1979年2月平流层持续性暖平流与阻塞形势的相互联系

本文利用1979年2月的FGGE资料,诊断分析了北半球冬季平流层内持续性暖平流与对流层阻塞形势的相互联系。分析指出:北大西洋平流层持续性暖平流提供了对流层阻塞形势形成、维持的可能机制和引起对流层内持续的暖平流强度随高度减小的形势,通过斜压机制造成北大西洋阻塞高压在对流层内形成和维持。 垂直运动场的分析表明:平流层持续性暖平流作为一种强的引导,从对流层到平流层产生强烈上升运动,在对流层上层和平流层下层高压脊后产生强的辐散,反气旋性涡度使得下游高压脊发展。文中还指出:平流层内暖平流与对流层阻塞高压同时具有持续性、区域性及准静止性的特点。

低层暖平流强迫背景下湖南两次飑线过程对比分析

利用常规观测资料、多普勒天气雷达资料以及NCEP/NCAR再分析资料等,对2017年5月11日和6月5日发生在湖南的两次飑线过程(以下分别简称"5·11"飑线过程和"6·5"飑线过程)进行了对比分析。结果表明:(1)两次过程均发生在低层暖平流强迫背景下,"5·11"飑线过程发生前冷平流较明显,"6·5"飑线过程发生前暖湿气流更强盛,副热带高压位置不同导致后一过程水汽条件更好;(2)"5·11"飑线过程中层更干,0℃度层高度更低,有利于出现较大范围雷暴大风和小冰雹,而"6·5"飑线过程自由对流高度(LFC)相对较低、低层湿度更大,则易产生更大强度的短时降水;(3)"5·11"飑线过程产生大范围雷暴大风的环境条件明显好于"6·5"飑线过程,但后一过程因地面倒槽发展、暖湿气流更强、低涡东移使大气对流不稳定增大等原因,更有利于形成局地致灾性大风;(4)"6·5"飑线过程中气旋少且维持时间短,以及垂直风廓线产品(VWP)、径向速度图上雷暴大风特征不够典型,其预警难度更大。

江西省区域性平流雾气象要素特征分析及预报思路

利用江西省2000—2012年常规地面观测资料及探空资料,采用合成和统计方法,分析了54次区域性平流雾的天气形势及气象要素,得到了平流雾逆温层、温湿条件、低层风场及影响系统等统计特征。结果表明:(1)江西省区域性平流雾主要发生于2—3月,北部多于南部。(2)其形势特征为:江南地区低层有较明显的暖湿平流。850 hPa上的切变线或辐合区位于长江流域到江淮一带,925和850 hPa西南风速分别达3~8和7~15 m·s^(-1)。地面形势多为弱低压倒槽和锋面前部的低压,其次为高压底部。(3)850 hPa以下低层有相对湿度≥80%的湿层,500 hPa中层多数有相对湿度≤50%的干层。地面气温和露点多在10~16℃,且达到近饱和。(4)平流雾的逆温结构以单层逆温为主,多数比辐射雾逆温层高、厚度大。逆温强度主要在1~3℃。最后给出了江西平流雾(我国南方)的预报着眼点或预报思路。

首都机场平流雾特征分析与预报

对2007年2月21日造成首都机场大面积进出港航班延误及取消的平流大雾过程进行了天气形势、物理量场的特征分析,并与2000年1月16日一次典型的平流雾过程进行对比分析,进而对首都机场2000—2007年所有平流雾过程进行统计、对比分析,力图找出平流雾天气的特征。最终总结提出了首都机场平流雾预报的着眼点:在符合大雾产生的弱天气形势下,管区东南部存在大片雾区时,如果通县及首都机场均在凌晨出现暖平流导致的地面异常增温或温度长时间维持不变,加之本场风向转为偏东风或东南风,就应考虑平流雾产生。

珠海机场两次平流雾过程对比分析

对珠海机场2014年2月17～18日和3月18—20日两次不同天气背景下出现的平流雾过程进行对比分析。结果表明：（1）都发生在冷高压东移人海变性后2～3天，西南低槽发展，地面及925hPa偏东或偏南风输送暖湿空气；850hPa有西南急流及暖平流造成强烈增温；500hPa副高脊线在15°N附近，华南沿海受西南偏西风场控制。（2）雾形成阶段风速2—4m．s^-1,维持阶段为0～2m．s^-1。风向有5从海上向陆地的分量，相对湿度85％～99％，稳定维持阶段大于96％，雾消未必即刻减小；（3）对流层中低层在前期增温增湿，临近平流雾形成时增温减湿明显，形成“干暖盖”，湿层厚度变小：700hPa以下有2～3个逆温层，925hPa以下相对湿度大于80％。（4）风廓线雷达资料显示：平流雾发生前有微弱下沉气流将水汽向下输送：信噪比3dB以下的低值区与平流雾时段有较好的对应关系，且比雾生消时间提前一小时以上。

浅析2022年1月中旬西双版纳两次对流天气差异

利用ERA5欧洲中心再分析资料、常规地面和高空观测资料分析2022年1月15日~16日和19日西双版纳两次强对流天气,结果表明中低纬地区500hpa印缅高压与西太平洋副热带高压“东高西低”间南支槽缓慢东移和“西高东低”间南支槽快速东移是造成西双版纳对流暴雨和对流风雹有利环流特征;两次对流天气都存在一定的对流有效位能和对流抑制能量,850hpa有逆温层的同时近地面层有暖平流;0~6km垂直风切变大的同时850hpa与500hpa温度差超过25℃,但对流层湿层厚度差异明显;(3)对流暴雨与风雹天气边界层湿静力温度和单站地面总能量差异明显,对流暴雨和风暴落区与对流稳定度指数和对应关系较好。

广西东部一次强对流天气过程诊断分析

利用常规地面、高空、多普勒天气雷达和区域自动站的观测资料及ERA5再分析资料,对广西东部一次强对流天气过程进行诊断分析。结果表明,此次强对流天气过程发生在高空槽东移配合低层暖平流强迫的有利背景下,桂东地区超5km的深厚暖云厚度和高湿环境是此次过程以短时强降水为主的主要因素;在桂东地区0℃层和-20℃层分别位于600hPa、400hPa附近的有利于冰雹形成的环境下,与北部的弱CAPE(对流有效位能)值配合中等强度的垂直风切变相比,桂东南中等强度CAPE配合强垂直风切变和700hPa以下的多层逆温层更利于大冰雹的形成,是区分南北部对流类型和强度的主要因素;产生大冰雹的超级单体由两个对流单体合并加强而成,超级单体内部水凝物拖曳启动的下击暴流是地面产生大风的直接成因;500hPa中尺度异常涡度扰动能较好地指示产生冰雹、大风等强对流天气的超级单体的位置和强度。

暖性西南低涡生成的一种可能机制

本文根据非绝热、有摩擦情况下的热成风适应原理,探讨暖性西南低涡生成的机制,并对两次暖性西南低涡过程进行分析。结果表明:暖性西南低涡生成前12小时,在低涡源地附近存在较大的正值非热成风涡度,地面感热加热和暖平流对于产生正值非热成风涡度有重要贡献。由于西南低涡在生成初期为一浅薄系统,v 值较大时,L>L_0的条件可以满足,适应的结果在低层形成暖性西南低涡。

华南前汛期持续暴雨环流特征分析

利用华南279站日雨量及NCEP再分析等资料,分析1961—2008年前汛期82次持续暴雨过程。结果表明:持续暴雨以3～5 d为主,多出现在5月末到6月,年均1.71次。按500 hPa华南附近主要低值系统划分,前汛期持续暴雨分为东亚槽底型(EAT)、南方低槽型(TSC)、孟加拉湾槽前型(TBB)、西风波动型(FWB)和热带风暴型(LTS)五类。EAT型出现次数最多,LTS型最少;各型平均持续时间,TBB型最长,FWB型最短。各型暴雨过程平均500 hPa西太平洋副热带高压均较强,华南或直接受低值系统或主要受西南气流影响。各型主要降水中心均在广东,但TBB型在福建也出现较强降雨中心。各型持续暴雨期间在江淮等地受850 hPa相对冷区与冷平流控制,而华南主要受暖平流影响;影响华南地区的850 hPa暖平流,TSC型最强,FWB型、TBB型次之,EAT型、LTS型最弱。各型暴雨期间,华南均为整层积分水汽辐合区,其中,LTS型、TSC型与TBB型水汽辐合较明显;华南沿海可降水量(PW)中心值从大到小依次是,LTS型、EAT型、TBB型、FWB型与TSC型。

2008—2011年湖北暖干类暴雨特征分析

选取2008—2011年湖北省7个暖干类暴雨个例,利用GFS的0.5°×0.5°再分析资料进行合成分析。结果表明:湖北暖干类暴雨过程中,正涡度平流不是大范围出现,而是以正涡度平流核的形式出现并随着风场流转,使暴雨区各层涡度平流的配置快速发生变化,易引起上升运动的突然加强;暖平流从中高层扩展至整层,强暖平流中心出现在临近暴雨发生时的边界层,热力强迫导致低层强辐合,950 h Pa上下强暖平流中心与暴雨点位置较一致,对暖干类暴雨的预报有较好的指示意义;中层干空气和低层暖湿空气的侵入是暴雨区对流不稳定增长的主要影响因子,均与副热带高压的西伸发展有关。

4次大暴雨过程雷达径向速度和超低空西南急流特征分析

利用多普勒天气雷达VWP资料,结合探空资料和降水实况,对4次大暴雨降水过程雷达径向速度和超低空西南急流特征进行了分析。4次强降水过程有3次属于低槽冷锋类,1次属于切变线类,K值较大,850 h Pa与500 h Pa温差较小,较弱的垂直风切变,中低层具有充沛水汽。低层具有相似的流场结构,径向速度上零速度线表现为"S"型,即暖平流结构。上游超低空风速≥10 m·s-1,上下游雷达之间出现≥5 m·s-1的风速差之后,两部雷达之间出现小时雨量30 mm以上的强降水;上游超低空急流达到12 m·s-1以上,并且上下游超低空风速差超过15 m·s-1,降水强度进一步加强并维持。超低空急流的建立与维持,同时上下游雷达之间的超低空强辐合,为降水风暴的发展与维持提供了能量、水汽与动力条件,对强降水的形成与持续具有重要作用。

2023年2月5日南宁吴圩国际机场初雷天气过程分析

该文利用EC再分析资料ERA5(0.25°×0.25°)、自动气象观测站资料、多普勒天气雷达资料、探空资料、风廓线雷达资料,对2023年2月5日南宁吴圩国际机场发生的初雷天气过程进行分析。结果表明,此次初雷天气过程具有出现时间偏早、持续时间偏短的特点,且雷雨发生前的天气形势及天气实况更符合冬春季连阴雨天气的情况,容易忽略雷暴的产生。此次初雷天气过程发生时近地面受冷空气控制,雷暴在近地层的逆温层以上发展,属于典型的高架雷暴。中低层持续的暖平流造成垂直温度递减率加大,不稳定层结加强,同时中低层水汽充足且存在辐合,是此次高架雷暴产生的主要条件。中低层的强西南暖湿气流叠加在近地层锋区上,沿锋区做斜升运动,低空急流加强产生的辐合以及925 hPa高度的切变辐合为此次初雷的发生提供了初始抬升条件,可能是此次对流形成的触发机制。风廓线雷达最大探测高度、低空急流指数的突然增大,对流参数中的K指数、SI指数、θ_(se850)-θ_(se500)、T_(850)-T_(500)以及订正后的CAPE值,均对此次雷暴天气的预报有较好的指示作用。

2013年3月中下旬两次强对流天气过程综合条件对比分析

本文综合利用各种观测资料，对福建省2013年3月中下旬两次强对流天气过程的不同特征进行了对比分析，结果表明：19～20日过程为锋前的低层暖平流强迫所致，在地面强烈发展的低压倒槽区中，地面辐合线触发了典型的超级单体，冰雹和雷暴大风造成的灾害尤其严重。23-24日过程为斜压锋生所致，配合中低层切变线的强烈辐合抬升形成的动力强迫，风暴结构特征以多单体或超级单体的断线型回波为主，产生较为明显的短时强降水、局地伴有大风、冰雹。

2023年2月9—10日石嘴山市大雾天气过程分析

利用地面观测资料、Micaps常规资料、探空资料和EC模式物理量场资料,对2023年2月9—10日发生在石嘴山市的大雾天气过程进行了详细分析。结果表明:本次大雾过程是在较为稳定的大尺度环流背景下产生的,中低层暖温度脊控制,地面均压场维持,大气层结稳定,有利于低层逆温层的生成;探空资料显示,大雾发生过程中,低层出现多层逆温且较为深厚,对大雾的形成和维持起了重要作用;热力结构表明,温度日较差大表示地面辐射冷却为水汽的凝结起到了重要作用,具有辐射雾的特征;温度平流表明,在大雾发展和维持阶段,低层有暖平流输入,具有平流雾的特征;水汽条件表明,前期的降雪天气、地面积雪融化以及沙湖地区靠近水域,都为本次大雾天气提供了较为充沛的水汽;动力条件表明,在大雾发展维持期间高层存在稳定的下沉运动,在中低层,大雾发生前期存在弱的辐合上升运动,大雾消散期间存在下沉运动。

广东省开汛期一次连续强对流过程动力热力条件分析

2014年3月底广东省开汛期间,出现了大范围的多灾种连续强对流天气。利用区域加密地面自动站资料、风廓线雷达资料、常规观测和NCEP再分析资料,分析了此次连续强对流发生期间大尺度环流背景条件和动力热力条件,重点讨论了大气层结不稳定维持的原因。动力分析发现,强对流天气出现在低空急流的中尺度大风速中心前方强烈的辐合区和上升气流中,垂直风切变在强对流天气发生前迅速增大,具有一定的预报指示意义。中尺度低压和地面辐合线在对流落区预报中具有较好的指示性;热力分析和热流量方程诊断表明,低空西南急流由北部湾附近暖区沿温度梯度方向不断向广东输送强暖平流,使得不稳定能量得到补充,是导致广东大气层结不稳定维持的根本原因;对于广东开汛期间的强对流天气,业务预报中需要特别关注低空急流的演变及其与温度场的配置。

2011年1月九江地区暴雪过程的流场特征及强回波成因分析

利用九江、南昌多普勒天气雷达资料和常规气象观测资料及0.5°×0.5°的NCEP再分析资料,对2011年1月19—20日九江地区的暴雪天气过程进行了分析。结果表明:南支槽前强盛的西南暖湿气流沿低层东北冷回流在长江流域形成的冷垫爬升是暴雪产生的动力机制;高低空急流的耦合作用形成次级环流,700 hPa以上正涡度平流和低层暖平流表明天气尺度上升运动较强;700 hPa等θ_(se)线密集,表明锋区稳定维持。低层暖平流,中下层风速加强,急流中心降低,预示降雪回波将发展;低层暖平流结构转为冷平流流场结构,预示降雪减弱。分析表明,本次过程没有强雷暴影响,回波异常增强不是由大水滴和霰雹等固态水凝物粒子造成,雪花下降经过0℃以上的暖层时表面融化,使雪花外裹了一薄层水膜,产生类似于大水滴的等同效果,从而出现了雷达图上反射率因子异常增强的现象;同时,中下层强的上升运动和凝结潜热释放的反馈机制可导致局部较强的反射率因子而产生强降雪。

2016年6月4日华南一次罕见强对流天气过程分析

利用ECMWF的ERAdata再分析资料、Micaps实况数据、多普勒雷达产品以及自动气象站观测数据等资料,对2016年6月4日发生在广东省的一次强对流天气过程进行了分析。结果表明:该次发生在西南暖湿气流中的罕见强对流天气呈现出典型的强飑线特征,属于低层暖平流强迫型;前期高温高湿的闷热天气状态、充沛的水汽供应和水汽的辐合,以及中尺度能量锋的形成,都非常有利于强对流天气的发生发展;水汽通量散度对强对流天气的发生发展有非常重要的指示意义;垂直速度的负值大值中心不但开始于对流层中高层,而且在发展过程中由中心向下传递;多个对流单体和超级单体在雷达回波图上呈典型的弓形回波特征,且长时间维持,产生了强风、雷暴、冰雹等强对流天气现象。

广西“4·20”暖区飑线的形成及结构

为深入了解暖区飑线的形成机理,利用多种观测资料对2016年4月20日暖区飑线过程的环境条件、形成及飑线的结构进行深入分析。结果表明:(1)高空槽前滞留的冷温槽利于产生强的对流不稳定,飑线发生前期低层强烈暖湿平流对建立静力不稳定起主导作用;(2)探空显示广西南部的环境条件更有利于对流的强盛发展和组织化加强;(3)近地面冷池出流与低层环境风场相互作用是飑线发展和维持的主要机制,飑线朝着其前方1 h负变压中心发展。此次飑线是具有前导对流线和尾随层状云区的飑线系统,以离散性传播为主。

双流机场雷暴天气特征及天气形势分类研究

利用双流机场2013-2018年逐小时气象观测资料、欧洲中心ERA5再分析资料、MICAPS常规气象资料以及多普勒天气雷达反射率因子资料,从双流机场雷暴天气的时空特征和分类特征两方面,对双流机场雷暴天气进行分析。结果表明:2013-2018年双流机场发生的雷暴有77.03%伴有降水,夏季发生的雷暴次数占全年总次数的50%以上,并具有“夜雷多、日雷少”特征。持续时间在3 h以内的雷暴占比82.7%。雷暴在机场的偏东方向发展最为活跃。依据雷暴所处环境场的斜压锋生作用和热力条件的差异,将双流机场的雷暴天气分为冷平流强迫类、暖平流强迫类、斜压锋生类和弱平流类。冷平流强迫类雷暴是高空西北冷空气起主导作用。雷暴发生时双流机场多位于500 hPa槽后,对流层中上层风向随高度逆转,大气层结的不稳定能量较强,形成的雷暴常伴有大风、冰雹或局地短时强降水。雷达回波图上表现为积状云和层状云混合性降水回波。暖平流强迫类雷暴是强盛的偏南暖湿气流起主导作用。雷暴发生时双流机场多位于500 hPa槽前,对流层中低层风向随高度顺转。大气层结的不稳定能量相对较弱,但大气层结整体湿润,易出现短时强降水。雷达回波图上表现为以层状云为主的降水回波。斜压锋生类雷暴发生于中低层冷暖空气强烈交汇的背景下,锋生作用显著。雷暴发生时大气斜压性较强,动力条件较好,易形成多种天气现象相混合的强对流天气。雷达回波图上本场附近有由多个雷暴单体侧向排列、呈东北-西南向的弓形回波带。弱平流类雷暴发生于大气斜压性弱的背景下。雷暴发生时大气近似准正压状态,锋生函数小、温度平流不明显。大气水汽的水平分布较均匀,近地面为高温高湿,低层有不稳定能量积累,当配合适当的触发机制,可克服对流抑制形成伴有雷阵雨、阵性大风的雷暴天气。雷达回波图上本场周围分散着许多范围小、强度弱的回波,典型特征不明显。

强对流天气概念模型在江西“3·4”极端大风预报中的应用

对强对流天气12 h以上的潜势预报尤其是分类预报,目前仍是天气预报业务中的难点。2018年3月4日江西遭遇一次极端雷暴大风天气过程(简称"3·4"江西雷暴大风过程),虽然江西省气象台3月2日对外发布了区域性雷暴大风、冰雹等强对流天气预报,但对其极端性和开始影响江西的时间等事先估计不足。利用主流数值预报模式产品,对照强对流概念模型条件,对"3·4"江西雷暴大风过程的实时预报思路、经验和不足进行了总结分析与反思。结果表明:(1)该过程天气形势符合我国槽前暖平流强迫类强对流概念模型,其有利的环境条件为500 h Pa有大经向度高空低槽东移,且槽前有干冷舌;低层有异常强盛的西南急流及脉动,其脉动加强特征与我国南方西南急流通常在早上加强的日变化特征完全不同;同时低层湿舌明显增强,与500 hPa形势对应,形成上干冷、下暖湿环境条件。(2)地面低压倒槽异常发展,超低空急流上有风向或风速辐合时,导致地面暖区辐合线生成,是判断强对流午后先在强西南气流的暖区中形成的重要判据之一。(3) 3月4日江南地区850 hPa与500 hPa温差(T850-500)、对流有效位能(CAPE)等多个不稳定指数异常偏强,均明显高出其气候平均态。(4)深刻理解强对流概念模型、准确把握气象要素和物理量平均值态与异常、细致分析有别于其日变化的急流变化特征,是做好此类罕见致灾性雷暴大风潜势预报的关键着眼点。