“2013·7·21”杭州湾北岸短时大暴雨的中尺度分析

利用FY-2E卫星的TBB资料、多普勒雷达资料、中尺度自动站资料以及基于WRF模式的5 km全程同化数据,对2013年7月21日杭州湾北岸短时大暴雨天气进行了中尺度分析,结果表明：此次对流性暴雨发生与近地面西南偏西气流和东南偏东气流的辐合作用密切相关,湖州东部地区由局地热对流引起的偏西气流出流增强了嘉兴西部地区的偏西气流强度,从而触发两股气流间的辐合扰动并产生对流运动,当对流运动发展到一定程度时,在对流层低层出现了下沉气流,其中一部分气流向东契入近地面的偏东气流内,致使此处的辐合抬升运动加强,从而在对流层中层形成了新的垂直上升运动。此外,在对流性暴雨发生前0~3km的环境风垂直切变较小,导致这次短时大暴雨过程中强对流单体的维持时间较短。暴雨区附近的近地面存在较为浅薄的中性或稳定层结,其上相对位温垂直递减明显,大气层结极不稳定。

浙北沿岸海域海面风场反演方法的研究

高质量的海面实况风场是海洋气象监测和预报的基础,卫星反演的大陆沿岸海域海面风场的准确率不高。文章基于反映近地面风速廓线变化的指数律公式,利用浙江北部沿岸海岛或滩涂上布设的中尺度自动站来反演附近海面风场,并使用客观分析方法将反演的离散风场值转换到中尺度网格上,从而获得完整的高分辨率海面风场。指数律中参数α值对于反演风场的准确率至关重要,它主要受到下垫面状况以及大气层结状态的影响,而后者的影响较前者更大。文章使用多个风塔站的风廓线率值进行了反演风场的误差试验,结果表明:目前单一风速廓线还无法取得最优的反演效果,有必要分季节使用多站风速廓线。使用混合风速廓线得到的总体样本的平均偏差为0.04 m·s^(-1),平均绝对误差为1.51 m·s^(-1),均方根误差为2.01 m·s^(-1)。对海面反演风场的优化可以将总体样本的平均绝对误差和均方根误差分别降低到1.28和1.68 m·s^(-1)。

集合预报对台风天鹅(2015)远距离暴雨的不确定性研究

2015年8月23-24日期间台风天鹅引发华东中部沿海地区出现暴雨或大暴雨天气。基于欧洲中期天气预报中心的集合预报分析导致此次远距离暴雨预报不确定的关键原因,并利用集合敏感性分析方法研究影响此次暴雨过程的主要天气系统的敏感区域,此外对暴雨发生发展的热动力机制展开探讨,主要结论包括:集合预报对此次台风天鹅引起的远距离暴雨的可预报性明显偏低,仅在暴雨发生前24 h才做出较大调整。在不同起报时次下,当台风路径的系统性偏差最小时,台风降水集合预报也最接近实况,但是进一步的分析表明,台风路径误差与降水量级之间的对应关系并不确定。不同雨量成员组间中低层环流场的对比分析表明:高空槽的预报差异是集合预报不确定的主要原因,高空槽东移加深有利于增加暴雨区的斜压不稳定,也有利于增强对流层低层的水汽输送急流带。500 hPa高度场的敏感性分析表明无论是初始场还是预报场,暴雨区平均降雨量均与高空槽的东移和加深显著相关,且随着预报时次的临近,显著相关区域向低槽下游明显扩大。此外还发现高空槽的东移有利于增强(减弱)暴雨区左(右)侧低层冷空气的强度,使得台风右侧更多暖湿气流向暴雨区输送。

伴随对流层中低层气温持续下降的雪转雨过程分析

利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)0.25°×0.25°分辨率细网格模式产品、探空观测资料和风廓线雷达等资料,对2014年2月18日浙江嘉兴雨雪天气过程中降水相态先由雨转雪、再由雪转雨的变化条件进行了分析,并对ECMWF细网格模式产品进行了预报性能检验,结果表明:模式形势预报准确,但未能预报出雪转雨过程。在对流层中低层气温持续降低的情况下,水汽凝结高度不同是造成两次相态转换的主要原因。上午垂直运动加强,水汽充沛,降水粒子的凝结高度高,足以形成大的雪花,在较低的零度层高度以下降落时不至于融化;下午垂直运动减弱,水汽集中在低层,尽管这一高度层的气温在-3^-2℃,但是不足以凝结成固态降水,同时地面气温受海上暖平流影响而回升,因此降水相态由雪转雨。

低涡东北部一次暴雨的成因分析

2013年5月15-17日长江下游地区多地出现连续暴雨,数值模式检验显示雨量预报值误差较大。利用常规天气资料、NCEP 0.5°×0.5°格点资料和多普勒雷达资料,对这次暴雨过程进行了成因分析,结果表明：槽前西南气流、低涡切变和深厚湿层提供了有利的大尺度形势背景;低涡东北部产生的暴雨与低层东风急流的扰动和曲率增大密切相关,地面辐合抬升触发了上升运动;700 h Pa切变线和地面中小尺度辐合线的叠加处、925 h Pa水汽通量散度负值中心区都与暴雨区有较好的对应关系;多普勒雷达平均径向速度图像上显示强烈的辐合区,正、负速度区面积比达到1∶3,回波不断在辐合线处生成,下游地区出现＂列车效应＂,强降水时段雷达回波强度为30~40d Bz,小时雨量达到16~20 mm。对比模式预报场,中低层偏东急流量级和气旋性弯曲偏小导致了暴雨区漏报,地面辐合线位置和强度的偏差造成了雨量中心位置的偏差,可通过与实况对比、雷达分析等手段对预报进行订正。

杭州湾北岸一次极端高温过程分析

利用实时探空场和欧洲中心20:00细网格、NCEP再分析资料对2013年8月6—10日杭州湾北岸极端高温过程进行分析,结果表明:副高脊线稳定在30°N、高层有辐散气流、低层26℃暖气团处于强副高中心影响是持续40℃极端高温发生的大尺度环流背景。副高与南亚高压"相向而行",在垂直方向上产生深厚的次级环流圈,是2013年极端高温持续时间长、影响范围大的一个重要因素。极端高温的出现与空气异常干燥有密切关系,北方高层干空气南下叠加在中低层副高暖干气团之上,从高层到近地层受一致下沉气流的绝热压缩增温,以及低空暖平流输送的综合影响,是导致7—9日杭州湾北岸多地最高气温屡破记录的原因。经检验,极端高温期间,业务参考使用的4个主要数值模式对最高气温的预报,EC模式误差较小且稳定,绝对误差为1℃,而GFS、JMA和T639误差分别达3℃、4℃和5℃,应用时需订正,以上结果可供夏季高温预报参考。

嘉善县空气质量指数与气象条件的关系及预测

利用2003—2007年的总悬浮颗粒物(TSP)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)的逐日平均浓度资料和嘉善地面观测资料,对嘉善空气污染状况及其与气象条件的关系进行了天气气候学和统计学分析,结果表明嘉善县的主要污染物为TSP,其次为SO2和NO2,冬季各污染物的平均浓度最高,其次为春秋季,夏季最低。降水、大雾、风向、风速等气象要素对空气质量均有较明显影响,应用气象因子建立空气质量逐步回归方程,预测效果较好。

桐乡“7.12”飑线和局地龙卷风过程的诊断分析

2014年7月12日浙江省桐乡市一次飑线过境,导致局地出现12级狂风,造成倒房死伤人的重大灾害。通过对大风灾情的实地调查,环境背景场强对流参数和周边杭州、湖州多普勒天气雷达回波特征分析,发现这是一次强中气旋发展伴随局地龙卷风发生的过程,龙卷风发生在飑线弓形回波前沿凸起部分。对本次过程的分析表明,环境场中最佳对流有效位能(BCAPE)和风暴相对螺旋度(SRH)增大、抬升凝结高度低,则出现局地龙卷风的可能性越大。在龙卷风等突发强对流事件的预报中,风廓线产品中西南急流的加强和中心轴下沉、中高层冷空气的契入等,对风暴的触发、雷暴系统的加强有预报提前量。此外,大风重灾发生后,灾区实况及周边多普勒雷达径向速度场资料是判断风灾类型和级别的重要数据资料。

基于多普勒雷达资料的强冰雹过程特征分析

通过对2008年和2009年嘉兴两次强冰雹天气的多普勒雷达资料分析,发现主要特征如下:强冰雹天气对应的反射率因子≥60～65 dBz,在高仰角反射率因子场能提早观测到强回波,若不同高度的强回波区重叠及强回波发展高度高、移速慢,则冰雹强;垂直累积液态含水量在降雹前迅速(跳跃式)增大,两次过程中强降雹时VIL最大值达55～70 kg/m^2,VIL越大、中心移速越慢,则冰雹直径、密度越大;降雹前期出现气旋性切变,强冰雹天气的发展阶段有三体散射长钉特征;中气旋则表明很可能出现强冰雹;降雹回波顶高一般在9～13 km。以上特征大部分在两次强冰雹个例中出现,可通过实时监控以上冰雹特征资料,设置合适的阈值,对预报员提早作出提示,有利于强冰雹天气的预报预警。