登陆台风Matsa(麦莎)中尺度扰动特征分析

地面中尺度自动站和多普勒雷达资料的分析都表明,台风Matsa登陆后的低层螺旋云带中活跃着中尺度气旋性涡旋系统。本文使用新一代中尺度WRF模式对台风Matsa登陆后的变化特征进行了数值模拟,使用四维变分多普勒雷达分析系统(4D-VDRAS)对台风Matsa多普勒雷达径向风进行了风场反演。在此基础上对台风Matsa登陆后中尺度扰动特性进行了初步探讨;对台风Matsa与其螺旋云带的中尺度系统之间动能和涡度的相互转换进行了诊断分析。分析表明:(1)数值模拟和雷达风场反演结果表明,登陆台风Matsa的低层螺旋云带中活跃着中尺度气旋式涡旋系统,与之相伴随的为较强的中尺度上升区,而且,中尺度垂直上升运动的强弱与雷达对流回波强度成正相关,中尺度垂直上升运动越强,雷达对流回波发展越旺盛。(2)台风Matsa与其中尺度系统动能转换的诊断分析说明,低层中尺度系统从台风Matsa环流中获得动能而发展;Matsa在陆地上长久维持主要是从高层获得动能。(3)台风Matsa与其中尺度系统涡度转换的诊断分析说明,低层中尺度系统向Matsa输送正涡度主要依靠中尺度垂直运动来完成;高层正涡度的转换通过水平输送和垂直输送共同来完成。所以,中尺度系统所产生的正涡度源源不断地向Matsa输送,使Matsa的气旋性环流可以在陆地上长久维持。

“8.18-19”山西中南部暴雨天气特征分析

利用自动站加密资料、FY-2C卫星产品以及实况探测资料,对2010年8月18-19日发生在山西中南部多站暴雨和2个测站大暴雨的天气过程进行了综合分析。结果表明:(1)此次大范围强降水主要受500hPa切断低压、槽线和副热带高压(下称副高)的共同影响,副高边缘不断生成和消亡的中小尺度对流云团(2个一般对流云团和6个中尺度对流云团(包括1个MCC和5个MCS))是导致暴雨、大暴雨的直接系统;暴雨站上空TBB绝对值变化与降水变化有着较好的一致性。(2)此次降水过程,暴雨区非常分散,存在6个中心,分别表现出典型的β-中尺度和γ-中尺度特征,其分布呈现出双峰、单峰和孤立单峰等多种型式,具有先沿着500hPa引导气流向东北发展,再随着副高撤退又向东南压的特点。(3)地面自动站风场资料显示,此次暴雨天气过程存在涡旋降水、切变降水和辐合降水3种类型,其降水强度和持续时间均存在明显的差异,但暴雨落区却与它们和副高的相对位置有关。(4)A指数诊断揭示,高湿气团在高不稳定层结背景下,沿副高边缘不断抬升到高空,与来自高纬地区的强冷空气相遇,导致了强降水;在对流层中、高层,转化项是涡度发展的主要因子,使得垂直运动不断加强,成为不稳定大气的动力强迫因素。

地形对登陆台风麦莎(2005)影响的数值模拟研究

利用非静力平衡的中尺度模式MM5(V3)对2005年9号台风Matsa("麦莎")登陆后期的过程进行了48h模拟,应用低通滤波器分离模拟结果中的天气尺度和次天气尺度运动,并采用热带气旋动态坐标跟踪考察登陆过程中热带气旋的次天气尺度环流特征。通过研究地形对两种尺度间动能和涡度转换的影响,进一步证明了地形对热带气旋有着不可忽视的影响。结果表明,地形的存在有利于维持热带涡旋性强度,这种影响随气旋中心与地形间距离的缩小而逐渐增强,且强度的增强在对流层中高层表现得更为明显。去掉地形后对流层低层次天气尺度系统向热带气旋输送的动能减少,次天气尺度系统对热带气旋动能的消耗增大;当低层涡度转换项的垂直运动贡献为负时,去掉地形会加剧这种负贡献,即次天气尺度系统从热带气旋得到更多的正涡度;从整体上看,去掉地形后,热带气旋不仅没有从次天气尺度系统获得正涡度,反而将自身的正涡度向外输送。

一次西北地区东部大暴雨的物理机制分析

利用探空、地面加密自动气象站、卫星云图以及1°×1°NCEP再分析资料,从大气环流、水汽来源、湿斜压矢量、涡度转换、大气非平衡强迫等方面对2010年7月23日发生在西北地区东部的大暴雨过程进行了诊断分析。结果表明,低涡切变线在中、低层形成强辐合,对流层高层南亚高压东部北风急流出口区左侧形成强辐散,这样高层辐散、低层辐合的环流配置在暴雨区上空易形成强大的上升运动。在台风"灿都"和副热带高压的作用下,偏南风低空气流源源不断地向西北地区东部输送水汽。暴雨期间,大气降水率与暴雨不同阶段的雨强变化一致,暴雨最强时段降水率达到50 mm·h-1以上。鞍型流场引导干冷空气和暖湿空气在低涡切变线处汇集,总变形大值区与等相当位温线密集带一致,有利于低涡湿斜压性增强。低涡快速发展期,500 h Pa垂直涡度的增长绝大部分来源于扭转项的贡献,即水平涡度向垂直涡度的转换,且出现最大值比垂直涡度超前6 h,对暴雨预报有一定的指示意义。850h Pa大气非平衡强迫负值中心值越小,雨强越强,在出现极端强降水的区域大气非平衡强迫中心值小于-10.0×10-9s-2。