植被和土壤湿度对西南低涡降水影响的敏感性试验

利用含Ｄｅａｒｄｏｒｆ植被参数化方案的颜宏等有限区域细网格模式，研究西南低涡降水对青藏高原及其邻近区域植被覆盖和土壤湿度变化的敏感性，着重分析在“８２．７”和“８１．７”两次西南低涡降水过程中的降水、上升运动和地面感热与水汽通量对植被覆盖和土壤湿度的敏感性问题。试验表明，西南低涡降水对青藏高原及其邻近地区的植被覆盖和土壤湿度是非常敏感的，对大气低层上升运动和地面感热、潜热通量也较为敏感。

1979～2015年青藏高原低涡降水特征分析

为了研究青藏高原低涡降水长期特征,利用1979～2015年高原低涡数据集、依照高原低涡降水范围,匹配高原各站逐日降水信息,对高原低涡降水特征进行统计分析。结果表明,青藏高原低涡降水量呈上升趋势,大值中心位于西藏那曲地区,呈向东南凸出递减分布,并以夏季低涡降水为主,全年和夏季高原低涡降水量与总降水量均存在明显的正相关关系。安多站高原低涡降水呈下降趋势,但对年降水的平均贡献率高达三成;那曲站与托托河站高原低涡降水在总体上却呈上升趋势,递增率分别为0.2 mm/a和0.7 mm/a,其中那曲低涡频数与低涡降水强度的正相关系数达0.66,而托托河低涡降水占总降水的百分比却呈下降趋势。高原低涡日降水量等级主要以小雨为主,但中雨却是低涡降水量的主要贡献者。趋势分析发现高原低涡降水递增中心位于青海北部,递增率达到0.9 mm/a,次中心在西藏西南部雅鲁藏布江沿线地区;同时,高原低涡引发小雨降水基本呈全区一致增加趋势,中心位于西藏东北部和青海西南部地区;中雨降水上升趋势主要集中在西藏西南部、青海地区以及四川西部,其中青海南部存在较为明显上升中心区,下降趋势主要分布在西藏北部和东部。

2008年7月28日玉树低涡降水过程分析

高原低涡降水是高原上5-8月高原主体降水产生主要天气系统之一,利用2008年7月29日玉树地区一次低涡过程的实况资料,分析过程前与过程期间500hPa环流形势、地面变压场、水汽条件以及云的演变等,总结出这次过程是在副高西伸脊点维系的大环流背景影响下,切变线东移过程中开始变性,配合季风低压水汽输送和高原动力作用生成的一次低涡过程。低涡生成的最初动力因子,是边界层内风场的辐合作用及相应垂直运动发展,地面潜热在发展阶段贡献也比较大,而凝结潜热的释放是低涡初期形成的主要能量源泉。

与梅雨锋上低涡降水相伴的干侵入研究

利用数字化的6.7μm卫星水汽图像和NCEP/NCAR1°×1°的再分析资料,分析研究了与梅雨锋上低涡降水相伴的干侵入特征、机制以及对低涡降水的作用.结果表明:梅雨锋上低涡降水的产生、发展和维持与干侵入过程及演变密切联系;干侵入具有高位涡、低湿度且“冷”的特征;干侵入在6.7μm水汽图像上表现为“暗区”,在湿度场上为相对湿度低于60%的区域,但是前者对干侵入的表征更为形象逼真,其高时空分辨率的数字化水汽图像能够更加形象地揭示低涡发展演变过程中干侵入演变、发展和补充的精细特征过程;与梅雨锋上低涡降水相伴的干侵入来自于对流层各个层次,它总是沿着等熵面由高层向低层侵入到低涡附近,干侵入的效应随着高度的增加,有向东倾斜的特征,在对流层高层表现最为显著;低涡降水落区与不同层次上干侵入前沿之间有着不同的配置关系.研究结果还表明:干侵入的机制实际上是高位涡侵入和下传,干侵入可作为高位涡侵入的重要指标;在低涡降水区以西,高空偏北气流穿越等压面下沉,所产生的干冷平流作用将激发对流层中低层对流不稳定的产生和发展,同时,干侵入所引起的垂直方向上不同程度的降温和降湿对低涡降水区对流不稳定的发展起着增强作用,因此干侵入对低涡降水起着重要的增幅作用;同时,高层的高位涡与水汽图像所表征的干侵入有着很好的对应关系,水汽图像上的干侵入是对高位涡侵入和下传对低层系统产生强迫效应最为形象直观的描述,这为认识实际天气系统的演变和发展提供了全新的思路.另外,等熵面和等熵坐标系的分析是揭示干侵入三维空间结构特征的重要工具.

位涡守恒原理在中尺度低涡降水中的应用研究

基于Hoskins位涡理论思想从等压面位涡守恒和湿等熵位涡守恒的角度来研究对流层高层位涡扰动对低层西南涡的发生发展影响 ,发现对流层高层位涡扰动是影响西南涡发生发展的重要因素 ,它对西南涡的影响表现出它有向南向下倾斜伸展的特点 .高层湿等熵位涡面下滑的高度及风场的辐合强度与低层西南涡的发生发展有很好的对应关系 ,应用位涡守恒原理能较好解释中尺度低涡发生发展成因 .

“尤特”低涡持续性强降水的大尺度特征

利用欧洲数值预报初始场以及NCEP全球再分析资料,分析"尤特"登陆后残留低涡降水的大环境特征、维持机制等。结果表明:低涡维持过程中,高层持续辐散,高低空风切变弱;中层南北两侧高压有利于低涡长时间停滞;低层正涡度衰减缓慢,西南风急流持续输送水汽和热量。

“尤特”低涡强降水和云浮降水偏少浅析

利用NCEP全球再分析资料,分析"尤特"登陆后残留低涡降水的大环境特征、维持机制、局地强降水成因等,并初探云浮地区低涡降水期间降水偏少理由。结果表明:高层没有高空抽吸作用的支持,低层主要水汽通量和暖温度平流也没有经过云浮,最后地形强迫作用也可能是造成降水落区不均匀的重要原因。

贵州高原北侧锢囚锋上一次低涡形成过程

利用常规观测资料、地面加密自动站降水资料、多普勒天气雷达资料以及NCEP1°×1°再分析资料对2017年5月22—25日一次偏北路径冷空气影响下贵州高原北侧低涡的形成机制进行探讨。结果表明:(1)地形导致冷空气回流形成地形锢囚,锢囚锋上有低涡产生,位于地面至850 h Pa的大气低层,属于暖性浅薄中-β尺度系统;(2)低涡维持2 d,降水产生在低涡中心附近,雨强不大;(3)中高层波动强迫低层涡度发展而使低涡维持;当中高层转为西北气流时,涡度发展受抑制且冷空气侵入低涡而使其减弱消亡;(4)低涡形成过程可分为地形回流、锢囚发展和减弱消亡3个阶段,与西南低涡及锋面气旋在形成机制、降水落区和强度等方面存在明显差异。

重庆“6·8”大暴雨过程诊断分析

该文利用NCEP再分析资料和地面观测资料,针对2017年6月8日20时—10日20时重庆地区出现的一次大暴雨过程,对过程发生前的降水实况、环流形势、对流潜势、能量条件、水汽条件、垂直运动以及对应过程发生发展最强时段的卫星及雷达特征进行了分析。此次过程为中高纬呈“两槽一脊”环流背景下,有长波槽分裂小槽东移,配合低层低涡系统及切变线的生成与发展,重庆位于副高584线附近,处在高空急流入口区右侧、低空急流左前侧的强抬升运动区。降水过程分为两个阶段,前一阶段为暖区降水,伴有较强的对流性特征,第二阶段伴随着冷空气的南压,冷暖空气在重庆长江沿线一带交绥,为混合性降水。第一阶段云图上呈现出暴雨云团形态,呈圆形、边界光滑、云团中心白亮区域对应降水大值区。雷达回波表现出较显著的低质心暖云降水特征,降水最强时段径向速度图上存在着明显的气旋式辐合区。第二阶段配合北方冷空气的侵入,云系呈带状分布和发展,伴随着对流云团的不断新生、合并、扩大,云团生命史较长,对应降水时间较长。雷达回波表现为层状云降水回波特征,且在重庆永川及周边区域存在“列车效应”,从而造成了相应地区较长时间的持续性强降水。