山东省初秋一次大范围强对流过程落区和抬升触发机制分析

利用常规观测、加密自动站、多普勒天气雷达、风廓线雷达及NCEP再分析资料,对2016年9月11日山东省初秋大范围强对流天气的落区和抬升触发机制进行了分析。结果表明:受高空槽影响,有、无对流区上空大气层结均不稳定,大的对流有效位能(CAPE)与小的对流抑制能量(CIN)环境条件下,强对流云团呈现"遍地开花型",抬升触发成为强对流发生的关键因素。地面辐合线、干线、海风锋、冷池出流是主要的抬升触发系统。由于对流抑制小,抬升强迫一般不需要太强,不同区域雷暴的抬升机制不同,鲁西北地区强对流天气由地面辐合线抬升触发,山东半岛地区的对流是由海风锋与冷锋共同触发,而鲁中地区强对流则由老的雷暴的冷池前沿阵风锋抬升触发,鲁东南地区的对流是由干线与地面辐合线共同作用造成的。辐合线抬升强迫的大小很重要,其量化可通过边界层散度衡量。在同样具备地面辐合线的情况下,不同温湿性质气团的中尺度边界对雷暴触发起关键作用。预报落区的偏差主要是因为短期阶段无法获取低空东南风气流这一关键中尺度系统,不同起报时间模式预报的调整趋势、季节等因素是对流强度预报偏弱的主要原因。经验表明,通过对大量个例的分析研究,提高对数值模式的订正能力是提高预报准确率的有效方法。

基于“配料法”对两种类型强对流天气的临近预报再分析

文章利用常规观测资料、ERA51°×1°再分析资料、卫星云图等资料,结合“配料法”思想,基于层结稳定度、水汽条件、抬升触发条件和垂直风切变等构成要素的对比分析,对伴随不同天气现象的两种强对流天气过程的临近预报可行性再分析,以增强预报员对短时强天气预报的主观订正能力和决策服务能力。研究结果表明:(1)“03·23”过程低空急流是层结不稳定的建立者;“06·06”过程是不利于降水效率增大的上干冷下暖湿的不稳定层结。(2)“03·23”暖湿气流强盛,低层水汽充足;“06·06”中层较干,水汽仅集中在边界层。(3)“03·23”低空急流为水汽供应者、强对流触发者和组织者,有系统性整层抬升条件;“06·06”垂直方向上的温度差动平流形成的热力不稳定为主要抬升触发条件。(4)“03·23”上升气流与环境风相互作用产生的扰动压力梯度与合成的垂直加速度对上升速度有显著影响;“06·06”没有强的垂直风切变很难形成高度组织化的对流。总体可见:在短时临近预报中重点分析垂直风切变和低层水汽,可对冰雹的形成进行有效提前预警。

一次飑线大风天气过程成因分析

利用常规探测资料、多普勒天气雷达资料、自动站观测资料、ECRA5逐小时(水平分辨率0.25°×0.25°)再分析资料等,对2020年4月22日发生在海南岛的一次飑线过程进行分析。结果表明:本次飑线发生在副热带高压北侧边缘,地面准静止锋南侧暖区内,整层大气较湿,没有明显的冷空气。高层有急流,低层有切变,高低空急流配置形成低层辐合,高层辐散,提供有力的动力不稳定条件;地面中尺度辐合线为强对流天气爆发提供了非常有利的抬升触发机制。雷州半岛西部海面出现冷池,与海南岛西北内陆地区形成了极大的水平温度梯度,密度流强,这正是飑线产生极大风的重要原因。冷池移动的方向与飑线移动方向一致,朝东南方向移动。多普勒天气雷达分析表明,本次飑线过程是对流单体产生的阵风峰激发了原有孤立对流的进一步组织化发展;另外,大降水粒子拖曳下沉作用可能是造成局地大风的成因之一。

杭州地区夏季午后雷暴大风环境条件分析

选取杭州地区2013—2018年6—8月28次午后雷暴大风个例进行研究。结果表明:杭州夏季午后雷暴大风依照发生频率多少主要影响路径依次为西北向偏东移(28%)、西南向东北移(25%)、东南向偏北移(22%)、杭州局地生成(19%);杭州西北、西南山区和东北部平原是雷暴触发和增强关键区。夏季午后雷暴大风天气概念模型按照副热带高压与周边系统相互作用分为:高空冷平流强迫型、低层暖平流强迫型和准正压型,其中准正压型杭州地区更多的是与边界层辐合线和东风带系统影响这一类。抬升触发机制多为近地层中尺度辐合线,这与弱冷空气侵入、海陆分布、地形等因素有关。其T-ln p图特征包括:对流有效位能(CAPE)中等偏强,中层为干空气层结,中低层有较浅薄湿层,低层环境大气温度垂直递减率接近干绝热,湿层下温湿廓线呈倒“V”型。CAPE、下沉有效位能(DCAPE)均在1000 J·kg^-1以上,DCAPE平均值更大。中层(700~400 hPa)平均温度露点差均值为13.7℃,最大温度露点差均值为21.5℃,可以很好地表征中层干层特征。夏季午后雷暴大风天气一般发生在弱的垂直风切变条件下,大风指数命中率可达79%,但是要注意其虚警次数也较多。