2010年8月河北一次暴雨的综合诊断

利用常规观测资料和NCEP 1°×1°再分析资料,对2010年8月18日发生在河北的暴雨过程进行诊断分析,结果表明:暴雨区处于西南风高空急流中心右后侧,高低空急流的耦合是强降雨出现并维持的重要原因。地面湿静力能量锋区的形成和维持,为暴雨的产生提供了很好的中尺度触发条件。500 hPa干位涡能较好地表征冷空气的活动,且对降雨落区有很好的指示意义。暴雨前期850hPa为负位涡异常,大气对流不稳定,随正位涡异常区冷空气的侵入强对流暴雨爆发。

2011年春夏长江中下游旱涝急转特征及原因分析

利用NCEP再分析资料,分析了影响2011年春夏季长江南部中下游地区发生旱涝急转的异常大气环流特征及影响因素。发现:长江南部中下游地区旱涝急转发生与西北太平洋副热带高压的变化有密切关系。副热带高压由弱到强的变化为降水提供了水汽条件,高空急流的变化则为降水提供了上升运动条件。进一步分析表明,西太平洋副热带高压西伸加强的原因与副热带高压加强前一候时间内孟加拉湾地区的异常对流加强有密切的关系。急流的变化则与陆地气温的季节变化和中纬度西太平洋强经向海表面温度(SST)梯度异常存在密切的联系。本文的研究表明:2011春夏季长江中下游地区旱涝急转现象的发生,是局地大气环流变化,南北半球大气相互影响以及海洋对大气环流影响的共同作用造成。

一次东北冷涡降水过程的结构特征与影响因子分析

利用加密观测资料和NCEP再分析资料,对2006年7月20～24日一次东北冷涡降水过程的发生、发展及结构特征进行了分析,并利用MM5模式对此次冷涡过程进行了数值模拟。结果表明,冷涡发展阶段,对流层顶存在两条急流带,一条为南伸的高纬高空急流带,另一条为副热带西风急流带,两条急流带在东北地区汇合,强副热带西风动量的输送增强了低槽的气旋性涡度,使得冷涡切断后东移、发展。冷涡发展阶段,冷涡偏西地区有低空西北强风带,该强风带与冷涡前部东南风急流形成辐合区,降水主要发生在冷涡偏东北的辐合上升区。冷涡发展及成熟阶段,300hPa以下为一深厚的冷性涡旋,以上为一暖中心,强风带位于冷涡外缘,中心为弱风区或无风区。地形试验表明,在去除地形作用后,冷涡在后期(成熟及衰亡阶段)的位置明显偏西,出现了"回撤"现象。对流层顶高位涡(PV)气流的干冷空气下沉,插入高相对湿度区后部,高PV气流叠加在对流层低层的低θse之上,干冷空气侵入具有高PV特征。高空正PV异常中心与低层(θ/p)正异常同位相叠加,使得对应诱生的气旋性环流进一步发展、加强,冷涡加强、东移。

2007年7月川东北连续3场大暴雨过程的诊断分析

利用常规观测资料及NCEP 1°×1°6 h再分析资料,对2007年7月上旬四川东北部连续出现的3场大暴雨过程的环流形势及动力结构、水汽输送和热力不稳定条件进行了诊断分析。结果表明:(1)前2场区域性大暴雨出现在副热带高压和巴尔喀什湖冷涡两个长波系统稳定少动的阻塞环流形势下,第3场局地性大暴雨发生在环流调整过程中,副热带高压快速东撤导致对流云团在东移过程中迅速减弱消亡;(2)暴雨的水汽主要来自南海,低空偏南风急流的维持为连续暴雨提供了源源不断的水汽输送和持续的能量供应,3场暴雨的中心均出现在位于低空急流出口区左侧水汽辐合中心的巴中地区;(3)造成严重洪涝灾害的前2场区域性大暴雨过程期间,从地面到高层形成了"辐合—辐散—辐合—辐散"接力式上下大气运动的动力结构,大气层结处于高能和对流不稳定状态,且有冷空气触发,大暴雨发生在能量锋区偏向暖区一侧。

2020年超强梅雨特征及其成因分析

2020年梅雨呈现出入梅早、出梅晚、梅雨期长、雨区范围广、累计雨量大、强降水过程多的特点,是一次典型的超强梅雨。分析发现,梅雨期东亚季风区多个关键大气环流系统的平均位置相对稳定,且表现出显著的准双周振荡特征。梅雨的开始和结束、主雨带的北抬和停滞、强降水过程的发生维持都与准双周振荡有很好的对应关系。梅雨期间西太平洋副热带高压共经历了6次北抬和南撤的周期性振荡,同时高、低层季风环流系统则表现出5次显著增强的过程,尤其是低空西南急流的不断加强,南风大值中心反复建立和位置的相对稳定,使得源自热带的水汽输送一次次加强,水汽辐合与上升运动反复发展,从而导致梅雨在江淮流域长时间持续,暴雨过程频频发生。另外,梅雨期欧亚中高纬环流表现为“两脊一槽”型,中高纬阻塞高压活动频繁,东亚沿岸低槽活跃,经西北路径和(或)东北路径的冷空气不断南下,与低层一次次加强的西南暖湿水汽在江淮区域频繁交汇,这是造成今年梅雨异常偏强的另一重要因素。通过对历史上梅雨的时空分布、雨涝特征及致灾程度等方面的比较可知,2020年的超强梅雨的异常程度总体弱于1954年,而强于1998年和1991年。得益于现今气候预测准确率和防灾减灾能力的明显提高,今年由此次超强梅雨而造成的江淮流域洪涝灾害影响及死亡失踪人数等均较之前明显降低。

2005年河南省秋季持续阴雨天气成因分析

利用NCEP/NCAR 2.5°×2.5°日平均再分析资料和1°×1°资料及常规气象观测资料,分析了河南省2005年9月14日-10月3日长达18天(18日、22日间歇)的连阴雨天气成因。结果表明:200 hPa出现并且维持的高空急流,异常强大的南亚高压,偏西偏北的副热带高压,以及边界层的偏东风,是造成此次连阴雨天气的主要影响系统;高层辐散、低层辐合是阴雨天气持续的动力机制;充足的水汽供给,配合强的水汽辐合以及底层偏东风长时间的维持,是这次连阴雨天气降水量较大的主要原因。强冷空气南下、边界层东北急流出现、副高明显东退,使得持续十几天的连阴雨天气彻底结束。

Analysis of An Infrequent Regional Heavy Rainfall Weather Process in Heilongjiang Province in June of 2009

From June 18th to June 19th of 2009,Heilongjiang Province was hit by the regional rainstorm rarely paralleled in history.According to the findings based upon the conventional observation data,the precipitation occurred under the double-blocking situation of Ural Mountains and the Sea of Okhotsk.The main influencing systems were the upper vortex and northward low-pressure that came from Hetao area,accompanied by the delivery of high and low level jet stream.The results showed that the evolvement of blocking high,transfer of water vapor and configuration of high and low level jet stream were the key factors resulting in the rainfall process.

梅汛期江淮切变线暴雨与非暴雨演变过程的合成对比分析研究

利用气象观测资料和NCEP再分析资料对梅汛期江淮切变线暴雨类个例与切变线非暴雨类个例演变过程进行了合成对比分析。结果表明,形成暴雨切变线的演变历程中,存在南北风加强,切变线发展,且西南风急流引起的风速辐合加强了低空辐合。同时江苏处于高空急流入口区的右侧,高低空急流相耦合,形成了高空辐散、低空辐合的动力机制,降水过程中动力结构配置的演变特征十分鲜明。切变线南侧热力不稳定条件较好,水汽输送丰富,水汽辐合强烈,这些都有利于暴雨中尺度系统的发生、发展。因为动力、热力条件强度的不同对应不同强度的降水,区域性大暴雨的动力系统比一般暴雨更深厚,不稳定条件更强,水汽输送也更充沛。而切变线非暴雨类中,高低空风场的配置不利于降水的增强。南北风增强不明显,切变线不能得到发展,同时其南侧西南风急流没有建立,风速辐合较弱。高空急流核远离江苏,江苏上空的辐散场很弱,高空辐散、低空辐合的动力机制未能建立,动力结构的配置演变特征不明显。切变线南侧的热力不稳定度也不如暴雨类强,水汽的辐合较弱,不利于中尺度系统的发生、发展。

典型极端低温事件中高空急流和阻塞高压的特征及其协同作用

利用NCEP/NCAR再分析资料、三维急流指数和二维阻塞高压指数,研究了高空急流和阻塞高压在典型极端低温事件:2008年初低温雨雪冰冻灾害和2016年"霸王级"寒潮事件中的协同作用,揭示了两次极端低温事件不同天气表征的环流成因.结果表明,与气候平均值相比,两次事件中东亚急流的配置均为增强的副热带急流和偏弱的温带急流,阻塞高压发生频率偏多(33%),强度异常偏强(3.5以上).2008年初高空急流强度较2016年更强,乌拉尔山阻塞高压持续稳定且强大,源源不断的向中国输送冷空气,中纬度低槽活跃,西太平洋副热带高压偏北,加强了向中国南方地区的水汽输送,造成该地区持续性低温和降水;2016年东亚温带急流较常年以及2008年都偏弱,使得阻塞高压异常偏强,横跨约40个经度,乌拉尔山地区500 hPa高度场正距平中心达300 gpm,阻塞高压脊前冷平流加强了近地面西伯利亚高压强度,在南移延伸至华北地区的东亚横槽转竖后西北气流的引导下,冷空气迅速入侵中国,造成短时间剧烈降温.

江淮入梅前后气象因子变化特征及预报着眼点探析

针对2010年江淮地区入梅日预报偏差情况,利用2010年6-7月高低空实况资料和NCEP再分析资料,分析了入梅前后湿度、经向风、地转西风急流的变化特征,并结合1985-2005年21 a历史平均状况和近几年的变化特征,分析了江淮地区入梅前后气象因子变化的规律性、普遍性,丰富了江淮地区入梅预报着眼点.研究发现：有些年份地转西风急流从30°N以南北跳到30～ 37.5°N区域,对江淮地区进入梅雨期有很好的预示作用,且其稳定维持,有利于江淮梅雨期降水的持续.70％湿度区北跳到30°N的时间及持续时间对江淮地区入梅日的预报和梅雨期长度有着较好的指示作用.在30～35°N区域内v850 hPa-v200 hPa风速差值的突然增大和江淮地区入梅有着较好对应关系.这为梅雨的预报提供了新的思路和方法.

近5a我国沙尘暴与高空急流关系的统计分析

利用Micaps常规资料,对我国2000—2004年的沙尘暴与高空急流进行了统计与分析。结果表明:沙尘暴具有很强的季节和日变化规律;有三个多发区;范围大、强度强的沙尘暴大都伴有强蒙古气旋和冷锋。沙尘暴与高空急流总是相伴出现。急流造成的沙尘暴可分为两类:单急流型和双急流型。沙尘暴多出现在西风、西南风、西北风急流的左侧及其右后方,以及西北+西南型双急流中心的左前+左后方。统计中还发现,在一些双急流中存在急流异变,急流异变对沙尘暴的发生和发展具有重要作用。

罕见的一次暴雨形势场回顾

应用常规气象观测资料、天气图、气象卫星、雷达资料等,对2008年7月30—31日发生在内蒙古鄂尔多斯市北部的一次区域性暴雨天气进行综合分析,结果表明:西太平洋副热带高压西伸北挺和西来槽东移,为暴雨形成提供了有利的大尺度环流背景,高空急流、切变线、地面冷锋是暴雨产生的主要影响系统,偏南气流的建立为暴雨提供了源源不断的水汽条件。

山西中尺度暴雨云团演变个例分析

利用常规高空、地面观测资料及乡镇区域站小时降水资料,分析2016年8月15日山西中北部连片暴雨过程。结果表明:本次过程是短时强降水累计暴雨,降水时间短、强度大。高空急流轴右侧辐散作用加强了上升运动,副高外围暖湿气流输送增强了暴雨区的不稳定性和水汽累积;强降水暴雨落区、不稳定区与700 hPa切变线、850 hPa辐合线叠加区域吻合;地面小时最大雨量发生在云团发展成熟期。

近11年中国寒潮频发的机理分析

利用全国840个站点观测资料以及ERA5再分析资料,分析了过去63 a(1960—2022年)冬半年(前一年10月—当年4月)全国性寒潮频次的年代际变化特征。统计结果表明:在全球变暖背景下,寒潮频次的下降趋势在2012年发生了转折,2012—2022年呈现显著上升趋势。2012—2022年,乌拉尔山阻塞频率与全国性寒潮发生频次呈显著负相关。乌拉尔山阻高会抑制高空急流发生发展,大气经向环流减弱,北极内冷气团南下受阻,从而减少寒潮发生的频次。同时乌拉尔山阻高与东亚中高纬地区地面2 m温度经向分布联系紧密,乌拉尔山阻塞的频繁发生往往会出现更多的北极增温、中纬度地区降温的天气尺度现象。此外,北极增暖效应本身也与我国寒潮频次有显著的负相关,北极增暖会减小中高纬温度差,西风带减弱,进而减弱冷空气的输送。近11 a,乌拉尔山阻塞频率呈显著减少趋势,相应地,等熵面位涡经向梯度具有线性增加趋势,不利于阻塞高压的维持,伴随北极增暖效应也呈现出减弱态势,这样的大气环流配置有利于近年来我国寒潮频次的增加。

2016年陕甘宁地区一次强降水的大气环流特征及水汽输送途径

利用降水常规和加密观测资料以及ERA-Interim再分析资料,对2016年7月24日发生在陕甘宁地区强降雨过程的大气环流特征及水汽输送途径进行诊断分析。结果表明,在对流层高层,陕甘宁地区位于东亚西风带高空急流入口区右侧,辐散显著,通过抽吸作用激发了较强的局地垂直运动。在对流层中层,不断有低槽从低涡底部分裂出来,并携带冷空气南下。对流层低层风场上,850 h Pa以下陕甘宁地区为强辐合区,冷暖空气强烈交汇,锋生条件好。此外,850～200 h Pa高度,都表现为强烈上升运动。副热带高压向西深入中国大陆,呈东北—西南向分布,副高后部来自孟加拉湾的西南暖湿气流为强降水天气建立了稳定的水汽通道,而来自南海的水汽输送非常弱。

一次大暴雨预报偏差原因分析

利用常规气象资料,从天气形势、雷达回波、卫星云图、数值预报对2010年7月20日台安地区大暴雨过程强度差异的原因进行分析。结果表明,这次降水是由西南涡、高空槽、切变线、副高、低空急流共同作用造成的。强度与实况差异的主要原因,日本数值预报形势预报量级偏小,水汽输送分析不足。

2011年7月2日宁夏局地大到暴雨诊断分析

利用MICAPS(气象信息综合分析处理系统)所提供的常规资料、数值预报产品和天气雷达图资料,对2011年7月2日宁夏的一次局地大到暴雨天气过程进行诊断分析.结果表明,高空"东高西低"形势的建立为大到暴雨提供了有利的环境场,高低空急流的耦合,使得冷暖空气剧烈交绥造成该次强降水过程,大气不稳定指数的变化和θse的分布反映了大气的层结状态和不稳定能量积聚的状况;蒙古冷高压南压触发了不稳定能量,释放产生了局地大到暴雨天气,低空急流直接输送水汽和能量.低涡、切变线低层辐合、高层辐散的结构及位势不稳定特征为大到暴雨区强烈上升运动的发展和维持提供了有利的环境条件.

2008年2月29日影响内蒙古西部地区一次沙尘天气过程分析

利用常规观测资料和MICAPS提供的相关资料,对2008年2月29日至3月1日在我区阿拉善盟、巴彦淖尔市西部、鄂尔多斯市西部发生的区域性沙尘暴天气的环流形势及物理量进行分析。分析表明:(1)本次沙尘暴过程基本属于蒙古气旋和干冷锋混合型,有利的气候背景是本次沙尘暴的基础。(2)影响这次沙尘暴天气的高空急流主要是250hPa附近的西风急流,较强西风急流通过动量下传引起地面大风,造成地面减压,促进了蒙古气旋的发展,从而促进了沙尘暴的发展。(3)在40～45°N,95～109°E整层强烈辐合、上升造成很强的抽吸作用可导致强烈辐合,在近地面形成大风和沙尘的扬起提供了较好的条件。

山东省2010年4月26日大风天气过程物理量分析

对2010年4月26日山东省一次高空冷涡诱发渤海气旋产生大风过程的天气形势及物理量进行了分析。结果表明:对于此次冷空气大风过程,大风发生前散度场、垂直速度、(总)温度平流、涡度平流为高层与中低层的反位相垂直分布特征,并在大风发生时发生逆向突变;地面的低压尾部,加上高空的涡度平流、高空急流、暖海面加热是地面气旋能够形成并发展的关键,降水凝结释放潜热维持上升运动是气旋进一步发展的有利条件;中低空强的下沉运动为地面风速加大提供了动力条件,高空较强的冷平流使冷锋后高压加强,冷锋附近气压梯度增大、变压明显,变压风直接导致地面出现大风过程;高空深厚且较强的冷平流在垂直方向上控制了对流层中下方,有利于动量下传加大地面风速。

2017年8月3日通辽市局地极端降水天气过程分析

为了分析2017年8月3日通辽地区中南部暴雨、大暴雨,局地破历史极值降水过程的影响因素以及形成原因,文章利用常规气象资料、云图、雷达、自动气象站数据等对本次强降水天气过程进行分析,结论表明:除了有利的大尺度环流、有利的层结条件、较长的持续时间、高低空急流的耦合、低层的暖湿切变线、强烈的上升运动及云图上的中尺度对流云团、雷达图上的低空急流和风向辐合区等特征、地形抬升等因素外,台风的远距离影响提供的异常充沛的水汽条件是激发此次灾害天气的关键因素。这些特征、因素能够为今后的降水预报提供参考依据,对暴雨、大暴雨甚至极端性的降水预报准确率的提高起至关重要的作用。