一次中尺度急流激发的辽宁大暴雨观测分析

应用地面加密自动气象站、常规探空、卫星及多普勒雷达探测资料对2008年7月31日夜间发生在辽宁省的一次大暴雨过程中的急流特征进行了分析。分析结果显示,在超低空环流场中同时存在着大尺度偏南急流和中尺度西南急流。在中尺度西南急流左侧生成的西南—东北向的中-β尺度云团列直接引发了大暴雨。进一步分析表明,超低空中尺度西南急流与高空急流方向相近且风速相当,形成了二次切变型的空间垂直分布,在其左侧激发了涡旋Rossby重力波的不稳定发展,从而生成中-β尺度云团列。

华北局地大暴雨过程中多个β中尺度对流系统发生发展对比分析

利用常规地面高空观测、多普勒雷达、风廓线、VDRAS(Variational Doppler Radar Analysis System)和NCEP再分析资料,对2018年8月5—6日副热带高压(以下简称副高)控制下华北一次局地大暴雨过程中多个β中尺度对流系统触发和发展机制进行了分析。结果表明:这次大暴雨发生在副高控制下,处于高温、高湿气团中,大气层结极不稳定。暴雨由多个相继发展的中尺度对流系统造成,分别是太行山迎风坡上西南—东北向、华北平原地区保定一带南北向、保定至霸州附近西南—东北向和以雄安新区为中心东西向原地生消的准静止MCS-Ⅰ、MCS-Ⅱ、MCS-Ⅲ和MCS-Ⅳ,均属于β中尺度。在相似的环境中,不同中尺度对流系统触发机制有较大差异,太行山迎风坡上的MCS-Ⅰ是由近地层偏东暖湿气流在迎风坡与山风形成的辐合抬升触发;由辐射差异和前期强降水形成的局地冷池受MCS-Ⅰ影响再次加强后,其出流与环境风形成的两条地面辐合线分别触发了MCS-Ⅱ和MCS-Ⅲ,并组织对流沿辐合线呈带状发展;而超低空偏东风增强叠加冷池出流在地形抬升作用下促使沿山暖湿气团进一步抬升,使得原本消亡的MCS-Ⅰ再次重建。MCS-Ⅳ发展最旺盛、持续时间最长,是大暴雨中心的直接制造者,一方面MCS-Ⅱ与MCS-Ⅲ、MCS-Ⅰ与MCS-Ⅳ的两次合并过程,是MCS-Ⅳ增强、持久的重要原因;另一方面边界层偏东风急流为MCS-Ⅳ的发展提供了水汽和不稳定能量等有利条件,同时推动其左前方中尺度涡旋的发展,导致MCS-Ⅳ所在地的气旋性涡度大大增加,加强了以急流轴为中心的垂直次级环流发展,造成MCS-Ⅳ的发展维持,形成华北平原地区以雄安新区为中心的东西向大暴雨带。

华南前汛期一次暴雨过程中的中尺度对流系统

通过对卫星云图观测到的MCS云团生消过程和实测降水资料的分析 ,发现 1998年 5月 2 3 - 2 4日发生在华南的一次前汛期暴雨过程主要是由多个相继生消的MCS造成的。利用MM5模式成功地模拟出了其中两个主要MCS的发生发展。对模拟结果进行分析发现这两个MCS的发生发展是冷暖空气交汇的结果 ,MCS生成于暖空气而消亡于冷空气中。两个MCS的上升运动都非常强 ,最大辐散位于 40 0hPa左右 ,垂直方向上表现为气旋性的涡柱 ,右侧低层有中尺度的低空急流 ,高空有强的西南风区。

“9608”号台风登陆北上引发北方特大暴雨的中尺度对流系统研究

利用NCEP再分析资料和常规观测资料,对1996年8月3—5日发生在河北和山西的特大暴雨过程进行了分析和模拟研究,并对模拟结果用部分特殊观测资料进行了证实。天气形势的分析表明,“96.8”暴雨过程中登陆减弱的台风低压并未出现“75.8”暴雨中的台风与中纬度西风槽发生相互作用,入侵的弱冷空气是由华北高压南侧的偏东风引导至台风倒槽外围,是属于比较少见的登陆台风北上受高压阻挡停滞类型;台风倒槽内发生发展的2个中尺度对流云团是造成此次暴雨的直接影响系统,对流层低层的偏南风低空急流对中尺度对流云团的发展具有重要作用;暴雨期间,低空急流不仅强度大,而且伸展高度也相对较高;伴随强对流系统的主要入流和出流气流分别有2支,其中对流层高层的高空中尺度急流中心主要由强出流气流形成。分析还表明太行山对对流系统的阻挡可能是导致强降水长时间维持在石家庄附近的原因之一。

登陆台风中的中尺度对流系统的数值研究

应用PennState NCAR高分辨率中尺度模式MM5 ,成功模拟出 1996 0 8 0 3到 0 5Herb(1996 )台风登陆后 ,发生在河北及周边地区台风低压暴雨中的两个连续发展的中α尺度对流系统的演变和结构 ,它们与降水量实况有很好地对应。由此根据模式输出结果分析了这两个中尺度对流系统(MCS)的中尺度结构和特点 ,最后给出了登陆台风低压暴雨的MCS结构模型 ;在MCS成熟期 ,低层大尺度的低空急流 (LLJ)中出现中尺度扰动 ,即中尺度低空急流 (mLLJ) ,mLLJ的左前方产生强辐合和上升运动 ,在上升气流的高空出流区域产生中尺度高空急流 (mULJ) ,这种mULJ在常规观测资料中被验证。mULJ的右后方有强辐散发生。

一次冷锋大暴雨过程的多普勒雷达观测分析

2003年6月22—23日受冷锋和低空急流影响,湖北省东部地区出现了一次区域性大暴雨过程。用每6 min一次的武汉多普勒雷达资料,详细分析了冷锋和低空急流天气系统在多普勒雷达径向速度PPI、速度垂直剖面VCS和速度谱宽产品上的主要特征和演变特点。结果表明:PPI上冷锋对应一条径向速度辐合线,由于多普勒雷达所测的是径向速度,辐合线在向雷达站移动过程中出现逐渐“变短”的现象。因在冷锋附近低层的风垂直切变相对较大,多普勒雷达所测的速度谱宽很大,这一特征对确定冷锋的位置很有帮助。中尺度低空急流在PPI速度图上表现为有较大径向速度切向梯度的大风核,且距离雷达站越远这一特征越明显。在上述分析基础上,还结合地面逐时雨量资料等分析讨论了产生暴雨中尺度对流系统的传播与冷锋和低空急流的关系。