河西走廊西部两次极端暴雨事件水汽特征分析

利用常规观测资料、地面自动站雨量资料和NCEP 1°×1°再分析资料,应用水汽通量诊断分析、后向轨迹模型等方法分析了2012年6月4—5日(简称"0605")和2011年6月15—16日("0616")河西走廊西部干旱区两次极端暴雨事件的水汽输送和收支特征。结果表明,高原低涡及其前部弱高压脊共同作用下,在甘肃中西部对流层中层形成的异常偏东气流是河西走廊西部暴雨水汽输送的关键,其将来自孟加拉湾的水汽接力式的输送到河西走廊西部,有利于该地区的水汽辐合;弱高压脊的强度和位置决定了异常偏东气流的强度和最西端延伸的位置,而异常偏东气流的强度和最西端延伸的位置在很大程度上又决定了暴雨水汽的主要来源;两次暴雨过程均存在两路异常的水汽输送,随西风气流的西路水汽输送和绕高原的东路水汽输送,"0605"过程弱高压脊位置偏东偏弱,异常偏东气流由东向西扩展,最西端达到张掖,较强的西路水汽输送贡献率达到了90.02%,而"0616"过程弱高压脊位置偏西偏强且在内蒙古西部形成闭合的反气旋环流,异常偏东气流由西向东扩展,最西端位于酒泉西部,较强的东路水汽输送贡献率达到了84.6%;西(东)路水汽输送在对流层低(中)层输入较为显著。

河西走廊中西部干旱区极端暴雨个例分析

利用常规、自动气象观测站资料、卫星资料及NCEP 1°×1°再分析资料,对2012年6月4 5日河西走廊中西部干旱区极端暴雨天气过程的影响系统配置、中尺度特征、水汽输送、不稳定能量等方面进行了诊断分析。结果表明:此次暴雨发生在地面冷锋过境后,降温冷凝作用明显,对流层高层存在强抽吸作用,中层高原低涡受其下游弱脊阻挡较长时间维持在暴雨区上空,低层存在切变线,高低空系统的耦合提供了中尺度对流系统发生、发展的有利条件;水汽主要来自对流层中低层东、西两路及高层南路三支水汽输送通道,西路水汽输送强度最大,东路水汽输送受小高压影响显著,暴雨开始后6 h才完整建立,暴雨中心整层大气可降水量达到了该地区夏季平均值的两倍多;通过降温、增湿作用近地面出现对流不稳定能量,自由对流高度较低;涡旋云系的冷空气侵入处,不断激发出6个β中尺度的对流单体,暴雨中心玉门两次受其中4个单体的影响,产生短时强降水。

河西走廊东部一次极端大暴雨的分析

利用常规观测图、卫星云图、物理量场和区域自动气象站观测资料,对2018年8月1—2日河西走廊东部一次极端对流性大暴雨的成因进行分析。结果表明,大暴雨发生在高低空西南急流和副高边缘的偏东南急流水汽辐合区,中低层的切变线和辐合中心在河套高压阻挡下缓慢东移,配合地面风场辐合。中低层正涡度大值中心的强辐合、高层辐散的抽吸作用是此次大暴雨过程发生、发展的动力条件;第一阶段中低层辐合高层辐散明显,对流发展旺盛,中尺度对流云团合并增强发展;第二阶段水汽辐合深厚,辐合中心在武威市且明显加强,系对流单体、对流云团发展增强以及降水云系的共同影响;θse高能舌延伸到偏东偏北位置,K指数均在29℃以上且位于梯度区是此次大暴雨的重要指标。

河西走廊西部近41年5—9月降水特征分析

利用位于河西走廊西部的酒泉市7个国家自动气象站1976—2016年5—9月逐日20:00—20:00降水资料,运用统计学方法,研究酒泉市降水雨日、雨量以及极端降水事件的时空分布特征和变化趋势。结果表明,酒泉市小雨雨日最多,占总雨日的82.1%,5—9月雨量将近1/3是由小雨提供的,2/3是由中雨以上的降水提供的。各级雨日(量)的空间分布特点是,最多的是肃北,最少的是敦煌,近41年酒泉极端降水事件绝对强度较小,相对强度较大,暴雨事件频次没有显著的线性趋势,稳定维持在0.1次/年左右,但其年际和年代际波动十分明显,无暴雨事件的时间分布较为分散,在每个年代都有出现,另外在2011—2016年8—9月没有极端降水事件的发生。

南疆西部干旱区两次极端暴雨过程对比分析

利用常规气象观测资料、NCEP再分析资料、ERA5分析场数据等资料,对南疆西部两次极端暴雨过程的环境条件和形成机理进行对比分析,以更深入理解南疆极端降水特征和产生机制。两次过程分别发生在春季和夏季,高层环流存在显著差异,南亚高压分别呈东部型和双体型,但配合中层的“阶梯槽”形势,均为极端降水提供了特殊有利的环流背景。低空700~850 hPa偏东急流是南疆西部极端降水发生的重要天气系统,其不但是暴雨发生地主要水汽通道,还与地形形成强烈辐合,是极端降水重要的触发和水汽集中机制。引入二阶湿位涡对两次暴雨过程的非均匀特征及可能产生机制进行了对比分析。结果表明,二阶湿位涡高值区与降水的发展演变呈现较高一致性,二阶湿位涡主分量包含对流稳定度与绝对涡度垂直梯度的耦合,体现极端降水大气的主要动热力结构特点:发生在2021年6月15~16日的夏季过程,极端降水区主要位于昆仑山沿线,与塔里木盆地南侧强烈的低层气旋性旋转有关,旋转促进水汽快速集中,垂直方向表现为中层负涡度叠加于正涡度之上,垂直涡度梯度显著,同时水汽抬升凝结,中层大气加湿加热,对流稳定度在垂直方向非均匀性增强,两种垂直梯度结构均有助于垂直运动增强,促进极端降水形成;发生在2020年4月17~24日的春季过程,降水主要位于南疆西部喇叭口地形区,“阶梯槽”形势造成的越山干冷气流和塔里木盆地的偏东暖湿气流辐合,形成中层正涡度带,激发上升运动,是极端降水的主要成因。

南疆西部两次极端暴雨中尺度特征对比分析

利用常规气象观测、地面区域气象站逐小时观测数据、FY-2G云顶亮温、喀什CR/CC雷达产品及NCEP再分析等资料,对比分析南疆西部2020年4月17—24日和2021年6月15—17日(分别简称“过程1”、“过程2”)两次极端暴雨过程环流背景和短时强降水环境条件、中尺度特征。结果表明:两次过程均发生在500 hPa“东西夹攻”的有利环流背景下,100 hPa南亚高压分别呈东部型和双体型,低空急流、切变线和地面中尺度辐合线是两次暴雨重要的触发系统。两次强降水均发生在对流云团发展最强盛、范围最大时或TBB梯度最大处。但雷达回波特征明显不同,“过程1”影响系统为线性多单体强风暴,最大反射率因子达65 dBZ,具有中小尺度辐合和旋转特性,强降水期间VIL维持40 kg/m2以上并有跃增现象,更有利于产生强对流。“过程2”影响系统为分散性普通单体风暴,径向速度高层辐散不明显,VIL值明显小于“过程1”。

南疆西部“5·21”极端大暴雨成因分析

利用常规观测资料、区域自动站加密观测资料、NCEP/NCAR逐6 h 1°×1°的再分析资料和FY-2卫星逐时云顶亮温资料,分析2018年5月21日南疆西部极端大暴雨过程的成因。结果表明:100 hPa南亚高压双体型、500 hPa塔什干低涡与贝加尔湖附近低槽“东西夹攻”、低空偏东急流强,为此次大暴雨提供了有利的高低空天气系统配置。副热带西风急流与极锋急流形成的高空强辐散区,在大暴雨区上空与低空偏东风急流左前方强烈的气旋式辐合区叠加,有利于上升运动维持;大暴雨发生前4 h,2个垂直环流圈的上升气流在暴雨区中心上空汇合,使得上升运动进一步增强。极端大暴雨发生前南疆西部整层大气湿润,低层偏西气流与偏东急流在暴雨区中心附近形成强烈辐合,促进了南疆盆地水汽向暴雨区集中和汇聚,同时有利于地面中尺度系统的发展和加强。卫星云图上多个γ中尺度MCS的活动造成本次极端大暴雨,强降水发生在TBB梯度最大的区域,极端大暴雨开始前3 h TBB下降超过30℃,与我国中东部地区局地暴雨发生前TBB的变化特征相似。

2020年春季南疆西部一次极端暴雨成因分析

利用常规观测、FY-2G卫星、雷达、全球同化系统(GDAS)及NCEP(1°×1°)再分析等资料,分析2020年4月17-24日南疆西部喀什地区极端暴雨过程。结果表明:此次极端暴雨是在100 hPa南亚高压呈东部型的大尺度环流背景下,主要影响系统为500 hPa中亚低涡(槽)和700~850 hPa切变线;低层辐合、高层辐散的发展及持续为暴雨提供动力支持;暴雨过程中低层θse均随高度增加而减小,为暴雨产生提供了较好的不稳定条件;且中低层水汽充沛,700 hPa喀什地区水汽辐合中心强度达-10×10-6g/(cm2·hPa·s),比湿≥5 g/kg。雷达回波图上单体风暴或线性多单体风暴持续多个体扫导致强降水的发生,风暴最大反射率因子≥55 dBZ,径向速度图上具有明显的中小尺度辐合特征;TBB低值区与降雨落区紧密结合,强降雨发生在TBB梯度最大处,且TBB等值线越密集雨强越强。

近51年河西走廊西部极端强降水事件变化研究

利用河西走廊西部8个气象站1960～2010年的逐日有效降水(日降水量≥0.1mm)资料,研究了河西走廊西部近51a极端降水事件变化的时空分布特征及变化趋势。结果表明:在河西走廊西部只要出现中～大雨或以上降水就算极端强降水;在空间分布上,河西走廊西部极端强降水阈值自西南向东北逐渐减小,极端降水总量分布与该区域年降水量的空间分布相似,极端降水指数倾向率空间分布很不均匀;在时间分布上近51年来河西走廊西部年极端降水总量和年极端降水强度均呈显著增加的趋势,极端降水频数增加趋势不明显,极端降水指数在3～5a和10～13a周期上反映明显,在60年代极端降水指数均发生了突变。

稳产保供 全力应对极端天气

我国是农业大国,一直以来,人们都是“靠天吃饭”,气象、气候条件对农业的影响相当大,而在养殖业中,天气同样十分重要。2023年以来,多地出现极端天气,河南等地遭遇严重“烂场雨”;西南地区南部发生冬春连旱,入夏以来北方出现高温干旱、南方局部暴雨洪涝,农业气象灾害有偏重发生势头。据悉,5、6月东北西部降水比常年偏少2~5成,局地确实出现旱情,最重时受旱面积超过2000万亩。