复杂地形下雷暴增强过程的个例研究

本文基于多普勒雷达变分同化分析系统（VDRAS）反演的对流层低层热力和动力场,并结合多种稠密观测资料,对北京地区2009年7月22日一次弱天气尺度强迫下雷暴在山区和平原增强的机理进行了较深入的分析。研究结果表明：雷暴过程受大尺度天气系统影响不明显,对流前期地面弱冷锋,是此次雷暴新生的触发机制,高层冷平流、低层偏南暖湿气流的稳定维持和对流不稳定能量的聚集是本次雷暴增强的必要条件。雷暴从河北北部移进北京西北山区后,在下山和到达平原地区时,经历了两次明显的发展增强阶段。雷暴第一阶段下山增强,地形强迫起着主要作用,具体表现在三个方面：（1）地形斜坡使得雷暴冷池出流下山加速与稳定维持的偏南气流形成了强的辐合区;（2）地形抬升使得偏南暖湿入流强烈地上升,从而加剧了对流的发展;（3）地形抬高了冷池出流高度,使得出流与近地面偏南气流构成随高度顺转的低层垂直风切变,低层暖空气之上有冷平流叠加,使得雷暴前方的动力和热力不稳定增强。雷暴第二阶段在平原地区再次增强的主要原因是：组织完好的雷暴到达平原地区后,其冷池与低层暖舌在城区（朝阳地区）的对峙,产生了强的扰动温度梯度;强的冷池出流与势力相当的偏南暖湿气流相互作用产生了强的辐合上升气流,并与下沉气流在较长时间内共存;冷池出流形成的负涡度与低层切变产生的正涡度达到近似平衡状态。运用RKW理论,三者导致雷暴前方低层的辐合抬升最强,最有利于雷暴的维持发展。     

2015年5月大气环流和天气分析

对2015年3—5月T639、ECMWF（文中简称EC）及日本数值模式中期预报产品进行了检验和对比。结果表明：三个模式对亚洲中高纬地区大尺度环流和850 hPa温度的演变和调整均具有较好的预报性能,EC模式对西风指数、850 hPa温度转折过程和变化幅度的预报略优于其他两个模式。对2015年3月31日至4月1日北方地区强沙尘暴天气过程的主要影响天气系统,三个模式预报能力相当,121 h时效都较好地预报出了地面冷高压,但强度和范围与实况有一定偏差。     

我国中东部平原地区临界气温条件下降水相态判别分析

基于2001—2013年地面观测和探空资料,对地面气温位于0～2℃(以下称临界气温)我国降雪的时空分布及其与降雨的垂直热力特征进行了研究,引入了决策树判别方法对上述条件下雪和雨进行了判别分析,结果表明:临界气温下降雪出现频率总体高于降雨、雨夹雪出现频率,且在我国华北南部至江南北部的中东部地区分布较多,年均可达7.69～15.38站次;临界气温下,降水相态为雨或雪对应的平均温度廓线最大差异位于650 hPa附近,且地面气温较低时,平均温度差异更明显,平均湿度廓线差异则主要位于低层,且在地面气温较高时,平均湿度差异更明显;临界气温下,降水相态为雨时,地面上空存在暖层样本占比,较降水相态为雪时更高,且降雨时暖层主要位于中层,降雪时暖层则主要位于低层,降雨时其暖层强度显著大于降雪时暖层强度;在临界气温下雨雪判别分析中,地面气温能显著提升判别准确率,湿球温度能在一定程度上提升判别准确率,基于云顶温度、中层融化参数、低层湿球温度构建的决策树判别模型,判别准确率达到91.86%,能较好地解决临界气温下雨和雪的判别问题。     

一次台风移出后MCC发展成因分析

应用FY-4A卫星云顶亮温(TBB)、自动站雨量资料和ERA5(0.25°×0.25°)再分析资料,对2020年第4号台风“黑格比”移出后在杭州湾生成MCC发展成因进行了分析。结果表明：(1)台风南侧的切变线辐合抬升作用以及南亚高压东部反气旋环流辐散抽吸作用,有利于中低空大气上升运动的增强,为MCC的发展增强提供良好的动力抬升条件;(2)低层台风北上后,其移动方向左后侧的冷空气南下,并与长三角地区的西南低空暖湿气流强烈交汇,斜压锋生增强,形成较强的上升运动;（3）受大陆高压东移影响,对流层中高层干冷空气东移,叠加在对流层中低空暖湿急流之上,形成了有利于MCC发生发展的大气位势不稳定层结;(4)切变线南端的西南低空急流不仅加强了低层大气的辐合和上升运动,更重要的是为MCC的发生发展提供丰富的水汽输送和汇聚;(5)水汽凝结潜热释放在MCC发展中起重要作用。水汽释放潜热加热大气,使上升运动增强,低层辐合进一步增强。低层水汽汇聚并不断向高空输送,补偿了高空凝结的水汽,潜热的不断释放,有利于MCC发展和维持。总之,台风中心移出后,台风南侧的切变线及其南侧的西南暖湿气流稳定地维持在MCC上空,为M...     

新增积雪深度客观预报技术研究及其应用

利用地面历史观测数据对我国冬季典型降雪过程的雪水比进行了统计分析,在此基础上,利用改进后的Cobb算法、ECMWF IFS模式预报及中央气象台降水和相态网格预报构建了雪水比和新增积雪深度物理预报模型。结果表明:我国降雪过程的雪水比分布较广,最小为0.3:1,最大为100:1,仅有4%左右的雪水比为10:1;雪水比具有明显的区域和季节特征,新疆、西北地区东部、华北以及东北地区雪水比大于其他区域,冬季较春、秋季雪水比大;改进后的Cobb算法建立了随地形高度变化的云识别方案,利用云内温度与雪水比统计关系及垂直速度构建了雪水比和新增积雪深度预报模型,其预报的雪水比和新增积雪深度空间分布特征较原Cobb算法的预报更接近实况;结合雪水比预报模型和中央气象台降雪网格技术的新增积雪深度预报较ECMWF IFS模式预报有明显的改进,相对模式新增积雪深度预报TS评分提高率基本在10%以上,尤其对20 cm以上新增积雪深度预报能力提升明显。     

北京721特大暴雨极端性分析及思考(一)观测分析及思考

2023年7月29日08时—8月2日08时(北京时),华北地区出现历史罕见的特大暴雨,造成严重灾害。利用常规高空和地面、FY-4A卫星红外云顶亮温(TBB)等观测资料以及ERA5再分析资料对此次天气过程的降水实况特征和成因进行了分析。结果表明：此次过程的累计降水量、降水持续时间等在华北地区均具有显著极端性;北京西部、河北中部和西南部等多地出现特大暴雨,累计降水量超过400 mm,局地达1 000 mm以上,降水极值多分布于太行山东麓;根据FY-4A卫星TBB、逐小时降水量和主要影响系统的演变特征,强降水可分为三个阶段,第一阶段降水范围和累计降水量最大,第二阶段对流性最强,多站出现100 mm·h^-1以上的极端强降水。此次特大暴雨过程发生在台风残涡北上停滞的稳定环流背景下,台风“杜苏芮”和“卡努”提供了持续而充沛的水汽和能量,高空辐散与低层强辐合提供了稳定而强大的动力条件,偏东气流在太行山东麓强迫抬升,使降水增幅并持续。

     

经济适用住房在城市中的空间分布——基于DEM的武汉市实例分析

经济适用住房作为具有保障性质的政策性住房,其在城市中的空间分布决定了居住其中的中低收入家庭在城市中的空间位置和聚散程度,这不仅是一个建设选址问题,也关系城市经济社会的发展。基于经济适用住房的特点,分析了经济适用住房在城市中空间分布的“两阶段性”,分布过程中面临的问题,并提出经济适用住房“空间福利”概念和计算方法;选取武汉市作为分析实例,基于GIS 平台和构建DEM的方法对武汉市经济适用住房的空间分布概况、空间福利比较以及微观面上的建设选址和空间质量分配问题进行了分析和探讨。     

杭州市富阳区 下达土地整治专项行动三年计划

为大力推进土地整治工作,有效保障富阳区经济社会发展的用地需求,强化耕地占补平衡管理,日前,杭州市富阳区下达土地整治专项行动三年计划（以下简称《计划》）,明确2016至2018年全区通过实施垦造水田专项行动计划,力保完成垦造耕地6000亩,其中垦造水田1500亩;完成“旱改水”3500亩;完成建设用地复垦2400亩。耕地是我国最为宝贵的资源,国家实行最严格的耕地保护制度。习总书记提出,像保护大熊猫一样保护耕地。国土资源部等部门明确各类建设占用耕地必须实行“占水田补水田、占优补优”政策。     

城市地震应急指挥技术系统数据管理研究

以城市地震应急指挥技术系统(UEECTS)数据管理为研究背景,将空间地理信息系统技术引入数据管理领域,为UEECTS系统设计并开发了数据管理子软件系统,在实现对UEECTS系统数据空间可视化展示的基础上,实现了对系统数据的查询、添加、删除及修改数据管理操作,为城市UEECTS系统建设提供了良好的数据支持。针对UEECTS系统的数据规划以及数据管理子软件系统的开发与实现做了详细讨论与阐述,以期为全国范围内UEECTS系统数据库的建设以及数据管理子软件系统的开发应用提供通用性模型。     

“7·20”河南极端暴雨精细观测及热动力成因

利用分钟降水资料、FY-4A气象卫星高分辨率资料、多普勒天气雷达资料和ERA5再分析资料对2021年“7·20”河南极端暴雨过程中尺度系统精细结构及热动力发展机制进行观测分析和诊断研究, 结果表明: 该过程发生在“两高对峙”的鞍型场弱背景下, 其主导系统为500 hPa弱低压系统和低层偏东风切变线; 极端暴雨主要由水平尺度约300 km呈近乎圆形结构中尺度对流复合体产生, 其长时间维持与内部多个中尺度对流系统的合并及外围东南侧暖湿区新生单体的持续并入有关; 郑州站小时强降水(201.9 mm· h-1)由几乎静止的低质心β中尺度弓状回波产生, 其分钟降水量持续在3~4.7 mm; 边界层风场的动力辐合触发强烈对流, 使得强降水区上空θse锋区长时间处于中性层结, 其高层辐散气流在西北太平洋副热带高压附近构成次级环流下沉支; 中层500 hPa低压区气旋式曲率附近正涡度平流和925 hPa偏东气流持续暖平流输送、低层变形场锋生作用, 以及来自华东近海边界层急流异常强盛的水汽输送是此次极端过程发展维持的热动力学成因。