一次雷暴冷出流中新生强脉冲风暴的分析

利用常规天气资料、多普勒天气雷达产品、SAFIR3000总闪电定位资料、加密探空资料和自动气象站资料,对2007年8月3日造成上海嘉定F1国际赛车场6号弯D2-D5号4个临时看台被吹翻的一次强对流天气过程进行了分析。结果表明:坡度较大的低压槽、较高的对流不稳定能量和较弱的垂直风切变条件下,地面风场辐合、海陆风锋和雷暴冷出流等的相互作用,导致了上海地区出现了多个强局地脉冲雷暴;F1国际赛车场致灾脉冲雷暴发生在前期雷暴的冷出流中,冷出流锋区与原边界层辐合线的碰撞是其触发的动力机制,较高的不稳定能量、充足的水汽和中低空的辐合上升导致该风暴强烈发展,造成了F1赛车场出现了13级大风和短时强降水;雷暴过程的总闪电活动分析表明:闪电活动的突然增强预示了该雷暴的爆发并开始进入减弱阶段。

成都一次脉冲风暴特征及成因分析

利用多普勒天气雷达观测资料、风廓线仪资料、加密自动气象站资料、常规观测资料和NCEP 1°×1°再分析资料,对2014年7月23日16:00在成都城区发生的一次局地强对流过程进行了分析。结果表明:晴空太阳辐射增温和低层偏南气流的暖湿水汽输送使得成都附近大气具备对流发展的能量和水汽条件;地面暖平流及成都城市热岛效应,使得成都城区低层抬升作用增强;在弱的垂直风切变环境中,南下阵风锋与成都城区西北部地面中尺度热中心和中尺度辐合线相遇,激发出脉冲风暴并迅速发展,进而产生局地强对流天气;多普勒天气雷达资料显示脉冲风暴强盛时期具有悬垂回波、有界弱回波区、中层径向辐合等强风暴的特征。

脉冲风暴造成的山西北部三次冰雹天气对比分析

利用加密自动气象站资料、多普勒雷达产品、NCEP/NCAR FNL 1°×1°再分析资料、灾情调查等资料,对2017年出现在山西北部的三次冰雹天气过程进行了对比分析。结果表明:(1)三次脉冲风暴冰雹过程均发生在500 hPa中高纬地区为"两槽一脊"型、槽后偏西北气流的环流背景下,低层切变线或涡旋是主要触发系统。冰雹出现在低层辐合线的东南侧暖区内。低层触发系统不同,大气不稳定度不同,造成的强对流落区和强度差异很大。(2)脉冲风暴冰雹过程中,从低层到高层风向随高度呈现一致的顺时针旋转,从低层到700 h Pa附近风速随高度增加,0～6 km风垂直切变为1×10^(-4)～7×10^(-4)s^(-1),均小于冰雹天气阈值。(3)脉冲风暴的雷达回波呈块状,强回波中心高度位于-10℃等温线所在高度以上,初始高度在7 km以上,上冲云顶高度大于12 km;脉冲风暴的形成、发展和结束与雷暴云顶的上冲、下降和崩溃紧密联系。可以利用上冲云顶的形态判断风暴的生消,但要抬高仰角到8 km左右高度观测,才有助于提前发现脉冲风暴。径向速度场上三次过程有明显差异,表现为降雹持续时间与辐合层厚度密切相关,辐合层越厚降雹越剧烈,持续时间越长;以单体形式在低层出现辐合、高层辐散的速度场发展迅猛程度要比多单体更剧烈,带来的灾害更严重;强对流发生前,VIL最大值大于35 kg·m-2,降雹前VIL出现跃增,跃增量大于29 kg·m-2。(4)基本反射率剖面图上,脉冲风暴产生的旁瓣回波的空间结构表现为与高反射率因子核区垂直,强度小于20 d BZ的弱回波带,旁瓣回波从风暴强中心边缘向低方位角方向伸展。三次过程中,出现旁瓣回波和三体散射的冰雹过程持续时间更长、灾害程度更重。

一次新生脉冲风暴分析

本文利用多普勒天气雷达、地面自动站等高时空分辨率观测资料和NCEP1×1°再分析资料,对2017年7月28日南充市区由脉冲风暴引起的局地强对流天气的背景、环境条件、雷达特征、大风成因等进行了研究和探讨。结果表明:(1)此次强对流天气过程以受西太平洋副热带高压控制为背景,有异常强的对流不稳定能量和十分充足的水汽;边界层切变线与弱冷空气回流进入盆地东北部及下垫面加热不均匀导致的强温度梯度是风暴新生的触发机制;在弱垂直风切变的环境条件下,使得过程中雷暴具有脉冲风暴特征。(2)此次过程有多个脉冲风暴的活动,造成南充城区大风的脉冲风暴主要有两个,1号风暴单体在强的温度梯度触发后,快速向上向下发展,成熟崩塌时以下击暴流的形式形成强的地面辐散气流,造成高坪站大风;强的下沉气流到达地面形成冷中心,冷中心与前方的暖中心形成强的温度梯度即冷池密度流,冷池密度流产生强的气压梯度力风,再叠加单体下层辐散气流造成了华凤镇的极端大风。

山东半岛秋季一次脉冲风暴下击暴流观测分析

利用山东威海CINRDA/SA多普勒雷达探测资料,结合常规天气图资料、地面自动气象观测站资料等,对2018年9月8日发生在威海文登机场附近的一次下击暴流天气特征进行分析。结果表明:1)此次下击暴流天气发生在高低空一致的西北气流背景下,午后太阳辐射使得低空大气加热显著,形成了强烈的不稳定层结。2)大气层结特征呈喇叭状温湿分布,850 hPa以下接近干绝热的温度直减率,为下击暴流的发生提供了有利环境条件。3)地面辐合线为风暴单体的产生提供了动力抬升条件。4)从多普勒雷达产品上看,风暴初始回波发生在午后海风锋触发的晴空窄带回波上,通过单体间的合并加强,发展成为多单体风暴;下击暴流出现前,对流风暴回波强度及高度明显发展,成熟阶段的对流风暴伴有回波悬垂结构和三体散射特征,伴随着强反射率因子核心的持续下降,下击暴流迅速到达地面,径向速度图上存在明显的中层辐合、旋转、低层辐散的现象;5 km以上60 dBZ强反射率因子核心的下降,结合径向速度中层辐合、低层辐散特征可提前3~9 min预警下击暴流的发生。

宁波机场一次脉冲风暴天气过程分析

本文利用常规天气资料、自动气象站资料、宁波机场自动观测资料和NCEP再分析资料,对2018年7月26日发生在宁波机场及附近的伴冰雹脉冲风暴天气过程进行分析,结果表明:在高层东风波、强对流不稳定能量和较弱的垂直风切变条件下,脉冲风暴由中尺度辐合线激发生成。宁波机场地面至对流层顶湿度较好,对流有效位能为2794 J·kg~(-1),低层暖平流、高层冷平流配置增加了气层的不稳定性,利于有组织的强对流风暴的产生和发展。

一次由脉冲风暴引起的局地冰雹过程分析

利用常规天气资料、多普勒天气雷达产品和自动气象站资料,对2014年7月14日造成台前县清水河与王集大风冰雹的一次局地强对流天气过程进行了分析。结果表明:较浅的低压槽、较高的对流不稳定能量和较弱的垂直风切变条件下,地面冷锋、中尺度露点锋和雷暴冷出流等的相互作用,导致鲁豫交界出现了多个强局地脉冲雷暴。台前县致灾脉冲风暴发生在前期雷暴的冷出流中,较强的不稳定能量、充足的水汽和露点锋导致该风暴强烈发展,造成了台前县部分乡镇出现了边际尺度的冰雹和短时大风。

雷暴大风环境特征及其对风暴结构影响的对比研究

2009年6月3日,受冷涡后部次天气尺度横槽的影响,在相邻的两个区域先后出现雷暴大风天气,造成两地强风的风暴类型、地面大风分布及灾害程度差异显著。风暴结构分析表明:产生晋陕大风的雷暴类型为一般单体风暴和脉冲风暴,而产生商丘致灾大风的则为典型的弓形回波。结合观测和数值模拟资料分析产生上述两类雷暴大风的环境要素,并构建其环境温、湿度廓线,结果表明:(1)晋陕大风区环境探空温、湿度廓线呈倒V形,为典型的干下击暴流探空廓线,类似探空在中国西部高原地区夏季常见;(2)商丘雷暴大风区环境温、湿度廓线类似典型湿下击暴流探空。数值模拟给出了典型的一般单体特征结构,老雷暴单体出流在其前方触发新单体。在中低层相对干的环境下多个对流单体的冷下沉形成冷池,强风由对流单体下沉辐散气流叠加在冷池密度流上造成。两类雷暴大风环境风垂直切变特点为:深层环境风垂直切变较弱、强水平风垂直切变集中在中低层。数值模拟表明:在这种风垂直切变配置下,低层湿度成为风暴结构的决定因素:中一高湿度环境下形成高度组织化的飑线,且其单体具有较强中层旋转;低湿度环境下产生组织程度差的一般单体和脉冲风暴,并基于高分辨率数值模式模拟结果给出了环境影响风暴结构的物理图像。

浙中一次多风暴类型强对流天气成因及多普勒雷达特征

利用常规资料、区域自动站加密资料、探空资料、GFS 0.25°×0.25°逐6h的分析场数据和SB多普勒天气雷达资料对2018年5月18日发生在浙中地区的一次强对流天气过程进行分析。结果表明:此次过程产生了脉冲风暴、中等到强多单体风暴和飑线这3种风暴类型,分别出现冰雹、大范围强降水和雷雨大风等强天气。3种风暴的雷达回波在回波形态、强度、垂直结构、平均径向速度、垂直累积液态水含量VIL等特征如下:①脉冲风暴呈块状,初始回波高度在6~9km,强回波所在高度在-10℃等温线附近,强回波值达60dBz以上,VIL值出现跃升且最大值在50kg·m^-2以上,冰雹出现在反射率因子核和VIL值迅速下降之后;②中等到强多单体风暴呈带状,大降水效率和“列车效应”是发生大范围强降水的主要原因,雷雨大风天气则与反射率因子核迅速下降、MARC、低层强辐散区有关;③飑线呈弓形回波形态,移速快,引起了大范围的雷雨大风天气。此次过程影响系统多,天气复杂,存在较大预报难点,在短时临近预报技术研究上有重要借鉴意义。

2017年7月29日宜昌三峡坝区一次下击暴流过程的中尺度分析

利用常规气象观测资料、区域站观测资料、EC再分析资料、FY-2G卫星资料和雷达资料,对2017年7月29日湖北宜昌一次下击暴流过程进行了中尺度分析。结果表明:(1)此次下击暴流过程发生在副热带高压(以下简称副高)边缘,宜昌北部对流由冷空气触发产生,中部对流由冷空气绕流产生的偏东气流受宜昌西部山区地形抬升触发产生。(2)下击暴流过程中伴随着气压陡升、气温骤降、风向突变、风速骤增的现象,气压突增和风向突变比风速骤增提早10 min左右出现。(3)卫星云图显示大风出现的位置基本上在云团传播方向前沿云顶亮温梯度最大的区域。(4)本次过程呈典型的脉冲风暴特征,初始雷达回波强度较强,高度位于4~6 km,回波形态直立,且在地面大风出现前10 min左右有明显的中层径向辐合特征(MARC)。(5)回波受长江河谷地形阻挡以及副高的阻挡作用,在长江河谷移动缓慢,因此维持时间较长,并且出现两次加强,一次为回波合并加强,一次在三峡坝区附近受局地的热力和动力辐合作用加强。

广西金秀县“2013-07-14”重大漂流灾害事件的气象特征分析

利用常规气象地面观测资料、探空资料，中小尺度自动站监测网、雷达遥感等非常规观测资料，对于2013-07-14发生的广西金秀县漂流灾害事件的气象特征进行分析，结果表明：广西金秀县天堂谷漂流灾难是由一个小尺度的脉冲对流单体风暴在发展强盛过程中，产生的短时强降水所引发，脉冲对流单体风暴在雷达速度剖面图上具有低层经向辐合和高层辐散出流的特征，回波高度超过10 km，但上升气流未出现倾斜，强回波中心主要位于3~6 km 的暖层云中，是典型的强降水风暴类型特征；脉冲对流单体风暴处在台风槽尾部的高温高湿大气环境条件下，边界层强辐合线是对流单体风暴生成和发展的主要动力强迫机制；雷达反演的降水量能够较精确地反映无雨量监测站流域的雨强，反演的平均面雨量超过30 mm/h，为禁止漂流的危险等级。雷达估测产品的应用能为山洪、泥石流和滑坡灾害多发区的监测预警提供可行的方法。

2017年夏季天津一次下击暴流事件的成因初探

2017年7月9日,天津市西南地区出现一次伴随短时强降水、冰雹、下击暴流的强雷暴大风天气过程,其中天津市静海区独流镇先后发生两次下击暴流大风。利用多普勒天气雷达数据、三维变分风场反演资料、地面加密自动站观测资料等,对此次强雷暴大风天气过程中下击暴流的成因进行了初步探讨。结果表明:(1)本次过程发生在500 hPa冷涡后部和高空前倾槽形势下,上干冷下暖湿形成静力不稳定层结,对流发生前对流层中下层具有明显的条件不稳定、较大的对流有效位能和下沉对流有效位能,西南风与东南风形成的中尺度辐合线在低层高温背景下触发对流,较弱的垂直风切变环境使得对流风暴初期以脉冲风暴形式出现。(2)下击暴流大风发生前伴随雷达回波图上反射率因子核心下降、中层径向辐合和低层中气旋等特征。(3)降水粒子的拖曳作用对独流镇两次下击暴流大风的发生均起到重要作用;此外,第一次下击暴流大风的发生还与负浮力和干空气夹卷有关,第二次下击暴流大风的发生则与中气旋后侧扰动气压垂直梯度有关。

2014-07-14豫北局地冰雹机制分析

利用常规气象资料、NCEP再分析资料、多普勒雷达资料、FY-2E静止卫星和区域自动站观测资料,对2014年7月14日豫北地区新乡和濮阳两地相继发生的局地冰雹天气过程进行分析,结果表明:两地的局地强对流天气过程发生在高空急流轴的右侧、西风槽的槽前和850hPa西南显著流线的左前侧,且中低层没有明显的冷暖平流;新乡的大风、冰雹天气是在积云合并加强并形成中-β尺度的强对流云团的过程中形成的,在雷达回波上表现为明显的回波合并过程,合并后的回波特征呈现出倾斜上升的强回波中心及其下方的弱回波区,在雷达径向速度图上表现为较强的斜升气流和中气旋;濮阳的大风、冰雹是由脉冲风暴导致的,该风暴所在的多单体风暴具有稳定的移动和传播路径,对脉冲风暴发生、发展落区有很好的指示意义。