下沉气流对Z-I关系的影响

采用伽玛分布形式的雨滴谱表达式 ,讨论了下沉气流W对Z I关系的影响。发现随着W (向下为正 )增大 ,关系式Z=AIb 中系数A值减小 ,b值增大。利用地面实测雨滴谱资料计算出不同下沉气流下Z、I后回归得到的A、b值 ,以及根据由平均谱拟合得到的伽玛分布参数计算出A、b值 ,它们随W改变的变化趋势 ,均与理论分析结果一致。还讨论了环境气压场 p对Z I关系的作用 ,气压减小时 ,A值减小 ,b值增大 ,但变化不如W影响时的变化明显。此外 ,结合实测雨滴谱资料 。

补偿性下沉气流对积云发展影响的数值模拟

本文用带有积云外补偿性下沉气流参数化方法的积云一维时变模式讨论了补偿性下沉气流对积云发展的影响,并与虚质量系数模式作了比较。计算结果表明,选择合适的参数β就能比较合理地模拟降水性积云和非降水性积云的发展情况。

一次热带气旋外围下沉气流造成的珠三角地区连续灰霾天气过程分析

通过研究广州番禺大气成分站的气溶胶颗粒物质量浓度(PM_(10)和PM_(2.5))、黑碳浓度、臭氧浓度等大气成分要素,常规地面气象要素以及气流后向轨迹、垂直速度、位温和边界层高度等资料,结合热带气旋路径和天气形势对热带气旋外围下沉气流造成的一次珠三角地区连续灰霾天气过程的形成原因和变化特征进行了分析。由于热带气旋移动缓慢,其外围下沉气流使珠三角地区形成了层结稳定、静小风和晴朗少云的天气条件,导致珠三角地区出现连续的灰霾天气。在这次灰覆过程中,气溶胶粒子来源以本地源为主,并且以细粒子为主,PM_(2.5)占PM_(10)的比例接近70%,黑碳浓度占PM_(10)的6.0%左右;在凌晨,由于边界层高度降至最低,垂直扩散条件差,同时相对湿度也达到峰值,气溶胶吸湿增长明显,易出现能见度低值。

雷暴单体和下沉气流对直升机飞行安全影响研究

在直升机飞行过程中,遭遇极端天气会对飞行安全带来严重影响。特别是在夏季,雷暴和下沉气流会使直升机发生颠簸,操控变得困难,严重情况下因为失控的发生飞行事故。通过探究雷暴单体和下沉气流的形成机理,提前制定科学的应对措施,从而保障直升机飞行安全。

2022年云南省金沙江流域极端高温干旱天气成因分析

采用由美国国家环境预报中心(NCEP)与美国大气科学研究中心(NCAR)共同提供的再分析格点资料、云南省国家基本气象站常规观测资料对2022年7-8月云南省金沙江流域出现的持续性高温干旱天气事件进行分析。结果表明:南亚高压,副热带高压是高温干旱天气过程的主要影响系统;水汽输送条件偏差导致的降水偏少,持续的下沉气流引起的空气柱绝热增温,以及干燥的空气、短波辐射增温等都是高温干旱天气持续和加强的主要成因。分析结果可为今后的高温干旱天气预报提供一定的预报思路和预报着眼点。

下击暴流形成机理及监测预警研究进展

下击暴流指对流单体强下沉气流引发的地面或地面附近的爆发性辐散出流,单个下击暴流会导致千米尺度地面强阵风,而下击暴流簇可导致较大范围间断性地面灾害性强阵风,其形成机制亦不限于强下沉气流辐散。文章回顾了下击暴流的界定,然后分为孤立风暴产生的下击暴流和中尺度对流系统内嵌的下击暴流两种情况进行讨论,内容包括对流大风和下击暴流产生的物理机理、风暴结构特征以及基于多普勒天气雷达的预警技术。在上述回顾基础上,对下击暴流形成机理及监测预警难点进行了讨论,提出了与下击暴流相关的亟需研究的问题。

大连地区夏季高温变化特征及一次异常高温事件成因分析

利用大连地区自动气象站逐时气温资料、常规观测资料和ECMWF逐日再分析资料(1×1),对夏季高温气候特征的变化趋势及年代际分布特点进行探讨,并对2018年盛夏出现的异常高温事件可能影响机制进行初步分析.结果表明:①大连地区夏季平均日最高气温呈显著上升趋势,出现了“升降升”的阶段性变化.平均日最高气温的空间演变具有明显地域特点,临近黄海北部地区增温趋势大于靠近渤海西部地区.②夏季高温日数整体变化呈增加趋势,且空间分布受海洋气候影响非常大;③进入21世纪,区域性高温过程发生频率在增加,高温事件影响范围在扩大;④西太平洋副热带高压异常偏西、偏北、偏强,是2018年盛夏出现异常持续高温最重要、最直接的原因;⑤大气强烈下沉作用和辐射增温,是出现极端高温天气的有利条件.

重庆夏季高温干旱特征及其对拉尼娜事件的响应

拉尼娜事件与我国气候密切相关,近年来重庆地区频繁出现的高温干旱与拉尼娜事件的关联值得深入研究。研究重庆高温干旱的特征及其对拉尼娜事件的响应,以期对该地区的高温干旱预测和预警提供科学依据。基于1981—2022年气象干旱综合指数MCI(Meteorological Drought Composite Index)、高温日数、NCEP/NCAR(National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmo⁃spheric Research)再分析环流场和Hadley海温数据,分析重庆夏季高温和气象干旱的时空分布特征,探寻拉尼娜事件对高温干旱的影响及其环流异常特征。结果表明:夏季是重庆干旱发生频率最高且持续时间最长的季节,高温干旱主要集中在东北部及长江沿线地区。高温与干旱之间存在相互促进的关系,持续高温促进重度干旱的形成,而长期干旱也可能导致极端高温的发生。赤道中东太平洋海温在冬、春季处于拉尼娜状态,对重庆夏季的高温和干旱有显著影响。弱拉尼娜事件倾向于引发高温,而中等强度拉尼娜事件更易导致干旱。中部型和东部型拉尼娜事件均对重庆夏季高温和干旱产生显著影响。拉尼娜事件影响下的南亚高压偏大、偏强、偏北,西太平洋副热带高压随之产生的偏大、偏强、偏北,以及高空急流位置偏北,是导致重庆夏季高温和干旱发展的重要环流因素。夏季重庆地区对流层中下层主要受偏弱的西南风控制,结合欧亚中高纬环流呈“两脊一槽”格局,形成不利于冷空气南下的气候环境,从而导致包括重庆地区在内的四川盆地长期受下沉气流控制,是重庆地区高温和干旱频发的主要原因。

三次雷暴导致的阵风锋过程分析

利用多普勒天气雷达资料和自动站资料对2012年5月16日江苏、6月9日京津冀地区以及7月10日河北的三次阵风锋过程进行综合分析。结果表明:持续下沉的冷空气形成雷暴高压是阵风锋产生的直接原因。雷暴高压形成过程中,一方面,下沉气流在较小区域内迅速堆积形成雷暴高压,另一方面,新旧单体不断更替,风暴内稳定的下沉气流使雷暴高压发展。雷暴高压内强辐散气流与环境空气形成阵风锋。随着雷暴高压的移动和增强,阵风锋向前移动和增强,当雷暴高压减弱,阵风锋也逐渐消亡。温度梯度与气压梯度越大,瞬时大风越强,阵风锋也越强。阵风锋产生的瞬时大风与窄带回波的强度值不一定成正比。中层径向辐合对阵风锋产生有提前预示作用,提前量为半小时左右,辐合持续时间越长,阵风锋生命史越长。

西太平洋副热带高压东西位置异常与华北夏季酷暑

文中研究了副热带高压 (副高 )东西位置异常与中国东部地区夏季气温的关系。发现两者之间有很高的正相关 ,当西太平洋副高偏西时 ,大片的北方地区气温会降低 ;而当副高偏东时 ,该地区的气温将偏高。西太平洋副高东西位置的异常对应着亚洲太平洋地区的长波位置和强度的很大变化 ,从而影响到中国北方地区的气温。更重要的是 ,副高西端位移所产生的扰动还会以波列的形式向极地和北美方向传播 ,从而从更大的范围内影响西风带环流。对 2 0 0 2年夏季中国北方出现的持续高温天气进行了分析。该年夏季副高持续偏东。西风带大槽也处于偏东的位置。西部的大陆副高东移扩展 ,与槽后的高压脊打通 ,造成该地区的持续高温。副高的东西位置决定了季风气流 (也就是水汽的主要通道 )的北向转折的路径。当副高偏东时 ,向北折向的位置随之东移 ,东亚大陆的水汽供应变为负距平 ,特别是中国北方地区 ,变得十分干燥。引起中国北方高温的直接系统是大陆高压中的极强的下沉气流 。

上海奉贤三带喙库蚊13年首次出现气象分析

目的 探讨三带喙库蚊春季首次出现的气象条件。方法 每年 3月 1日开始 ,猪舍内挂诱蚊灯全夜 ( 18时至次日 6时为一灯夜 )每天灯诱捕蚊 ,麻醉后分类计数 ,取每灯夜平均蚊虫数为其密度。将三带喙库蚊和中华按蚊首次出现对照气象资料作比较分析。结果 三带喙库蚊春季首次出现的气象条件 :( 1)首现之前地面和高空 2～ 3d内盛吹S系风向 ,并伴有首现日和前一日地面S系风向的风速激增 (大于 5 .0m s)和 85 0百帕 ( 15 0 0m)高空SW风向频率激增现象 ( 94.4%和 84.2 % )以及水汽压升高。 ( 2 )首现日 1时至次日 6时有锋面过境或风向切变 ,18时至 6时伴有降雨的概率为 6 9.2 % ( 9 13)。 ( 3)首现日 ( 2 0时至次日 8时 ) 12h气压变压为正值。结论 三带喙库蚊春季首次出现的气象条件不同于已知在上海地区当地越冬的中华按蚊 ,而符合季节性迁飞昆虫北迁降落的气象条件 :在迁飞虫源方向有西南气流输送 ,遇锋面过境伴降雨或风向切变及正变压 ,产生下沉气流 ,有利于迁飞昆虫北迁降落。从而为三带喙库蚊春季北迁找到了又一个间接证据。

广州市37℃以上酷热天气形势及相关要素分析

对1951年以来广州市出现的37℃以上的酷热天气的形势特征和广州气象要素进行分析,发现这类天气多发生在地面气压场西北高东南低的形势之下,与副热带高压和热带气旋活动关系密切,二者的共同作用使广州附近多数情况下出现下沉气流。结果还表明,广州地面和低空吹偏北气流更易出现酷热天气,酷热天气还与前期的气温和降水等要素关系密切。

兰州城区TSP高浓度污染与自然降尘的关系

从宁夏到甘肃中部有一个自北向南的少雨“干舌”,在垂直速度场上形成一个从河西东部向南伸下来的下沉运动区,冬季下沉运动区大而强烈,有利于空气中的沙尘下沉堆积。经分析,兰州城区自然降尘量占年降尘量的54%。随着沙尘暴、扬沙和浮尘天气的出现,自然降尘量由1月份的32%增大到5月份的60%;按春、夏、秋、冬四季划分,城区TSP浓度中自然降尘量各占58%、33%、28%和32%。全年中11月城郊浓度差值最大0.59mg.m-3,其主要原因是11月刚进入采暖期,除原有工业源外,又增加了采暖锅炉和生活小炉灶,TSP排放量增大,加之该月风速最小、天气过程少,是兰州市出现严重污染的主要原因。

黄山连续性云海过程的天气学分析

用美国NCEP/NCAR的全球日平均分析场资料,分析了黄山1 984年1月1 9～2 4日连续6天云海天气过程的大气环流和物理量时间演变特征。结果表明,50 0hPa平均高度场鄂霍次克海为阻高,乌拉尔山以东为高压脊,我国东北存在一低压,黄山受偏西气流影响;1 0 0 0hPa平均高度场黄山处在南伸的高压底部,受NE气流影响。物理量时间演变图上,1 8～1 9日降温、降湿,垂直速度由上升气流转变为弱下沉气流;云海出现阶段,气温、比湿、垂直速度稳定少变,风速较小,风向较乱。

2003年云南夏季罕见高温干旱的诊断研究

2003年夏季云南出现了历史上罕见的大范围异常高温干旱天气,是自1961年以来云南最严重的夏季高温干旱天气之一,影响范围、持续时间及危害程度仅次于1983年。是20世纪80年代中期云南进入气温偏暖期后的一次夏季极端气候事件,打破多项历史纪录。利用高度、OLR、TBB等资料对此次气候灾害过程进行了诊断分析。发现西太平洋副热带高压持续稳定且偏强偏西,季风低压偏弱偏西,云南TBB值偏高,降水云系较少,OLR值偏高,对流活动抑制,云南正好处于东、西两个垂直环流圈的下沉气流控制区是形成高温干旱的主要原因。

2016年1月京津冀地区连续性寒潮事件对比分析

2016年1月京津冀地区在相隔较短的时间内连续出现2次寒潮天气,利用NCEP/NCAR再分析资料、常规观测资料和卫星云图,综合对比2次寒潮过程中的环流形势、前期回暖、冷平流、海平面气压及下沉运动等。结果表明:(1)寒潮Ⅰ主要影响京津冀北部及河北中部和南部的部分地区,以降温为主;寒潮Ⅱ的影响范围更广、强度更大,京津冀大部分地区出现明显降温和大风天气。(2)前期回暖、横槽转竖南压是2次寒潮天气的共同点,但寒潮Ⅱ的影响程度更大,主要原因为:①冷空气南下过程中有南支槽接应时,气流的经向度加大、偏北分量增强,能够快速引导冷空气主体大举向南爆发;②地面强冷高压形成较强的气压梯度和温度梯度,造成明显的梯度风;③下沉气流核所到达的高度越接近地面、持续时间越长,造成大风和降温的程度越剧烈。(3)寒潮天气过程中,气温变化若仅受单一冷平流作用的影响,最高气温和最低气温的降幅区域会比较接近;当云覆盖的影响增强时,会出现最高气温和最低气温降幅区域差异较大的情况。

河北省大雾形成的气候特征及动力热力条件分析

利用常规气象观测资料及NCEP再分析资料等,对河北省大雾的气候特征及形成机理进行了深入的研究。结果表明,槽脊浅薄,低空风速小,空气湿度大,冷空气活动不明显,是大雾日偏多年的气候背景特征;大雾发生过程中高空、地面的气象环流形势均较弱,地面维持较长时间的低风速、高湿度、温度变化平稳,大气层结稳定;冷锋带来的偏北大风是大雾消散的动力因子;中低空存在的下沉气流与近地层逆温的出现有利于大雾的维持与发展。

华北平原一次持续性大雾过程的动力和热力特征

利用台站加密观测资料和NCEP/NCAR再分析资料对2004年11月29日—12月3日华北平原一次罕见的持续性大雾天气过程进行了研究,通过对本次过程动力和热力特征的深入分析,揭示了其成因和维持机制。结果表明:对流层中低层暖性高压脊及地面变性冷高压的稳定维持为持续性大雾过程提供了良好的背景条件;地表净辐射引起的近地层冷却是大雾的触发和加强机制;中低空下沉气流的存在有助于近地层的弱风条件和稳定层结的建立;低层暖平流的输入和边界层的浅层抬升有利于大雾的长时间维持;伴随负温度平流南下的偏北风的爆发是使大雾消散的动力因子。

华北平原一次持续性大雾过程的成因分析

利用台站加密观测资料和NCEP再分析资料,对2004年11月29日～12月3日华北平原一次持续性大雾天气过程的大尺度天气背景、大雾动力和热力结构特征及其演变、辐射冷却作用等进行了计算和分析,揭示了大雾过程的形成和维持机制。结果表明:在中高层暖性高压脊及地面变性冷高压稳定维持的大尺度背景条件下,地表净辐射引起的近地层冷却是大雾过程的触发和加强机制;中低空下沉气流的存在有助于近地层的弱风条件和稳定层结的建立;低层暖平流的输入和边界层的浅层抬升是大雾长时间持续的原因;伴随冷空气南下的偏北大风是驱使大雾消散的动力因子。

多源精细化资料对皖北地区一次雷暴大风的成因分析

利用高空、地面、雷达、闪电和ECMWF精细化资料,对皖北地区2016年6月30日的雷暴大风天气进行成因分析。结果表明:(1)这次雷暴大风地点在东北冷涡背景下槽线和副高之间,处于西南气流水汽输送带中急流轴的前左侧。伴有气温陡降、气压涌升、湿度增加和降水的天气现象。(2)大风发生前有较强的不稳定性,中层有显著干层,大风发生后对流不稳定能量迅速减弱,干层也随之消失,大气层结趋向稳定。能量、稳定性都与大风有很好的对应关系。(3)大风发生前中层有深厚干层,当雷暴云外的干冷气流被卷入内部后,在云体前部逐渐下沉,伴随的降水物通过干冷气流的蒸发冷却以及经过融化层下的降水粒子的融化蒸发,气流得到继续冷却,有利于下沉气流的不断发展。(4)大风的发生与风暴移动密切相关,随着风暴的移动,雷暴高压也一同前行。伴随下沉运动而来的快速降温,形成了较强的负浮力效应,以及由于降水的重力拖曳,在雷暴高压的局地辐散和低层冷平流的作用下,促使下沉运动的下降速度加快,并且与大气次级环流圈的下沉支结合,低空风切变明显。这些因素共同导致了地面大风。