江南丘陵和云贵高原地形对一次西南涡暴雨影响的数值试验

运用MM5数值模式对1998年7月22-23日一次由西南涡引发形成湖南大暴雨的个例进行了数值试验。模式中设计了全地形、去掉江南丘陵地形、去掉江南丘陵和云贵高原地形三种方案。对比试验表明：在去掉江南丘陵和云贵高原后，由于地形的狭管作用消失，南北热力差异减弱，低空急流随之减弱；由于低空急流对西南涡和切变线的正涡度平流输送减弱，以及500hPa高空槽引导切变线向南移与西南涡结合，造成西南涡增强，切变线减弱、消失。同时，本文还对三种模拟试验中地形作阶梯化处理，进一步验证江南丘陵、云贵高原对偏南风存在狭管作用，对低空急流的形成有促进作用。

春季晴日蒙古高原半干旱荒漠草原地边界层结构的一次观测研究

在科技部公益专项“沙尘气溶胶辐射模型及气候环境生态效应研究”支持下，执行期间在二连浩特气象站用GFE（L）1型二次测风雷达和GTS1型数字式探空仪，于2006年4月24～25日对内蒙古高原半干旱荒漠化草原地区春季典型晴日边界层特征进行了加密探测。结果表明：二连浩特地区边界层的日变化大，对流边界层最大高度可以达到2000m，超绝热层平均高度为270m，夜间稳定边界层高度可达到900m；白天在4000m附近存在高空急流，最大风速达到29m·s^-1；夜间近地面层有东风急流，其高度在250m左右，观测日低空急流最强时间是在23：00，风速达到16m·s^-1；边界层内湿度变化较大，呈现多层逆湿结构。

长江中游一次中β低涡暴雨的数值模拟分析

利用AREM中尺度暴雨数值模式对2002年7月22-23日发生在长江中游的一次强暴雨过程进行了数值模拟分析，结果表明，模式对此次强暴雨过程的雨带分布及雨团活动的模拟是比较成功的。通过对强暴雨过程中β尺度低压和气旋发展的数值模拟，认为西南低空急流的发展变化是造成这次过程的重要原因，急流中心轴线向北、向上的推进加强了其北侧的风速梯度和切变，从而使涡度场发生剧烈变化，强正涡度柱的发展和维持最终导致了中β尺度低压和气旋自下而上的发展，并沿着切变线东移。雨团的移动路径更接近中β尺度低压的移动路径。

秦岭近邻地区秋季暴雨的天气动力学分析

对2005年10月1～2日秦岭近邻地区连阴雨中的暴雨天气的成因进行分析,结果表明:暴雨发生在500 hPa东亚稳定的东高低环流形势下;低空西南急流为雨区提供了大量热量、动量及水汽,而高、低空急流的次级环流以及锋面次级环流之间的耦合加大了低层辐合和高层辐散,使暴雨区产生了强烈上升运动,为产生暴雨的中-α尺度系统形成提供了有利的大尺度环流背景场,秦巴山区复杂地形对产生暴雨中-α尺度的形成和发展也有一定的激发作用;螺旋度强度变化对暴雨发生发展有一定的指示意义,暴雨发生前对流中底层有较大螺旋度值,且呈下正上负的垂直结构,暴雨一般发生在对流层低层螺旋度正值中心的前方.

夏季青藏高原地形对其东侧低空急流动力影响的数值模拟

为研究青藏高原地形对其东侧低空急流的动力影响,本文利用一适合地形复杂地区的有限区域预报模式和FGGEⅢb级及ECMWF的格点资料,设计了包括原地形、半高原地形、无高原地形、无横断山地形、纯绕流及纯爬坡等6组试验,对所选定的‘81.7’和‘79.7’急流个例进行了48小时预报和模拟。结果表明:本模式对低空急流和降水有较强的预报能力;高原东侧的偏南风急流是西伸的西太平洋副热带高压西侧较强的东南风气流遇高原地形东边界壁障后,沿其绕流并进一步加速后形成的;高原地形对长江中下游及华南低空急流的影响则不明显;高原东北侧地区的降水与高原东侧的偏南风急流关系密切。

2005年一次持续性梅雨锋暴雨的分析

利用NCEP1°×1°的6小时分析资料、自动站加密雨量和常规观测等资料，对2005年6月17～21日江西省梅汛期发生的持续性暴雨过程进行天气动力学诊断分析。结果表明：这次暴雨过程是由9个中β尺度云团和12个中尺度雨团东移发展造成的。中低层辐合、高层辐散及上升运动的加强对中尺度对流云团和雨团加强发展有重要作用，与暴雨强度有很好的对应关系。在850hPa的西南急流中不断有急流核生成并发展东移，中尺度暴雨云团和雨团出现在急流核北侧约200km处。

高、低空急流中的锢囚锋环流

利用原始方程模式探讨了高空西风急流和低空南风急流中锢囚锋环流的演变和增强机制。数值结果显示 ,在干大气中 ,高空西风急流的存在使锢囚锋非地转环流和锋区上升速度迅速变化、增强 ,并有利于重力内波的垂直传播 ;低空南风急流对锋区环流型的变化影响较大 ,但环流较为平直 ,对锋区上升速度的增强作用不大 ,产生的锋区上升速度比高空西风急流中小得多 ;高低空急流的同时存在 ,对锢囚锋环流的作用比较复杂 ,其影响比高低空急流各自作用的叠加要大。

2008年6月深圳异常降水大尺度环流特征及成因分析

利用NCC/CMA资料分析了2008年6月深圳降水异常事件的成因。结果表明,2007年7月—2008年2月赤道西太平洋海表温度异常偏低、2008年前冬今春青藏高原积雪面积偏大是深圳异常降水事件的前期气候背景;2008年6月东亚阻塞高压的异常强大及乌拉尔山长波槽的异常加深发展,促进了经向环流异常增强;偏强的冷空气以阶梯槽的形式频繁入侵华南,为深圳异常降水事件提供了动力条件。副高西段较常年偏南、西伸脊点偏东,强劲的季风潮为深圳地区输送了巨大的水汽和热量,冷暖空气在深圳繁交汇等,是深圳异常降水事件的主要成因。上述多种因素的异常共同导致了深圳异常降水事件的发生。

2008年华南前汛期异常降水的大尺度环流特征及成因分析

利用NCC/CMA资料分析了2008年5月下旬至6月中旬华南降水异常事件的成因。研究表明:2007年7月至2008年2月赤道西太平洋海表温度异常偏低,以及2008年前冬今春青藏高原积雪面积偏大是华南异常降水事件的前期气候背景;2008年5月下旬至6月中旬东亚阻塞高压的异常强大及乌拉尔山长波槽的异常发展,促进了经向环流异常增强;偏强冷空气以阶梯槽的形式频繁入侵华南,为异常降水事件提供了动力条件。此外,副高较常年偏强、偏北,强劲的季风潮为华南地区输送了巨大的水汽和热量,冷暖空气在华南上空频繁交汇是深圳异常降水事件的直接成因。上述多种因素的异常并同时出现,共同导致了华南异常降水事件的发生。

2007年8月大连地区一次暴雨过程特征分析

运用常规天气图资料,并根据地面自动站和多普勒雷达等资料,综合分析了2007年8月10—12日大连地区暴雨天气过程。结果表明:地面中尺度气旋的生成和发展是产生大暴雨的动力条件,低空急流的建立为暴雨产生提供了大量水汽,稳定的高压坝是暴雨落区在出现大连的必要前提。

08.6广西连续暴雨的大尺度环流和物理条件分析

利用常规观测资料、自动站资料和每6h一次的NCEP1×1分析资料,对2008年6月8日～18日广西连续暴雨过程的大尺度环流和物理条件进行了分析。结果表明:副热带高空急流右侧维持强辐散场,500hPa中、低纬广西维持低压槽区,中、高纬东亚大槽和其后部阻塞高压形势维持,贝加尔湖以西宽广的槽区不断有小槽分裂东移,低空西南急流不断为暴雨区提供了大量的水汽和不稳定能量,是本次连续性暴雨过程产生的有利大尺度环境背景;连续暴雨由3次连续高空槽引导低层低涡切变东移产生,由3个加强期和2个减弱期组成,暴雨的增强和减弱受暴雨区大气动力、热力、水汽条件变化的影响,高空辐散和低空辐合耦合增强、垂直上升速度增大、低层水汽的辐合、不稳定能量累积,强降水发展加强,反之,强降水减弱。

典型河套气旋影响下的人工增雨天气过程分析

利用Micaps实时资料、T639数值预报资料、MM5中尺度数值预报资料,对2012年3月4-6日期间辽宁地区发生的大范围雨雪天气的天气形势、云宏观和云微观物理量场进行了再分析,探讨并总结了人工增雨作业条件。结果表明:该次春季大范围雨雪天气是高空冷涡底部分裂的高空槽结合地面河套气旋共同影响的;水汽条件及水汽输送条件是判断降水强度及人工增雨潜力的重要条件;立体分析宏观及云微观物理量场是确定人工增雨作业时间和部位的必要条件。该研究结果为今后类似的河套气旋或河套倒槽的降水天气系统提供人工增雨经验。

华南锋面与暖区暴雨个例对比分析

2005年6月17-24日,华南地区发生了连续多日的暴雨天气过程,其显著特征是存在着南北两条雨带,北支雨带（福建中北部）由准静止的梅雨锋造成,南支雨带（广东中东部）发生在锋前暖区之中,这种连续多日共存的双雨带现象引起了气象学家的广泛关注。为了探究锋面和锋前暖区暴雨的成因,加深这两类不同性质暴雨的认识,利用NCEP每6h一次的1°×1°经纬度再分析资料以及华南地区加密观测的逐小时地面降水等资料,以此次连续多日维持的双雨带降水过程为例,详细分析了锋面附近与锋前暖湿区内暴雨系统的主要物理差异。结果发现：梅雨锋暴雨和锋前暖区暴雨不仅在中尺度雨团活动、系统动力结构、大气不稳定机制和大气加热结构等存在明显的差异,而且在水汽输送、中尺度环境以及与暴雨有关的垂直环流之间也存在着不同点,这些差异可能是造成锋前暖区暴雨难以模拟和预报的主要原因。

大连市两次暴雨过程特征分析

运用常规天气资料,并根据地面自动站和多普勒雷达等资料,综合分析了2007年8月10—12日和2011年8月28日大连地区暴雨天气过程。结果表明,稳定的高压坝保证了暴雨落区在大连和降水时间的持续。地面中尺度气旋和台风减弱的热带低压是产生暴雨的动力条件。低空急流起着输送水气和能量的作用,在急流最大风速中心的前方有明显的水气辐合和强上升运动,对于强对流活动的连续发展是有利的,在急流的左前方是正切变涡度区,有利于对流活动发生。强对流发生区与暖舌对应。雷达回波的列车效应现象,印证了高压坝的存在。

1998年5月20日暴雨天气过程分析

应用常规天气图和T10 6数值预报模式标准等压面上的 1°× 1°格点资料 ,对 1998年 5月 2 0日甘肃陇东地区和宁夏的暴雨天气过程进行了分析和研究。结果表明 ,暴雨天气产生在西北干冷空气与低空暖湿气流的辐合区内 ,由于低空急流的作用 ,大量的水汽不断输送至暴雨区 ,入侵冷空气触发了对流不稳定能量的释放 。

大连大暴雨天气过程个例分析

利用常规资料以及卫星、雷达、自动站等探测资料对2004年8月27-28日大连地区出现的局地暴雨、大暴雨天气进行分析,探讨此次大暴雨过程的特征与成因。此次大暴雨过程是在稳定的大尺度环流形势下,由3次中小尺度系统直接导致的。其中,副高稳定、东部高压脊加强少动是产生这场大暴雨的基础;同时在高空槽前正涡度平流的作用下,对流层中低层出现明显的降压,产生强烈上升运动,低层暖湿气流抬升促使对流不稳定能量爆发形成局地强对流和暴雨。

急流加速产生的高空锋生和低空锋生

本文用数值模拟方法证实了曾庆存提出的一种锋生机制,即高空急流加速或高空动量输入通过地转适应过程造成高空锋生.我们采用二维非弹性数值模式模拟了五种急流加速分布产生的锋生过程:三个低空锋生,分别由中尺度地面、中尺度低空和次天气尺度低空急流加速产生;二个高空锋生,分别由高空次天气尺度和天气尺度急流加速产生.模拟的结果表明:(1)通过地转适应产生的位温梯度的大小依赖于急流的空间结构以及Rossby变形半径和急流扰动尺度的比值,比值越大,适应锋生越强.(2)在相同的尺度条件下急流加速产生的高空锋生比低空锋生更强.(3)地转适应过程将加速的高空急流动量向下层传输,使锋区变陡并向对流层中、下层延伸,这种对流层高低层的非地转耦合可能是低空急流形成的另一种机制.(4)在模拟的五个过程中急流振荡的主频率约是惯性频率的1.7倍.

关中北部一次暴雨水汽条件及不稳定分析

2019年9月13-14日关中北部出现暴雨天气,这次暴雨开始时关中北部地区位于冷锋后地面冷高压中和700 hPa横切变线的北侧,探空图上中低层是锋面逆温稳定层结,中低层以下是深厚的冷垫,地面能量较低,没有对流不稳定,低层水汽不足,短期时效内暴雨漏报。为了研究此次过程中的水汽条件和不稳定机制,为今后此类暴雨预报提供有价值的预报思路,利用常规地面高空观测、欧洲中心细网格模式预报等资料对其水汽条件和不稳定进行诊断分析,结果表明:较强降水期间关中北部水汽的大值区集中在700 hPa,700 hPa随时间而增强的偏南风为其提供了充沛的水汽,700 hPa比湿大值区、切变线随着增强的偏南风北移至关中北部,这为关中北部暴雨提供了较强的水汽辐合条件,因此,为关中北部提供充沛水汽的偏南风能否随时间而增强是其暴雨能否发生的关键。而偏南风增强与高低空急流的耦合和凝结潜热释放有关,暴雨区高低空急流耦合形成的次级环流上升支有利于暴雨区中低层减压,西太平洋副热带高压和暴雨区之间的气压梯度加大,这将使西南低空急流加强并向东北方向移动,移动后的低空急流在其前方辐合上升造成新的暴雨区,这将形成低空急流和暴雨的正反馈,西南低空急流随着时间向东北方向移动,造成关中南部地区出现低空急流和关中北部偏南风增强;暴雨区凝结潜热释放有利于上升运动,使得中低层减压,这同样造成关中南部形成偏南风急流、关中北部偏南风增强。可见,高低空急流耦合和凝结潜热释放通过影响偏南风而间接影响关中北部暴雨区水汽条件。关中北部暴雨的不稳定机制是条件性对称不稳定。700~600 hPa关中北部暴雨区有着较强的垂直地转风切变和向北的水平地转风切变使得等地转绝对动量倾角较小,偏南暖湿气流输送水汽和能量使得等饱和相当位温面倾角较大,这一区域存在条件性对称不稳定即等饱和相当位温面的坡度大于等地转绝对动量坡度的区域。当冷锋上空偏南气流沿着锋面爬升至关中北部暴雨区辐合上升至700~600 hPa条件性对称不稳定区域,产生倾斜对流,使得降水强度增大,这也是造成关中北部暴雨天气的原因之一。在西太平洋副热带高压南撤东退及地面冷高压的形势下,暴雨预报需考虑西太平洋副热带高压的走向,高低空急流耦合、凝结潜热释放对低空急流及偏南风的影响,有可能出现的条件性对称不稳定机制,结合数值模式,综合考虑暴雨的可能性。

2007年8月10-12日青岛地区特大暴雨过程分析

利用常规天气资料和红外卫星云图资料，分析了2007年8月10～12日青岛地区特大暴雨过程的环流背景、物理量场的特征及其演变，表明与本次暴雨过程有关的主要天气系统有三个：一是副热带高压的变化；二是冷空气与高空槽的作用；三是热带气旋水汽对暴雨的影响。本次降水过程是西风带弱冷空气，副热带高压边缘和热带气旋倒槽向北发展共同作用下发生的，是中-低纬度系统相互作用造成的。

冀中暴雨预报分型研究

从能量角度对冀中地区近十年暴雨天气特征进行了分型研究,得出4种典型暴雨天气学概念模型,即暖切变类(暖平流类)、冷切变类(冷平流类)、低涡类、冷涡类,并对这4种模型进行了详细解析。