西北太平洋热带辐合区上升运动与越赤道气流和澳大利亚高压的关系研究

基于NCEP/NCAR再分析资料,分析西北太平洋热带辐合区上升运动(ITCZω)与越赤道气流和澳大利亚高压之间的关系,并给出了三者在2003、2007年淮河流域强降水的异常特征。结果表明越赤道气流对西北太平洋ITCZω的影响主要反映在对其强度的影响,对其位置的影响不明显。总体上来说,925 h Pa上各支越赤道气流强度与西北太平洋ITCZω强度的相关性都要好于850 h Pa;ITCZω强度与澳大利亚高压强度的相关只在对流层低层可以通过95%的信度检验。2003、2007年淮河流域强降水期间,90°E及以东的越赤道气流偏弱;澳大利亚高压强度也偏弱;对应ITCZω偏弱、偏南;2003、2007年90°E、105°E、150°E附近越赤道气流的强度较多年平均都要偏弱,2007年125°E附近越赤道气流的强度较多年平均也较弱;2007年ITCZω偏弱的程度要大于2003年;2007年南半球冷空气偏弱持续的时间虽然长于2003年,但偏弱的程度却小于2003年。

乌鲁木齐机场一次长时间雷雨天气特征及成因分析

利用NCEP逐6小时的1˚ × 1˚再分析资料、新疆区域加密自动气象站逐十分钟观测、常规高空及地面观测资料、多普勒天气雷达探测资料,对2023年5月22日乌鲁木齐机场长时间雷雨天气过程特征及环境场诊断分析。结果表明:1) 此次雷暴天气过程发生在西伯利亚低涡南压、宽广槽底不断分裂的短波槽东移的大尺度环流背景下,呈现持续时间长、尺度小且移动速度快等特点。2) 机场多普勒雷达回波演变反映出多个对流单体在移动中合并有利于整个回波云团快速发展,在高空引导气流的作用下,影响本场及终端区。3) 本场中低层水汽辐合条件较好,长时间维持的水汽辐合区有利于水汽汇聚,为雷暴天气的发生提供了良好的水汽条件。4) 地面辐射增温配合高层弱冷空气入侵,形成“上干下湿”的垂直结构,配合较大的对流有效位能,加速对流的触发。“高层干冷、低层暖湿”的垂直配置,会加强雷暴单体的发生发展。5) 雷暴发生前,高层辐散、低层辐合的高低空配置,使垂直上升运动加强,上游地面辐合线的发展东移是本场雷雨天气的触发机制之一。

2021年吉林中部一次极端雷暴大风的中尺度成因分析

基于常规观测资料、地面加密自动气象观测站、多普勒天气雷达和ERA5再分析资料等,对2021年9月9日上午发生在吉林省中部一次罕见的极端雷暴大风的中尺度成因进行了详细分析。结果表明:产生雷暴大风的飑线系统是在深厚的东北冷涡配合大尺度锋生作用在冷锋尾部激发形成的。中层较强干空气和逆温层以下接近干绝热的温度递减率有利于极端雷暴大风产生。干暖盖的存在导致低层暖湿空气迅速增强,临近时刻CAPE值超过1600 J·kg~(-1),层结在短时间内变为极不稳定结构,夹卷层平均风达到20 m·s~(-1)以上,动量下传有利于地面风速增强,极端雷暴大风发生在断裂后飑线尾部前沿γ中尺度涡旋附近,但涡旋附近2个站点极端雷暴大风形成原因明显不同,其中农大站极端雷暴大风发生时气压陡降,气温陡升且分钟降水量弱,是由飑线前侧强下沉辐散气流(冷池出流)在较强的偏南风气流作用下加速流入涡旋内部、辐合上升气流迅速增强导致,与其附近农博园站和长春站由降水粒子拖曳作用形成的强下沉辐散气流导致的极端雷暴大风明显不同。

山东省2006年4月28日飑线天气过程分析

对2006年4月28日山东省一次飑线天气过程进行诊断分析,应用湿位涡守恒理论研究了飑线的发展机制。结果表明:飑线是由500hPa西风槽影响产生的,为低层增温增湿,高层冷空气南下,低能舌叠加在高能舌之上,导致大气对流性不稳定。850hPa切变线和地面低压槽中的辐合上升运动触发对流不稳定能量释放,产生中尺度对流云团,在热力不稳定和风垂直切变的环境条件下对流云团东移发展,形成飑线。低层大气湿斜压性增强,破坏了地转平衡,倾斜涡度发展,上升运动增强,对流发展;高空高位势涡度下传使得中低层位势涡度增大,导致其垂直涡度增大,有利于对流层低层中尺度涡旋发展,对流增强。较强的上升运动与风垂直切变相互作用,促使对流系统发展形成飑线,产生雷雨大风。

塔里木盆地中的大气环流及沙尘暴成因探讨——根据沙漠风积地貌和气象观测重建的风场

沙漠风积地貌的形态可反映风向的长期变化,作者通过对塔克拉玛干沙漠风积地貌形态所揭示的风向及盆地边缘气象站40年的风况分析和合并,重建了盆地中沙尘暴形成时的风场。在分析冷空气入侵塔里木盆地的路径、盆地中不同时期热力状况的基础上,从大气环流的角度探讨了盆地中沙尘暴的成因。结果表明,在暖季(春、夏),由于地面对大气感热加热作用强烈,形成了浅薄的热低压。当不同强度的冷空气入侵时,尽管风场有所不同,但都会分别在和田—于田—民丰一带、柯坪一带形成强大的辐合上升区,使这两个地区成为中国沙尘暴发生频率最高的地区。

2009年7月桂林市2次大暴雨过程分析与预报

利用常规探空资料、数值预报产品、雷达回波资料对桂林市2009年7月2～4日与25～28日2次大暴雨过程的天气形势及物理机制、雷达回波概念模型特征进行对比分析,结果表明:低涡切变是2次强降水的主要影响系统,西南风低空急流的强弱与暴雨量级有着直接关系,两者配置形成的辐合上升运动是这2次大暴雨的动力机制,辐合及上升运动越强,对应的降水强度越大;絮状强降水回波稳定维持在桂林上空与其内部风场结构上的强盛西南暖湿气流辐合有关,圆形絮状回波比长带状回波更稳定,更有利于大暴雨的形成。另外,经预报实践证明利用多种数值预报产品与桂林预报工具与指标,可对大暴雨过程的落区及量级进行较准确的预报,为灾害性大暴雨天气提供有效的预报与决策服务。

吉林省一次降雪漏报的原因分析

利用常规气象资料和FY-2气象卫星资料,从天气形势、物理量特征和模式预报等方面分析了2016年3月7-8日吉林省降雪天气过程。结果表明:此次过程是一次由高空槽和地面倒槽造成的降雪天气过程。本次降雪过程强度较弱,湿度大值区主要集中在中层700h Pa,低层湿度条件较差;降雪区和辐合上升运动大值区有较好的对应关系。实践证明在短期天气预报过程中不能完全依赖数值预报产品,而应在有效检验的基础上结合其它信息全面分析。

“7·30”区域暴雨的中尺度特征分析

针对2007年7月30日发生在山西省南部的区域暴雨局部特大暴雨天气过程,利用多种资料,计算了多种物理量,分析了其演变特征,指出:a)前期500 hPa 阻塞高压和切断低压的形成和长期维持以及副热带高压的稳定加强、维持,是造成山西大范围降水和区域暴雨天气的特殊环流背景。b)特殊背景下形成的MCS 是造成此次南部区域暴雨的直接影响系统,强烈而持续的水汽夹卷作用、对流层高层强抽吸作用使得MCS 维持和加强。c)地形性辐合的存在使得垂直上升运动加强,而高位势不稳定能量的释放与低层迎风坡面上低云的相互作用,使得 MCS 不断发展,使雨强出现了3次强烈增幅。

2011年初北疆强寒潮过程诊断分析

2010年12月31日至2011年1月2日,新疆出现了一次强寒潮天气,北疆41个站的极端最低温度突破或接近历史同期极值,气温由偏高转为异常偏低,给当地群众生产生活造成了严重危害。本文利用NCEP 1°×1°的6 h分析资料和常规观测等资料,对本次强寒潮天气过程的环流背景、冷空气源地、向南爆发的机制及强降温的原因进行了分析。结果表明,本次强寒潮天气的成因是:(1)前期乌拉尔山脊异常增强,脊顶东扩,使西西伯利亚低涡西退南压形成横槽,横槽北侧的东北气流引导的超极地冷空气、槽后北风带引导的极地冷空气及西路冷空气在西西伯利亚合并加强,形成异常强的冷高压、高空强锋区和强冷平流。乌拉尔山高压脊向南衰退,导致强冷空气大规模向南爆发。(2)强冷平流是造成本次寒潮剧烈降温的主要原因。(3)随着冷空气进入新疆,北疆上空涡散场和垂直速度场上出现了较明显的辐合上升运动,为降雪提供了动力条件。(4)850 hPa和700 hPa偏西急流将里咸海上空湿空气部分携带到新疆上空,为降雪提供了基本水汽条件。由于没有副热带锋区配合,西南暖湿气流无法补充到北疆地区,因此本次寒潮过程的降水不明显。

2014年河套地区入秋首次强降水天气过程分析与诊断

运用常规气象资料和自动站实测资料,从高空槽演变规律及物理机制方面对2014年8月31日至9月2日内蒙古巴彦淖尔市强降水天气过程进行诊断分析。结果表明,此次降水天气过程是由高空槽东移南压,并配合低层低涡环流产生。9月1日凌晨分布不均匀阵性降水,由南支槽前不断生成和消亡的对流云团活动所致。9月1日午后,北支高空槽逐步南下,南压冷空气与西南暖湿气流在巴彦淖尔市上空交汇,稳定西南暖湿水汽输送,为强降水提供了充足的水汽条件。高空强烈辐散通过抽吸作用引起低层强烈辐合,激发气流垂直上升运动并提供抬升动力条件。500 h Pa以上大气处于对流稳定状态,阻挡暖湿气流向上扩散,使不稳定能量在低层积累,提供能量条件。西南暖湿气流受阴山山脉阻挡和抬升,山前降水量增加。

低空急流对呼伦贝尔市一次暴雪的作用

根据预测预报业务中应用的高、低空天气实况以及红外图像和水汽图像,对2007年3月23～25日呼伦贝尔市自西向东出现大范围暴雪的天气过程分析得到,此次天气过程是在低空气流不断向呼伦贝尔市输送暖湿气流并形成强烈的辐合上升运动条件下共同产生的。

天气系统对沙尘暴产生及传输路径的影响

采用气象观测数据资料和美国NOAA卫星地面温度以及高空风场的格点数据资料,利用Micaps气象资料分析软件和grads绘图软件对2008年5月下旬一次由新疆北部开始,对我国内蒙和河北地区造成比较大影响的沙尘天气产生及传输过程进行分析。结果表明:此次强沙尘天气是由高空槽和地面冷锋相互配合,再加上冷锋后西北大风使得地面上的沙尘颗粒被抬升到高层,进而随着大风和引导气流向下游传输。在沙尘传输的过程中,沙尘暴的位置和地面天气系统的位置有着很好的对应关系:沙尘区域总是位于地面锋面气旋冷锋的后部,并跟随锋面气旋一起移动。

2008年浙江大到暴雪天气成因分析

利用常规气象资料、NCEP、MICAPS的资料,分析了2008年1月11日至2月5日浙江大到暴雪灾害天气过程的大气环流天气形势、物理量场的配置、气温条件。得出:大气环流形势持续异常为本次雪灾过程提供了环流背景,主要表现在亚洲极涡中心明显偏强、东北低压位置偏东偏强、欧亚地区南北反位相环流明显、副热带高压偏强偏北偏西;中高层强烈暖湿辐合上升运动与雨雪过程对应较好;南海和孟加拉湾的水汽输送和低层强烈降温是暴雪的主要原因;逆温在本次暴雪中起到重要作用,但700hPa升温过高不利于降雪。