华北一次西南涡暴雨过程的诊断分析

利用一日4次1°×1°的NCEP再分析资料和常规观测资料,分析了2010年7月19日发生在华北地区的西南涡暴雨过程。结果表明：此次暴雨过程是不同尺度系统共同影响的结果,低空急流将水汽源源不断地向暴雨区输送,云水含量大值区与强上升运动和强降水时段有较好的对应关系,高、低空急流的耦合作用促进了上升运动,暴雨期间对流层低层有自南向北发展的高能舌维持,存在对流性不稳定层结,上升运动自低层向上发展,将低层的暖湿空气向上输送,使得大量的不稳定能量释放,为暴雨区提供了持续的能量。     

台风“珍珠”(2006)螺旋雨带发展机制的数值模拟研究

基于2 km分辨率的ARW-WRF数值模拟资料,讨论了台风"珍珠"(2006)螺旋雨带中对流单体及内雨带的发展机制。结果表明:模式很好地再现了台风的路径和强度。作为雨带中仅仅存在于眼壁外侧的内雨带,其传播机制与重力波、涡旋Rossby波及混合波没有联系,其可能发展机制仅与低层出流、水平风场和变形场有关。低层出流使得内雨带径向向外运动,而低层的水平风场和变形场使其形成螺旋结构。同时,就螺旋雨带中精细对流单体的发展而言,涡度收支方程定量分析表明,其主要通过两种方式获得垂直涡度:水平涡度倾斜为垂直涡度;上升运动拉伸垂直涡度。随着平流输送,对流单体在眼壁附近合并和汇聚。     

越赤道气流准双周振荡对西北太平洋台风路径的调制作用

利用美国联合台风预警中心（Joint Typhoon Warning Center,JTWC）热带气旋（tropicalcy—clone,TC）数据、NCEP／NCAR再分析风场资料,研究了越赤道气流准双周振荡对西北太平洋台风路径的调制作用。将西北太平洋台风路径划分为：西行路径、西北行路径、转向登陆中国路径、转向中日之间路径、转向登陆日本路径、转向日本以东路径和140°E以东路径。利用超前滞后回归方法,合成分析了6—10月不同路径台风对应的越赤道气流准双周振荡的低频环流演变过程。结果表明,925hPa越赤道气流及与其相联系的经向风存在明显10～20d准双周振荡现象,且对西北太平洋台风路径预报具有一定的指示作用。在西太平洋赤道地区,低频越赤道气流强度、演变特征影响着西北太平洋低频气旋的位置和移动方向,调节风场强辐合带与季风槽的位置与强度,继而对台风生成位置、移动路径产生重要的影响。初步认为,强向北低频越赤道气流分量有利于北侧低频气旋加强和向北传播,继而使得强辐合带、季风槽位置偏北,台风易于在此区域生成且沿着强辐合带位置移动。而弱向北低频分量或向南低频分量则不利于台风转向移动。     

大气对流层重力波研究进展

重力波对暴雨等强对流天气有着触发机制的作用,甚至影响着大气环流、大气结构和演变.综合近50年来国内外有关大气对流层重力波的研究成果,为重力波的进一步研究提供参考.多年研究表明：暴雨等强对流系统、山脉地形等为对流层重力波波源;重力波强度与风垂直切变、背景绝对涡度成正比,传播速度与波的振幅、水平波宽成正比,重力波在稳定大气中得到了加强,潜热加热有利于重力波的形成;重力波的探测手段为微压器、卫星、雷达观测等,通过重力波探测目前基本掌握了重力波的日、月、季节的活动规律.     

西北太平洋热带气旋尺度的气候特征研究

使用美国联合台风警报中心（Joint Typhoon Warning Center,简称JTWC）整编的2001-2006年的热带气旋（简称TC）资料,分析了TC尺度季节变化特征、区域分布情况,并讨论了TC尺度和强度的关系,初步探讨了西北太平洋热带气旋尺度的气候特征。研究结果表明：TC尺度有明显的季节变化特征,平均尺度在4月份最大,达到230．4km,2月份最小,为69．5km;TC尺度有明显的区域分布不均匀性,TC尺度出现最大值的区域位于28．6～29．5°N,131．1～133．0°E的海面上,而在123°E以东和12°N以南地区,TC尺度往往都在200km以下;对于不同强度的TC,其尺度与强度变幅有明显差异,热带风暴（TS）的24h尺度变幅最大,而台风（TY）的24h强度变幅最大;TC尺度和强度的相关性在不同路径下是有差异的,西北行、西行、北上型的TC尺度与强度呈显著的正相关,两者的相关系数达到了0．93以上,东北行和回旋型的TC尺度和强度的相关系数接近0．6,转向型TC的相关系数在0．85左右;此外,TC尺度和强度的相关性在其生命史的不同阶段也存在显著差异,在发展期,尺度和强度的相关性最好,其相关系数达到0．92,其他阶段相关性则减弱．     

城市化和西太平洋副热带高压增强对中国复合热浪的协同作用

基于黑球湿球温度识别了中国复合热浪,并定量分析了城市化和西太平洋副热带高压（简称西太副高）对中国复合热浪的协同作用。结果表明：1979—2019年中国复合热浪的发生天数、强度和影响范围都在逐步上升,尤其在2010年以后出现跃升,比20世纪80年代增大了4倍左右;城市化快速发展和西太副高增强协同加剧了中国复合热浪;较早发展的城市化对热浪天数、强度、范围增长的贡献分别是9.2％、12.5％、7.5％,而同期西太副高的增强对三类热浪指数有约30％的正贡献,甚至在考虑全球变暖对西太副高的加强作用时,西太副高的贡献增至70％左右。这表明,快速发展的城市化和全球变暖背景下增强的西太副高的协同作用可以解释80％以上21世纪初中国复合热浪的跃升。     

两次不同季风强度背景下的西行台风登陆过程降水特征对比分析

本文使用CMORPH卫星反演降水资料、日本再分析资料JRA-55和FY-2E卫星的云顶亮温（TBB）资料等,选取了登陆前后季风强度差异很大、路径形似且登陆后均在湘南地区引发强降水的0604号强热带风暴“碧利斯”和0708号台风“圣帕”,从对流发展的不稳定能量来源、抬升机制和环境风垂直切变方面进行对比,研究季风气流如何影响台风降水强度和分布。分析表明,在下垫面和地形基本一致的情况下,两台风导致强降水的主要成因不同,主要体现在引发对流并使对流维持的主要影响因子不同。与强季风背景密切相关的低层强烈辐合抬升和对流不稳定层结是导致“碧利斯”暴雨形成的主要因素,而弱季风背景下“圣帕”的暴雨则主要是局地地形抬升和斜压不稳定导致的。而且与“圣帕”降水相比,“碧利斯”降水存在明显的非对称性,季风气流可间接通过改变环境风垂直切变导致这种降水分布特征。     

台风Chanchu（0601）强度日变化特征分析

利用非静力中尺度模式WRF模拟了台风Chanchu（0601）,模式再现了台风Chanchu的路径、强度及结构。利用模式资料分析了台风Chanchu发展增强过程中其流出层和流入层风速的日变化特征、造成该日变化特征的机制及其对台风强度的影响。分析表明:台风Chanchu流出层和流入层的风速均存在显著的日变化特征,表现在低层径向入流和高层径向出流在夜间至清晨明显增强,在白天增加缓慢;切向风变化趋势同径向风类似,位相较径向风落后约6 h。通过对比夜间和白天云顶温度（CTT）和垂直速度频率（CFADS）的分布,发现夜间对流较白天更加活跃,这与夜间云顶冷却所导致的静力稳定度降低有关。利用切向风倾向方程进行收支分析,结果显示太阳辐射日变化通过调节对流日变化,引起高低层径向气流的日变化,进而造成切向风速的日变化,从而影响台风强度,在一定程度上揭示了日变化对台风强度变化的指示意义。      

2005年7月1—2日山西大暴雨中排熵指数的诊断分析

利用美国新一代中尺度WRF(weather research and forecasting)模式,采用双向二重嵌套网格技术,对2005年7月1—2日山西的大暴雨天气过程进行数值模拟,并利用模式输出的高分辨率动力协调资料进行了初步诊断分析,着重分析了排熵指数与暴雨区的关系。结果表明:活跃的副高是造成此次强降水的主要影响系统,低空西南风急流为暴雨提供了充足的水汽及动力条件;大气排熵指数由高值向低值的演变有利于对流的发展,从而导致对流暴雨形成;负熵变区(I_RE<0)对应着暴雨区,负熵变区的汇合反映了暴雨的落区;排熵指数与暴雨区有较好的对应关系。     

两类不同路径热带气旋登陆前后的总能量对比分析

以热带气旋“麦莎”和“碧利斯”为例,利用NCEP／NCAR再分析资料和实况资料,对两类不同路径热带气旋登陆前后的总能量场进行了对比分析,重点讨论了总能量场的变化与登陆热带气旋路径的对应关系,结果表明：（1）热带气旋区域的总能量分布并不均匀,高值中心主要集中在热带气旋移动方向的前方;（2）热带气旋中心始终在总能量输送场的“0”线附近小幅摆动;（3）登陆后西行热带气旋和北上热带气旋的能量输送变化存在一定差异,可能与同期的环境流场和地形作用有关,热带气旋的移动方向趋向与能量输送较强的一方一致。