贵州地区一次暴雨的数值模拟及不稳定性诊断分析

利用MM5V3．6模式对2004年5月29～30日发生在贵州地区的一次暴雨过程进行了模拟，模拟结果与实况基本一致。在此基础上，用模拟结果对强降水的流场以及不稳定机制等进行了诊断分析，以解释强降水发生的物理机制。结果表明，这次降水是由多种尺度系统相互作用，高、低层环流配置以及高空急流位置的变化等共同作用产生的；高层辐散区发展、低层辐合加强，形成“抽气机”效应，低层正涡度和高层负涡度加强，垂直涡度发展，激发出次级环流；对不稳定性的分析表明，降水开始为对流不稳定能量触发，降水加强后对流不稳定层次降低，对流不稳定能量减弱；中层锋区附近以面陡立，有倾斜涡度发展，继而中层锋区条件性对称不稳定能量发展，降水加强。

基于CI指数和K指数的近40a贵州安顺区域干旱演变特征

利用综合气象干旱指数(CI指数)和K干旱指数,对贵州安顺地区1971-2011年41a来气象干旱的时空分布状况、演变特征及突变情况进行了比较分析.结果表明:对严重的干旱时段,两种指数均能表现出来,对历年干旱过程及灾害的评定结果基本一致;CI指数对干旱的评定更为精细,但K指数延续性更好;分季节的干旱分析中,两种指数对于夏季出现干旱概率较小的结论一致,对各季节平均干旱长度的评判基本一致.对时间演变的线性变化趋势以及M-K检验结果对比分析表明,春季和秋季干旱强度增强、夏季干旱强度减弱、年度平均干旱长度及春、秋季干旱长度增加的这几个趋势,两种方法两种指数结果一致,结论被认为是可信度较高的.M-K曲线检测表明:年度干旱长度在2008年后为增加的趋势,20世纪90年代以来春季干旱强度增强,20世纪末以来夏季干旱强度趋于减轻,秋季干旱强度增强,1970年代中期后春季干旱长度有增加的趋势,秋季干旱长度在20世纪80年代中期到90年代后增加的趋势可能发生了突变.年度干旱强度存在12～14a的长周期和年度干旱长度4～6a的短周期较为可信.

2011年与2008年贵州低温雨雪冰冻天气锋区特征对比

用常规气象观测资料和NCEP 2.5°×2.5°再分析资料,对贵州2011年年初和2008年年初2次严重低温雨雪冰冻灾害期间的天气形势、冷空气、水汽和大气层结等特征进行了分析比较。结果表明:静止锋是贵州低温雨雪冰冻天气的主要天气系统;2008年较2011年冷暖空气均较强,故锋区强、锋面坡度较小,这是2008年冰冻天气强于2011年的主要原因;冻雨的发生与层结的逆温有很大关系,逆温发展的阶段均能较好地对应每一次冰冻过程;逆温强度强且长时间存在是2008年冰冻天气持续时间长的原因。2次过程中低层锋区附近有明显的水汽辐合,形成雨雪天气;对2011年降雪和冻雨过程的对比分析表明降雪与冻雨最明显的特征是降雪时层结基本无逆温,逆温层的出现是降雪转换成冻雨的重要原因。

3种干旱指数对贵州省安顺市历史罕见干旱的评估分析

采用降水距平百分率、K干旱指数和综合气象干旱指数(Ci),通过3种指数各自的干旱等级划分,对2009年夏秋季到2010年冬春季发生在贵州省安顺市的历史罕见的干旱过程进行了评估比较。结果表明:3种干旱指数对此次历史罕见的干旱灾害的干旱时段,干旱发展、缓解、解除阶段均有一定的指示意义。此次干旱过程是一次涉及气象、水文、农业、社会经济方面的综合性特大干旱过程。3种指数对干旱发展趋势的描述基本一致。K指数最能体现冬春季农业和大部分时段水文干旱的实况,Ci指数可体现大部分地区农业干旱的实际。K干旱指数对夏秋季旱情评估偏重,但由于其考虑了蒸发,对水文上水分的欠缺有一定的反映,对干旱彻底解除的时间判定较为合理。降水距平百分率则不够稳定,特别是在降水基数少的时段,对干旱结束时间判定较差。对月和季干旱的评定,冬季干旱最严重的时段K指数评定最好,Ci和降水距平百分率则对夏秋季干旱评定较为合适。

贵州省冰雹灾害气候特征及防御区划

[目的]研究1984～2006年贵州省冰雹灾害气候特征及防御区划。[方法]采用统计分析方法,分析了1984～2006年贵州省冰雹过程的气候特征和灾害特征,并与以前的结论作了比较,建立了冰雹灾害划分标准,绘制了贵州省冰雹灾害防御区划图。[结果]1984～2006年灾情历史资料的统计分析发现,23年贵州省共出现1 243个冰雹站次,年平均约54站次,全省各地年平均降雹日数在0.1～2.7d,每次冰雹过程全省平均有3.8站次冰雹,52%的年度有30站次以下冰雹天气,35%的年度发生冰雹30～80站次;贵州省冰雹全年均可出现,74%出现在春季,最少的为冬季,该省为明显的春季降雹类型。这一结论与以往研究的结论基本一致。将冰雹灾害统计主要归纳为人员死亡情况和直接经济损失两类,并将一县(站)次冰雹过程按直接经济损失划分为Ⅰ级(特别重大冰雹灾害)、Ⅱ级(重大冰雹灾害)、Ⅲ级(较大冰雹灾害)、Ⅳ级(一般冰雹灾害)。根据冰雹出现概率和重大冰雹灾害出现频数,绘制出贵州省冰雹灾害3级防御区划图,Ⅰ级冰雹灾害防御区域主要在贵州省西部六盘水市、黔南地区,Ⅱ级冰雹灾害防御区主要在该省的西部、南部及东北部,省内其余区域为冰雹灾害Ⅲ级防御区。[结论]该研究为贵州省冰雹灾害的防御提供参考价值。

2017年贵州中西部冰雹流型识别和物理量特征检验

该文对2017年贵州中西部发生的7次冰雹天气过程进行了环流划分和特征物理量分析,并与文献[1]的环流划分方法和物理量指标做了比较,结果表明环流分型方法基本适用于贵州中西部的冰雹天气,大气层结背景如0℃层、-20℃层高度,层结温差,CAPE等与标准有一致的地方,也有不一致的地方,说明原有的物理量阈值有可改进的地方。采用NCEP1°×1°再分析资料,对冰雹发生最近时刻的环境潜势物理量特征的分析发现,各型对流性天气物理量有着共同的特征,且物理量的强度、配置等对于产生对流性天气的强度、种类有一定的指示作用。

贵州西南部一次暖区暴雨不稳定性分析

该文综合利用常规观测资料,日本再分析JRA-25的6 h资料(分辨率为1.25°×1.25°)、国家气象中心卫星红外辐射亮度温度(TBB)资料等,对2012年5月21日贵州西南部的暴雨过程的动力、水汽、中尺度及不稳定特征进行了分析,得到一些结论:此次过程影响系统主要是中低层的低涡切变和冷锋,但降水发生在冷锋前的暖区,为一次暖区暴雨,对云图TBB的分析表明降水由MCC产生。地面中尺度辐合区产生的辐合、垂直涡度激发次级环流产生,高低空急流的耦合等作用是暴雨产生的动力条件;对湿位涡的分析表明降水中存在对称不稳定能量,主要以对流不稳定能量为主,在中低层存在深厚的对流不稳定能量区,在降水区附近有MPV密集陡立区,700 hPa MPV负值中心的移向和数值与降雨落区和趋势对应较好,降水发生在低层MPV1<0,MPV2负值区前沿0线附近MPV2≥0的区域。

安顺大雾的环流分型及典型个例分析

该文利用1961—2010年安顺6个观测站的大雾观测资料、Micaps资料及NCEP1°×1°资料,采用天气学分型方法,对安顺区域性大雾根据其形成机制进行环流分型,划分为静止锋雾和辐散雾,并将静止锋雾划分为西部(西南部)和中部型,分别对3种环流型作出天气学概念模型,选取典型个例对不同类型大雾发生的动力和热力特征开展诊断分析,结果表明:西部(西南部)静止锋雾出现在静止锋稳定维持期间,主要是由于静止锋低层水汽抬升,中层下沉气流使水汽仅能在近地层较低的环境温度中凝结;中部静止锋雾出现时在南部往往有辐合切变,较强的暖湿平流出现在锋前,静止锋移动到贵州中部,形成机制不仅有静止锋的作用,还具有平流雾的特征;而辐射雾则整层为下沉气流,水汽饱和层很薄,由于下沉逆温使水汽集中于近地层,夜间辐射降温使水汽凝结而成。

2013年贵州省严重夏旱分析评估

该文采用气候分析的方法对2013年夏季严重干旱的特征、气候背景、成因等进行了分析,结果表明:2013年干旱时间长,范围大,造成的灾害重,是在异常的大气环流背景下,贵州主汛期降水异常偏少,气温异常偏高造成的。采用灰色关联度的方法,根据灾情数据结合经济数据计算得出的评估结果表明2013年的夏旱在损失方面为近30 a来最严重的。

安顺气温近40a变化趋势分析及检验

详细分析了安顺市近40a平均气温、极端气温及出现的日数、各年代及各季节气温等的变化。并使用M-K方法对气温的突变进行了验证。安顺市气温变化最明显的特征是最低温度的升高和低于0℃日数减少,相对于全省大部分地区来说,冬暖夏凉的特点明显。除春季气温为略降外,其余各季气温都呈上升趋势,夏季气温趋于增暖,而最高气温变化不大。

一次弓形回波中超级单体发展造成的大风、冰雹天气分析

利用Micaps常规资料、自动站资料及灾情调查资料、雷达回波资料等,综合分析了2011年4月15日出现在安顺市的大风、冰雹天气,此次天气直接触发系统是地面辐合线。通过对加密自动站的数据分析表明此次过程是一次典型的飑线过程。对多普勒雷达资料的分析进一步表明是一次"后续线"发展型飑线影响,其中有超级单体风暴产生,弓形回波前最凸起部位前侧"v"型缺口处的强辐合入流造成镇宁站的大风,弓形回波特征减弱时后部弱回波通道中的下击暴流造成西秀区岩腊乡和紫云县猫营镇大风灾害。这两次大风灾害发生于强对流系统不同的发展阶段,产生的机制有所不同。

基于灰色关联度的暴雨事件灾害评估和预评估方法

该文统计了安顺市1986-2009年的暴雨站点资料及其对应的灾害资料,通过对历史气象资料和灾情数据库的综合分析,建立了暴雨灾情数据库。采用灰色关联度方法建立了暴雨灾害的评估方法,建立了划分标准,将暴雨灾害灾情划分为5个等级,经与实际灾情比较表明划分结果合理可用。研究了暴雨引发的灾害与气象因子的关系,建立了基于数值预报释用的暴雨预评估模型,在以上研究基础上建立了安顺暴雨灾害评估和预评估系统,已投入业务使用。

一种气温的数值预报权重误差订正释用方法

该文在对几种数值预报产品的气温要素预报结果进行检验的基础上,尝试建立了一种权重误差订正方法:通过对数值预报产品进行检验订正,首先根据EC粗网格预报结果结合典型天气形势判断气温走势建立方程,对不同预报产品以近期准确率作为权重平均并结合误差加以订正,建立订正预报方程,对历史个例的检验和试报说明此方法对于提高气温预报的准确率,减小误差是有效的。

一次西南地区暴雨的湿位涡及不稳定性分析

分析2004年5月28～30日我省发生的一次连续性暴雨天气过程的天气形势、物理量、湿位涡,结果表明,此次降水主要由于亚洲中高纬环流调整带来冷空气,与西南暖湿空气相遇,在适宜的动力、热力条件下产生的,此次过程中包含两次强降水过程,都有对流层中低层的湿位涡负值区相配合,对流层中低层湿位涡及其垂直和水平分量的分布演变情况与暴雨的时空演变有密切的对应关系;在降水的初期,对流性不稳定发挥了主要作用,在后一次降水中主要是对称不稳定.

一次贵州省暴雨的物理量诊断分析

通过对一次贵州省暴雨物理量诊断分析,发现暴雨发生在θse陡立且密集区域,以及在最大上升速度对应的地方而不是底层上升速度区;降水最强时对流层中、低层湿位涡(MPV)<0,MPV数值和移向可指示造成降水的西南涡的移向和发展。

1981年以来中国夏季降水变化特征及其与SST和前期环流的联系

利用NCEP再分析及全国160站月平均降水资料,通过EOF、M-K检验、小波分析以及SVD等方法,探讨了全国1981-2017年夏季降水变化特征,以及这种变化特征与全球海表温度和前期环流变化的联系。结果表明:全国夏季降水EOF第一模态具有全区一致的、年代际的变化特征;而第二模态则是东北与其余地区反相且具有年际变化的特征。全国夏季降水尤其内蒙古一带1981-1997年为偏少期,1998-2017年为偏多期,2014-2017年夏季降水与1998-2013年比南多北少,北方地区和长江流域夏季降水的突变年份是1997年,南方地区的突变年份是2013年,北方有26~30年、9~11年以及5~6年、南方有20~22年、12~13年、长江流域有16年、6~10年的周期变化。中国夏季降水在具有年代际变化特征的背景下,又具有年际变化特征。东太平洋与西太平洋、印度洋和大西洋冬季海温呈反相关的模态并具有年代际变化,这主导了次年全国夏季降水全区一致的、具有年代际变化的特征,而东太平洋、印度洋、大西洋西岸与西太平洋、大西洋东北部冬季海温呈反相关的模态具有年际变化,这主导了全国夏季降水南北反相的具有年际变化的特征。海表温度变化主要通过影响大气环流(海平面气压、500 hPa高度场),从而对次年全国夏季降水产生影响。通过对冬、春季关键区大气环流进行连续观测,可以作为预测次年全国夏季降水的依据之一。

贵州中南部2次MCC致洪暴雨的综合分析

应用常规观测资料、卫星产品和NCEP 2.5°×2.5°逐6 h再分析资料,对2008年5月25～27日和2011年6月4～5日贵州中南部对流性暴雨天气的成因及异同点进行了分析。结果表明,2次连续性暴雨过程都是在500 hPa相对稳定的环流形势下,青藏高原有小槽不断东移,配合中低层的低涡切变等中尺度系统产生的。2次暴雨过程均为MCC反复在贵州生成所致。第一次过程(5月25～27日),大气不稳定能量很高,层结极不稳定,上升运动非常强;而第二次过程(6月4～5日)地面上贵州一直有静止锋维持在中部一线,大气为中性或稳定层结,但低空急流条件明显优于第一次过程。2次过程在水汽条件、不稳定条件和抬升机制等方面均有一定差异,而这些差异与副热带高压的位置有关。地面中尺度低压中的辐合线或静止锋的存在,加强了辐合上升运动,从而在贵州中南部反复生成中尺度对流复合体。根据分析结果,尝试探讨了这类暴雨的预报指标。

2012年5月22日贵州西部大暴雨成因分析

该文利用地面观测资料、NCEP再分析资料(水平分辨率2.5°×2.5°),国家卫星气象中心发布的FY-2E的TBB等资料,对2012年5月22日贵州西部大暴雨过程的天气形势、水汽通量及水汽通量散度、温度平流、涡度平流、假相当位温、中尺度云团、湿位涡等进行了分析。结果表明:强降水主要是由于南支槽前的西南暖湿气流配合北方南下的冷空气,冷暖平流和正负涡度的交汇,MCC在贵州生成并发展维持的共同影响造成的。此次暴雨过程发生在对流层中低层MPV1负值区和MPV2的正值区以及θse的高能区内。湿位涡的正压项与斜压项综合反映了暴雨区对流不稳定和斜压不稳定状况。这一判据将大气中的对流不稳定和斜压不稳定很好地联系在一起,为暴雨天气的诊断和实际预报提供了一种思路。这次过程是由MCC在贵州的生成并发展维持造成的。云团具有很强的MCC特征,降雨强度的时间分布与MCC的强度范围有很好的对应关系。

安顺两次特大暴雨过程的TBB和螺旋度对比分析

利用自动站观测资料、探空资料及NCEP再分析资料,对2010年6月27日夜间和2012年7月12日夜间贵州南部局地大暴雨天气过程进行对比分析。结果表明,安顺的两次特大暴雨天气过程主要是受高空槽和中低层切变共同影响,并配合低空急流,形成了有利于强降水的环流背景。安顺处于假相当位温的高能舌区和K指数、螺旋度的大值区,为特大暴雨的形成提供了很好的能量和动力条件。MCC是造成安顺特大暴雨天气的直接原因,强降水发生在云团的冷核中心内,最强降水均出现在MCC的成熟期。关岭滑坡现场与周围环境明显的海拔高度差和温度差造成的热力差异,为关岭岗乌两次特大暴雨提供了动力源和暖湿气流,并造成了关岭岗乌多次的强降水。

贵州省两次低温雨雪冰冻天气过程对比分析

该文利用NCEP再分析资料(水平分辨率2.5°×2.5°)以及常规的地面观测资料对贵州省2008年1月13日—2月14日和2016年1月21—25日的低温雨雪冰冻天气过程进行分析。可以看出两次天气过程中阻高偏强,在北极地区都出现了突然的升温,使得北极涡旋逐步被暖流挤出极地,是这两次低温雨雪冰冻过程中降温的主要原因。2008年1月的低温雨雪过程是在拉尼娜整体气候背景偏冷的情况下冷空气分3次爆发并持续了近1个月。而2016年1月在厄尔尼诺背景下气候背景偏暖,此次贵州的低温雨雪过程中,冷空气只爆发了1次且只持续了近5 d。从以上分析可以看出2008年1月低温雨雪天气发生的必然性和持续性以及2016年1月低温雨雪天气的突发性和短暂性;与2008年1月的多次冷空气爆发相对应,该时段贵州中层一直有明显的逆温存在,为这次持续性的低温雨雪过程提供了温度层结条件。2016年1月21—22日贵州低层出现了较弱的逆温,所以此次过程只在21日夜间出现了明显降雪,之后以低温为主,冰冻不是很明显。两次低温雨雪冰冻过程都有明显的锋区和上升气流存在,为这两次过程提供了动力和抬升力条件,其中2008年的是一次持续性过程,2016年则持续时间较短。