山东沿海偏北大风的天气学模型和物理量特征

应用观测资料和MICAPS3气象资料显示系统,分析研究了近十年山东沿海7级以上偏北大风的特征。对两年内36次区域性大风个例,以地面影响系统为主,把偏北大风分为四种类型:冷锋型、温带气旋型、回流冷空气型和北上热带气旋型,建立了偏北大风的天气学模型。分月份、分类型统计分析了偏北大风期间地面气压梯度、锋后冷高压强度、锋前低压强度、高低压之间的气压差、850 hPa锋区强度、850hPa偏北风风速、850hPa24h变温,给出了阈值和平均值;分析研究了各类型9级以上偏北大风气象要素的临界值。对各种类型偏北大风的物理量空间结构和形成机理进行了研究,结果表明:冷锋偏北大风在中低层为较强的下沉运动,低层辐散,有高空动量下传,偏北大风主要是快速南下的冷空气、下沉运动造成的辐散风和高空动量下传的共同作用;气旋型偏北大风在高空为正涡度、低层辐合、整层为上升运动,北大风主要取决于快速旋转的气旋性环流和向气旋中心的辐合运动;回流型偏北大风的中高空为上升,近地面层为下沉,偏北大风主要是低层快速南下的冷空气的水平运动。

江西暴雨预报的客观天气学模型和物理诊断模型研究

文章介绍了江西区域暴雨的客观天气学模型、物理诊断模型、预报流程以及利用数值化云图进行暴雨落区短时跟踪预报的方法．并给出了１９９２～１９９５年汛期模型的试报结果．

辽宁设施农业致灾暴雪时空分布及天气学模型

利用1960—2014年辽宁省50个气象站逐日降水、雪深资料和NCEP再分析资料,对辽宁省设施农业暴雪垮棚过程的时空分布特征及天气形势进行分析。结果表明,近55年辽宁单站暴雪垮棚过程总频次呈现自东向西减少的空间分布特征,东部的本溪、抚顺东部、丹东北部最多出现18次以上,辽宁西部在6次以下,中部地区在6~18次之间;暴雪垮棚过程中月频次2月最多,其次是3月和11月,最少的是12月和1月,暴雪垮棚过程年频次存在14、9、5、3年的变化周期;辽宁暴雪垮棚过程按照海平面气压场分为倒槽型、黄河气旋型和江淮气旋型3类天气学模型。

安庆市近十年短时强降水特征及其天气学模型

利用2005—2017年安庆市8个国家气象观测站逐时降水量资料以及高空探测资料,分析安庆市短时强降水的时空分布特征,并建立安庆市短时强降水天气学模型。结果表明:短时强降水空间分布城郊差异明显,以城区次数为最多,其次是山区。短时强降水过程的年发生总站次没有明显的线性变化趋势,但有较大差异;月发生站次以7月为最多,其次是6月和8月;日分布具有明显的单峰型特征,午后到傍晚为高发时段。短时强降水强度以20~30 mm/h为主,超过50 mm/h的较少,但总体上出现次数呈增加趋势,并且强度也有所增强。短时强降水天气模型主要分为冷锋型、短波槽型、台风低压型、副高控制型,以短波槽型占比为最多,每个类型短时强降水的触发机制均不相同,但大部分均存在高低空急流或者超低空急流;本地具有湿层深厚和大气层结不稳定特征。

汉江流域暴雨天气学概念模型分析

为提高汉江流域的降水预报能力,利用1960~2021年的降水资料和探空资料,分析了汉江流域暴雨的区域特征,通过典型过程选取、关键天气系统辨识等方法建立了汉江流域典型暴雨的天气学概念模型。选取了2022年汉江流域上中游暴雨过程,采用天气学原理辨识中高低层关键天气系统的配置及位置进而对暴雨天气学概念模型进行了验证。结果表明:(1)汉江流域上中游及汉江流域暴雨多发生在5~10月,汉江流域下游暴雨多发生在3~10月,夏季暴雨发生频率均高于秋季,且汉江流域下游暴雨及大暴雨日数最多。因此,可根据暴雨的特点将汉江暴雨划分为流域型暴雨、上中游型暴雨和下游型暴雨。(2)针对汉江流域型暴雨,建立了槽前切变低涡型、低空切变急流型、槽及两高辐合型、高空深槽型4种天气学概念模型;针对汉江上中游型暴雨,建立了低空切变急流型和两高辐合型两种天气学概念模型;针对汉江流域下游型暴雨,建立了槽前切变型、偏南气流型、槽后切变型3种天气学概念模型。(3)2022年汉江流域上中游暴雨过程验证结果符合汉江流域上中游低空切变急流型概念模型。

山东省线状中尺度对流系统的天气学特征

按照如下标准确定一个线状中尺度对流系统(linear mesoscale convective system,LMCS):40 dBz以上反射率因子连续或准连续回波带尺度≥100 km并持续至少1 h,镶嵌着40 dBz回波的35 dBz回波要求严格连续,线状或准线状的对流区域拥有一个共同的前边缘,最大回波强度≥50 dBz。从2012—2016年雷达资料中挑选出27个影响山东的LMCS,分析其天气学特征。结果表明:影响山东的LMCS 8月出现次数最多,形成时间集中在傍晚到前半夜,生命史一般为1~2 h,大多数具有后向传播特征;形成LMCS的初始对流单体绝大多数位于河北省,单体生成后一般向东偏南方向移动;LMCS大多数是东北—西南向,尺度一般介于100~200 km。文章提炼了形成LMCS的后倾槽、前倾槽和冷涡等三类天气学模型。850 hPa伴有暖温度脊或暖中心是形成LMCS的一个重要特征,冷涡和前倾槽类500 hPa中空急流以及后倾槽类700 hPa以下低空急流在形成LMCS中起着重要作用。当850 hPa比湿>8 g·kg^-1,沙氏指数和抬升指数均为负值时,可能出现LMCS。若对流有效位能>1000 J·kg^-1,对流抑制较小,且850 hPa与500 hPa气温差大于25℃,出现LMCS的概率达80%。LMCS出现时均伴有短时强降水,70.4%的LMCS造成雷暴大风、冰雹或强降水灾害。冰雹和大风比短时强降水需要大气层结的不稳定度更高,仅有短时强降水出现时,0℃层和-20℃层的高度明显比冰雹和大风出现时的高度高。

南充雷暴大风天气学概念模型和环境物理量分析

利用1981～2016年气象常规观测和自动站资料对南充大风的基本气候特征进行统计分析,重点探讨不同类型区域雷暴大风的天气系统配置和环境物理量基本特征。结果表明:(1)南充雷暴大风按照形成原因主要分为高空冷平流强迫类和斜压锋生类,按落区出现情况分为全市型、东部型和西部型,东部型雷暴大风主要由高空冷平流强迫所致,全市型和西部型雷暴大风过程则多为斜压锋生所造成。(2)斜压锋生类雷暴大风主要发生在显著冷暖平流导致的斜压锋生与锋面动力强迫共同作用的形势下,高空冷平流强迫类则主要是高空强干冷平流的作用。(3)雷暴大风过程发生前大气环境呈上干下湿、湿层浅薄或为"喇叭口"形态,对于不同类型雷暴大风过程发生前的环境物理结构不同,斜压锋生类雷暴大风产生时大气环境多为明显斜压特征,高空常伴有强锋区,低层不稳定能量大,因此热力因子比较重要。高空冷平流强迫类主要发生在川陕槽后强烈冷平流形势下,水平风垂直切变大、要求低层增温快,故热力和动力因子都重要。

山东省雷暴大风天气学分型与物理诊断量统计特征

使用MICAPS地面气象观测资料和探空资料,对山东省2009-2016年4-9月产生的雷暴大风以500 hPa天气系统为主进行分型,并以低层(850 hPa)中尺度天气系统和地面天气系统为辅对各型雷暴大风进行分类。然后,采用百分位数法统计分析各型雷暴大风发生时的物理诊断量,并给出各物理诊断量的临界值。结果表明:(1)基于500 hPa天气影响系统配置,山东省雷暴大风分为槽前型、槽后型和副高边缘型,再根据雷暴大风落区与850 hPa天气系统的位置关系,又分为切变线辐合类、偏南气流辐合类和偏北气流辐合类3种类型,而根据海平面气压场中天气系统与雷暴大风的位置关系,则将产生雷暴大风的地面天气系统主要归纳为6种类型。(2)将山东省划分为内陆地区和半岛地区,4-6月内陆地区雷暴大风的适用物理诊断量为850 hPa与500 hPa温差(ΔT_(850-500))、500 hPa与850 hPa风速差(ΔV_(500-850))、风暴强度指数(SSI)和大风指数(WI),半岛地区代表大气热力和动力综合特征的物理诊断量SSI和WI对雷暴大风的指示性较好。(3)7-8月山东全省,代表大气热力不稳定的物理诊断量即对流有效位能(CAPE)、K指数、抬升指数(LI)、700 hPa与850 hPa假相当位温差(Δθ_(se700-850))、强天气威胁指数(SWEAT),对雷暴大风有较好的指示性。(4)9月山东省雷暴大风主要发生在半岛地区,Δθ_(se700-850)、SSI、SWEAT和ΔV_(500-850)对雷暴大风具有较好的指示性。

锡林郭勒盟空气污染特征及天气学分型

利用锡林郭勒盟生态环境局空气自动监测站国控站点数据和国家气象站的常规观测、加密观测、探空等资料,对锡林郭勒盟2015~2021年污染天气气象条件进行研究,选取36个中度污染以上首要污染物为PM10,中度以上空气污染过程作为研究对象。主要从污染颗粒物浓度与地面气象要素的关系、地面和高空影响系统、物理量场进行分析,确定了不同影响系统的位置、强度、物理量等预报指标。最终根据上述分析研究,按地面影响系统,将造成锡林郭勒盟空气污染天气分为蒙古气旋底部型、蒙古气旋型、地面高压底前部型、地面倒槽型四类,同时建立天气学模型。

气旋类山东暴雨过程天气学特征分析

利用天气观测资料、NECP/NCAR再分析资料对2001年1月—2015年8月发生在山东的32例气旋导致的大范围的暴雨过程进行了分析。将气旋分为黄河气旋型、黄淮气旋型与江淮气旋型,针对每类气旋重点分析其暴雨发生的动力机制、水汽特征,暴雨落区等,并建立了概念模型。结论如下:(1)黄河气旋型暴雨落区在气旋移动方向的左前方,暖锋附近,天气尺度强迫有利于暴雨产生,水汽来源于西南气流输送或气旋本身。(2)黄淮气旋型暴雨落区在气旋移动方向的左前方,属暖区降水,高低空急流垂直耦合诱发深对流,促使暴雨产生。(3)江淮气旋型暴雨落区在气旋中心北侧,属冷区降水,其环流形势经向度较大,诱使低层低涡切变线北移,为系统性暴雨的产生提供水汽条件和动力条件。(4)三类气旋暴雨过程中,对流层高层多为辐散场或高空急流入口区右侧,低层多有低涡配合;当有低空偏南风急流出现时,降水量大,反之,则小;暴雨中心均与850 h Pa水汽通量散度辐合区、高比湿区及高能舌区三者相叠置的位置相吻合。

武汉市梅雨期暴雨天气模型及预报

利用1980～1995年武汉市梅雨期气象资料,统计暴雨与天气要素的关系,建立了7套梅雨期武汉市暴雨预报模型,在1996～1997年汛期实际应用中,效果较好.

大到暴雪天气模型及数值产品释用预报方法

用欧洲数值预报产品格点资料,对1986年11月-2002年3月河南省出现的87个大到暴雪个例进行对比分析,将大到暴雪划分为3个类型,即高原低槽型、阻高-横槽型和L型,对每个型进行合成平均,建立了大到暴雪的天气学概念模型。为提高样本中大到暴雪的概率,先将样本进行消空处理,然后选取物理意义清晰、天气学意义明确的预报因子,分别建立了全省分片大到暴雪1-7 d预报方法,在业务试应用中取得了较好的预报效果。

广西大明山冰冻天气概念模型及其预报方法

利用广西大明山2006—2020年3个自动气象站的观测数据,对其冰冻天气特征、模型和预报方法进行分析。结果表明,大明山的冰冻天气主要出现在12月到次年2月,年均冰冻日有20d,海拔越高,冰冻日数越多;大明山冰冻日数与南宁、上林日最低气温的相关性较好;大明山冰冻天气可分为强锋区型和强辐射降温型两类,前者可造成较严重的冰冻灾害,后者无明显的冰冻灾害;建立了大明山雨凇、雾凇、道路结冰等冰冻灾害的逐步回归预报方法,经检验大明山最低气温预报方程效果较好。

河南省夏玉米倒伏的天气特征及预报预警

通过对2001—2012年12年间7—9月造成河南省夏玉米发生倒伏的天气形势分析得知,影响河南省夏玉米发生倒伏的天气形势主要有2种,分别是强冷空气型和短时雷雨大风型。强冷空气型根据冷空气路径,可分为强中路偏东型和强西路冷空气型,此种类型造成的夏玉米倒伏范围大,但倒伏程度不一定很强;短时雷雨大风型可分为江淮倒槽型和暖低压前部偏南气流型,此种类型造成的倒伏范围一般较小,局地性较强,但倒伏程度严重,有时甚至发生倒折的情况。从发生倒伏的时间来看,强冷空气造成的倒伏多发生在8—9月,短时雷雨大风发生的倒伏多在7月—8月中上旬,以7月居多。对40个造成夏玉米倒伏个例的天气形势进行统计分析,建立了2种不同形势下发生夏玉米倒伏的天气学模型。强冷空气影响造成的大风一般范围比较大,如果同时伴有强降水出现,夏玉米容易出现大面积的倒伏,对产量造成较大危害,本研究重点分析了2009年8月28—29日一次强冷空气造成夏玉米发生大面积倒伏典型个例的大尺度环流背景场和物理量特征,给出了造成夏玉米倒伏的天气预报预警指标和农事生产建议,以期对降低夏玉米倒伏造成的灾害有所帮助。

辽宁春播期首场透雨时空分布特征及天气形势分析

利用1960—2014年4—5月辽宁省49个气象站逐日降水资料和NCEP再分析资料,对辽宁春播期首场透雨的时空分布特征及天气形势进行分析。结果表明:(1)单站透雨平均出现日期、无透雨次数和平均透雨量的空间分布都存在明显的地区差异,如透雨平均出现日期自东向西逐渐偏晚,辽东南部最早,辽西最晚;(2)区域性透雨近55年平均出现日期为4月19日。从周期变化来看,区域性透雨初日存在14、9、5、3年左右的变化周期。区域性透雨量空间分布最多的是在总体一致的背景下呈现自东南向西北递减的分布规律,其次是中东部与西部相反的空间分布,即中东部有(没)透雨,而西部没(有)透雨;(3)辽宁区域性透雨高空环流可分为深槽型、东亚倒Ω型和短波槽型三类天气学模型。

欧洲细网格数值预报产品在双流机场低能见度天气预报中的应用研究

针对目前双流机场主导能见度及跑道视程缺乏客观预报产品的问题,利用2009-2019年的自动观测、天气报告和EC细网格数值预报产品,基于双流机场低能见度天气学预测模型,建立主导能见度和跑道视程预测软件。该软件结合民航运行规范,利用归一化方法对EC细网格数值预报能见度产品进行修订,利用RVR与主导能见度的统计关系得到精细化的RVR预测产品,并利用历史个例前期地面气象要素的统计值进行消空。研究结果表明,该软件具有良好的准确性、稳定性,可有效降低双流机场低能见度天气的空报率和漏报率。

安顺市两类暴雨模型的建立及应用研究

该文建立了对安顺影响最多的辐合线锋生型和冷锋低槽型暴雨天气学模型,同时通过分析相关站点的物理"配料"在暴雨发生期间的变化特征,统计出了表征动力、热力和水汽条件等物理量在暴雨发生期间的阈值。最后通过实况资料与数值预报产品结合的方式,得到了一个预报安顺暴雨的方法。对2012年5—9月天气进行了逐日检验试报,并在2015年汛期试用,结果表明该方法对安顺暴雨有较强的预报能力,试报准确率Ts=66.7%。

达州冰雹天气类型统计研究

利用常规气象资料和探空资料,对1980~2018年达州出现的89次冰雹过程进行分析研究,结果表明:达州地区冰雹主要出现在4~8月,其中4~5月概率最大;降雹具有明显的日变化特征,集中在午后到傍晚;降雹和地形有密切关系,主要集中在达州的中北部,特别是北部;冰雹天气类型有四种,分别是西北气流型、低槽型、阶梯槽型和东亚横槽型;基于冰雹天气的相关物理量指标和各天气类型下的物理量特征可作为达州冰雹预报的重要因子。

中国北方特强沙尘暴的天气系统分型研究

使用中国中央气象台出版的历史天气图资料,对1957—1996年和2001—2002年间发生在我国北方的33次特强沙尘暴过程的天气系统进行了分析研究,重点归纳了形成各次沙尘暴过程的天气系统的热力和动力结构、活动特征及高低层系统的相互配置。在此基础上,以触发沙尘暴强风的主要地面天气系统为主要依据,将形成我国北方特强沙尘暴的天气系统,划分成纯冷锋型、蒙古气旋与冷锋混合型、蒙古冷高压型和干飑线与冷锋混合型4种类型。研究了各类型天气系统在沙尘暴强风形成中的作用、各类型强风的特点及沙尘暴天气的时空分布特征,给出了各类型特强沙尘暴的天气学概念模型。

抚顺短时强降水天气预报方法研究

利用1981—2013年抚顺3个国家基本站逐时降水资料分析抚顺地区短时强降水的时空分布规律,发现章党短时强降水出现次数最多,为71次,且从年际变化来看,章党呈波动式变化,清原从2001年开始明显增加,新宾年际变化大,2010年达到最大11次,之后迅速减小。从后半夜到早晨,午后到傍晚这2个时段是强降水的易发时间段。根据500hPa环流形势特征,抚顺地区短时强降水天气可分为4种短期天气学模型:东北低压型,占39.7%;脊前切变线型,占25.9%;副热带高压型,占25.9%;偏西气流型3.4%;其他占8.6%。