“7·20”气旋大暴雨中多尺度配置与MγCS发展的关系

受北上气旋影响,2016年7月20日京津冀地区出现了历史罕见的大暴雨,三地日平均降雨量均创50年来历史极值。利用风云二号F星(6min时间间隔,水平分辨率5km)和自动气象站的加密资料、雷达图像及拼图数据资料,结合NCEP1°×1°再分析资料,采用叠加分析、TBB梯度计算、雷达低空风场反演等方法,分析了北方气旋类暴雨的云图特征和多尺度(包括天气尺度和α、β、γ中尺度)组织、热力、动力的结构配置;并且针对造成北京、天津城区短时强降水的两个MγCS,分析了影响它们发生发展的多尺度环境。结果表明:(1)逗点云系中不同部位的热力、动力及水汽配置是:涡旋中心(文中D区)与气旋环流中心重合而且是700hPa假相当位温θ_(se)的低值区;在云系尾部云带(C区),低空急流带和θ_(se)高值区重合,云带西侧是干冷无云区,云带边缘的光滑地带对应着能量锋区;云系头部(A区和B区)与700 hPa θ_(se)高能区、850hPa急流核对应(A区和B区分别对应东北气流和东南气流急流)。急流带内700hPa的θ_(se)高达78℃,850hPa的比湿最大值为18g·kg-1,最大急流核风速达30m·s-1,整层可降水量是70mm。(2)逗点云系头部嵌着两个MαCS、一个MβCS,它们造成降雨的强度为20～30mm·h^(-1);而两个MγCS的雨强却达40～70mm·h^(-1)。北京MγCS-BJ和天津MγCS-TJ发展维持的背景不同:(a)MγCS-BJ位于涡旋中心——低空急流左前方的对流不稳定区内偏北风与东风形成的地面辐合线上,此辐合线的形成超前于对流系统约1.5h。(b)MγCS-TJ位于云头与涡旋中心之间边缘地带——θ_(se)高梯度的能量锋区中,东风风速形成的地面辐合线上。(3)MγCS-TJ的发展与MβCS边缘TBB梯度大值区的关系密切,MγCS-TJ内部具有深厚的中气旋(轴心随高度向西北倾斜),在旋转速度最强的时刻,其造成的雨强也最大。

2008年“7.1”鄂东北特大暴雨过程的中尺度分析

利用常规气象资料、新一代雷达和卫星云图资料等,分析了2008年7月1日鄂东北特大暴雨过程中尺度扰动系统的发生发展、暴雨中尺度对流系统(MCS)结构特征以及地形对中尺度系统的影响。结果表明,鄂东北暴雨与中尺度气旋的发生发展关系密切,红安等地特大暴雨就是中尺度气旋波冷切变上激发的多个β中尺度对流系统相继东移产生的;中尺度气旋形成于黄淮锋面气旋波发展阶段,雷达反射率因子形态、结构特征较好地反映了该中尺度气旋波发展过程;对流易在红安西侧加强,同冷空气沿大别山和桐柏山之间南下与天气尺度西南气流交汇形成局地中尺度辐合线有关;红外云图上特大暴雨MCS形态为指状云团,由不同生命史阶段的子云团构成,是产生持续性强降水的云团的显著特征。

云系结构特征与降雨强度关系分析

利用FY-2E资料,通过对云系分类,用云带长度指数和强度指数分析云系与降雨强度关系,初步得到降雨强度预报指标:(1)逗点云系更容易产生强降雨(机率56%),强降雨机率与云系强度指数强成正比;(2)斜云带比横云带更容易发生强降雨(比例5:2);(3)带状云系产生强降雨必要条件:云带长度指数≥1600和强度指数≥200;(4)带状云系产生弱降雨阈值:云带长度指数<1400和强度指数<190。

江西两次不同季节强飑线天气过程对比分析

利用常规气象观测资料、卫星云图和多普勒天气雷达资料、中尺度加密自动站和闪电定位资料,分别对江西春季和初冬两次强飑线天气过程进行分析。结果表明:两次飑线过程均具有江西典型强对流天气形势特征,均有地面中小尺度系统触发和配合,多以中尺度辐合线或中小尺度涡旋形式存在,春季还伴有中尺度温度锋区;两次飑线过程物理量场对流参数均超过江西强对流天气统计发生的阈值,初冬物理量场要弱于春季;卫星云图呈逗点云系尾部线状云系,TBB显示初冬MCS更强更活跃;初冬飑线回波顶更高,春季飑线液态水含量更大;初冬飑线闪电频次和强度均高于春季飑线,冰晶粒子活跃。

黑龙江省两次温带气旋暴雪过程对比分析

利用多种资料对黑龙江省两次由江淮气旋和蒙古气旋合并引发的暴雪过程的水汽、热动力条件和中尺度特征进行了对比分析。结果表明:(1)两次暴雪过程都发生在北支槽和短波槽合并、北支槽北部有冷涡的背景下,850 h Pa上低涡合并促使江淮气旋和蒙古气旋合并;气旋合并后,低空急流为降雪提供了充足水汽,强暖平流使气旋爆发性发展,导致降雪加强。(2)两次降雪过程都表现出逗点云系的合并发展,"1211"暴雪过程中高层形成涡旋偏西,700 h Pa低涡东部偏南风引导气旋北上西折,低空急流和地形共同作用使暖湿空气强烈辐合上升,产生对流云,暴雪发生在A类逗点云系的头部,降雪强度大,范围广;"1412"暴雪过程高空槽低涡位置偏东,700 h Pa低涡东部西南风始终引导气旋向东北方向移动,近地面层具有冷垫,暴雪主要发生在B类气旋逗点云系头部西侧中低云团中,降雪范围和强度较"1211"过程小。(3)低层(0. 3 km)冷空气侵入和中高层(5. 5 km)转为偏北风对判断降雪开始和结束有很好的表征意义。(4)冷涡前部强高压脊使冷涡移动缓慢,从而延长了降水的持续时间,气旋移动路径与高压脊伸展方向密切相关。

吉安春季一次飑线天气过程分析

利用NCEP再分析资料、常规气象观测资料、闪电监测、雷达和卫星等资料,对吉安2020年5月15日飑线天气过程进行了天气学诊断分析。结果表明:此次飑线过程是由低层强盛的暖平流强迫触发形成,高空低槽、低空急流、地面辐合线、中小尺度低压及925 hPa风速辐合是主要的影响系统和触发机制。此次过程中的水汽、动力、热力及不稳定抬升条件有利于强对流天气系统的发生发展,飑线前部低层风场辐合及中低层0~6 km较强的垂直风切变使得强对流系统发展更具有一定的组织性,弓形回波可提前预示地面大风的出现,吉安双偏振雷达参量Zdr、Kdp、ρhv对监测识别冰雹天气具有较好的效果;另外,逗点云系的发展消亡对预判风雹天气发生发展具有一定的指示意义。

一次基于卫星云图和雷达回波的局部暴雨过程分析

2011年7月29—30日朝阳地区出现中到大雨局部暴雨的天气过程,引发局部暴雨灾害。此次过程以混合性降水为主,出现多个降水峰值,其中29日18:00—22:00的降水峰值由冷锋过境造成;30日02:00—20:00的多个降水峰值由脱离锢囚中心的逗点云系尾部与北上的地面倒槽云系结合造成。