阿坝州2023年一次弱降水雷暴大风天气过程分析

本文利用阿坝州国家站和区域站常规观测资料、新一代天气雷达资料以及ERA5逐6 h再分析资料,针对2023年4月27日下午阿坝州一次大范围弱降水雷暴大风天气过程,分析其环流演变、环境条件和雷达特征。结果表明:此次过程强度强、范围广、降水弱,明显的天气尺度系统触发、有效的能量积累和有利的环境条件共同造成了此次大范围雷暴大风天气,湿度条件较差是降水弱的主要原因;此次大范围雷暴大风由带状对流两次发展成弓形回波东移南压造成,红原大风存在低仰角大风速区、反射率因子质心快速下降、风暴后侧入流强且深厚、深厚的中层径向辐合等明显特征,马尔康大风存在回波悬垂和低层弱回波区、弱中气旋、较为深厚的中层径向辐合等明显特征;雷达风暴追踪产品可用性较好,UAM产品可用性不高。

广西一次飑线大风天气的成因和预警分析

本文利用常规探测资料、多普勒天气雷达资料、自动站观测资料等对2013年3月27-28日发生在广西的一次飑线大风天气过程进行跟踪及监测预警,对其大尺度环流背景、雷达回波特征以及灾害性大风形成原因进行了较为详细的分析与研究。结果表明:此次飑线过程是由高空冷槽与地面高压后部形势所引起的;假相当位温、T-logp图等分析表明广西上空具有较好的热力、动力条件;地面辐合线触发初始对流活动;发展成熟的飑线地面气压场上存在雷暴高压、飑前低压和飑后低压等中尺度特征;飑线大风等灾害性天气出现在地面高压前侧气压梯度大值区和飑线的断裂处;雷达图像上中层径向辐合、反射率因子核心和中层风速大值区逐渐降低以及垂直风廓线图中低层风的转变等特征信息对地面大风天气临近预警有较好的指示意义;降水粒子的拖曳作用和飑线的快速移动都对地面大风的产生及增幅有一定的作用。

广东2005年“3·22”强飑线天气过程分析

利用地面常规及自动气象站观测、NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料和多普勒雷达探测等资料,对2005年3月22日广东一次近年罕见的强飑线过程进行了天气动力学和中尺度的诊断分析,对伴随飑线的强风暴区天气系统配置、空间结构特征及其演变特征等作了深入的探讨,同时计算了强对流天气发生区域的有关物理量,从中发现了一些有意义的事实,以求为以后广东春季强对流天气的监测和预警提供一些有益的帮助。

一次飑线过程的雷达回波分析与数值模拟

2003年4月12日,一条飑线袭击了江西、福建、浙江三省,所到之处出现冰雹、大风等强烈天气,这次过程强度强,影响范围大,三省交界及附近区域有二十多个测站出现冰雹、大风,冰雹直径有的达3 cm以上,最大风速达32 m/s。该文利用建阳新一代天气雷达探测到的回波以及中尺度非静力数值模式(MM5)对这次过程进行数值模拟,分析此次强对流过程。结果表明:雷达回波显示出飑线的带状强回波,线状回波上呈现波型特征;在数值模拟结果中看到在系统发生的带状区域内有多个中尺度涡旋存在,在飑线内有中尺度涡旋簇和弓形回波。

一次爆发性气旋及其诱发的大风天气分析

利用华东区域实况自动观测资料和全球预报系统的FNL再分析资料对一次爆发性气旋及其引发的大风天气进行诊断分析,结果发现,由高空急流调整导致叠加在气旋上空的中层辐散区,中高层干冷空气伴随正涡度,沿西北气流下传并在低层侵入气旋后部,气旋前部850 h Pa西南急流输送的暖湿气流和气旋西侧槽前西南急流输送的暖湿气流通过潜热释放共同促成气旋的爆发性发展;同时在气旋发展初期,高层高湿位涡区的向下传输,也加速了气旋的快速发展。气旋第三象限的大风由动量下传触发强对流并形成大风叠加所致,低层西北干冷气流切断低层的增湿,使大风区降雨很弱。低层切变线与地面带状CAPE高值区重合,该区域未来1~2 h将出现大风,对预报有明显的指示意义。

辽宁省“05-6”龙卷风过程的诊断与数值模拟

首先对2005年6月10日(简称"05-6")发生在辽宁省的一次龙卷风过程进行了诊断分析,然后,利用美国新一代中尺度气候研究与预报模型(WRF)进行了数值模拟试验。诊断分析结果显示:低空强辐合与高空强辐散的配置在6月10日14时前后达到鼎盛时期,为强对流提供了充分的条件。上干冷下暖湿的大气层结不稳定结构和近地面的水汽通量辐合,为龙卷风的发生提供了持续的能量和充足的水汽条件。数值模拟结果表明:WRF模式能够比较成功地再现此次龙卷风过程,其结果与诊断分析相符。模拟的辽西地区的不稳定能量和气柱上升运动的配置关系从10日上午开始,在当日14-15时达到一个峰值,导致了16时龙卷风的发生。另外,不论是在诊断分析还是数值模拟的结果中所体现出的强烈的对流运动和较小的影响范围,都十分符合龙卷风这种小尺度强对流系统的特征。

对多普勒雷达集合交叉相关外推技术的构造与实例检验

本文构造了集合的线性交叉相关方法,对多普勒雷达回波进行外推。因为线性交叉相关算法仅根据两个时次的回波外推下一时次的回波分布,且对于单个外推回波单元是线性变化的;而基于集合的线性交叉相关方法,考虑了多时刻回波的演变过程、回波的移向和移速以及回波在移动过程中的形变,都具有非线性特征,与实际情况更为符合。本文利用集合的线性交叉相关方法和最小二乘拟合方法分别对两次暴雨过程进行回波外推,通过比较发现,利用集合交叉相关外推方法所推得的回波分布与实况更为接近;利用Z-I关系,进一步分析了基于集合交叉相关外推方法的降水评分。与最小二乘拟合方法外推相比,集合交叉相关外推技术所得的回波移动位置与实况较为一致,且1小时累积降水预报效果也较好,因此集合交叉相关外推技术在临近预报中具有一定的应用价值。

2018年一次罕见早春飑线大风过程演变和机理分析

2018年3月4—5日,华南、江南等地发生了一次大范围强对流过程,发生时间早,落区范围广,多地伴有雷暴大风、冰雹、短时强降水等剧烈对流天气,尤其飑线在江西境内造成了严重大风灾害。基于大气环流和雷达回波发展演变特征,将该次过程分为初始、发展和减弱三个阶段:初始阶段西风槽前西南急流造成的低压倒槽为强对流提供大尺度触发条件;发展阶段对流活动位于槽前暖区中,飑线在江西造成极端大风;入夜后,冷锋南下,对流进入减弱阶段。环境场及对流参数诊断表明江西中北部低层高温高湿,中层干冷,温度垂直递减率大,有利于产生雷暴大风。南昌探空长时间序列分析表明温湿要素气候态异常,与历史同期比,低层明显偏暖偏湿,中层偏干,有利于极端对流天气发生。综合多源观测资料和雷达资料分析中小尺度特征,本次江西飑线过程特点及成因包括:(1)受引导气流和前向传播共同作用,飑线移动速度快。(2)自动站分析显示飑锋后雷暴高压强,与锋前暖低压作用造成强密度流,有利于产生大范围直线型大风;(3)通过对比飑线弓状回波南北段回波结构差异表明,飑线后侧中层干后向入流促使降水粒子相变,剧烈降温形成的强下沉运动(下击暴流)是导致极端大风的主要原因,后部层云区下沉气流增强雷暴高压加之动量下传作用对雷暴大风有增幅作用。

华北产生雷暴大风的动力热力综合指标分析及应用

应用MICAPS重要天气报告数据,筛选出2005—2010年夏季华北地区26次典型雷暴大风过程。选取K指数、对流有效位能、大气可降水量、大风指数、中低层垂直速度、垂直螺旋度、垂直能量螺旋度等7个动力或热力指标,利用NCEP 1°×1°再分析资料计算和统计了槽前型和西北气流型雷暴大风发生时的指标阈值。基于统计结果,进一步设计了指标叠套技术,将其应用于2011年6月华北地区两次不同类型雷暴大风的潜势预报中。结果表明,雷暴大风实际发生区域与指标叠套区域一致性较好,验证了该方法对华北雷暴大风预报的有效性。

湖北省不同类型雷暴大风的时空分布及环境参数特征

基于常规观测资料、NCEP再分析资料、闪电定位资料和雷达资料,对湖北省2007-2015年雷暴大风的天气类型、时空分布和环境条件进行了分析,并根据箱线图展示的结果分区域分季节讨论了各型雷暴大风的环境参数特征。结果表明:(1)湖北雷暴大风分为高空冷平流强迫型、低层暖平流强迫型、斜压锋生型、准正压型,其发生在3-8月,其中夏季(6-8月)雷暴大风占其全年总数的78%;一天中,其主要发生在15-19时,峰值在16时;雷暴大风空间分布不均,其高频中心位于鄂西南的宜昌和鄂东的黄石。(2)各型雷暴大风存在季节和区域差异,斜压锋生型主要出现在春季,高空冷平流强迫型、低层暖平流强迫型、准正压型主要出现在夏季;高空冷平流强迫型在鄂西北发生最多,低层暖平流强迫型在宜昌地区、江汉平原、鄂东均出现较多,准正压型和斜压锋生型在鄂东发生最多。(3)高空冷平流强迫型雷暴大风的850 hPa与500 hPa温差(ΔT_(85))和中低层(925-500 hPa)风垂直切变(S_(L95))较大,850 hPa露点温度(T_(d85))偏低;低层暖平流强迫型的S_(L95)、K指数均较大;准正压型的对流有效位能(CAPE)较大、S_(L95)、低层(925-700 hPa)风垂直切变(S_(L97))较小;斜压锋生型的S_(L95)和S_(L97)均较大。(4)湖北雷暴大风的对流参数K指数、ΔT_(85)、CAPE的阈值分别为35℃、25℃和925 J·kg^(-1),鄂西北、鄂东的对流参数离散度较大,按区域归纳各型雷暴大风的对流参数阈值,对当地雷暴大风预报预警更有指导意义。

相同季节和相似区域华南两次飑线过程比较分析

利用常规观测资料以及广东省中尺度自动气象站资料、多普勒天气雷达产品、风廓线雷达资料、卫星云图以及NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料,对分别发生在2016年4月13日和17日的华南两次飑线过程(前者简称"4.13"飑线,后者简称"4.17"飑线)的特征及其差异进行了分析,重点探讨了相同季节、相似区域不同飑线过程对同一地区所带来的灾情影响差异较大的原因。结果表明:(1)两次飑线发生的环流背景相似,但后期对广东的影响差异较大,"4.13"飑线影响范围小而强,其进入广东境内发展成弓形回波;"4.17"飑线范围大而相对较弱,其进入广东境内后逐渐减弱。(2)"4.13"飑线过程存在有利于其发生并增强的前倾槽结构和较强垂直风切变;"4.17"飑线过程下游地区有冷空气浸入,不利于强天气发生。(3)低层暖平流及中层干冷空气下沉造成"4.13"飑线过程强不稳定层结,在广州附近形成气旋性中尺度辐合线有利于飑线在此加强。(4)两次飑线过程造成地面大风的原因不同,"4.13"飑线大风由弓形顶下击暴流产生,后部入流很强,强回波质心高;"4.17"飑线大风由普通超级单体造成,回波质心较低,雨滴的重力拖曳作用较小,致使地面雷雨大风强度相对较弱。

黄、渤海沿海大风变化特征及影响系统

利用1981—2010年黄、渤海沿海44个气象站大风资料,根据中央气象台对近海海区的划分,分析了近30 a黄、渤海近海5海区大风的气候特征,以及通过天气分型对2008—2012年黄、渤海沿海大风的影响系统进行了统计,结果表明:近30 a黄、渤海沿海5海区日最大风速≥6级和≥8级日数呈递减趋势,1980s大风日数较多,各海区≥6级大风在1981年和1987年前后均有两个峰值。≥6级大风日数随季节变化的峰值,渤海海区出现在春季,黄海南部海区是春季、夏季8月和秋季11月,渤海海峡、黄海北部和中部海区则主要是春季和冬季。渤海海区以偏北风和南南西风为主导风向,与其他海区以北或西北风为主的特征明显不同。冷锋是黄、渤海沿海大风最主要的影响系统,其次是气旋型和高低压型大风。另外以850 h Pa温度平流的强度、冷/暖中心的强度、等温线密集带梯度、地面高/低压强度、地面大风前3 h/24 h最强变压中心强度和地面气压梯度等要素为着眼点,对不同类型的大风指标进行了分析。

近40年阿拉善高原大风天气时空分布特征

以196l-2000年阿拉善高原10个气象站气象记录为主要数据源,运用气候统计学方法,对阿拉善高原40年大风天气的时空变化特征及其区域差异,结合地形地貌和大尺度天气系统变化,导致大风天气自然环境进行了分析.分析结果表明：大风天气高值区位于阿拉善高原的西部,从年内分布看,研究区年内大风天气集中于4～7月,占全年大风天气的54.3%,3月和8月次之,占全年的18.0%.从年际变化看,阿拉善大风天气年际变化的共同特点是：20世纪60年代大风天气是逐渐上升的,70年代或80年代达到峰值,90年代逐步下降,90年代为40年来的最小值.阿拉善高原大风天气受全球气候变化、大尺度天气系统及局地地形和下垫面性质的影响,沙尘天气多发期与反厄尔尼诺事件和干冷气候期相对应.

多普勒雷达回波在辽宁一次暴雨过程中的应用分析

选取2004年8月27-29日发生在辽宁的一次区域性暴雨过程个例，应用常规天气图资料并结合多普勒雷达回波资料进行诊断分析，确立了辽宁区域性暴雨模式，并揭示了多普勒雷达的基本反射率、基本径向速度等产品在短时强对流性天气预报中的指导意义。

02年秋东海海域三次大风天气过程分析

由于海上测控试验任务的需要,2002 年秋季远望号测量船适时进行海上校飞。本文对该期间影响东海区域的三次冷空气天气过程进行了对比分析,揭示了三次大风天气过程的不同特点,对东海海域秋季大风天气过程进行了简单的总结,供后续的校飞气象保障以及相应海域的船舶航行、作业气象服务作参考。

安徽一次大范围暴雨和大风过程的成因分析

对2010年6月8日08时—9日08时发生在安徽麦收区的一次大范围暴雨和大风过程进行天气学分析,分析结果表明:在低层辐合、高层辐散的有利环流配置条件下,高压的阻挡、低空西南急流和低空东风急流是形成这次暴雨的最主要原因。高压阻挡使降雨维持的时间较长,两支低空急流不仅为暴雨区提供了充沛的水汽,而且两者之间的相互作用使得降雨进一步增强。通过对低空东风急流的作用做深入分析发现:低空东风急流的存在不仅使低空西南急流输送的水汽在其左侧累积,而且低空东风急流上的正涡度平流也迫使江淮气旋向麦收区方向缓慢移动,并使其不断发展,进一步加大了江淮气旋移动前方的气压梯度,使风力加大,东风急流进一步加强,形成正反馈机制。另外东风急流的动量下传又使得地面出现偏东大风。

华南一次强飑线过程的三维变分风场反演效果分析

利用三维变分方法对2014年3月30—31日华南一次强飑线过程进行风场反演,经与风廓线雷达探测结果、双多普勒天气雷达反演结果、原始径向速度数据等对比分析,得到如下结论:三维变分方法反演的中低层水平风场与风廓线雷达探测到的结果较为一致,且能很好地表现飑线过境时的风向切变;通过与双多普勒雷达风场反演结果对比发现,两种方法得到的风场空间分布十分相似,均能很好地表现2 km高度上系统内部强带状回波前缘的辐合线以及5 km高度上较弱的辐散;三维变分方法反演的水平风场与径向速度场有较好的一致性,2 km高度强回波带前缘阵风锋处的辐合线位置以及5 km和8 km高度上辐散区的位置均与径向速度场十分吻合;三维变分方法反演的垂直速度能较好地反映该飑线过程中气流的上升和下沉运动,平行于飑线方向的气流变化较小,而系统气流变化主要沿垂直于飑线的方向。三维变分方法反演的飑线系统的三维风场结构合理,反演结果可靠。

九江地区一次无降水致灾大风天气过程分析

使用常规地面观测、风能观测、卫星云图和多普勒天气雷达等资料,对2009年6月5日23时—6日01时,江西九江地区出现的一次无降水致灾大风天气过程进行分析。结果表明,500hPa冷涡槽后强大的西北气流、925hPa波动型辐合线和异常3h变压是造成这次无降水致灾大风天气的主要影响系统和动力条件;中尺度对流云团在消散过程中,强烈下沉气流冲击地面形成阵风锋,即使对流云团消散后,这股下沉气流仍惯性移动,并继续影响下游长达百余千米范围;阵风锋前沿边界会造成大气折射率的改变,雷达可以从反射率和速度场上探测到这种不连续面的窄带回波。窄带回波移动速度可以定性判断地面大风级别,移速大风力大,移速小风力小。

地形降水试验和背风回流降水机制

利用中尺度数值模式(ARPS模式)研究了湿气流过山脉地形和地形降水的产生机制。研究结果表明,地形降水是水汽、气流和地形相互作用而形成的。小山脉地形降水主要发生在山脉的迎风坡,表现出典型的迎风降水和背风雨影特征。而回流降水天气是湿气流过大的山脉地形的产物,大的山脉地形有利于风切变临界层的产生,地形降水并不只是简单的上坡降水,还有背风回流和背风波降水机制。

2017年夏季天津一次下击暴流事件的成因初探

2017年7月9日,天津市西南地区出现一次伴随短时强降水、冰雹、下击暴流的强雷暴大风天气过程,其中天津市静海区独流镇先后发生两次下击暴流大风。利用多普勒天气雷达数据、三维变分风场反演资料、地面加密自动站观测资料等,对此次强雷暴大风天气过程中下击暴流的成因进行了初步探讨。结果表明:(1)本次过程发生在500 hPa冷涡后部和高空前倾槽形势下,上干冷下暖湿形成静力不稳定层结,对流发生前对流层中下层具有明显的条件不稳定、较大的对流有效位能和下沉对流有效位能,西南风与东南风形成的中尺度辐合线在低层高温背景下触发对流,较弱的垂直风切变环境使得对流风暴初期以脉冲风暴形式出现。(2)下击暴流大风发生前伴随雷达回波图上反射率因子核心下降、中层径向辐合和低层中气旋等特征。(3)降水粒子的拖曳作用对独流镇两次下击暴流大风的发生均起到重要作用;此外,第一次下击暴流大风的发生还与负浮力和干空气夹卷有关,第二次下击暴流大风的发生则与中气旋后侧扰动气压垂直梯度有关。