华东地区一次高空冷平流强迫型强对流分析

利用常规气象观测资料、区域自动气象站加密观测资料和GFS 0.25°×0.25°逐6 h的分析场数据以及多普勒雷达、FY-4卫星等资料,对2020年4月12日华北冷涡后部中低层一致西北气流背景下,在华东地区出现的大范围对流大风天气进行了诊断分析。结果表明,12日上午冷空气大风南下之后,下午华东处于中层冷平流、低层暖平流的有利热力背景条件下,在850 hPa与500 hPa温差大值区内,由山东、江苏交界一带的干线触发了对流;对流系统在东移南压过程中因水汽条件转好、中层风速增强、阵风锋的合并及杭州湾特殊海陆分布等有利条件下明显加强,使得江苏、安徽东南部、浙江北部等地在冷空气大风之后再次出现了大范围对流大风天气,并在舟山群岛附近出现13级极端大风;其灾害性大风出现在对流系统回波缺口处及其东北侧回波附近,由后侧入流急流及风暴内强烈的下沉辐散、光滑下垫面、快速移动的对流系统以及系统内小尺度下击暴流叠加造成。

中国短时强对流天气的若干环境参数特征分析

利用中国2005-2009年2 000多个国家级气象观测站雨量资料和2002-2011年部分探空站探空资料,研究了中国短时强降水、强冰雹、雷暴大风以及混合型强对流天气的环境参数特征,通过环境参数特征的对比分析,将上述四种强对流天气加以区分,并对所选取的探空数据和环境参数进行了分类和对比分析,结果表明:(1)通过T-logp图温湿曲线形态、500～700hPa和850～500hPa温差、0℃、-20℃层和平衡层高度、地面和1.5km高度的露点温度、1.5km高度温度露点差、对流有效位能和0～6km垂直风切变等区分上述四种类型强对流天气的环境背景;(2)纯粹短时强降水天气(包括I、II型)与强冰雹天气、雷暴大风天气环境参数的区别比较显著,前者与后两者相比主要表现在较小的700～500hPa和850～500hPa温差,弱的垂直风切变,较高的0℃层、-20℃层和平衡层高度,较大的地面和地面以上1.5km处的露点温度,其中短时强降水I型(占了纯粹短时强降水的大多数)以其整层较高的相对湿度与其他类型强对流的环境背景差异最为明显;(3)混合型强天气与强冰雹天气、雷暴大风天气在T-logp图温湿曲线形态、对流有效位能及0～6km垂直风切变诸方面特征相似,表现为对流层中层存在明显干层、较大的对流有效位能和0～6km垂直风切变,但在相对较高的平衡层高度、较高地面和地面以上1.5km处露点温度及较小的850～500hPa温差等方面与纯粹短时强降水更为接近。

2019年初浙江罕见连阴雨过程的成因分析

利用浙江省2019年2月地面气象观测资料、FY-2G红外云图资料、NCEP和ERA-Interim再分析资料,对浙江省2019年冬末春初典型的连阴雨天气过程的成因进行了分析,得出以下结论:(1)连阴雨期间500 hPa极涡呈偶极型,主体持续收缩在北极附近,浙江位于700 hPa和850 hPa切变南侧稳定的西南气流及温度正距平中,对流层高层西风急流持续偏强、位置偏北,强度和位置变化超前于降雨;(2)源自孟加拉湾北部至青藏高原、中南半岛到南海的两条水汽通道持续输送水汽至我国华东地区,浙江同时受两条水汽带叠加影响时雨强达到最大,红外卫星云图分析可对水汽输送通道和天气形势作大致判断,提供降雨预报辅助性参考;(3)700 hPa湿Q矢量显著辐合区和850 hPa经向风0 m·s^(-1)等风速线重叠的区域易出现明显降雨,集中降雨时段浙江上空存在很大的低层假相当位温和水汽通量的水平梯度,水汽输送带位于梯度区之上。

浙江高空冷平流背景下雷暴大风特征分析

从天气形势、环境参数、中小尺度系统以及雷暴结构等方面,本文对浙江省4次高空冷平流背景下不同范围和强度的雷暴大风过程进行研究,得出结论如下:(1)4次强对流过程发生的有利条件主要体现在温度场,△T_(850-500)在30℃以上,γ_(700-400)大于7.1℃·km^(-1);(2)“2006·06·10”和“2009·06·05”过程,△Td_(700-400)平均值大于15℃、CAPE和DCAPE值1100 J·kg^(-1)以上,产生10级以上大风概率较大,另外2次过程深厚湿对流条件较差;(3)近地层湿度条件不同是多单体风暴组织形式不同的主要原因。“2009·06·05”过程出现弓形回波,“2020·04·12”和“2020·04·27”为分散的多单体风暴,但是多单体风暴中嵌有强风暴单体,具有“中层径向辐合”、“阵风锋”等特征,造成了局地雷暴大风。

浙江北部地区一次短时暴雨过程非常规资料特征分析

基于常规气象站观测资料,结合逐时云顶亮温TBB资料、区域自动站观测资料、多普勒雷达资料、风廓线雷达及闪电定位资料等非常规观测资料,对2013年6月24日14—20时浙江北部地区的局地短时暴雨过程进行诊断分析。结果表明:此次浙江北部地区局地强对流发生在高温高湿、对流有效位能中等及垂直风切变较弱的环境下,地面辐合线和低层弱切变是触发强对流的主要机制。中尺度对流雨团具有后向传播的特点,强降水落区与地面辐合线有较好的对应关系。风廓线雷达的连续观测可部分揭示影响系统的细节特征:近地面层的冷空气活动加强了大气对流不稳定度,低层东风急流输送了水汽,对流系统承载层气流和入流层气流方向相反,导致对流系统停滞少动,产生局地暴雨。

杭州地区夏季午后雷暴大风环境条件分析

选取杭州地区2013—2018年6—8月28次午后雷暴大风个例进行研究。结果表明:杭州夏季午后雷暴大风依照发生频率多少主要影响路径依次为西北向偏东移(28%)、西南向东北移(25%)、东南向偏北移(22%)、杭州局地生成(19%);杭州西北、西南山区和东北部平原是雷暴触发和增强关键区。夏季午后雷暴大风天气概念模型按照副热带高压与周边系统相互作用分为:高空冷平流强迫型、低层暖平流强迫型和准正压型,其中准正压型杭州地区更多的是与边界层辐合线和东风带系统影响这一类。抬升触发机制多为近地层中尺度辐合线,这与弱冷空气侵入、海陆分布、地形等因素有关。其T-ln p图特征包括:对流有效位能(CAPE)中等偏强,中层为干空气层结,中低层有较浅薄湿层,低层环境大气温度垂直递减率接近干绝热,湿层下温湿廓线呈倒“V”型。CAPE、下沉有效位能(DCAPE)均在1000 J·kg^-1以上,DCAPE平均值更大。中层(700~400 hPa)平均温度露点差均值为13.7℃,最大温度露点差均值为21.5℃,可以很好地表征中层干层特征。夏季午后雷暴大风天气一般发生在弱的垂直风切变条件下,大风指数命中率可达79%,但是要注意其虚警次数也较多。

一次区域暴雨过程综合诊断分析

利用NCEP 1°×1°的6 h再分析资料对2008年7月22日河南省南阳市的区域性暴雨天气进行了综合诊断分析,结果表明:此次暴雨过程是中低层的西南涡在高空急流的引导下,沿着河套高压与副高之间的辐合带移出造成的。降雨的水汽供应主要来自对流层中低层,且水汽强辐合出现在强降雨前。随着对流活动的发展,水汽通量和水汽辐合都向高层发展,湿层明显增厚。在整个降雨过程中,700 hPa垂直螺旋度正值中心的位置和强度与西南涡的移动和强弱变化有很好的对应关系,垂直螺旋度正值长轴区与切变线辐合区相吻合,在某种程度上能反映出西南涡的移动和强度的演变;垂直螺旋度强弱的变化与暴雨强度变化基本一致。高层辐散、低层辐合的大气垂直结构能增强大气的抽吸作用,促进垂直上升运动的发展,反之,抑制垂直上升运动,降雨减弱。上、下层负、正垂直螺旋度耦合的结构对暴雨的发生和维持非常有利。在雷达速度PPI上,逆风区的出现预示着局地强降雨的产生。

2008年1月18-22日南阳市强降雪过程诊断分析

利用NCEP再分析资料,从大尺度环流背景、影响系统、水汽条件、动力条件等方面对2008年1月18-22日南阳市出现的强降雪天气过程进行了诊断分析。结果表明:欧亚地区持续稳定的大气环流异常为雨雪天气提供了大的环流背景;中低层切变线和西南风急流是强降雪的主要影响系统。在降雪集中时段,水汽输送带与700hPa急流相对应,西南急流为强降雪提供了充分的水汽输送和能量。700 hPa的正涡度大值区的演变与该层西南急流区有很好的对应关系,且正涡度大值区位于急流轴的左侧。正涡度核的生成和强烈的垂直上升运动为强降雪提供了动力条件。在整个降雪过程中,ζMPV1的大小变化与降雪的强弱变化一致,强降雪落区与|ζMPV2<0|的大值带有很好的对应关系。湿位涡的斜压项证明了大气的湿斜压性很强,等压面上的温度梯度较大,对强降温和水汽输送较为有利。