一次北京大暴雨过程低空东南风气流形成机制的数值研究

2002年6月24～25日,北京门头沟附近发生了一次大暴雨过程.观测资料和数值模拟均发现,在暴雨发生前和发生过程中,北京地区边界层内出现了一支强盛的东南风气流.东南风气流沿太行山东坡爬升,触发了对流.为探讨这支低空东南风气流的形成原因,本文通过数值模拟和敏感性试验,对这支东南风气流的形成机制进行了研究.结果表明,这支低层东南风气流是一支冷湿的、伴有较强风速辐合的气流,主要是在天气尺度系统作用下生成的.东南风气流形成过程中,地表感热加热作用对其强度有加强作用.大暴雨开始后的潜热加热作用对这支东南风气流有正反馈作用,使气流的强度大大增强,因此,在降水开始后气流强度也增强,降水最强时低空急流的强度达最强.暴雨开始后,由于夜间地表降温造成山风效应,导致在北京西部山脚下出现偏北风.

低空东南风急流影响的两次暴雨过程对比分析

利用NCEP再分析资料、气象卫星云图资料、自动气象站监测网资料,对浙江中南部沿海2010年7月24-26日大暴雨过程和同年9月20日暴雨过程进行对比分析。结果表明:两次暴雨过程均伴有低空东南风急流,但前者浙江中南沿海地区出现大暴雨、局部特大暴雨,低层具有明显超地转特征,由局地生成的β中尺度对流云团引发;后者同一地区仅出现大雨到暴雨,边界层无明显超地转风出现,其发生与登陆台风带来的弱降水云系有关。在边界层风速急增、超地转最强的时段内,容易发生大暴雨或特大暴雨;超地转风发生时,由于地形作用及边界层摩擦效应,低层风垂直切变和海陆风速切变明显加强;若边界层风速处于地转平衡状态,则不利于大暴雨发生。

东南风低空急流影响“21·7”郑州市极端暴雨分析

利用中国气象局上海台风研究所热带气旋(Tropical Cyclone,TC)最佳路径数据、美国环境预报中心(National Center of Environmental Prediction,NCEP)最终分析格点资料(Final Analysis,FNL)及常规观测数据等,分析了2021年7月郑州极端暴雨过程的特征机理。结果表明:(1)两个TC同时远距离输送大量水汽,东南风低空急流与强降水关系密切。当东南风急流北上到太原、邢台等站后郑州市暴雨减弱。郑州市6 h降水超过62.5 mm站点数目增减与850 hPa地转偏差数值变化趋势一致。(2) 20日白天郑州站极端降水发生前,从850 hPa经500 hPa至200 hPa风向从东南风顺转为西南风。200 hPa与850 hPa水平风的垂直切变(Vertical Wind Shear,VWS)从最大值开始减小、可降水量(Precipitable Water Vapor,PWV)明显加大、不稳定程度减小,这些都是极端暴雨发生的有利条件。极端暴雨具有明显的湿对流特点。(3)纬、经向风变率诊断表明,最有利于郑州市850 hPa东风维持的因子是地转偏差,最有利于南风加大的因子是动量平流。动量对流促使郑州市暴雨过程850 hPa南风减小,故动量上、下传递并非850 hPa南风加大原因。

2008年7月初江西一次东南风低空急流暴雨天气过程分析

根据2008年7月6～7日各层(850hPa、700hPa、500hPa等)天气图资料、有关物理量资料、FY2C卫星云图、吉安多普勒天气雷达回波资料,采取天气诊断分析方法,对2008年7月初江西一次东南风低空急流产生的区域性暴雨天气过程进行了分析。结果表明:此次过程是在西太平洋副热带高压突然北跳,热带辐合带快速北进,在热带辐合带北侧扰动生成的东风波,在其槽后产生上升东南气流;同时,西风低槽缓慢东移北缩,使得低槽和副高之间的气压梯度加大,导致西太平洋副热带高压南侧的东南气流加强,并与东风波槽后上升的东南气流相互叠加而形成的东南风低空急流影响下发生的。在物理量场上,有较强的对流上升气流,配合较强烈的辐散辐合区,有利于水汽从南海向暴雨落区上空输送。

高、低空急流耦合对山东“利奇马”台风暴雨增幅影响的诊断研究

受登陆北上台风“利奇马”等影响,2019年8月9~12日山东省出现连续暴雨,其中10日夜间出现降雨峰值。利用中国气象局上海台风研究所(Shanghai Typhoon Institute of China Meteorological Administration,简称CMA-STI)热带气旋最佳路径数据、山东省自动气象站逐时降雨量、常规观测资料、中国风云二号地球静止气象卫星(FY-2G)0.1°×0.1°逐小时云顶相当黑体亮温和美国环境预报中心(National Center of Environmental Prediction,简称NCEP)1°×1°逐6 h再分析等资料,主要运用纬向风局地变化方程与大气动能方程,诊断分析降雨明显增幅与高、低层风场变化的关系。结果表明:(1)暴雨主要影响系统有高低空急流、500 hPa西风槽、850 hPa台风倒槽及“利奇马”本体环流等。10日200 hPa中纬度大尺度西南风急流东南移影响鲁西北,当天08:00(北京时,下同)850 hPa因双台风活动而形成的大尺度东南风急流突然北伸越过山东省。台风倒槽对流云与本体环流对流云先、后北移经鲁中,累积效应造成该地区10日夜间雨量最大。(2)10日20:00850 hPa章丘站东北侧出现了过程最快东风增幅,纬向运动方程诊断结果表明,东风平流是东风增加最主要原因,地转偏向力项则不利于东风增加。(3)10日20:00章丘站200 hPa西南风风力明显加大形成急流,10日08:00至11日08:00青岛站850 hPa维持东南风低空急流。同时位于高空急流右后侧与低空急流左前方是鲁中附近10日夜间降雨增幅的重要原因。章丘200 hPa与青岛850 hPa都是在最大风力之前12 h动能增加最快。动能方程诊断表明,最有利于鲁西北高空急流形成的是位能平流项,最有利于鲁东南低空急流形成的是动能垂直通量散度项。(4)10日20:00至13日08:00“利奇马”本体环流一直在影响山东,暴雨期间山东中部地形的动力作用也一直存在,而降雨的峰值是出现在10日夜间,说明10日20:00前后高、低空急流的耦合可能是山东暴雨增幅的主要影响因子。其主要作用至少有加强山东中部的垂直运动、整层水汽输送与静力不稳定度等方面。

乌鲁木齐机场持续浓雾低空气象要素特征分析

利用乌鲁木齐市L波段雷达系统探空资料,对2014—2016年冬季12月—次年2月乌鲁木齐机场雾日、非雾日,雾日中持续浓雾日和非持续浓雾日的低空温、湿、风等气象要素特征进行对比分析,结果表明:(1)雾日较之非雾日,湿润层更厚,贴地逆温更厚更强,低空风速略小,低空型东南风风层较为深厚。贴地逆温顶高<950 m,逆温强度>0.55℃/100 m,地面西南风,低空型东南风起始高度<500 m,最大风速层<1 200 m等条件有利于雾的发生。(2)持续浓雾日相较于非持续浓雾日,贴地逆温或悬垂逆温的第一逆温层底高和顶高更低,平均逆温强度更强,第一逆温顶高≤600 m,悬垂逆温底高≤100 m,逆温强度≥0.55℃/100 m,地面西南风、低空型东南风起始高度≤300 m,600 m高度以上东南风风速≥8 m/s等条件有利于持续浓雾的发生。

峡口城市乌鲁木齐冬季大气污染的时空分布特征

基于2013年1~3月每日发布的6类污染物（PM10、SO2、NO2、PM2.5、CO和O3）逐时数据和同期气象数据,对乌鲁木齐污染物的时空分布变化规律进行了分析。结果表明：乌鲁木齐污染物浓度空间分布型可分为两种,即城区中心-外围过渡型和南北过渡型。PM10是城区中心-外围递增型,SO2和CO则是城区中心-外围递减型。南北递增型是PM2.5和O3,南北递减型为NO2;