皖南初春平行线状对流系统引发的大暴雨分析

利用多源气象观测资料和欧洲中心ERA5再分析资料研究2022年3月中旬安徽南部的一次大暴雨过程。结果表明:受稳定的贝湖东部低槽、西北太平洋副热带高压与东移加强的华西疏散槽共同影响,地面冷锋快速南下,引发大暴雨的中尺度平行线状对流系统形成于地面冷锋附近大别山区南部迎风坡上并向东移动,呈现出列车效应。对流层中低层西南急流、低涡切变、大的垂直风切变为其发展、维持提供了有利的环境条件;复杂地形对平行线状对流系统的发展演变具有重要作用,山地增强了南北水平温度梯度,并通过迎风坡或喇叭口的近地面风场辐合不断产生新的上升气流,低层对流触发后不断随着偏南气流北移,形成线状对流系统,呈现出后向传播特征;整个平行线状对流随着中层引导风向偏东方向移动,强降水中心太湖不仅有东南风与北侧绕大别山区南下的东北风辐合,且处于迎风坡的喇叭口,地形抬升加强辐合作用,对流发展最为旺盛;双偏振雷达参量和雨滴谱仪显示,太湖上空为粒子数密度大的大雨滴,降水效率高。

吉林省东南部一次区域性大暴雨天气过程的诊断分析

利用常规气象观测资料、卫星云图、区域站资料,以及美国FNL的1°×1°再分析资料,分析了2022年8月15日吉林省东南部大暴雨的成因。结果表明:对流层中层500hPa槽加强、低空急流发展北上,低空切变线与地面气旋倒槽附近强烈的风向风速辐合为此次大暴雨的发生提供了十分有利的环流背景条件;高低空急流的耦合作用也有利于上升运动的维持和加强;近地面辐合线长时间存在配合弱冷空气导致吉林省东南部不断有新生对流单体生成,形成“列车效应”,造成吉林省东南部降水长时间维持;此次降水过程饱和层深厚,在降水发生前就有了较好的水汽储备,同时两条超低空水汽通道长时间维持将海面上的水汽向吉林省东南部源源不断地输送,使其存在较强的水汽输送及水汽辐合;强烈的暖湿平流有利于对流不稳定层结的建立和维持,为强降水提供了热力不稳定条件,使降水存在一定的对流性。

河西走廊东部一次极端大暴雨的分析

利用常规观测图、卫星云图、物理量场和区域自动气象站观测资料,对2018年8月1—2日河西走廊东部一次极端对流性大暴雨的成因进行分析。结果表明,大暴雨发生在高低空西南急流和副高边缘的偏东南急流水汽辐合区,中低层的切变线和辐合中心在河套高压阻挡下缓慢东移,配合地面风场辐合。中低层正涡度大值中心的强辐合、高层辐散的抽吸作用是此次大暴雨过程发生、发展的动力条件;第一阶段中低层辐合高层辐散明显,对流发展旺盛,中尺度对流云团合并增强发展;第二阶段水汽辐合深厚,辐合中心在武威市且明显加强,系对流单体、对流云团发展增强以及降水云系的共同影响;θse高能舌延伸到偏东偏北位置,K指数均在29℃以上且位于梯度区是此次大暴雨的重要指标。

江西饶河流域大暴雨短时强降水特征分析

为了做好江西饶河流域大暴雨的短临预报,使用2013—2022年江西饶河流域(南支乐安河)大暴雨资料以及天气图、雷达回波等资料,采用统计学、天气学、雷达气象学等原理及方法,对饶河流域大暴雨天气进行研究,主要结论:1)饶河流域大暴雨次数逐年增长,短时强降水与大暴雨呈正态分布,出现在6月。2)短时强降水多由带状回波造成,表现为絮状回波短带、絮状回波带、回波带、回波短带。3)低槽、切变、急流、副热带高压等天气系统是饶河流域大暴雨的主要天气系统。4)絮状回波团(带)结构较为松散,回波短带结构密实,当回波系统合并时,回波加强发展,可能出现强降水极值。这些研究结果均为江西饶河流域大暴雨天气的预报预警提供参考依据。

重庆市万州区“7·14”大暴雨天气过程分析

利用常规观测资料和万州多普勒雷达探测资料,对2023年7月13日下午至14日上午重庆市万州区大暴雨天气过程的环流形势和雷达回波特征进行了简要分析。得出结论:(1)盛夏副高的微小摆动,会影响中低层系统移动路径;500 hPa低槽与低层切变线低涡系统耦合,为渝东北提供了强劲的动力条件和水汽辐合;地面冷锋为强对流发生提供了触发机制;地面冷空气有利于提高降水效率,增强过程降水极端性。(2)雷达图上,呈准静止状态的高反射率因子回波带和列车效应是造成“7·14”大暴雨的直接原因。(3)万州雷达对层云降水预估表现较好,但对积云对流引起的暴雨以上量级和范围预估能力不足,需要在以后工作中不断评估检验,提高预警预报准确率。

景德镇一次罕见连续性大暴雨过程分析

为了更好预报大暴雨过程,利用常规地面、高空观测资料、WebGis雷达拼图STI产品、ncep日平均再分析资料,对2021年8月中旬,景德镇地区出现的一次罕见大暴雨过程进行分析。结果表明,此次降水过程持续时间长,强度大,同期降水位居景德镇历史首位。强降水是在有利环境场中产生的,暖强迫下的风速辐合是造成11—12日降水产生的主要原因;13—14日地面冷空气南下,大气斜压性增强,触发对流性强降水,导致连续性大暴雨天气的发生。雷达拼图上组合STI产品表明新老单体移向一致,重复经过景德镇和乐平市区,造成列车效应,最终导致大暴雨。副高较常年同期明显偏南、冷空气活动偏强偏南,导致冷暖空气强烈对峙,是造成景德镇中旬连续性大暴雨的主要原因。

干旱地区一次局地对流性大暴雨成因分析

综合使用常规Micaps资料、临河雷达ROSE资料等,对2023年8月9日河套平原一次局地对流性大暴雨过程进行了分析,重点讨论了过程发生的中尺度环境条件时空演变特征及暴雨成因。结果表明:副高快速大幅度北跳后南落使短期内对流层中高层下沉气流的增温作用达到、下沉气流的对流抑制作用减弱,但低层暖湿高能状态仍然维持;中高海拔地区无抑制、低海拔地区小量抬升可突破抑制释放大量储藏能量的不稳定性空间分布为夜间乌加河河谷地带的强对流的发生提供了有利的大气层结背景条件;前半夜暖中心前部热力不稳仍然较强,低海拔地区局地动力抬升使抑制消失则局地触发强对流,西南部地面露点较高、850 hPa比湿较大,易形成局地强降水。阴山最高峰与乌加河河谷离最高峰最近处沙海镇巨大海拔差所产生的热力差异,为此次夜间局地强对流提供了有利的山风热力环流条件;对流层中低层的强劲的东南风与山风环流高层的东南风一直,进而加强了山风环流;山风产生的冷空气抬升各沟口自西南向东北依次展开,由于沙海镇受多条沟口的冷出流影响,因此动力抬升时间最长、抬升幅度最大;最佳抬升层较低时,模式850 hPa风场在分析乌加河河谷水汽能量输送方向时有较强指示作用。

汶川县2022年7月12日区域性大暴雨天气过程分析及对农业的影响

本研究利用自动站资料、卫星云图以及NCEP再分析资料对汶川县2022年7月12日08时—13日08时出现的一次区域性大暴雨过程进行了分析,并就此类大暴雨天气对农业的影响提出了气象服务对策。分析结果表明:此次暴雨主要是受太平洋副热带高压外围西南暖湿气流和高原低槽共同影响,低层偏南气流为这次过程提供水汽输送和850 hPa偏东气流在沿山的动力抬升作用,促使对流系统发生发展,产生强降水天气;暴雨天气严重影响了当地农作物的品质与产量。因此,各级气象部门应积极通过提前预防暴雨天气、提升暴雨预警预报能力等措施做好暴雨气象服务工作,以保障农业安全生产。

昭平台水库以上流域可能最大暴雨洪水计算

采用水汽改正法和综合改正法移置河南“75·8”暴雨,计算昭平台水库以上流域可能最大暴雨(PMP)和可能最大洪水(PMF)。结果显示,基于综合改正法和2h单位线计算得水库可能最大洪水成果洪峰39100m^(3)/s,24h洪量9.75亿m^(3),3d洪量16.68亿m^(3),与万年一遇频率洪水加20%安全修正值结果比值在合理范围内,计算结果可靠。

江西大暴雨天气闪电分布与回波强度关系

大暴雨过程中的闪电分布与雷达回波强度关系密切,根据闪电强弱可间接判断雷达回波的强弱变化,为分析回波系统演变趋势提供线索。使用自动站数据、常规天气图、闪电数据和雷达拼图等资料,采用雷电知识、雷达气象学原理及分析方法,对江西2022年4次大暴雨过程的暴雨实况、天气系统、闪电分布、雷达回波特征等进行分析,总结闪电与回波关系。结果表明,江西2022年汛期出现4次较大范围的大暴雨天气过程,主要分布在赣中赣北等地。500 hPa低槽、850 hPa切变线、100 hPa分流区、中等强度CAPE、低空急流和超低空急流等天气系统是造成江西大暴雨天气主要因素。另外,当强回波区≥45 dBZ时,与闪电密集区以及强降水区有对应关系,密集强闪电往往会比强回波和强降水超前出现。研究结果为江西大暴雨过程中闪电分布与雷达监测预警预报提供了分析依据。

2023年5月4—5日铜鼓大暴雨天气分析

为了做好铜鼓大暴雨天气的预警预报工作,文章使用江西省气象资料查询系统和铜鼓县国家基本气象站气象数据、MICAPS平台、江西雷达拼图平台和宜春SA雷达基数据反演PUP产品等资料,对2023-05-04—2023-05-05铜鼓县大暴雨过程进行分析。结果表明:铜鼓大暴雨过程中,铜鼓国家基本气象站降雨量为152.7 mm/12 h,赣西北和赣东北为两个暴雨区;铜鼓国家基本气象站地面气象要素中,2 min平均风速和分钟内最大瞬时风速均较小;在两次短时强降水出现前,2 min平均风速和分钟内最大瞬时风速都有一个峰值;气温、水汽压变化较小;本站气压在短时强降水发生前有个升压过程,在短时强降水结束后有个降压过程;短时强降水高峰期不是闪电频次最密集时段;铜鼓大暴雨的天气系统在100 hPa高度上有明显出流区、500 hPa低槽、850 hPa切变(低涡)和西南急流、地面西南倒槽,在倒槽中江西北部存在辐合线;铜鼓回波特征为絮状回波团和回波短带;45 dBZ强回波面积≥100 km~2,强盛时强回波面积为457 km~2和650 km~2;强降水回波45 dBZ回波顶高度在7 km~8 km,比低质心强降水的回波顶偏高1 km~2 km。研究结果为监测预警铜鼓飑线天气提供了分析依据。

2021年8月8日垫江县一次大暴雨天气过程分析

本文利用常规气象观测资料、NCEP再分析资料等相关气象资料对2021年8月8日垫江县一次大暴雨天气过程进行分析。结果表明:此次垫江县大暴雨天气是在高空槽东移南下、台风“卢碧”、高低空急流、高空辐散的耦合及低空西南涡的共同作用下产生的,这些影响为本次垫江县大暴雨天气的发生提供了有利的大尺度环流背景形势。

“2023-03-22”乐平大暴雨强降水回波特征与应用

为了更好地预报乐平大暴雨和短时强降水天气,文章使用MICAPS天气图、乐平自动气象站雨量、雷达回波等资料,采用天气学、雷达气象学等原理和图像识别技术,对2023-03-22乐平大暴雨过程和短时强降水的回波进行分析。结果表明:大暴雨的对流性特征明显,伴有强降水、强雷电等强对流天气;探空图上具有典型的“喇叭口”结构,低槽东移,冷空气与西南气流交汇,高层辐散,地面辐合,导致强降水发生;强降水伴有显著强雷电,降水强度最大的乐平雷电密度也最大,在强降水开始时,强雷电一般超前于强降水出现,而在强降水过程之中或即将结束时,强雷电落后于强降水;TBB强中心以南等值线密集地方对流最旺盛,最易诱发强降水;在测站上游出现大范围45 dBZ以上强回波且向测站移来时,强回波面积≥300 km^(2),会导致≥30 mm/h强降水,应提前发布预警信息。研究结果对乐平大暴雨和短时强降水的监测预警、预报服务发挥指导作用。

吉林省一次连续大暴雨天气过程分析

利用常规观测资料、FNL再分析资料,应用天气学诊断分析方法,对2023年8月28日12时至30日07时吉林省一次连续大暴雨天气过程进行诊断分析。结果表明:连续大暴雨发生在江淮气旋北上的环流背景下;水汽来源主要是黄海水汽和西太平洋水汽;水汽的抬升主要是由天气尺度的长波槽加深,槽前正涡度平流发展,暖湿空气的热力抬升,低空偏东风、东南风和偏南风急流形成的风向辐合,以及低层辐合流场上空又有辐散流场叠置造成的“抽吸”效应共同完成的;降水过程中假相当位温增大,说明高能高湿的暖空气源源不断地向大暴雨区输送,高能锋区与暴雨落区有很好的对应关系,并且高能锋区间端、高能舌尖端都与大暴雨落区有很好的对应关系。

江西大暴雨天气三种雷达回波特征分析

为了做好江西大暴雨天气的监测预警工作,基于MICAPS天气图、江西自动站和雷达拼图等数据,采用天气学、雷达气象学等原理与方法,对江西2022年4次大暴雨天气中的三种雷达回波形态进行分析,结果表明:江西大暴雨回波形态有短带回波、冷锋回波带和低涡回波团三种;短带回波当单体移动方向与回波带走向近似一致时,降水最强;冷锋回波带在东移过程中呈现顺时针转动,最后演变成东西走向;低涡回波团沿槽前西南急流朝东北方向移动,与切变线雨带合并后,回波团进一步发展壮大。研究结果旨在为江西大暴雨及短时强降水天气的短临预报提供分析依据。

南昌一次大暴雨过程中闪电与回波特征分析

为了做好大暴雨过程的监测预警工作,文章运用地面气象要素、雷达回波、闪电数据等资料,对南昌市2023-06-19-2023-06-20大暴雨过程中的闪电特征进行了分析。结果表明:大暴雨是梅雨锋雨带稳定少动,雨带出现多个短时强降水形成的;在短时强降水发生前,闪电频繁(超过闪电频次平均线),短时强降水过程中闪电频次快速减少;短时强降水是形成大暴雨的重要原因,尤其是当同一地区出现两次以上短时强降水时,出现大暴雨的概率很大;大暴雨回波带由短带回波和多个对流单体回波组成,组合反射率可达45~55 dBZ。研究结果以期为南昌地区大暴雨中闪电和短时强降水的监测预警提供分析依据。

曲靖市2022年7月18-20日大暴雨天气过程成因分析

利用区域自动站资料、常规观测资料、NCEP再分析资料、雷达产品等,对曲靖市2022年7月18—20日大暴雨天气过程进行分析。结果表明:(1)500 hPa低槽携带冷空气侵入、700 hPa切变线为降雨提供了动力条件,低层来自孟加拉湾和南海的两股暖湿气流的输送与辐合为降雨提供了充足的水汽和能量,地面低压和中尺度辐合线对对流降水系统的触发、加强、维持和新生产生重要作用;(2)较高的整层可降水量和深厚的湿层、中低层较大的垂直风切变及冷空气侵入、不稳定的大气层结、偏低的抬升凝结高度和自由对流高度,为此次大暴雨天气提供了有利的环境条件;(3)雷达回波显示,过程前期在地面低压和中尺度辐合线共同作用下受准静止带状对流影响,后期因低压与中尺度辐合线维持少动,曲靖市的中南部不断触发新生线状组织对流合并汇入,造成高效的对流强降水,形成此次大暴雨。

弱天气系统强迫下一次突发性大暴雨成因分析

2021年7月18日西安东北部、渭南南部等地出现突发性暴雨、大暴雨及局地特大暴雨天气,全球模式和多个中尺度模式漏报,为了深入认识此类暴雨天气发生发展机制,提高其预报准确率,本文利用高空、地面观测、ERA5再分析、FY-2G云顶亮温TBB、临潼激光雷达风矢量、泾河雷达及微波辐射计等数据对此次大暴雨发生的环流形势、环境场条件、中尺度对流系统发展演变及触发机制进行分析。结果表明:(1)此次大暴雨天气是在弱天气系统强迫下发生的,大暴雨区位于500 hPa大陆高压边缘,850 hPa和700 hPa无切变线和暖平流、无较大风速输送水汽,地面无冷锋或暖锋。(2)大暴雨发生前环境场有着有利的抬升、充沛的水汽和不稳定能量等条件。地面弱降水造成低的大气抬升凝结高度和云底高度,有利于中尺度对流系统的生成及提高降水效率;低层偏东风风速增大并维持较大风速为大暴雨区输送充沛水汽及能量,大气有一定的对流有效位能,中低层弱上升运动使得暴雨区有着较厚的湿层和较大的整层可降水量。(3)突发性大暴雨由准静止孤立的中-β尺度对流系统造成,中-β尺度对流系统由多个中-γ或中-β尺度对流单体组成。对流单体最先在骊山附近生成,结构松散,组织性差,单体反射率因子有较低的质心及高效率暖云降水特征。(4)地面弱冷空气造成的地面辐合线与骊山地形抬升、灞河谷地狭管效应共同作用触发对流单体,产生强降水,形成地面冷池。冷池出流形成地面辐合线主要在泾河东侧高温、高湿、高能区触发多个新的对流单体。大暴雨区中-β尺度对流系统后向传播,其中多个中-γ或中-β尺度尺度对流单体自东北向西南方向缓慢移动,形成“列车效应”,经过泾河造成大暴雨天气。(5)对于弱天气系统强迫下的暴雨预报,需要增强对其形成机制的认识及新型观测资料的使用,密切关注前期弱降水对近地面增湿和抬升凝结高度的影响,增大的低层风对暴雨区水汽和不稳定能量的输送,地面弱冷空气及地形的触发作用,结合多家中尺度数值模式预报的极值,综合考虑突发性大暴雨的可能性。

一场突发性局地大暴雨触发作用的分析和探讨

利用多种非常规高时空分辨率观测资料并结合ERA5(ECMWF Reanalysis V5)再分析资料,分析了2019年6月2日长春市区的一场突发性局地大暴雨的中尺度特征,结果发现,低层或高层冷中心、暖湿气流和冷池出流三者之间不同的相互作用是该过程两段不同强度降水产生的根本原因:第一时段降水较强,并伴有强雷电和冰雹,700 hPa附近较弱冷中心在低层偏南风急流作用下北移至长春站北部并叠加在高层强冷中心之下,其下沉气流在边界层顶附近受该处降水形成的冷池和冷锋后部冷平流阻挡向南回流,冷池出流强度增强并在长春站附近迫使强暖湿气流抬升,长春站上空层结不稳定性加强,当上游对流云团东移至该地时强烈发展,回波强度超过60 dBZ,后向传播作用形成东西向线状对流,列车效应显著;第二时段降水相对较弱,仅伴有雷电,长春上空中低层仍为暖平流控制,高层冷空气继续加强并南压,其下沉气流在边界层顶附近受低层急流作用向北辐散,冷平流较强并与第一阶段强降水产生的冷池出流(较弱冷平流)在长春站附近辐合,迫使其低层相对较暖的气团抬升,700 hPa以下转为垂直上升运动,对流云团移至该处再次发展并与周围对流云团合并形成线状对流群,但两支辐合气流均为冷平流,近地面层缺少热力条件配合,不利于上升气流加强和维持,强度不超过55 dBZ且质心较低,维持时间短。

安顺市一次局地大暴雨天气漏报原因分析

利用NCEP 1°×1°再分析资料、区域自动站观测资料、雷达资料、FY-2G卫星资料等,分析了2021年8月10—11日安顺市局地大暴雨的天气系统、环境条件、TBB特征、雷达回波特征等,并结合数值模式预报对本次局地大暴雨天气进行分析和反思,结果表明:1)本次局地大暴雨天气夜雨特征明显,且以对流性降雨为主;2)安顺市北部的大暴雨是副热带高压外围低槽配合冷空气导致的,安顺市西部的大暴雨是滇南倒槽北抬加强导致的;3)导致安顺市北部的大暴雨天气系统较为深厚,导致安顺市西部的大暴雨天气系统较为浅薄;4)数值预报对副热带高压东西移动的强度和位置偏差,以及对滇南倒槽发展变化的位置偏差,是本次局地大暴雨天气漏报的主要原因。