四川冕宁“6.26”暴雨的中尺度特征分析

利用FY4卫星、天气雷达以及加密自动站资料,分析了冕宁“6.26”暴雨过程的中尺度特征。结果表明：700 hPa切变线、冷平流、强的不稳定能量以及不稳定层结等条件非常有利于强对流的发展;早期触发对流的关键系统为九龙一带的切变云系,云系在下山过程中触发对流云团,强降水始终位于强的亮温区南端,且短时强降水的发生时间比MCS发展最旺盛期滞后1 h;雷暴中产生的下沉气流导致地面阵风的不断增强与维持,同时与地面偏北冷空气配合,在冕宁南部一带形成明显的偏北风,进而在喇叭口地形和南侧的辐合处触发雷暴;新生雷暴在低层偏南风的作用下不断与北侧母体雷暴合并,形成了明显的后向传播特征,同时在山脉的阻挡作用下,雷暴长时间维持且移动缓慢,最终导致冕宁地区发生持续强降水。     

四川盆地西部两次极端暴雨的广义湿位涡诊断分析

利用ERA5 0.25°×0.25°再分析资料、MICAPS4的常规资料以及四川加密自动站逐时降水观测资料,对2020年8月11～13日和15～18日发生在四川盆地西部的两次极端暴雨过程的广义位温和广义湿位涡进行诊断分析。结果表明：两次暴雨过程均属于500 hPa“东高西低”型暴雨,中高层南亚高压、高空急流、西风槽和低层切变线、低涡等天气系统是两次暴雨有利的动力条件,低空急流则是暴雨区良好的水汽条件。两次过程暴雨区上空均存在强广义位温梯度区和强广义湿位涡异常区,“8.11”暴雨出现高度为800～900 hPa,“8.15”暴雨出现高度为700～800 hPa,这种分布与低层相对湿度含量密切相关,即相对湿度越高,广义位温垂直梯度越强,广义湿位涡异常区中心值越高。两次暴雨的强降水站点广义位温和广义湿位涡的时空演变和降水的时间演变均有较好的对应关系,但广义湿位涡强度与小时雨强并不存在明显的正相关关系。     

GRAPES中尺度模式中不同积云参数化方案预报性能对比研究

利用我国新一代中尺度数值模式GRAPES_Meso,采用KFeta和BMJ两种积云对流参数化方案,对我国2009年冬季(1月)和夏季(6—8月)天气进行批量回报试验。回报试验结果表明：在冬季,两种方案对GRAPES_Meso模式的预报性能影响差异较小。在夏季,两种方案对模式回报效果的影响表现明显。在低层BMJ方案对形势场的回报性能略优于KFeta方案,中层则是KFeta方案明显优于BMJ方案,而在高层KFeta方案略优于BMJ方案。TS评分检验表明KFeta方案对降水的预报总体上优于BMJ方案,特别是中雨到暴雨量级在华南地区KFeta方案有明显的优势。两个方案预报积云降水平均贡献率的空间分布差异主要表现在低纬度洋面上,BMJ方案的贡献率比KFeta方案大。两个方案积云降水贡献率的概率分布形态在小雨量级上都呈陡峭的“U”型分布。KFeta方案随着降水量级的增大逐渐向大贡献率偏移,特大暴雨量级时基本上是积云降水的贡献;而BMJ参数化方案则是随着降水量级的增大逐渐向小贡献率偏移,特大暴雨量级时基本上是格点降水的贡献。     

边界层动力过程对成都冬季细颗粒物污染事件的影响

利用地面常规观测气象资料、风廓线雷达等资料,从环流形势、边界层输送扩散条件等方面对比分析了成都地区2017年12月至2018年1月两次冬季典型重污染生消过程的异同,结果表明:(1)两次过程均为静稳型天气背景,高层盛行纬向环流,近地面为均压场、弱气压场,存在多层逆温,夜间相对湿度高,风速小,风向多变,近地面主导风向为西北风、西风,风向对污染的区域输送效果明显;(2)在污染累积阶段,边界层内存在平均风速小于2m/s、风向多变的小风层,清除阶段的小风层特征则不显著;(3)大气折射率结构常数C_(n)^(2)与垂直速度可以作为垂直扩散条件的判据:污染累积阶段,C_(n)^(2)大值区的高度一般为500~1500m,清除阶段,C_(n)^(2)大值区的高度显著抬升,且垂直速度强下沉区与C_(n)^(2)大值区基本重合;(4)局地回流指数(R_(F))与通风系数对污染过程生消的指示性非常显著。污染累积阶段,1000m高度以下的R_(F)小于0.6,近地层的R_(F)小于0.2,通风系数日平均值仅为1455m^(2)/s;清除阶段的R_(F)大于0.7,通风系数通常大于3000m^(2)/s;此外,较大的通风系数也可以起到传输上游污染物的作用。     

四川盆地一次西风槽和台风共同作用暴雨过程分析

利用NCEP 1°×1°再分析资料、国家自动站逐小时地面观测资料、FY4A红外云图云顶温度资料,分析了四川盆地一次少见的西风槽和台风共同作用下的区域暴雨过程。结果显示:(1)本次过程主要影响系统为西风槽和台风,二者在四川盆地形成有利锋生的变形场。(2)变形场中心位置乐山市产生了区域性大暴雨,盆地东部处于锋生区,致使雨带向东移动。(3)台风为此次过程贡献了大量水汽。西风槽和地形作用促使雨带大致呈东北-西南带状分布。(4)西风槽后冷空气和台风外围偏东气流产生地面辐合线,是乐山MCS触发的重要因素。      

GRAPES中尺度模式中Kain-Fritcsh方案的改进及应用试验

本文对GRAPES_Meso中Kain-Fritcsh eta积云参数化方案进行了三种改进：(1)将原触发机制中的温度扰动分解成由水汽决定的垂直向和水平向温度扰动(KF1方案),(2)在原温度扰动中直接增加一项由相对湿度计算的水汽平流项(KF2方案),(3)在KF1方案中增加用相对湿度计算的水汽平流项(KF3方案)。利用GFS预报场资料对上述改进方案进行模拟试验和批量回报试验,结果表明：“5·23”暴雨个例中,(1)改进方案均可以减少原方案模拟的部分虚假降水,KF1方案模拟降水范围较好,KF2方案模拟强降水中心较好,KF3方案同时具备二者优点。(2)三种改进方案对于强降水站点均存在模拟降水偏弱,KF1方案降水趋势与实况接近,但存在对流激发较快,后期降水略为不足,KF2方案则相反,KF3方案表现介于二者之间;KF2、KF3方案均会在对流激发最强和最弱时刻使其向有利方向调整。台风个例中,KF1方案模拟中心气压较好,KF2方案模拟台风路径较好,KF3方案则在两者上均有较好表现。TS评分检验表明KF1方案在各个降水量级上的评分都较低,KF2、KF3方案评分相对较高;误差检验(高度、风)时,KF1方案在中层误差较大,高、低层误差最小,其他两种方案表现则相反。     

四川盆地“8.11”暴雨过程中低空急流作用分析

利用高空探测、地面加密区域自动气象站、NCEP1°×1°再分析、FY-4A红外云图、多普勒天气雷达和风廓线雷达等资料,分析了2020年8月11~13日四川盆地一次区域性暴雨过程的降水时空分布、环流背景和风暴系统演变等特征,并重点探讨了低空急流在此次过程中的作用。结果表明：（1）此次过程发生在“东高西低”的环流背景下,主要影响因子为500 hPa低槽、副高和西南涡。（2）低空急流的出现有利于正涡度柱的形成和上升气流支的建立,盆地西北部地形作用可以使上升辐合增强。（3）低空急流为暴雨区带来水汽和不稳定能量。（4）急流对降水风暴系统的影响主要分两个阶段。第一阶段以东南急流为主导,一方面引导对流系统向西北方向移动和增强,一方面在四川盆地西北部山前激发强对流回波带。第二阶段以西南涡西北象限的东北急流为主导,一方面在急流出口左侧形成强动力辐合,一方面将低涡南部的暖湿空气向MCS输送。整个影响过程中,急流主体下边界由3000 m下降到600 m,主导风向由东南风转为西北风。（5）低空急流增强时,MCS维持在代表站上游地区,呈准静止后向传播特征;低空急流减弱时,MCS的准静止状态被打破,对流系统迅速移向代表站,带来短时强降水。（6）龙泉山脉使近地层东北急流气旋性弯曲增大,水平辐合增强。当MCS经过时,龙泉山为地形辐合带,激发新生单体在山麓西侧形成并沿山脉向东北方向移动。     

不同定义的位涡对四川盆地一次极端暴雨的诊断

利用NCEP 1°×1°再分析资料、国家级地面自动站观测资料、探空资料和四川加密自动站逐时降水观测资料对2020年8月15-18日四川盆地西部一次极端暴雨的不同定义的位温和位涡进行诊断分析。结果表明：本次暴雨过程属于500 hPa“东高西低”型暴雨,中层低槽、低层切变线和低涡是此次暴雨有利的动力条件。暴雨区上空均存在明显的等θ_se和θ^*线密集带,但θ较为平直,降水指示性较差。500 hPa和800 hPa附近PV异常区与降水区对应较好;对流层中低层湿位涡MPV₁上正下负的叠置以及MPV₁、MPV₂负值的重合区是强降水发生的警戒区,强降水中心靠近低层MPV₁正负值交界处,强降水时段中低层对流不稳定能量占主导作用;800～600 hPa广义湿位涡异常扰动区可作为此次暴雨警示区,它的诊断效果与相对湿度密切相关。单站不同定义的位涡时空演变和降水的时间演变均有较好的对应关系,且降水强度与扰动强度呈正相关。不同的是,PV、MPV和GMPV三者的提示高度分别在650～4...     

四川盆地一次极端暴雨过程的成因诊断

利用ERA5高分辨率逐时再分析资料、地面加密自动站和高空观测资料,对2020年8月17日四川盆地西南部一次极端暴雨过程的成因进行动力热力诊断。结果表明：（1）高低空急流、500 hPa高空槽以及低层切变线是此次暴雨产生的动力条件。（2）低层冷空气侵入使四川盆地西部出现明显锋生,且随时间推移,西南部处于持续锋生作用之中;锋生强度对暴雨强度和落区均有一定指示作用。（3）降水区内高温高湿,不稳定特征显著;强降水发生阶段,对流层低层存在对流不稳定和对称不稳定,且其强度演变趋势与降水强度关系密切; MPV_1 负值扰动分布与 MPV 较为一致,表明此时段降水中对流不稳定能量占主要作用。