A numerical diagnosis of leading signals facilitating a “north-ridge south-trough” dipole for the early-2008 south-China freezing-rain events

Previous studies emphasize the important role of a "north-ridge versus south-trough" dipole (affecting the latitudes from 20° to 75° N around the Tibetan Plateau) of anomalous geopotential height ( Z ) in the early-2008 abnormal cryogenic freezing-rain-and-snow events in the southern part of China. The present study intends to extract the leading signal facilitating the dipole based on the numerical outputs of a full Z-linear model for diagnosing the global Z . Using this model built on full primitive equations in spherical-isobaric coordinates, we can further split the anomaly of Z-Zfζ-uβ (representing the Z component not explicitly associated with the Coriolis parameter f and its meridional derivative β ) into 15 components. With the model-output Zfζ-uβ (mainly accounting for the dipole under the geostrophic balance) and Z-Zfζ-uβ matrices as the left and right singular vectors respectively, a maximum covariance analysis (MCA) is performed to extract the significant 2-4-day leading signal carried by the MCA Z-Zfζ-uβ mode in the upstream area of the dipole. This leading signal is mainly attributed to 1) the abnormally strong westerlies centered around the exit region of the Atlantic jet-stream and 2) the corresponding anomalous 950-300 hPa anticyclone to the south of the abnormally strong center of westerlies. The energy of the positive wave center around this jet exit region favors the downstream north-ridge while the energy of the negative wave center associated with the anomalous anticyclone favors the downstream south-trough.     

广东后汛期季风槽暴雨天气形势特征分析

对1981-2002年广东后汛期季风槽暴雨期间的环流形势和天气系统进行了统计分析,结果发现,广东后汛期的季风槽暴雨多数发生在西太平洋副高位置偏东或偏南的情况下,并与中纬西风槽或ITCZ有直接联系;季风槽多数位于华南地区上空或华南沿岸海面;高层辐散覆盖广东全部或大部,中心在华南近海。西南季风向北推进源于西南和华南地区低压槽发展,或由于热带气旋登陆后北上而牵动西南季风深入华南陆地,也有些过程是副高西端的偏南气流引导南海季风北进。对流活动有从南海北部或北部湾附近向华南移动的趋势,并有昼夜变化。     

2012年初春华南“高架雷暴”天气过程成因分析

利用华南地区多普勒天气雷达资料、气象站监测资料以及NCEP客观分析资料,分析了2012年2月27日华南地区发生的一次罕见高架对流天气过程特点.结果表明,在低层强大冷气团控制下,地面冷锋后华南地区出现的伴有短时强降水、雷电和冰雹的强对流天气过程是一次较典型的冷区“高架雷暴”,近地面大气层结较稳定,低空存在逆温,强对流天气落区与850 hPa切变线位置有较好对应.中高层的西风槽东南移和高空急流南压,配合低层850 hPa南岭山脉南侧偏南急流显著加强,为高架对流发生发展提供了有利的大气环流背景.边界层冷空气补充南下迫使低层暖湿空气抬升,中高层槽前辐散气流产生高空“抽吸”作用,配合华南上空有利的大气动力和热力不稳定条件,形成了此次罕见的高架强对流.与一般地面发展雷暴不同,此次“高架雷暴”暖湿空气是从逆温以上的850 hPa附近开始对流抬升,而不是从边界层开始.     

2013年冬季广东罕见持续暴雨过程特点及成因

利用常规气象观测站、区域自动站资料和NCEP/NCAR客观分析资料等,对2013年12月13—17日广东出现的持续时间长、影响范围广和累计雨量大的罕见暴雨过程特征及成因进行了分析;对比分析了此过程与2008年年初持续低温雨雪冰冻过程形成的异同条件。结果表明:500hPa上在青藏高原附近建立"北脊南槽"的环流形势,促使北方冷空气沿脊前东移南下和来自南海、孟加拉湾沿南支槽前向东向北推进的暖湿气流在广东持续交绥,并在局地形成异常经向垂直环流,为持续性暴雨提供有利的环流背景条件;广东位于200hPa高空槽前部,处于高空急流入口区南侧的辐散、中低层辐合的区域中,也十分利于中低层水汽辐合抬升、凝结而产生暴雨。同2008年初持续低温雨雪冰冻过程相比较,这两次过程均发生在相似的"北脊南槽"形势下,但本次过程槽脊经向度大、南支槽位置偏南、降雨强度大;而2008年初过程则雨雪冰冻影响范围广和持续时间长;两过程虽同是在冬季低温背景下发生,而本次过程没有像2008年初过程那样在中层建立一强逆温层和低层形成一过冷却层,因而降水相态以雨为主,2008年初过程则以降雪冰冻(冻雨)天气为主。     

华南近海急剧加强热带气旋及其环流综合分析

在给出近海急剧加强热带气旋定义的基础上,对1949～2004年在华南近海急剧加强的46个热带气旋的区域和源地、路径和强度、风雨分布等进行分析,得到一些有意义的统计事实。综合分析还发现：热带气旋近海急剧加强主要发生在东高西低、北高南低和弱背景环流中;不同的环境背景下,西南季风、越赤道气流、东风波、弱冷空气、西风槽是诱发近海急剧加强的主要系统。     

基于逻辑回归模型的雷电潜势预报方法

利用闪电定位资料、广州地面观测资料和清远探空观测资料,分析了广州的雷电日分布特点,提取了相关的环境场物理量,应用逻辑回归模型技术,针对广州地区3～6月的雷电活动,研发了适用于该地区日间和夜间雷电活动的预报方程,为雷电潜势预报提供了一种比较客观的预报方法.检验结果表明,该方法的预测成功率超过76％,日间段预报效果总体优于...     

2012年春节期间广东罕见低温阴雨天气特点及成因

利用常规气象观测资料、NCEP/NCAR分析资料,以及国家气候中心的海温监测资料等,初步分析了2012年春节前后广东极端低温阴雨天气过程的特点和成因。结果表明,此次过程具有极端温度低、低温范围广、阴雨时间长的特征;此次罕见天气过程是在＂北极涛动＂负位相活动和显著＂拉尼娜＂事件背景下发生,与欧亚地区持续大气环流异常密切相关。乌拉尔山阻塞高压建立后,中高纬稳定的＂两脊一槽＂形势下,有利于短波槽东南移影响华南;同时,高原南侧的南支西风槽加深增强了低纬水汽往华南地区输送,冷暖空气在华南长时间交绥,造成了持续的低温阴雨过程。过程期间,粤北近地层极端气温低,但中层暖层无论从强度、厚度及持续时间均未有2008年明显,因此过程主要以＂低温＂和＂阴雨＂为主,并未发生类似2008年初的粤北持续大范围＂低温雨雪冰冻＂天气。     

2017年广州“5·7”暖区特大暴雨的中尺度系统和可预报性

2017年5月7日广州发生了特大暴雨,各家确定性业务预报模式均漏报了此次过程。本文利用常规观测资料和广州天气雷达资料对此次暖区特大暴雨过程的天气尺度背景、中尺度系统演变和可预报性进行了详细分析,同时通过分析ECMWF集合预报中成功预报出广州周边地区出现局地强降水与预报了弱降水的成员间的差异,探讨影响本次大暴雨发生的关键触发因子。结果表明：2017年“5·7”大暴雨的环境条件和动力强迫较弱,在弱风场环境下,冷高压后部东南风或偏南风回流,经过城市热岛区域,转为偏暖气流,与山坡下滑冷气流在山前一带形成的水平风场辐合,结合山前强水平温度梯度,共同触发了初生对流单体。其后,雷暴出流和边界层暖湿气流形成的辐合线又触发新生单体,并使已减弱的降水单体重新加强产生第二阶段强降水。前两个阶段的局地特大暴雨分别是由稳定少动的块状强回波单体发展到嵌有中涡旋的强单体和较长生命史的弱HP型超级单体造成的,第三阶段的大暴雨是由向南传播合并新生单体并随短波槽东移的带状回波造成;三个阶段成熟回波垂直结构上均呈低质心暖云降水的特点。由ECMWF集合预报成功预报出局地强降水与弱降水成员之间的差异可见,加强的温度梯度及地面风场辐合可能是本次局地强降水的重要触发因子。短期时效内数值模式难以做出暖区尤其是弱风场环境下暴雨以上降水预报,目前的监测和短时临近预警是主要手段。     

华南前汛期暖区暴雨研究新进展

华南前汛期暖区暴雨一直是困扰科研和业务的重要难题。在1970s末第一次华南暴雨综合试验中,老一辈科学家提出了华南前汛期暖区暴雨的概念,并揭示了诸多对华南暴雨研究有重要意义的成果。近年来,随着现代气象探测手段、高性能计算能力的提升以及中尺度暴雨科学观测试验的开展,对华南前汛期暖区暴雨的研究取得了不少新的认识。本文重点梳理了近10 a有关华南前汛期暖区暴雨方面的最新研究进展,从暖区暴雨的定义及分类、多尺度天气特征、形成机制及可预报性研究等4个方面进行系统性论述。最后,对华南前汛期暖区暴雨研究存在的问题、未来发展方向进行了简要的讨论和展望。     

热带气旋相似和最大概率集成预报方法及其预报业务试用

利用建立在计算机系统的热带气旋历史资料,经反复试验提出了一套集热带气旋发生的日期相似、地理位置相似、路径相似和强度相似等相结合的挑选“最相似”热带气旋的方案;并利用所挑选的路径和强度“最相似”历史样本,分别对各预报时效的移动方向、移动速度和强度进行分级概率值统计,根据最大概率值选取相应的移向、移速和强度作为热带气旋路径和强度的预报。本方法已在计算机系统成功开发并投入业务试用,检验结果表明：本方法具有一定的预报能力,其输出的未来24、48、72小时的路径和强度预报对预报员有一定参考价值。