基于TRMM资料的西南涡强降水结构分析

利用热带测雨卫星TRMM资料和NCEP再分析资料,研究了2007年7月17日发生在四川东部和重庆西部地区的一次西南涡强降水系统的水平和垂直结构特征。结果表明,此次强降水系统由一个主降水云团(云带)和多个零散降水云团组成,属于对流性降水,强降水雨强大、范围广。降水系统中对流云降水的样本数量比层云降水少,但对流云降水的平均降水率大,对总降水量的贡献比层云大。对流云降水的雨强谱主要集中在1~50 mm·h-1范围内,而90%层云降水的雨强都在10 mm·h-1以下。从降水系统的垂直结构来看,强降水系统的雨顶高度可伸展到16 km,最大降水率位于地面上空2~6 km的大气层,降水强度的垂直和水平分布不均匀,对流层低层云滴的碰并增长过程对降水起主要作用。西南涡引发的强降水中不管是层云降水还是对流云降水,6 km高度以下降水量的贡献最大,不同高度降水量对总降水量贡献的大小随着高度的升高而减小。

基于TRMM资料的高原涡与西南涡引发强降水的对比研究

利用TRMM （Tropical Rainfall Measuring Mission）卫星探测结果结合NCEP （National Centers for Environmental Prediction）再分析资料,对2007年7月17日四川、重庆地区的一次西南涡强降水系统和2008年7月21日四川东部的东移高原涡强降水系统的三维结构特征、雨顶高度以及降水廓线特征进行对比分析研究.结果表明：（1）两次降水过程均是发生在西南—东北向的水汽辐合带中,且降水云群均位于低涡的东南方.（2）两次强降水在水平结构上均表现为由一个主降水雨带和多个零散降水云团组成,高原涡强降水过程比西南涡强降水的降水强度和范围都要大.降水雷达探测到的两个中尺度降水系统均以降水范围大、强度弱的层云降水为主,但对流性降水对总降水量的贡献较大,其中西南涡降水中对流降水所占比例比高原涡的大,对总降水率的贡献也大.（3）垂直结构上：两次强降水的雨顶高度均是随地表雨强的增加而增加,且最大雨顶高度接近16km,但西南涡强降水中的雨顶高度比高原涡更高,说明西南涡降水过程中对流旺盛程度强于高原涡.（4）两次强降水中雨滴碰并增长过程以及凝结潜热的释放主要集中在8km以下,但8km以上西南涡降水变化大于高原涡,且前者在8～12km高度层的降水量对总降水量贡献百分比大于后者.

江西省近50年霾天气时空分布特征及成因分析

利用1964-2013年江西省83个站逐日霾观测资料,运用线性倾向估计等统计方法,分析江西省近50年霾时空变化特征及其与气候要素的关系。结果表明:江西霾日数呈赣中北部多、赣南少的特点,赣中的萍乡-宜春-抚州-上饶一带以及赣北北部的九江中部、景德镇北部地区是霾天气多发区,年均霾日数在30 d·a^-1以上。冬季霾日数最多,萍乡-宜春-鹰潭地区中北部、南昌-九江的中部以及上饶东部地区超过20 d·a^-1,春季和秋季次之,夏季最少。12月是霾日数最多的月份,接近全年霾日数的2成。江西省霾日数呈年际增长的趋势,增长率为11 d·(10 a)^-1,气候趋势系数为0.78,通过0.01的显著性水平检验。霾日数与平均风速和大风日数均呈负相关,而与静风日数呈正相关。近50年平均风速和大风日数呈下降趋势,静风日数呈上升趋势,这可能导致空气中污染物不易扩散而形成更多的霾天气。江西省降水日数呈减少趋势[-6.3 d·(10a)^-1],气温呈增暖趋势[0.15℃·(10a)^-1],霾日数与气温和降水日数分别呈正、负相关。

江西省中北部地区一次典型灰霾天气过程分析

利用气象观测资料、南昌市PM2.5资料并结合HYSPLIT轨迹模型,对2013年12月4—10日江西省中北部地区一次典型、持续性灰霾天气过程进行了分析,综合讨论了灰霾天气发生过程中的天气形势、风速、能见度、低层相对湿度、层结稳定度等气象要素和物理量特征,分析了PM2.5浓度等环境要素的变化特征以及导致此次灰霾天气的污染源。结果表明:1)此次灰霾天气过程的500 h Pa高度层平均环流形势为"两槽一脊"型,江西省受西北偏西气流控制;弱冷空气、静稳天气是灰霾天气得以形成和发展的主要天气背景场。2)较小的近地面风速和较大的相对湿度以及中低层逆温层的存在均是此次灰霾形成和维持的重要条件,且此次灰霾天气过程中能见度分别与近地面风速和相对湿度、PM2.5浓度呈正、反相位关系,湿度升高、污染物浓度较高、风速较低的气象条件容易形成低能见度。3)灰霾天气气溶胶颗粒物浓度的升高可能是由本地污染源和甘肃省、内蒙古自治区一带以及四川省东南部污染源共同造成的;前期整体出现在2 km以下,随着时间的推移,浓度升高。

过境鄱阳湖强对流天气的雷达回波特征及成因分析

利用多普勒雷达资料和欧洲中心ERA5再分析资料研究了2020年7月8日过境鄱阳湖的一次强降水过程。结果表明:鄱阳湖能够促进回波单体的生成和发展,鄱阳湖上新生的回波单体在过境鄱阳湖后发展加强,湖体对回波的增强效果比较显著。此次湖效应降水事件发生在500 hPa槽前的西南气流中,受低层西南急流和弱暖平流控制,西南急流为此次降水回波发展加强提供了动力和水汽条件。低层绝对湿度大,整层相对湿度大,狭长型CAPE形势和温度直减率略高于湿绝热递减率,有利于湖效应降水的发生。鄱阳湖2 m高温区域、低层风速辐合和地面大风中心与回波新生区域吻合,表明鄱阳湖对此次降水过程有加热作用,且湖-陆温度差异的存在,有利于湖陆风的产生,导致低层风速辐合,新生回波单体加强。新生回波单体与假相当位温高能区域吻合,湖区高能空气柱厚度较大,有利于强对流天气的产生。

基于TRMM卫星资料的江西一次大暴雨过程降水结构特征

利用热带测雨卫星(TRMM)的降水雷达(PR)和微波成像仪(TMI)连续2个轨道的探测结果,分析了2013年6月26—29日发生在江西省北部地区的中尺度降水过程不同降水阶段的降水水平结构、雨顶高度、降水廓线的变化特征。结果表明,此次降水过程由强对流云降水逐渐演变为对流性较弱的层状云降水。对流云降水阶段降水系统由成片层状降水云团中分布的多个零散强对流降水云团组成,降水分布不均匀,强对流云降水对总降水量的贡献大。层状云降水阶段,层状云中强对流单体消失,对流云降水像素及对流云降水率对总降水量的贡献减少,降水雨强谱变小,降水高度逐渐降低,云体高层降水量减少。对流云降水和层状云降水廓线存在差异,最大降水率出现的高度越高且中高层降水量越大,降水的对流性则越强。

江西省北部地区汛期一次短时强降水过程成因

利用NCEP1×1°再分析资料,结合地面高空观测资料、FY-2D卫星TBB资料和雷达探测资料,对2015年6月2日21时—3日09时发生在江西省北部地区的暴雨天气过程进行了分析。结果表明:1)500 hPa高空槽和低层切变线直接导致了此次降水天气过程,低空急流带来的充沛水汽和不稳定能量与冷锋的抬升作用加剧了降水的强度,降水发生期间的高空槽和西太平洋副热带高压的少动有利于雨带的维持。2)在江西省西北部初生的β-MCS东移过程中逐渐发展成熟,多个成熟并具有高降水效率的β-MCS依次并持续影响江西省北部地区。假相当位温的垂直分布和低空急流的相互配合,导致江西省北部地区具有极强的不稳定层结和较大的能量输送。垂直上升速度对积云发展的作用证明了降水是由积云处于成熟阶段时产生的,与TBB的分析结果相互印证。3)此次暴雨天气过程从单纯的对流降水逐步过渡到混合云降水,混合云中低层急流核始终处于江西省东北部地区,混合云中对流作用较强单体的依次经过是导致该地区持续出现降水强度大于20 mm/h、12 h降水量大于200 mm的重要原因。东西向冷锋触发的对流、东西向的低层切变和偏西风的中高层引导气流导致了此次过程的雨带自西向东移动,表现出明显的"列车效应"。

南昌市空气质量预报产品检验分析及统计订正试验

利用南昌市环境空气质量监测数据,对比分析了WRF-Chem模式和国家级空气质量预报指导产品对6种污染物浓度的预报效果,并采用时序法、时刻法和标准化法3种训练样本构建方案,利用BP神经网络法对WRF-Chem模式和国家级空气质量预报指导产品6种污染物浓度的预报结果进行订正试验。结果表明:1)WRF-Chem模式预报的6种污染物浓度的预报误差整体比国家级空气质量预报指导产品的预报误差要小,即WRF-Chem模式的预报效果优于国家级空气质量预报指导产品。2)WRF-Chem模式6种污染物浓度预报值与观测值的均方根误差的日变化均呈波动形式,除了O3在10时开始升高到18时达到峰值以外,其余的污染物均是从10时开始下降到16时或18时达到谷值。国家级指导产品6种污染物浓度预报值与观测值的均方根误差日变化则略有不同,除了NO2和O3分别在08时和20时达到谷值以外,其他4种污染物均是在14时达到谷值。3)采用标准化法对CO、SO2、PM10、PM2.5集合订正后的误差比WRF-Chem模式的要小;时刻法、时序法对NO2、SO2、PM2.5集合订正后的误差比WRF-Chem模式的要小,预报效果对单一模式预报结果有一定改进作用。