2009-08-17山东特大暴雨雷达回波及地形作用分析

利用常规、非常规资料对2009年8月17—18日山东省出现的特大暴雨过程进行分析。结果表明:"8.17"特大暴雨主要出现在西风槽东移、副高南退时的副高西北侧边缘,对流有效位能(CAPE)等热力环境指数对鲁南强降水有较强的反应能力。降水分布具有典型的地形影响特征,复杂山地地形对降水有显著增幅作用和对对流系统传播的阻碍作用。存在低空急流和列车效应,强回波维持时间较长是费县出现强降水的重要原因,较强的偏南气流、湿度层深厚是费县出现特大暴雨的根本原因。地形影响气流理论很好地解释了山东"8.17"特大暴雨降水分布,费县特殊地形对特大暴雨有很大贡献。雷达资料可以弥补常规观测的不足;地形对强降雨及其分布有重要影响。

一次地形作用产生的强降雨过程分析

20 0 2年 6月 2 4日夜间北京西南部地区的局地大暴雨是一次强地形雨 ,它是在对流层中低层有两层逆温以及边界层内中尺度低空急流与北京特定地形条件相互作用的情况下产生的。边界层内中尺度低空急流的发生、发展是低层偏东风与干、湿过程的“内边界效应”

暴雨过程中中尺度地形作用的数值试验

本文利用美国ＰＳＵ／ＮＣＡＲ中尺度模式（ＭＭ４）对１９９１年７月４—５日浙西皖南山区的大暴雨过程进行了地形作用的数值模拟对比试验。结果表明，中尺度地形对强降水区的分布和强度有重要影响，强降水中心位于山地附近；地形的动力及屏障作用对气流有明显影响；山区的水汽和热量对静力不稳定亦具有相当作用。

2012年夏季秦巴山区暴雨过程的地形作用诊断

利用NCEP/NCAR的1°×1°FNL再分析资料对2012年7月3—4日发生在陕西南部秦巴山区暴雨过程的成因及地形对暴雨的作用进行了诊断研究,同时利用中尺度模式WRFV3.3.1模拟了暴雨过程,结果表明:500hPa高原槽、700、850hPa的低涡切变线和副高外围西南气流是暴雨的主要影响天气系统。700hPa副高外围的西南气流从云贵高原推进到秦岭南坡并沿坡爬升,同时还与山前的偏东气流汇合而形成气流辐合区,致使气旋性涡度增大,辐合抬升作用造成强垂直上升运动,低层低涡切变线得以发展和维持,秦岭南坡产生了大暴雨,秦巴山区地形对暴雨有显著的增幅作用。高原槽中冷空气从秦岭以北向南侵入,大巴山以南的西南暖湿气流向北推进,在冷暖空气的交汇地带形成斜压锋区;地形的辐合抬升作用加强中低层大气锋生,增大大气斜压不稳定性,触发不稳定能量的释放,有利于暴雨的发生。暴雨发生期间秦巴山区在垂直方向上,雨水、云水、冰晶的大值中心相互对应,存在"播撒—供给"效应,有利于雨水粒子增多,导致山区出现了强降雨。

地形作用对月际长期数值预报效果的影响

利用改进的T42L10月长期数值预报谱模式,以1992年8月31日国家气象中心日常客观分析资料为初始场,在模式中分别就考虑和不考虑地形两种情形对当年9月北半球环流形势进行了模拟预报,并对比分析研究了地形作用对月际长期数值预报效果的影响。改进的T42L10谱模式考虑了较完整的物理过程,同时具有以下特点:(1)非线性平衡方程初值化和σ面上模式初值精度的提高;(2)改进了模式诊断云和模式水汽场方法;(3)超长波和低纬预报的改进;(4)考虑海温和下垫面状态在月预报中随预报时效的变化。结果表明:考虑地形时模式500 hPa高度场月预报平均的倾向相关系数在整个北半球范围内比不考虑地形时高0.08,可达0.73,模式预报的均方根误差月平均比对应的尢地形情形低10 gpm以上,同时低于对应的持续性预报误差;在东亚地区这种效果更为显著,预报的500 hPa月半均u,v场在考虑地形作用后也有一定的改善。考虑地形作用时预报的高纬极涡、中纬槽脊分布及低纬副高位置和强度均接近实况;去掉地形后预报效果显著下降,高纬极涡分离,中纬波动明显减弱,低纬副高减弱且位置偏南。进一步分析发现,由于地形作用,在青藏高原背风坡地区和台湾海峡一带可以分别形成显著的较大范围的气旋性环流和反气旋环流,对我国天气、气候以及北半球的大气环流产生重要影响。

地形作用下大气方程组解的渐近性质

利用含参数的积分性质,在基本的泛函空间中研究了完整的大气运动算子方程的算子性质及其物理意义。在此基础上讨论了有地形作用下大气方程组解的渐近性态。得到大气方程组全局吸引子的存在性定理,从而把过去在不考虑地形作用下大气方程组定性理论的结果推广到有地形作用下的情形。

暖区暴雨过程中鲁中山区地形作用的数值试验

利用美国宾西法尼亚州立大学和美国国家大气研究中心（ＰＳＵ／ＮＣＡＲ）研制的中尺度模式ＭＭ４对１９９５年７月３０－３１日中山区和胶东半岛的大暴雨过程进行了地形作用的数值模拟对比试验。结果表明，鲁中中尺度地形的动力抬升作用对暖区对流性降水分布及其强度有重大影响。

四川暴雨过程中盆地地形作用的数值模拟

利用WRF-Chem模拟了2012年7月20日一次四川盆地暴雨降水过程,并基于控制试验设置填充四川盆地地形的敏感性试验。利用大气动力-热力学和云降水物理学对两试验差异进行诊断分析,与敏感性试验相比,控制试验虽然延迟强降水出现时间,却增强了降水强度。研究表明:偏南气流自南向北经过盆地时,在四川盆地南部形成正涡度扰动中心,延迟水汽、能量到达盆地北部的时间,使强降水出现时间偏晚;地形高度及动力差异使控制试验近地面累积大量水汽、能量,低层能量到达盆地北部迎风坡后受地形抬升与正涡度扰动共同作用激发了强烈的对流;控制试验中,盆地北部大气强烈对流运动及其携带盆地内大量水汽有利于云系的垂直发展,雨滴、雪晶、霰粒子质量浓度明显增大,使降水强度增强至大暴雨量级。

松嫩流域两类降水过程中地形作用的数值试验研究

降水过程中的地形影响长期以来已经得到广泛地关注,松嫩流域的地形对降水落区和强度的改变已有一些相应的分析,但多集中在天气分析方面。本文利用黑龙江省中尺度数值预报业务系统对两次暴雨个例进行了数值模拟和试验。试验采取降低地形高度和去掉地形两种方式。实验结果表明,降低高度后产生的影响不大,而没有地形时的结果与实况和数值模拟的结果有明显的区别;大兴安岭和小兴安岭的影响非常明显,地形的作用主要表现在对气流的抬升作用和阻挡作用。这个试验对预报主要降水的落区和强度有一定的指导意义。

重庆西部平行岭谷地形作用下的一次局地暴雨天气过程的分析

利用加密自动站降水资料、ERA5再分析资料和雷达资料,分析了2020年6月16—17日重庆西部地区平行岭谷地形影响下的一次局地暴雨过程。结果表明:受副热带高压外围西南暖湿低空气流和高空槽引导入侵四川盆地的偏北气流在重庆西部形成稳定的低涡切变,以及平行岭谷地形作用下维持的中尺度辐合线的共同影响形成了此次暴雨过程。17日00—03时(世界时)在岭谷地区850 hPa以下边界层存在明显的水汽聚集、辐合上升以及不稳定性的强中心区,导致局地强降水产生。在岭谷地形作用下,冷锋配合沿辐合线北抬的辐合中心在迎风坡抬升,加强了垂直上升运动,使得锋前垂直环流风速加大,这是导致华蓥山南端以及东侧宽谷丘陵过渡区暴雨增幅的重要原因。中尺度对流系统的发展演变与地面辐合线的位置变化关系密切,平行岭谷地形辐合抬升作用使对流系统在华蓥山附近停滞,并在其南端两次发展加强。

7·29暴雨的天气、能量特征及地形作用

1988年7·29特大暴雨为一次浅层东风扰动发展的MCS过程。我省的宁波、绍兴、杭州及台州北部等大部分地区出现了暴雨,其中宁海、三门等地24小时雨量均在300毫米以上。由于云团来自海上,尺度又较小,在天气图上反映不明显。本文根据每小时卫星云图及天气形势和能量分析对此次过程进行探讨,同时也对地形影响作了一定分析。

清江上中游大暴雨与地形作用

从降水集中时段、开始时间和持续时间诸方面分析大暴雨的时间分布特征;从雨团的出现频次、集中出现时段、持续时间和强度等方面分析大暴雨雨团活动及地理分布特征;讨论清江上中游地区的特殊地形对中小尺度系统产生与活动的影响以及在大暴雨时间分布和地理分布中的重要作用。

梅雨锋暴雨数值模拟中地形的作用

通过WRF模式对2003年7月9日至10日梅雨锋暴雨天气过程在有、无地形情况下数值模拟的结果的分析,探讨了地形对梅雨锋暴雨的影响。研究表明:在有地形的模拟中,模拟的结果较好地再现了梅雨锋降水过程、主要影响系统和梅雨锋的结构;而无地形的模拟中,模拟的雨带偏南,强降水范围偏大,降水系统偏南。地形对梅雨锋暴雨的作用是由于地形减弱了北方冷空气的强度。

一次西南低涡形成过程的数值试验和诊断(一)——地形动力作用和潜热作用对西南低涡影响的数值试验对比分析

本文用中尺度有限区域模式对1981年7月11—14日的一次西南低涡暴雨过程进行数值试验,并讨论了地形动力作用和潜热加热对西南低涡形成的影响。 在基本试验中,较好地模拟了西南低涡的形成,其位置以及引起的降水量与实际情况比较一致。地形试验表明,地形动力作用对高原南侧的西南气流具有明显的阻挡作用,并决定着西南低涡的形成。潜热试验表明,潜热通过加强西南低涡上空高层辐散和低层辐合,使该低涡发展。

复杂地形与锋面系统共同作用对台湾岛暴雨影响的数值分析

应用MM 5V2数值模式输出的高分辨率资料对在复杂地形和锋面系统共同作用下台湾暴雨发生的水汽、垂直速度、低空急流等物理量场的中尺度特征进行了分析。表明地形是使锋面降水加强 ,最终形成暴雨的主要原因。在地形作用下 ,速度场、湿度场都具有比较稳定的局地特征 ,台湾岛迎风区保持着比背风区大的湿度场 ,流场表现为一个地形性中尺度环流。随着锋面系统的不断靠近 ,局地特征表现为加强和减弱两个阶段。发现迎风坡的低空急流主要是由地形引起的 ,它的南北向分布不均使空气发生了辐合上升运动 ,与地形和锋面引起的上升运动叠加 ,在地形迎风坡形成了一个垂直速度的大值区。

偏东风冷空气与地形相互作用背景下北京局地强降水成因分析

综合使用自动站、卫星TBB、探空、BJ-ANC雷达拼图、雷达变分同化分析系统(VDRAS)风场以及NCEP/GFS0.5°×0.5°分析资料,对漏报的2013年6月4日白天北京局地强降水天气过程及成因进行详细分析。结果表明:(1)该过程是在弱天气尺度背景(即没有明显西来槽和高空冷空气等天气尺度系统强迫)下产生的,且北京地区低层被由渤海湾侵入的偏东风(冷空气)控制,大气层结上暖下冷,有别于通常意义上的夏季强对流天气发生背景,因此造成其预报失误。(2)高空正涡度平流提供了一定的动力条件,但不足以触发强对流,其主要触发机制是低层偏东风冷空气侵入以及暖湿空气在冷空气和地形相互作用下强迫抬升,这一点在今后强对流预报中尤须关注。(3)当夏季早晨850 h Pa以下出现逆温层时,若当日白天太阳辐射升温状况良好,08时探空资料在使用时应进行订正,T-logp图订正后显示北京具有显著对流有效位能(CAPE);此外,较大的中低层垂直风切变和边界层内较大的湿度层结均为雷暴下山后明显增强并造成局地强降水提供了有利的环境条件。(4)雷暴前侧出流与东南风形成的辐合线造成了中尺度对流单体不断东移。

九华山暴雨地形增幅作用的观测分析

利用常规气象观测资料和安徽省中尺度自动气象观测网的加密资料,对2007—2008年九华山的7次暴雨天气过程,经过山区雨量和周边测站雨量的比较及山区小地形作用引起的风场变化对降水影响的综合分析,得到如下结论:九华山山区降水量明显多于周边丘陵地区,其雨量分布具有明显的山区地形雨特征。山区降水量分布受地形影响很大,迎风坡及喇叭口雨量偏多,不同高度上雨量分布存在差异。地形作用形成的风场辐合影响强降水和强对流天气的形成和发展,气流过山造成的气流加强效应有利于低空急流的加强和维持。强降水发生前,山区风场变化明显,且风场发生改变与强降水的开始和增强有一定的时间对应关系,风垂直切变的维持与强降水时段也有较好的相关性。

地形动力作用对华北暴雨和云系影响的数值研究

为了进一步研究地形对华北暴雨的影响，本文从云微物理学的角度出发，选取了2005年7月22～24日的一次华北暴雨过程为研究对象，利用中尺度数值模式ARPS，通过地形高度敏感性试验，详细讨论了地形高度变化对流场、云及降水微物理过程的影响。结果表明：地形高度变化对水平和垂直流场的大小和分布都有较大影响；地形高度增加有利于迎风坡附近水平风场辐合和垂直上升运动发展，这对云的垂直和水平发展影响都很大，尤其是对中高层云的发展影响最明显，并且能明显扩大地面降水的分布范围，地面最大降水量也有所增多。这主要是由于地形高度增加后能促进中高层云水的产生，尤其是零度层之上的过冷云水含量的增多，这大大促进了冰相粒子（雪和霰）的增多，从而使得以冷云过程为主的此次降水过程中，冰相粒子融化形成的雨水含量增多。虽然地形高度的增加会抑制云系发展前期的暖云过程，但对冷云过程有持续加强作用，而且不会明显改变云内降水的形成机制，冷云过程依然是降水的最大贡献项，总体上促进了云和降水的发展。

一次大暴雨过程中地形重力波拖曳作用的研究

利用WRFV3.9数值模式,对2011年6月9—10日发生在湘鄂赣交界附近山区的一次江淮气旋大暴雨天气过程进行模拟。进行了地形重力波拖曳作用的控制试验和不考虑地形重力波拖曳作用的敏感性试验。结果表明,控制试验能较好地再现江淮气旋及其产生的强降水;模式引入地形重力波拖曳后能够更好地模拟出地形附近雨带的中心位置和强度;地形重力波拖曳在本次大暴雨过程中能够减弱地形附近的经向风速,增强低层气流辐合,促进垂直上升运动,从而有利于对流的触发和维持。

湘东南地形对“碧利斯”台风暴雨增幅作用的分析

强热带风暴"碧利斯"(200604)登陆后其低压环流较长时间地维持,并与西南季风相互作用,造成了湖南省东南部历史罕见的特大致洪暴雨。针对该暴雨天气过程,采用天气学分析和数值模拟试验等方法,对湘东南特殊地形对该台风暴雨的影响进行了研究。结果表明:湘东南多山体分布且向北开口的喇叭口特殊地形通过与"碧利斯"低压环流北侧增强的东北风相配合,有利于水汽输送和中尺度对流系统发生、发展,对湘东南暴雨有明显增幅作用。