1979—2012年中国西北地区东部低层水汽异常特征及成因

利用1979—2012年ERA-Interim全球再分析比湿与风场资料,通过累计距平分析、M-K突变检验、相似离度分析等方法研究了中国西北地区东部低层水汽演变特征,并依据导致水汽异常最直接的动力因子(风场差异)对其成因进行了初步探讨。结果表明:近30年西北地区东部低层700hPa水汽呈弱的增加趋势,整个区域、青海高原区及西风影响区在1996年出现由减少到增多的突变,而季风边缘区的突变发生在1991年;且突变后偏西风减弱,偏南风增强显著。通过定量细化分析各气候区风场变化对水汽的影响,发现青海高原区经向风对水汽除夏季为弱的负贡献外,一般均表现为正贡献,而纬向风为负贡献;季风边缘区年平均经向风正贡献值为0.28g·kg-1,纬向风为-0.46g·kg-1;西风影响区冬春两季经纬向风一般均为弱的负贡献,夏秋两季一般为正贡献。依据特定区域、典型月份风场的气候型态差异分析,发现单一区域内的低层风偏差对水汽分布的影响与控制相差甚大,而不同背景下相邻区域内的风场配置及不同区域间的风场相互作用可能是水汽变化或异常的主要原因。

东亚副热带季风雨带建立特征及其降水性质分析

利用1961—2006年NCEP/NCAR再分析数据集和TRMM、CMAP多年平均逐候降水资料,分析了中国东部副热带季风雨季的起始时间、建立特征及其降水性质。结果表明,第16—18候,在中国江南南部和华南北部地区(25°30°N)日降水率达到6 mm/d,且范围较大,在低层该雨带的水汽主要来源于西太平洋副热带高压南侧转向的西南水汽输送,其源地即为西太平洋副热带季风雨季开始。雨带建立同时,东亚副热带地区中东太平洋的纬向海平面气压梯度首先在中纬度发生反转,即西低东高(相应于西暖东冷)。中国东部副热带地区出现加热中心并伴有上升运动,强度逐渐增强,并伸展至对流层顶,其强度及对流高度与热带地区相当,对流层中低层大气呈对流不稳定,降水已具有对流性降水性质。与此同时,南海西太平洋地区仍在副热带高压控制之下,盛行下沉运动,无降水产生,南海夏季风及其相应的水汽输送尚未建立。东亚副热带季风雨带的建立(3月底4月初)早于热带夏季风雨带,两雨带分别具有独立的热源中心和上升运动。南海夏季风即将爆发之际,赤道地区加热中心快速北移至南海地区,与副热带地区热源相互作用。

自动气象站资料在模拟苏北一次飑线过程中的应用

为了研究自动气象站资料在模拟中国东部飑线过程中的影响,利用WRF模式模拟了2009年6月14日发生在苏北地区的一次飑线过程。首先设计了两个数值试验,两个试验都只用FNL资料作为初始场和边界条件,但是模拟开始时间分别为北京时间10时和08时,离观测的飑线过程开始时间分别有3 h和5 h。在10时开始的试验(控制试验)中,模拟飑线过程时间上有3~4 h延迟,空间上向东偏移了100 km左右,但是试验可模拟出与观测相似的飑线发展过程,即对流从山东省南部开始、飑线弓形回波在江苏北部成熟和在江苏南部消亡的过程。而在08时开始的试验中(对比试验),没有能够模拟出与观测相似飑线发展过程,降水范围和飑线水平尺度偏小,对流强度明显偏弱,时间上比控制试验更晚。分析发现,FNL资料中的相对湿度低于观测,通过增加低层水汽,可提高模拟效果,对流触发时间也与观测更加接近。在加入地面自动气象站资料的敏感性实验中,对流触发时间比控制试验提前1 h,可模拟出与观测相似的飑线发展过程。因此,低层水汽对这次飑线过程模拟具有重要影响,在飑线数值模拟中加入地面自动气象站加密观测资料可有效提高模拟能力。

2000-07-13洪灾暴雨的成因初探

利用涡度、风场 ,结合地形 ,对 2 0 0 0 -0 7-1 1～ 1 4日陕西省大范围降水形成洪灾的成因进行了初步探讨 ,揭示了大降水与主急流东移后的弱急流有密切关系 ,得出 :低层源源不断的水汽、高空弱冷空气以及地面上风切变和特殊地形的共同影响 ,地表植被破坏严重 。

北京几次弱降水过程预报失误分析

在选取的北京地区2011年冬季至2012年春季9次弱降水过程中,预报员出现了4次空报、2次漏报,预报效果总体不理想。通过对9次过程的预报检验、天气分析和多模式预报对比,得到如下认识:北京地区弱降水过程天气形势复杂多样,按高空大气环流形势可分为两槽一脊型、一槽两脊型、一槽一脊型,按地面天气形势可分为冷锋型、华北锢囚锋型、东风与倒槽型和东风回流型;弱降水过程普遍具有对流层低层水汽条件差或动力抬升弱的特点;对湿层浅薄、饱和层高度高、抬升凝结高度高的弱降水过程,数值模式容易出现空报;而对低层湿度条件好、饱和层高度低、抬升凝结高度低但高空系统弱的降水过程,模式又容易出现漏报;预报员主观预报出现空、漏报主要源于对天气系统的结构及发生发展机理认识不足,对边界层水汽、抬升等关键降水要素缺乏预报订正经验。

2013年南疆两场罕见暴雨落区和强度的对比分析

对比分析了2013年5月26—28日和6月15—18日南疆两场罕见的暴雨过程,揭示了6月15—18日暴雨落区位置偏北、强度更强、持续时间更长的成因。6月15—18日暴雨的环流经向度更大,高、中、低纬低槽同位相叠加,环流形势属北槽南涡型,地面高压范围大且主体偏北,表现为冷锋涡旋云系,因此暴雨落区偏北、范围更大;6月暴雨的低层水汽输送更强、低层水汽输送时间更长,主要表现为:有西方+南方+东方3条水汽输送路径(5月的暴雨仅有西方路径),700hPa以下高度、水汽通量>4×10-3g·cm-1·hPa-1·s-1持续了42h(5月的暴雨仅持续12 h),>4×10-3g·cm-1·hPa-1·s-1的水汽输送层达到600 hPa(5月的暴雨为700 hPa),低层水汽输送最强值为12×10-3g·cm-1·hPa-1·s-1(5月的暴雨为10×10-3g·cm-1·hPa-1·s-1),因此强度更强、持续时间更长;中尺度切变线和涌线在暴雨落区预报中具有一定的指示意义。

溪洛渡水电站2016年初夏首场暴雨诊断分析

利用NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料、FY-2E逐小时相当黑体温度（TBB）、自动站实时观测资料等对2016年初夏溪洛渡水电站首场暴雨进行诊断分析。结果表明：本次过程是由于西南涡生成并且移出源地引发的;700h Pa以下的水汽输送是溪洛渡坝区暴雨的水汽来源;800-600h Pa的正涡度区和垂直上升运动区对应较好,是重要的动力条件;CAPE值和Δθse（500-850）明显减小可以看成是对流性降水向稳定性降水转变的指标;当溪洛渡坝区位于TBB值≤-62℃的云罩内时降雨强度最强;近地面层弱冷空气的侵入使降雨强度更加剧烈。