青藏高原东部及邻近地区水汽输送的气候特征

利用1980—1997年垂直积分的整层水汽输送通量资料,分析了青藏高原东部及其邻近地区水汽输送的气候特征。结果表明,该区的水汽输送具有明显的季节变化特征:冬、春季的水汽主要来源于中纬度的偏西风水汽输送,夏季(7月)主要来源于孟加拉湾和南海,秋季(10月)主要来源于西太平洋地区。季风携带的南来水汽在高原东侧地区的进退比较缓慢,8月初北扩到40°N附近,10月中旬南退出30°N,其强弱和进退异常能影响极端旱涝事件的发生。来自南海、西太平洋地区的水汽输送对高原东部及其邻近地区的影响值得关注。

夏季东亚地区水汽输送的气候特征

使用 1980—1997年垂直积分的水汽输送通量资料,分析了夏季大尺度水汽输送演变的气候特征及偏南风水汽输送在中国区域内的推进特征。结果表明:夏季各支大尺度水汽输送汇合成一条行星尺度水汽输送大值带,它从南半球出发,经过亚洲季风区,进入北太平洋;东亚夏季偏南风水汽输送所能到达的北界为东北北部50°N附近;西太平洋副高南侧的东南风水汽输送所能到达的西界为甘肃东南部100°E附近。垂直积分的水汽输送通量强辐合区大多位于行星尺度水汽输送大值带中,与降水大值区之间有很好的对应关系。

东亚地区秋季水汽输送特征及水汽源地分析

用1980～1997年垂直积分的水汽输送通量资料,分析了秋季东亚地区大尺度水汽输送演变的气候特征以及主要水汽源地,结果表明:秋季各个月东亚大陆的主要水汽来源地并不相同,9月主要来源于孟加拉湾、南海和西太平洋地区;10～11月主要来源于南海、西太平洋地区。从夏季型到冬季型水汽输送的转换特征表现为:来自南半球的越赤道输送的显著减弱、消失直至转向,东亚南支偏西风水汽输送的逐渐建立,赤道太平洋地区的偏东风水汽输送的加强西进。秋季亚洲季风区范围最大的强水汽源地位于南海、西太平洋地区(115～120°E,15～25°N)。

亚澳季风区水汽输送季节转换特征

利用NCEP/NCAR1957～2001年45年逐日的再分析资料,从地面开始积分计算整层的水汽输送通量,从气候平均的角度分析了亚澳季风区大尺度水汽输送的季节转换演变特征。分析发现,亚澳季风区水汽输送由冬季向夏季的季节转换的基本特征是:夏季大值输送带的建立及其自西向东伸展,伴随着斯里兰卡低涡活动、自南向北的越赤道输送和副高的东撤、南海夏季风建立等一系列天气气候事件;而冬季形势的建立则是副高南侧东风输送带的西伸,伴随夏季大值输送带的断裂、西撤,最后形成亚洲低纬东风输送带,进而形成由北向南的越赤道输送以及澳大利亚和南印度洋夏季风水汽输送。伴随着冬、夏季节转换,中南半岛以西和以东地区的西风水汽输送的经向移动表现出完全不一样的特征,表明印度季风和东亚-西太平洋季风的形成机制有很大不同。

九寨沟、黄龙风景区的降水特征及其变化

利用九寨沟、黄龙地区附近代表站的降水资料及NCEP／NCAR1959年～2002年共44年月平均再分析资料采用小波分析、合成分析等方法对九寨沟、黄龙地区降水以及水汽输送特征进行了研究。结果表明，九寨沟、黄龙地区的年降水总量为693．7mm，降水主要集中在5月-9月，干湿季明显，7月份降水最多。44年来本区年降水量呈减少趋势。降水的减少主要发生在夏季，尤其是7月。九寨沟、黄龙地区的水汽输送有着明显的季节变化，这种差异和季风环流演变有密切的关系。冬、春季本区的水汽主要来源于中纬度偏西风水汽输送，夏、秋季节主要来源于孟加拉湾和南海、西太平洋地区。夏季风的异常变化引起的南来水汽向北输送的减弱，是造成九寨沟、黄龙地区降水减少的重要原因之一。九寨沟、黄龙地区多雨年和少雨年来自西太平洋、东海的水汽输送特征有显著差异，多（少）雨年来自西太平洋、东海地区的水汽输送显著偏多（少）。

黄河中游一次致洪暴雨过程的形成机理

利用常规观测资料、NCEP再分析资料等,对黄河中游2013年7月21-22日的致洪暴雨过程的形成机理进行分析。结果发现:1)地面辐合线的形成和维持是本次过程降水强度大和降水集中的主要原因。中尺度雨团和地面中尺度辐合线相对应,地面中尺度辐合线的形成和冷空气扩散补充相对应。第一次冷空气扩散,促使长武站附近地面中尺度辐合线的形成和维持;第二次冷空气补充,促使北洛河流域、无定河流域的地面中尺度辐合线形成并维持。2)暴雨过程发生前,其上空存在干暖盖的结构特征,是能量积累及位势不稳定层结结构建立的关键;暴雨发生过程中干空气侵入对中尺度对流云团起激发作用。3)暴雨、大暴雨发生过程中水汽的垂直输送明显,暴雨区上空1000-100 h Pa相对湿度均在90%以上。

渤海湾西岸一次局地极端短时强降水事件的成因分析

2021年9月4日早晨,渤海湾西岸的天津滨海新区出现短时强降水,过程累计降雨量达224.2 mm,最大小时雨强为110.9 mm·h^(-1),均打破当地建站以来的历史纪录。利用加密自动气象观测站、风廓线雷达、多普勒雷达等观测资料,结合欧洲中期天气预报中心ERA5再分析资料,分析该事件成因及其与海陆环境的关系,探讨对流系统新生、组织化机制以及水汽输送特征等。结果表明:(1)对流单体在海岸线海水一侧新生后西移登陆,经多次与后向新生对流单体合并加强,最终发展为具有中γ尺度涡旋且位于线状中尺度对流系统前端的强降水系统。(2)对流单体新生地点与两条地面辐合线的相交点对应。一条南北向的风速辐合线位于海上,与水陆表面摩擦系数差异有关;另一条东西向的风向辐合线位于陆地,由东北残余冷空气与原有偏南风相遇而成。(3)由于清晨海面湿度比陆地大,湿空气被向岸偏东气流从渤海湾带到西岸,为对流系统的发生发展提供热力条件;而850 hPa持续存在暖性切变线,为多个对流系统线状组织排列提供了动力支持;值得关注的是,浅层残余弱冷空气在925 hPa造成明显的中尺度锋生。(4)次级垂直环流促进周围水汽汇集和垂直向上输送加强,而水汽垂直递减率的大小(水汽垂直辐合)对小时雨强有指示意义。分钟雨强很可能与中γ尺度涡旋有内在联系。