冬奥张家口赛区一次冷池过程的观测分析

利用冬奥张家口赛区系留汽艇探空、激光雷达和加密冬奥地面观测等新资料,以及ERA5再分析资料,对2020年1月15—16日的冷池(CAP)过程进行了场外观测,分析了冷池的温度、湿度、风场三维结构,构建了冷池建立、发展、维持、消散过程的概念模型。结果表明:此次冷池过程发生在弱高压脊控制、中层增暖、高空风速明显减小、天空少云、近地层微风的静稳天气背景下。冷池自傍晚日落开始逐渐建立,此时大气层结为中性,山谷东西两侧山坡形成较强下坡风携带冷空气在谷底堆积辐合产生上升气流,取代谷底原来的暖空气并将其抬升,逆温形成并快速向上发展,半夜前后,即日落约4~5 h后,冷池发展到300 m左右的高度,即山谷高度3/5处,其上300 m为等温层,即暖带。冷池在发展过程中,在逆温层下出现明显的东西风切变层,随着逆温层顶的不断升高,风切变层也逐渐抬高。午夜到日出前,冷池进入稳定维持期,逆温层顶高度和温度变化不大,冷池底部温度继续缓慢下降,此阶段下坡风和下谷风已不能渗透到谷底,降温主要是长波辐射降温。日出后4 h左右冷池消散,首先太阳加热山谷西坡,导致山谷中高层快速升温,之后随着太阳高度角升高,山谷东西侧山坡出现上坡风及上谷风,将谷底冷空气向东西两侧坡面及谷外输送,山谷中高层暖空气下沉,对流边界层下降,逆温自上而下消散,这和平原地区逆温自下而上消失有明显的差别。

台风“海燕”(2013)后期路径折向及降水机制分析

利用NCEP 1°×1°再分析资料和常规观测资料,综合分析了环流背景、冷空气活动和地形对台风"海燕"(2013)后期路径和降水变化的影响。结果表明:1)"海燕"后期路径北翘东折的环流背景为500 h Pa高度层西太平洋副热带高压减弱东退,引导气流随着西太平洋副热带高压的变动而发生改变。2)"海燕"东西两侧经向风和南北两侧纬向风的不对称分布是导致台风路径突折的主要原因,此外冷空气和地形的阻挡作用也是使得"海燕"路径突折的重要原因。3)冷空气对降水的影响体现在,前期冷空气侵入到"海燕"西侧,使其获取了斜压能量,有利于台风低压和暴雨的维持,后期冷空气主体侵入到台风低压,使得台风低压斜压性明显减弱,低压环流迅速填塞,降水趋于减弱。4)对于秋、冬季的台风而言,除了要关注西太平洋副热带高压、西风槽等天气系统和地形的影响外,还需注意冷空气南下对台风路径和降水强度的影响,尤其是对于北上的台风而言,冷空气南下可能会导致台风路径突折,降水幅度增加。

一次中尺度带状暴雨机制分析

利用地面加密观测资料、常规探测资料和NCEP 1°×1°再分析资料等,从环流形势入手,通过对水汽通量、假相当位温、24 h变温、地面风场、湿焓和压能场等的诊断分析,研究此次暴雨过程的形成机制。结果表明,此次暴雨是在高层槽前和中低层切变南侧的西南气流中产生的;低空西南急流和低层西南风辐合为暴雨提供了充足的水汽,低层涡旋的辐合提供了垂直上升的动力,低层海上回流的冷空气是暴雨产生最直接的促发机制。高压能舌与等湿焓密集带呈带状,且走向一致,强湿焓平流出现时间比实际出现强降水的时间早。冷空气激发带状θse锋区能量释放,东北—西南向的强湿焓平流促使带状强对流的发生,闽东南部900~700 h Pa水汽通道畅通,但低层水汽不足,故仅在700 h Pa水汽通量高值中心形成暴雨,闽西北水汽匮乏,直接导致其未出现强降水。