江西大气整层可降水量特征及其与暴雨的关系

为提高江西暴雨预报准确性,基于1990—2022年欧洲中期天气预报中心第五代大气再分析(ERA5)资料、江西省国家气象观测站日降水资料和2023年逐时降水资料,分析江西省平均与暴雨日大气整层可降水量(Total Column Water Vapour,TCWV)分布特征,并确定了有助于预测江西区域性暴雨的TCWV阈值。结果表明:江西省暴雨日的TCWV呈现出明显的时空差异,月平均TCWV中12月、1月为20.0~36.0 mm,全年最低;7—8月可达64.0 mm以上,全年最高,主要集中在赣北和赣中的平原及丘陵地区。7—8月暴雨站点的月平均TCWV的中位数超过65.0 mm;8月最大值可达77.5 mm。暴雨期间,相关站点的TCWV在强降水前通常已达到或接近月平均值,强降水后下降至月平均值以下。暴雨日月平均TCWV值可作为预测该月江西区域性暴雨的阈值:若TCWV值接近或超过月平均值上限,极端降水发生的可能性增大。最大TCWV中心虽不完全与暴雨中心雨带位置重合,但通常位于其附近的高值区内,因此在强降水天气过程中,最大TCWV中心区域可作为预测暴雨雨带位置的重要参考。

合肥整层大气可降水量与地面露点相关性分析

根据合肥站地基双频微波辐射计和地面温、湿度传感器的4年观测资料,对比分析了国内外学者利用地面露点温度td计算整层大气可降水量W的经验计算模式。结果表明,合肥站td与lnW之间年线性相关系数普遍>0.90,经验系数a=-0.521,b=0.0901℃-1,反映出合肥地区气候条件的特殊性。td与lnW之间月相关系数的变化范围较大(0.120～0.813),而且秋季和冬季各月相关性较好,晚春和夏季各月相关性较差,尤其是在7、8月份;两者的季节相关性为秋季最好,夏季最差,春季和冬季的相关系数差别很小;经验系数a与月相关系数的年变化近似呈反向,在春、秋、冬三季变化比较平缓,在夏季却出现剧烈变动。在月时间尺度上根据经验计算模式利用td计算W的方法不可取。

北京721特大暴雨极端性分析及思考(二)极端性降水成因初探及思考

本文是"北京7.21特大暴雨极端性分析及思考"的第二部分,第一部分"观测分析及思考"对此次过程的降水特点、水汽特点、中尺度对流系统(MCS)的环境场条件和发生发展过程进行了分析,指出这是一次极端降水过程。本文进一步从影响降水的因子:降水效率、水汽、上升运动、持续时间等方面进一步探讨极端性降水的成因,所用资料为业务中常用的模式分析和各种观测资料。分析表明,本次过程为典型华北暴雨环流形势,其中高层气流辐散区与低层低涡切变线的耦合是直接诱因;较高的环境相对湿度和湿层较厚,较低的抬升凝结高度和自由对流高度以及热带降水性质提高了本次过程的降水效率;异常大的水汽含量(可降水量达60～80 mm)及与其相关的物理量异常,可作为判断极端降水的重要因子;环境大气具有中下层条件性不稳定,上层湿中性层结特性,CAPE值中等,同时上层干侵入增加了对流不稳定,有利于上升运动发展;低涡切变线及华北地形共同触发了MCS的在暖区生成发展;低涡北跳、MCS后向传播特性使暖区MCS东移速度慢,形成"列车效应",造成降雨持续时间长。本文最后探讨了极端降水的预报思路。

2017年8月16—17日营口地区短时强降水天气过程分析

利用NCEP资料、常规观测资料、自动站资料和雷达资料,对2017年8月16—17日营口地区一次短时强降水进行诊断分析。结果表明,内蒙古冷涡和低层低涡辐合系统造成了此次短时强降水天气;从物理量诊断分析来看,短时强降水需要充沛的水汽;较大的K指数可以作为短时强降水短临预报的指标;中尺度的抬升运动是区别于局地性暴雨与区域性暴雨的重要原因;第一阶段强降水过程中不稳定能量较好,而第二阶段强降水过程中动力抬升条件较好。从雷达图来看,强回波的列车效应造成了此次短时强降水;2个阶段的短时强降水都伴随着中低层的强辐合和深厚的水汽含量。

聚类分析在人工增雨效果检验中的应用

在前人研究工作的基础上,对非随机区域历史回归试验进行了改进,提出了一种新的试验方案———基于聚类的浮动对比区历史回归人工增雨效果统计检验方法(CA-FCM方法),并与浮动对比区历史回归统计检验方法(FCM方法)进行了比较。通过对河南省春季6次作业进行评估得出:由于CA-FCM方法采用了聚类分析,提高了对比区和影响区的相关系数,及引入了整层大气可降水量作为协变量,所以提高了作业区自然降水量估计值的准确性,比FCM方法有更高的效果评估效率。

CA-FCM方案与其它几种人工增雨评估方案的比较

对河南省12次飞机增雨作业,分别采用作业区域趋势对比双比分析评估方案、区域趋势相关回归分析方案、区域趋势协变量多元回归分析方案、浮动对比区历史回归分析方案(FCM)、以降水量为协变量的CA-FCM(Cluster-Analysis-based Floating Control historical regression Method)方案和以降水量和整层大气可降水量为协变量的CA-FCM方案进行效果评估,均得到大于15%的相对增雨量。对结果比较分析表明:协变量由降水量和整层大气降水量两个组成的CA-FCM方案,由于采用了聚类分析提高了对比区和影响区相关系数和引入了整层大气可降水量作为协变量提高了作业区自然降水量估计值的准确性,从而比其它评估方案效果更好。

一次人工增雨作业中CA-FCM与其他评估方案的比较研究

根据2002年4月5日河南省人工催化增雨作业数据,分别采用作业区域趋势对比双比分析评估方案、区域趋势相关回归评估方案、区域趋势协变量多元回归评估方案、FCM(浮动对比区历史回归)评估方案、以降水量为协变量的CA-FCM评估方案和以降水量与整层大气可降水量为协变量的CA-FCM评估方案进行效果评估。结果表明:协变量由降水量和整层大气降水量2个组成的CA-FCM方法,由于引入了不受催化影响的物理协变量作为控制因子,以及采用了聚类分析提高了对比区和影响区相关性,其评估效果最好,显著水平高于0.05;其他评估方法评估效果较差。

西南低涡造成湘中一次大暴雨天气过程的诊断分析

利用多普勒天气雷达产品、NCEP 1°×1°再分析资料、FY-2E卫星TBB资料、实时探测资料,对2013年发生在湘中一次大暴雨过程进行分析,结果表明:此次暴雨过程是典型的西南低涡东移产生的暴雨。暴雨就发生在低涡东移过程中暖式切变的南侧,充沛的水汽输送和强的整层大气可降水量均为这次大暴雨提供有利的水汽条件。同时卫星云图上典型的U型缺口,与暴雨区有很好的对应关系。

2017年“8.03”特大暴雨过程水汽条件特征分析

本文着重分析辽宁省2017年8月3到5日一次罕见的受2017年第10号台风"海棠"减弱低压和副热带高压的共同影响所导致的特大暴雨过程中的水汽条件。主要利用高空风场、地面加密自动站、高空探空图、地形图等资料来分析此次暴雨过程的大尺度环流背景、水汽来源及输送情况和地形因素对强降水的影响。