1)高空低槽和地面冷锋位于四川盆地北部为此次暴雨发生提供了有利的大尺度背景;(2)卫星云图及多普勒雷达回波表现出本次暴雨过程的直接系统是中尺度MCS单体;(3)能量、动力及水汽等的时空分布有利于MCS在四川盆地东北部产生;(4)非平衡值显示在MCS发展前几个小时其附近区域的大气已由平衡状态转为较强的非平衡状态,而在暴雨最强时刻,大气的非平衡性减弱并逐渐转为的准平衡状态;(5)大巴山地形抬升垂直速度对大暴雨的发生有促进作用。