川南一次准正压类强对流天气的综合分析

就四川而言,相较于斜压大气中的强对流天气,准正压大气中的强对流天气出现概率低,突发性更强,监测和预报难度更大。本文基于气象站观测资料、雷达组合反射率拼图、气象卫星的TBB资料以及NCEP和ERA5再分析资料,运用天气学、卫星气象学和雷达气象学方法,对2022年8月5日四川南部地区发生的准正压类强对流天气进行了综合分析。结果表明:本次强对流天气以雷暴大风和短时强降雨为主,持续时间约2 h,其间气象要素变化剧烈;主要影响系统为高层的南亚高压、中低层的季风低压倒槽和地面热低压;高CAPE值、“上干下湿”的湿度层结、弱垂直风切变、低层辐合、高层辐散和深厚的上升运动是强对流天气出现的有利环境条件;低压倒槽前的云带在川南演变为对流云团,多中心带状雷暴群的NE段在川南演变为团状雷暴群,雷暴大风和短时强降雨与冷云中心、高TBB梯度、高反射率梯度、反射率大小及其维持时间存在较好的对应关系。

地形效应下正压准地转模式的能量守恒

基于正压大气模式,研究了地形对大气能量的影响.首先,利用尺度分析方法,将正压模式方程组无量纲化.然后,选定一个合适的小参数,再用小参数展开,依次得到无量纲的正压模式方程组的零级和一级近似方程.获得了地形效应下的正压准地转位涡方程.最后通过新的位涡方程推导了能量守恒的结论.并进一步从能量的角度分析和解释了地形对西风的影响.

正压准地转大气中纯粹连续谱能量增长上限的估计

近年来,由于理论和应用上的原因,连续谱增长的问题日益受到关注.目前国外大多数研究仅限于简单的理论模型.Tung应用适当的数学变换技巧研究了无穷β-平面内正压准地转方程谱的演化形式;hepherd,Farrel研究了一些简单的理论模型.文献的研究在(y)=y,β=0的假设下,应用简单的初条件ψ(0)=Asinmπycoskx,得到了连续谱能量的增长.所谓纯粹连续谱增长是指正压准地转大气中仅存在连续谱和中性离散谱(根据Kuo氏定理,如果基本位涡梯度不为零,则基流稳定,即不存在不稳定的谱点)。

副高控制下两次局地短时暴雨的中尺度对比分析

利用区域自动站观测资料、MICAPS数据、卫星云图及双偏振雷达等多源气象观测数据,对2021年8月16日和9月6日浙中两次短时暴雨过程的中尺度特征进行分析对比。结果表明:两次短时暴雨均为发生在副热带高压控制背景下的准正压型强对流天气,其触发系统为流场强迫的地面中尺度辐合中心/辐合线;从10 min雨量随时间表现可见,前者为持续时间约为0.5 h的类双峰型分布,后者则呈单峰型分布;两者都是受维持时间为2~3 h的中尺度对流云团影响,前者由多个中γ尺度对流云团先后影响造成,前后两个强降水时段的中尺度对流系统结构不同,后者是由单个中γ尺度对流云团引起,强降水时段与云顶黑体亮度温度(TBB)的低值区对应,呈现出低质心降水,降水效率高。

白鹤滩水电站坝区灾害性大风特征分析

白鹤滩水电站地处我国地势第二级阶梯与第一级阶梯交界处横断山脉,地形复杂。受多种天气系统影响,加之特殊复杂的下垫面,大风天气频繁,平均每年发生7级以上大风日数达235 d,占全年总日数的64.2%。分别从时间、空间和气候变化方面分析坝区新田自动站气象资料、NCEP格点资料大风变化规律,具体分析了9级以上各级大风个例特征、瞬时风速、10min最大风速持续时间、坝区9级以上不同等级风速持续时间等大风预报指标,旨在进一步完善9级以上灾害性大风的预报方法,提高电站灾害性大风预警预报气象服务水平。

四川盆地暴雨天气过程形成的物理机制分析

对每小时一次的高分辨卫星云图资料分析表明：造成四川盆地暴雨天气过程的中尺度云团是由具有不同天气尺度的形成机制，斜压抬升不是唯一造成盆地暴雨天气的机制。在暴雨天气过程中，各气象要素场相互制约，相互适应，用地转适应的结论和判据，来描述暴雨天气过程中各要素相互适应、制约的方式和条件，为进一步认识、了解盆地暴雨天气形成机制提供了一种新的途径，也为广大预报员提供了一种新的暴雨天气预报思路。由于盆地的特殊地形作用，使对流层中下层的大气状态，有时为准正压结构，有时又为斜压结构．在准正压状态下，盆地暴雨天气的形成机制与热带区积云对流的降雨形成机制相类似。在斜压状态下，盆地暴雨天气的形成机制中、高纬度地区的斜压降雨形成机制，在结构上有着较明显的差异。

回溯时间积分格式的有效性研究

采用正压准地转模式作为动力核，用Ｒｏｓｓｂｙ—Ｈａｕｒｗｉｔｚ波函数作为理想场，同时使用回溯时间积分格式和普通中央差格式进行数值试验。结果表明，在短时积分的情况下，回溯格式能减小数值解误差１～２个量级，而且它对时间步长的增大不敏感。因此使用回溯格式可以减少积分计算量，延长积分时效。