利用山东省84个气象台站的逐日降水资料、美国国家环境预测中心和国家大气研究中心(National Centers for Environmental Prediction and National Center for Atmospheric Research, NCEP/NCAR)逐日再分析资料以及中国气象局(CMA)热带...利用山东省84个气象台站的逐日降水资料、美国国家环境预测中心和国家大气研究中心(National Centers for Environmental Prediction and National Center for Atmospheric Research, NCEP/NCAR)逐日再分析资料以及中国气象局(CMA)热带气旋资料中心的CMA最佳路径数据集,对1969—2020年夏季(6—8月)发生在山东的857例极端暴雨事件(Extreme rainstorm events, EREs)的时空分布特征及影响环流分型进行了分析。结果表明:山东夏季EREs主要集中在7和8月,8月极端暴雨降水量占当月总降水量的比值最大,可达53.5%。山东夏季极端暴雨降水量以及极端暴雨发生日数呈现不显著的增加趋势,8月的增加趋势最明显。使用经验正交函数分解对影响山东夏季EREs的大气环流系统进行分型,发现影响山东夏季出现EREs的环流系统主要有4类,其中,影响ERE最多的环流系统是北方气旋型,约占事件总频次的33.1%;其次是高空急流型,占比约11.3%;南方气旋型和热带气旋型的环流型影响相当,出现的概率分别为9.7%和9.4%。展开更多
本文利用中尺度模式Weather Research and Forecasting Model(WRF)3.1版本及National Centers forEnvironmental Prediction(NCEP)分析资料,就2003年6月下旬我国江淮及南方地区的强降水事件,以24h短期天气模拟的方式,研究了模式中四个...本文利用中尺度模式Weather Research and Forecasting Model(WRF)3.1版本及National Centers forEnvironmental Prediction(NCEP)分析资料,就2003年6月下旬我国江淮及南方地区的强降水事件,以24h短期天气模拟的方式,研究了模式中四个不同陆面方案对降水模拟的影响.结果表明,此次暴雨事件模拟对不同陆面方案是比较敏感的,模拟区域内雨量级别越高,不同方案的TS评分差异就越大,较大范围雨量可存在30%的差异,四种方案的暴雨中心值可存在100%～150%的较大差别;不同陆面方案还导致了模拟平均感热通量及潜热通量的系统性差异,这些差异的分布具有地域特点;陆面方案通过两种机理对模拟降水产生重要影响,即主要影响地表蒸发量,以及主要影响低层环流及水汽辐合,从而分别影响模拟的较大范围降水(如,平均约7%、最大约30%的较大范围雨量差异)及包含模拟降水中心的较小范围暴雨(如,方案间暴雨中心雨量可存在100%～150%的较大差别).可见,不同陆面过程可从不同空间尺度、不同程度上影响暴雨天气,改进陆面方案可以提高WRF模式对暴雨的模拟能力.展开更多
利用北京地区5 min间隔的自动气象站降水观测资料,SA雷达观测资料、FY-2卫星TBB(Temperature of Black Body)资料、常规气象探空资料和1°×1°NCEP/NCAR最终分析资料,对2006—2013年发生的10次极端暴雨事件(14个区(县)中,...利用北京地区5 min间隔的自动气象站降水观测资料,SA雷达观测资料、FY-2卫星TBB(Temperature of Black Body)资料、常规气象探空资料和1°×1°NCEP/NCAR最终分析资料,对2006—2013年发生的10次极端暴雨事件(14个区(县)中,任意一个区县代表站24 h内降水量≥100 mm,且暴雨区内至少有一个自动气象站降水强度≥40 mm/h)的基本特征进行了对比分析。结果表明:(1)长生命周期的单体或多单体组织合并的中尺度对流系统(第Ⅰ类中尺度对流系统)形成的暴雨中心一般位于北京西部山前地区或中心城区,这种分布与低空偏东气流的地形强迫作用或城市强迫作用有关;"列车效应"对应的多单体中尺度对流系统(第Ⅱ类中尺度对流系统)形成的极端暴雨事件往往与两次不同属性的降水过程有关:锋前暖区对流过程和锋面附近的对流过程。因此,降水分布往往平行于低空急流轴或锋面。(2)第Ⅰ类中尺度对流系统形成的极端暴雨过程局地性更强,全市平均降水量远小于暴雨量级(50 mm),其中,由混合型降水主导的极端暴雨事件一般是由几乎不移动的长生命周期单体反复生消造成的,对流高度相对较低;而深对流主导的极端暴雨事件一般由多单体组织、合并、加强造成,由于对流单体的上冲云顶很高,最低TBB一般低于-55℃,这类极端暴雨事件的短时强降水具有显著的间歇性:第一阶段的强降水与单体对流发展过程对应,以后的短时强降水与对流单体组织、合并过程对应。(3)"列车效应"对应的多单体中尺度对流系统暴雨过程,初始阶段一般表现为相互独立的两个对流带,即与锋面系统对应的对流带和与低空急流轴对应的暖区对流带,随着锋面对流带逐渐向暖区对流带移动,低空冷空气逐渐侵入到暖区对流带中,两条对流云带逐渐合并,对流活动进一步发展;或者由于暖区对流带截断锋面对流带的水汽入流,造成锋面对流减弱,而暖区对流带组织性更强,发展更加旺盛。与第Ⅰ类中尺度对流系统形成的极端暴雨过程不同,这类暴雨过程往往造成全市平均降水量达到暴雨(≥50 mm)甚至大暴雨(≥100 mm)。(4)不同类型的极端暴雨过程,大尺度水汽输送条件不同:"列车效应"造成的暴雨过程多数情况下由源于孟加拉湾和源于西太平洋的两支暖湿季风气流共同构成,大尺度水汽供应充沛;而第Ⅰ类中尺度对流系统中的混合型降水造成的暴雨过程的水汽来源主要与低空东南气流造成的近海水汽输送有关;第Ⅰ类中尺度对流系统中的深对流主导的深对流暴雨过程中整层水汽含量并不大,多数情况下水汽输送仅出现在对流层低层甚至仅在近地面层内。(5)大多数情况下,无论哪类性质的极端暴雨过程,在强降水发生时刻,雷达强回波高度一般在4 km以下,仅有极个别时刻强回波中心高于5 km。极端暴雨过程中,环境大气对流有效位能(CAPE)的大小一般与对流发展高度(雷达回波顶高)具有较好的对应关系,但与强降水发生时刻回波强度、最强回波高度、降水强度的对应关系较差。展开更多
文摘利用山东省84个气象台站的逐日降水资料、美国国家环境预测中心和国家大气研究中心(National Centers for Environmental Prediction and National Center for Atmospheric Research, NCEP/NCAR)逐日再分析资料以及中国气象局(CMA)热带气旋资料中心的CMA最佳路径数据集,对1969—2020年夏季(6—8月)发生在山东的857例极端暴雨事件(Extreme rainstorm events, EREs)的时空分布特征及影响环流分型进行了分析。结果表明:山东夏季EREs主要集中在7和8月,8月极端暴雨降水量占当月总降水量的比值最大,可达53.5%。山东夏季极端暴雨降水量以及极端暴雨发生日数呈现不显著的增加趋势,8月的增加趋势最明显。使用经验正交函数分解对影响山东夏季EREs的大气环流系统进行分型,发现影响山东夏季出现EREs的环流系统主要有4类,其中,影响ERE最多的环流系统是北方气旋型,约占事件总频次的33.1%;其次是高空急流型,占比约11.3%;南方气旋型和热带气旋型的环流型影响相当,出现的概率分别为9.7%和9.4%。
文摘本文利用中尺度模式Weather Research and Forecasting Model(WRF)3.1版本及National Centers forEnvironmental Prediction(NCEP)分析资料,就2003年6月下旬我国江淮及南方地区的强降水事件,以24h短期天气模拟的方式,研究了模式中四个不同陆面方案对降水模拟的影响.结果表明,此次暴雨事件模拟对不同陆面方案是比较敏感的,模拟区域内雨量级别越高,不同方案的TS评分差异就越大,较大范围雨量可存在30%的差异,四种方案的暴雨中心值可存在100%～150%的较大差别;不同陆面方案还导致了模拟平均感热通量及潜热通量的系统性差异,这些差异的分布具有地域特点;陆面方案通过两种机理对模拟降水产生重要影响,即主要影响地表蒸发量,以及主要影响低层环流及水汽辐合,从而分别影响模拟的较大范围降水(如,平均约7%、最大约30%的较大范围雨量差异)及包含模拟降水中心的较小范围暴雨(如,方案间暴雨中心雨量可存在100%～150%的较大差别).可见,不同陆面过程可从不同空间尺度、不同程度上影响暴雨天气,改进陆面方案可以提高WRF模式对暴雨的模拟能力.
