登陆台风外围极端降水过程的中α尺度系统特征

采用全国多普勒雷达反射率因子拼图、山东省自动气象观测站数据,结合ERA50.25°×0.25°再分析资料,分析台风“利奇马”造成山东极端暴雨的中α尺度系统特征。结果表明:台风北侧东南急流与西风槽后偏西气流的切变引发的中α尺度辐合区是直接造成极端降水的中尺度系统;对流始于800~750 hPa,随后沿西风槽向高层发展,再伸展到低层,在台风北侧低层切变附近强烈发展;初始对流由低空急流触发,后高空出流迅速增强,促进上升运动发展,高低空急流上下耦合的正反馈作用促进了中α尺度辐合区深度发展,是极端降水发生发展的重要原因;初始对流发生在对流不稳定环境中,凝结潜热释放造成的湿斜压性和中低层垂直切变形成的条件性对称不稳定增长,使对流发展为有组织而长时间维持的深对流;水平风场将水汽汇集向暴雨区,上升运动将水汽向中高层输送,湿层逐渐增厚,当水汽通量15 g/(cm·hPa·s)等值线向上伸展到500 hPa时,降水强度超过20 mm/h;鲁中山区地形是影响降水中心落区的重要因素。

中α尺度Q矢量方法在贵州大暴雨天气诊断中的应用

针对1996年7月1～4日贵州连续大暴雨天气过程，运用Q矢量等物理量进行中α尺度诊断，分析了暴雨过程的次级环流变化。指出此次暴雨可分为生成、发展、强盛、维持（再爆发）及消亡4个阶段。其触发机制是在低涡切变线上，弱冷空气造成斜压扰动以及急流增强后左侧辐合加强，引发气团的整层抬升，形成暴雨天气。由于低空暖湿气流对水汽和能量的强劲输送和副高增强北抬的阻挡，系统得以维持少变，形成连续性大暴雨天气。

陕西中部一次超强雷暴天气的中尺度特征及成因分析

利用2007年8月8～9日陕西中部一次超强雷暴天气的闪电定位资料、天气图、多普勒雷达和卫星云图资料,从动力学、物理学等方面分析了此次强雷电天气产生的主要原因。结果表明：远距离台风外围的低层偏东气流到达陕西中部,增强了低层的水汽和能量,对大暴雨和强雷电天气的产生起到了非常重要的作用;中-α尺度对流云团发展期是产生高密度大强度雷电的主要时段,雷电主要发生在TBB≤-60℃的云区;产生强雷电的雷达回波强度达到50～60 dBz,垂直液态水含量VIL为60～70 kg/m^2,云顶高度达到或超过15～17 km;雷电的产生主要与对流云低层辐合区水汽通量的大小有关：低层辐合区水汽通量比较小时,有利于雷电的产生。

青藏高原切变线暴雪中尺度分析及其涡源研究

利用天气图和T63资料分析 1 996年 1月中旬青海牧区降雪过程 ,指出这场暴雪是由于北支冷空气和南支暖湿气流结合形成具有中 α尺度结构的高原切变线引发的暴雪过程 ,其主要触发信号是切变线高层正变涡。诊断表明 ,对高层正变涡起主要贡献的是平流项和扭转项 ,此两项正贡献都与背景场上青藏高原南北两支西风急流适当配置相互作用有关。

2009年7月辽宁3次局地短时暴雨过程对比分析

利用常规观测资料、自动气象站降水资料和NCEP1°×1°资料,对2009年7月辽宁省3次局地短时暴雨的500 hPa位势高度场、垂直速度场、sθe场和水汽通量场进行对比分析。结果表明:3次局地暴雨过程中,辽宁西部和北部的暴雨落区与上升速度中心对应,而辽宁东南部暴雨落区位于上升区边缘;露点锋、中α尺度低压和暖式切变线对三次短时暴雨过程起到触发作用;当T639降水产品预报降水时段内有大范围的小雨天气,说明将有弱的天气尺度强迫出现,此时应重点分析水汽辐合、高能舌和上升速度大值中心叠加的区域;如果该区域存在中尺度系统触发机制,则该区域可能是局地暴雨的落区。

2003年12月19日日本海极地低压个例的观测研究

为进一步认识冬季灾害性天气 ,利用尽可能多的观测资料对 2 0 0 3 12 19～ 2 0日在日本海北部发生的 1个中α尺度的极地低压进行了研究 ,并对其时空结构进行了详细分析。该极地低压于 19日 11UTC在 1个天气尺度的低压后部形成 ,2 0日 0 8UTC消亡在日本以东洋面上 ,持续时间约为 2 0h以上 ,卫星云图显示其成熟阶段出现了罕见的“双眼壁”结构。利用高分辨率的NCEP (NationalCentersforEnvironmentalPrediction)的FNL(FinalAnalyses)资料的分析发现 ,来自欧亚大陆的冷空气侵入到日本海上空相对暖的空气中并相互扭缠在一起 ,为极地低压的发展提供了有利的条件 ,在成熟阶段极地低压中心出现了“暖心”结构。

一场大范围强对流天气的成因分析

利用常规气象资料,对造成2005年5月30日大范围强对流天气过程的中α尺度对流系统发生、发展的大尺度环流背景、天气尺度影响系统、卫星云图逐时演变情况和大气层结稳定度进行了天气学分析;利用T213数值模式的物理量预报产品对造成此次强对流天气过程的中α尺度对流系统发生、发展的物理量场分布进行了动力学诊断分析。分析表明:此次中α尺度对流系统的发生、发展是典型的由于蒙古冷涡旋转东移南压,在高低层有高空急流和低空急流,低层有暖湿舌伸展,中层有干舌叠加在低层湿舌之上和大范围存在对流不稳定层结等诸多有利的温湿条件和动力条件下,首先激发中γ尺度对流系统,再由几个中γ尺度对流系统合并而成中β尺度对流系统,然后由几个中β尺度对流系统合并发展而成。

1993～1996黄海及其周边地区M_αCS的普查分析

使用日本GMS静止卫星红外云图普查了 1993～ 1996年夏季黄海及周边地区中 α尺度对流系统 (MαCS)的发生情况。结果表明 ,该地区是一个MαCS的多发区 ,并且MαCS的发生发展具有一定的间歇性。影响该地区的MαCS多数发源于大陆 ,但也有相当数量发源于海洋上 ,发源于朝鲜半岛的较少 ;有一半以上的MαCS在海洋之上消散 ;只有少数的MαCS对朝鲜半岛有影响。

北京地区大气污染分布的“南北两重天”现象

利用2006年北京地区空气质量监测站和自动气象站网资料,以及华北地区中尺度气象观测资料,分析了北京地区大气污染分布的"南北两重天"现象。通过对此类现象发生过程中天气形势和北京地区气象要素的分析,指出了造成该现象的天气学成因和气象要素特征。研究结果表明,2006年北京共发生47次"南北两重天"现象,其中大部分发生在秋、冬季的午夜至次日上午,且多为南差北好的污染物分布情景。该现象的发生与北京地区中-α尺度天气系统活动的一些特征有关,特别是与干冷空气进入北京地区的路径以及移动速度的区域差异有关。另外,在弱天气系统控制下,北京西南部地区经常出现的小尺度辐合型流场,也是形成北京地区"南北两重天"现象的重要原因。

黄土高原一次突发性大暴雨过程的诊断分析

利用常规的天气图、卫星云图和物理量场资料对2003年7月30日发生在陕西府谷的突发性大暴雨天气进行了诊断分析,结果表明:暴雨前期副热带高压异常强大,控制了整个黄土高原;当西风带的弱冷空气与副热带高压西北侧的西南气流交汇时,触发对流产生;850 hPa偏东、偏南气流为大暴雨提供了充沛的水汽;200 hPa高空急流和700 hPa低空急流耦合产生的次级环流为大暴雨提供了持续强劲的上升运动;在卫星云图上表现为一中-α尺度对流云团。

引发四川盆地东部暴雨的西南低涡结构特征研究

利用1951-2008年四川盆地(27°-32°N,105°-110°E)54个地面气象观测站网监测的日雨量资料,分析了四川盆地东部暴雨发生的气候特征。结果表明,四川盆地东部暴雨(或伴有雷雨大风、冰雹大风等)多发生在6-9月,川东北和渝东北是单站暴雨的高发区,重庆西部是大范围暴雨的多发区;引发四川盆地东部(宜宾、南充和重庆西部)暴雨的主要天气系统是西南低涡。对2007-2010年6次西南低涡暴雨过程进行了合成分析,分析表明,西南低涡热力结构特征具有200hPa存在明显增暖现象,对流层中低层则由暖转冷;西南低涡初期大气对流性不稳定明显;西南低涡动力结构特征具有200hPa西风急流在36°N附近,500hPa低槽东移,槽前正涡度加强,从对流层底垂直伸展到300hPa以上,正涡度中心随高度向西倾斜,850～500hPa平均正涡度大值区与低涡中心对应,对流层中低层北风大值区与南风大值区在低涡中心附近形成强水平风切变,同时低涡中心附近的垂直风切变也较明显。促使西南低涡发展的水汽主要来自南海,低空急流由南向北输送水汽,将对流层低层到大气边界层内的水汽输送到低涡中心附近。西南低涡发生、发展过程中在红外卫星云图上具有MCC等中-α尺度特征,发展强盛的西南低涡在多普勒天气雷达回波上有"列车效应"和中气旋特征。

2012年7月27日陕北佳县特大暴雨天气的成因

利用常规高低空气象观测资料、地面逐小时降水、物理量、NCEP再分析资料和卫星云图,对2012年7月27日发生在陕北佳县的一次特大暴雨天气进行诊断分析,结果表明：暴雨前期副热带高压较强,当西风带的冷空气与副热带高压西北侧的西南暖湿气流交汇时,触发对流产生;低层700 hPa西南气流、850 hPa东南气流为特大暴雨提供了比较充沛的水汽;大气低层存在大量不稳定能量;高空200 hPa陕西北部位于浅槽的前部、急流入口区的右侧,存在正涡度平流,这一区域有强烈的辐散,提供了较强的上升运动,是特大暴雨产生的主要机制;在卫星云图上表现为一个水平尺度为200~400km、云顶亮温最低为-60℃,生命史为14 h的中-α尺度对流云团。

急流次级环流对陕南一次特大暴雨过程的作用

对2003年7月15日陕西宁强一次特大暴雨过程进行分析,结果表明:导致宁强特大暴雨的中-α尺度对流云团,呈圆形或椭圆形,生命史为17 h;850 hPa低层水汽辐合对特大暴雨的贡献超出了700 hPa西南急流;急流次级环流提供的持续强劲上升运动是中-α尺度对流云团维持的主要原因。

贵阳一次强对流降水过程的诊断分析

用客观诊断分析方法对 2 0 0 3年 5月 1 5日 2 0时贵阳龙洞堡机场出现的一次由中 α尺度对流系统引起的强降水过程进行分析 ,得到贵州中 α尺度对流系统发生前期的大尺度环境条件和物理条件 ,对今后的预报分析工作有一些启示意义。

夏季连续雷暴天气过程分析

利用南京地区数值预报资料、常规观测资料、风廓线仪资料以及多普勒雷达及其衍生产品，对2006年7月19～21日连续3d前后共13个时次的雷暴天气进行分析，发现了该次中α尺度对流系统持续不断生成MCC天气的内在机理和外部原因。

宝鸡市2005-09-20强对流暴雨分析

利用M ICAPS系统资料和卫星云图及多普勒雷达资料对2005-09-20宝鸡强对流暴雨进行分析,结果表明此次强降水与副高外围暖湿气流和东西两路冷空气形成的锢囚锋共同影响有关。低空急流为暴雨提供了丰沛的水汽和位势不稳定能量;横槽转竖和高原槽的合并加深,有利于引导冷空气南下,锋区加强。物理量场表现出水汽强辐合;高层辐散和低层辐合及强烈的上升运动;等sθe线密集区蕴藏着可供中尺度对流发展所必需的不稳定能量。冷、暖空气共同作用激发出中-α尺度对流云团;雷达图上对应有强度≥35 dB z的中尺度对流回波带。

近50年来丁青暴雪成因分析

通过1955～2005年,近50年来历史降水资料,找出了日降雪量≥10mm的23次暴雪个例,对典型个例进行了中-α尺度环流背景、水汽条件、不稳定层结条件、地面要素等方面进行了综合分析,初步分析了丁青冬春季造成的暴雪成因。

海口美兰机场夏季一次夜间雷暴的分析

利用GMS-5红外逐时Tbb资料和客观分析资料,分析2000年夏季海口美兰机场一次特大雷暴天气产生的云图特征和相应大尺度环境场特征。认为该强对流天气是由中-α尺度对流系统造成的,该中-α尺度对流系统产生于热带低压外围合适的大尺度环境场背景中,在有利的水汽场、涡度场、垂直速度场中发展起来的。

大武地区“6.18”强对流天气分析

本文利用天气图、卫星云图和物理量场资料对2009年6月18日大武地区强对流天气进行了诊断分析。结果表明:由于500hPa孟加拉湾有一较强的低值系统,584 dgpm高压脊线处在93°E,30°N附近,580 dgpm和584dgpm线之间形成有利的水汽通道提供了充沛的水汽,西亚大槽底部的冷空气不断分裂下滑与孟加拉湾北上的暖湿气流在青南地区上空交绥;300 hPa高空辐散起到抽吸作用;400 hPa强辐合提供了持续强劲的上升运动;同时,中-α尺度对流云团加强并不断扩大东移,这些因素的的合理配置造成大武地区这次强降水过程的发生。