2019年6月17日河北张家口线状对流中的 龙卷环境场与雷达特征

利用常规气象资料、NCEP FNL 1°×1°再分析资料以及卫星雷达资料,对2019年6月17日发生在张家口的一次与线状对流伴随的龙卷天气进行分析。结果表明:(1)龙卷天气发生在对流层中低层高能中心、强垂直风切变以及中层强风速区的环境中。(2)中低层强的正水平螺旋度、低层强辐合与高层强辐散配置为龙卷发生提供了有利的环境条件。(3)在对流不稳定区,边界层辐合线是对流的触发条件,弧状云线的发展加强和上冲云顶的识别分析有利于判断对流云团的发展趋势,对强对流的短临预警有重要参考意义。(4)通过雷达资料与风场反演分析,线状对流中的龙卷是由γ中尺度涡旋在低层强辐合与上升气流的拉伸下形成的。强辐合区主要位于3 km高度以下。

基于VDRAS资料探究河北中南部一次弓状强飑线的演变和机理

利用常规气象资料、ERA5再分析资料、北京VDRAS资料以及雷达资料,对2021年7月31日发生在河北中南部的一次弓状强飑线过程进行分析。结果表明:(1)此次飑线过程发生在冷涡的背景下,500 hPa涡后的冷空气与850 hPa的暖脊叠加,建立了不稳定层结,在地面辐合线附近触发。(2)雷达回波由分散的对流单体合并加强,强弓形出现时,最大强度值超过55 dBZ,存在径向速度大值区和中层径向辐合等特征,这些都预示地面大风的出现,而回波悬垂预示冰雹出现。(3)雷达反演的风场可以显示飑线的水平和垂直结构,能清楚地指示飑线的出流、入流以及辐合区,对指示飑线不同部位的发展趋势有重要指示意义。(4)地面风场辐合导致雷暴单体触发,雷暴单体在不稳定的大气层结中获得快速发展,发展过程中0~3 km的垂直风切变逐渐增强,低层形成冷池,热力不均匀区域扩大,沿着扰动温度梯度大值区与风场辐合区,新生对流向东向南传播,分散对流单体合并演变为飑线。(5)从飑线发展阶段的热动力结构分析中发现,由倾斜上升气流与下沉气流形成垂直环流,下沉气流增强时,冷池效应增强,低层环境垂直风切变也增强,环境条件的改变是飑线发展的结果,同时新的环境条件驱动飑线向前移动并发展加强。

冀西北地区一次大冰雹过程的双偏振雷达特征分析

利用常规气象资料、ERA5再分析资料以及雷达资料,对2022年6月10日发生在冀西北地区的一次大冰雹天气过程进行分析。结果表明:(1)此次冰雹天气发生在冷涡的东南象限、低空切变线前侧暖区,对流由局地的热力作用触发并在辐合线附近发展加强。(2)降雹过程可分为3个阶段,前2个阶段为2个不同的超级单体分别影响而形成,粒子相态识别结果主要为干冰雹粒子,雷达回波具有高反射率因子、低差分反射率因子、高相关系数和低差分相移率的特点;第3个阶段为2个超级单体合并后形成,除冰雹外还出现了局地的短时强降水,直径较大且数密度较多的大雨滴造成了短时强降水。(3)利用雷达反演的风场可以分析对流单体的动力结构,通过分析不同阶段单体的动力结构得到单体未来的移动方向与发展趋势,特别是垂直剖面中上升气流的强度对单体的发展趋势有重要指示意义。

2022年2月张家口地区大雪过程分析

应用MICAPS常规气象资料、区域站加密降水资料、NCEP再分析资料,采用天气学分析和动力诊断的方法,对2022年2月13日张家口地区出现的1次降雪天气过程进行综合分析。结果表明:(1)此次降雪过程主要分为2个阶段,第一阶段是暖区内偏南暖湿气流影响下产生的降雪,第二阶段是受冷锋系统过境影产生的降雪。(2)此次降雪过程暖区降雪相对持续时间较长,锋区过境降雪持续时间短,总降雪量最大值偏南。

基于多源观测资料对张家口一次雨雪天气降水相态特征的分析

利用ERA5再分析资料及云雷达、微波辐射计和SA双偏振多普勒雷达等多源观测资料,分析2020年11月17—19日张家口地区一次雨雪天气的降水相态演变特征。结果表明:在高空低槽、中低层低涡与地面倒槽配合下,高空槽后西北气流引导冷空气南下造成气温迅速下降,导致降水相态变化。过程前期整层大气均为强暖平流,且地面气温较高,降水相态为雨。18日傍晚冷平流发展强烈,各层温度迅速降低,整层变为冷层,导致降水相态转换为雪。散度和垂直速度的诊断表明降雨时段的动力强迫主要位于高层,降雪时段则主要位于低层。云雷达高分辨率资料可以反映0℃层变化,大于10 dBZ的质心变化可以指示降水强度变化,降雨时的基本速度最大可达6~8 m·s^(-1),而降雪时则小于2 m·s^(-1)。微波辐射计高分辨率时空资料可以准确判断雨雪转换时间,降水开始之前3~5 h积分水汽含量出现跃升与峰值。双偏振雷达和微波辐射计结合可以对降水粒子相态实现准确判断,可用于降水相态转换的临近预报。

河北张家口一次超级单体龙卷雷达回波特征分析

利用ERA5再分析资料、雷达资料以及北京VDRAS资料,对2021年7月1日发生在张家口的一次与超级单体伴随的龙卷天气特征进行分析。结果表明:(1)此次龙卷天气发生在高空冷涡的东南象限、低空切变线前侧暖区及地面辐合线附近。(2)雷达资料分析显示在超级单体的南侧产生了此次龙卷,龙卷过程中超过50 dBz的高度在6 km以下,强核中心在3 km以下,为低质心的对流系统,反演的风场上在低层1 km高度存在闭合的气旋性环流。(3)北京VDRAS资料分析表明低层强辐合与高层强辐散配置、中低层强的正风暴相对螺旋度为龙卷发生提供了有利的环境条件;垂直速度分布显示龙卷生成地存在强上升运动,其两侧均存在下沉运动;扰动温度的垂直分布表明4 km以下存在负中心,4 km以上存在正中心。

2015年张家口一次暴雪成因分析

利用MICAPS常规气象资料、国家站降水资料以及NCEP再分析资料,对2015年11月5—7日发生在张家口的一次暴雪过程进行综合分析。结果表明:该次暴雪过程是地面倒槽和回流作用共同影响造成的;700 h Pa西南急流和850 h Pa以下回流产生的偏东南气流为此次暴雪天气过程提供了必要的水汽条件;张家口地区动力条件与水汽条件配合较好,有利于暴雪的发生;雨雪转换过程要综合分析温度的垂直特征,特征温度以及冷暖平流的强弱。

2016年张家口地区暴雨过程分析

应用MICAPS常规气象资料、区域站加密降水资料以及NCEP再分析资料,对2016年7月19—20日发生在张家口地区的一次暴雨过程进行综合分析。结果表明,此次强降水过程是由于深厚的冷涡系统与副高外围的暖湿气流交汇而产生,冷涡系统及副高外围暖湿气流、地面倒槽系统为暴雨的产生提供必要的环流背景;各物理量分析表明,张家口地区动力条件、热力条件(不稳定)、水汽条件配合较好,均有利于强降水的发生;湿位涡可以较好地解释此次暴雨的形成机制。

动态时变参数方法在云量精细化预报中的应用研究

利用2008年1月—2013年12月以及2017年1—11月全球天气预报系统(GFS)预报场资料,采用自适应线性最小二乘回归(LS)和自适应递推卡尔曼(Kalman)滤波两种动态时变参数方法,建立了河套周边地区0~168 h预报时效的总云量精细化预报,并与GFS模式直接输出的总云量、线性预报模型逐步回归预报方法得到的总云量以及非线性预报模型BP神经网络和最小二乘支持向量机回归方法(LSSVM)得到的总云量进行了对比,结果如下:(1)相比GFS模式直接输出的总云量,LS、BP神经网络、LSSVM得到的总云量与实况值的平均绝对误差均明显减小。LS方法误差最小,LS方法的年MAE均在20%~25%,且随着预报时效的延长,改进效果越大。LS方法、多元逐步回归方法、BP神经网络、LSSVM四种方法在6—8月的改进效果最大。(2)LS方法预报的总云量与实况云量的相关性最好,即使168 h预报时效的相关系数依然在0.64以上,远高于其他几种模型的预报结果。(3)LS方法能够明显地提高少云和多云天空状况下预报的击中率,且最优(少云击中率平均提高24%,多云击中率平均提高34%)。(4)自适应递推Kalman滤波方法存在预报滞后现象,改进效果不明显。

2015年7月27—28日张家口地区一次暴雨过程分析

应用MICAPS常规资料和区域站降水资料,对2015年7月27-28日发生在张家口地区的一次暴雨过程进行综合分析。结果表明,此次强降水过程是由于冷空气东移南下与副高外围的暖湿气流交汇产生的,冷涡系统,短波槽、低层切变线以及副高外围暖湿气流,地面存在倒槽结构,这些系统为暴雨产生提供大的环流背景。各物理量分析表明,张家口地区动力条件、热力条件、水汽条件配合较好,均有利于强降水的发生。

张家口市气象灾害防御工作现状与思考

阐述了张家口市目前气象灾害防御工作开展情况的现状,分析气象灾害防御工作中存在的问题,解读当前气象灾害防御工作取得的效果和今后工作的重点开展方向,为张家口市气象灾害防御工作的开展提供参考。