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一次华北暴风雪过程中边界层中尺度扰动涡旋和水汽输送特征的分析 被引量:3
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作者 易笑园 张庆 +2 位作者 陈宏 林晓萌 陶局 《高原气象》 CSCD 北大核心 2023年第5期1311-1324,共14页
利用多部风廓线雷达和多普勒雷达、地面自动气象观测站、探空和卫星等多种监测资料,结合ERA5 0.25°×0.25°逐小时再分析资料,针对2020年2月14日华北暴风雪过程中边界层中尺度扰动涡旋(PMDV)开展分析,包括空间结构、形成... 利用多部风廓线雷达和多普勒雷达、地面自动气象观测站、探空和卫星等多种监测资料,结合ERA5 0.25°×0.25°逐小时再分析资料,针对2020年2月14日华北暴风雪过程中边界层中尺度扰动涡旋(PMDV)开展分析,包括空间结构、形成维持机制及其对降雪的影响,同时关注多股气流在不同高度层的水汽输送和净流入等特征。结果表明:PMDV是在500 hPa冷涡前部、 850 hPa暖性倒槽内和近地层东北风“冷垫”之上的悬空涡旋,其厚度约为1.2 km,水平尺度为100~300 km,生命史达17 h。它最先在边界层内出现,而后向上伸展(顶部达2 km),最终在边界层内消失。PMDV的成因:一是强劲持久的偏东气流西进,遇太行山脉阻挡,发生逆时针转向;二是在涡旋初生地存在持久的锋生作用,且4 h后在850 hPa上出现完整的气旋性环流。PMDV的发展维持原因是暖平流输送造成减压、凝结潜热释放和弱锋生三者的共同作用。PMDV促进了研究区内的东南风急流、正涡度、垂直上升速度和水汽通量散度等物理量的增大或加强,从而影响了降雪的持续时间和强度。研究区内的水汽绝大部分源于850 hPa以下的三股气流,西南支气流携带的水汽虽最为深厚,但在700 hPa以上的净流入极少;东南支气流对水汽的贡献最大,占净流入总量的86.4%;东北支气流携带的水汽多集中于850 hPa层。 展开更多
关键词 暴风雪 边界层中尺度扰动涡旋 结构 形成维持 水汽输送
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梅雨锋上边界层中尺度扰动涡旋的个例研究 被引量:15
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作者 沈杭锋 章元直 +2 位作者 查贲 陈勇明 翟国庆 《大气科学》 CSCD 北大核心 2015年第5期1025-1037,共13页
运用实况自动站、高时空分辨率的雷达和数值模拟资料,对2009年7月24日的梅雨锋暴雨过程进行了分析,结果表明:(1)锋面南侧的暖区弱降水环境内,近地面的风场会有扰动涡旋出现,随着扰动涡旋趋于稳定和向上发展,降水迅速加强,形成短时暴雨,... 运用实况自动站、高时空分辨率的雷达和数值模拟资料,对2009年7月24日的梅雨锋暴雨过程进行了分析,结果表明:(1)锋面南侧的暖区弱降水环境内,近地面的风场会有扰动涡旋出现,随着扰动涡旋趋于稳定和向上发展,降水迅速加强,形成短时暴雨,并伴随有大风出现。(2)偏西气流从边界层开始发展并加强为急流,在向东推进的过程中逐渐抬升,形成了一支从边界层倾斜入对流层低层的急流轴;而偏南气流与偏北风相遇之后,不仅形成风向的辐合和切变,而且在空间上被抬升,形成了一支斜升入流。(3)在近地面风场的切变和辐合作用下,锋生与辐合同步加强,边界层内的涡度也逐渐增强,由此带动了扰动的发生发展,扰动涡旋在边界层内率先形成,随后,在急流的东传和抬升影响下,扰动涡旋也逐步向东移动、向上发展。(4)近地面风速的加强、风向的辐合切变导致了扰动涡旋的发生和形成,并逐渐发展,这是边界层中尺度扰动涡旋发生发展的动力因子。 展开更多
关键词 中尺度涡旋 锋生 梅雨锋 雷达 边界层
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梅雨锋暴雨的Doppler雷达观测研究:边界层中尺度涡旋系统 被引量:22
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作者 杜秉玉 陈钟荣 张卫青 《南京气象学院学报》 CSCD 1998年第2期201-207,共7页
使用南京气象学院的Doppler雷达资料分析了1991年7月9日的江淮梅雨锋大暴雨过程。结果表明:当天的大暴雨与边界层中尺度涡旋系统活动密切相关,同时揭示了暴雨区大气低层的气流垂直结构特征。
关键词 梅雨锋 暴雨 雷达观测 边界层 中尺度 涡旋系统
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华北局地大暴雨过程中多个β中尺度对流系统发生发展对比分析 被引量:2
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作者 徐姝 易笑园 +2 位作者 熊明明 孙密娜 林晓萌 《气象》 CSCD 北大核心 2024年第2期181-194,共14页
利用常规地面高空观测、多普勒雷达、风廓线、VDRAS(Variational Doppler Radar Analysis System)和NCEP再分析资料,对2018年8月5—6日副热带高压(以下简称副高)控制下华北一次局地大暴雨过程中多个β中尺度对流系统触发和发展机制进行... 利用常规地面高空观测、多普勒雷达、风廓线、VDRAS(Variational Doppler Radar Analysis System)和NCEP再分析资料,对2018年8月5—6日副热带高压(以下简称副高)控制下华北一次局地大暴雨过程中多个β中尺度对流系统触发和发展机制进行了分析。结果表明:这次大暴雨发生在副高控制下,处于高温、高湿气团中,大气层结极不稳定。暴雨由多个相继发展的中尺度对流系统造成,分别是太行山迎风坡上西南—东北向、华北平原地区保定一带南北向、保定至霸州附近西南—东北向和以雄安新区为中心东西向原地生消的准静止MCS-Ⅰ、MCS-Ⅱ、MCS-Ⅲ和MCS-Ⅳ,均属于β中尺度。在相似的环境中,不同中尺度对流系统触发机制有较大差异,太行山迎风坡上的MCS-Ⅰ是由近地层偏东暖湿气流在迎风坡与山风形成的辐合抬升触发;由辐射差异和前期强降水形成的局地冷池受MCS-Ⅰ影响再次加强后,其出流与环境风形成的两条地面辐合线分别触发了MCS-Ⅱ和MCS-Ⅲ,并组织对流沿辐合线呈带状发展;而超低空偏东风增强叠加冷池出流在地形抬升作用下促使沿山暖湿气团进一步抬升,使得原本消亡的MCS-Ⅰ再次重建。MCS-Ⅳ发展最旺盛、持续时间最长,是大暴雨中心的直接制造者,一方面MCS-Ⅱ与MCS-Ⅲ、MCS-Ⅰ与MCS-Ⅳ的两次合并过程,是MCS-Ⅳ增强、持久的重要原因;另一方面边界层偏东风急流为MCS-Ⅳ的发展提供了水汽和不稳定能量等有利条件,同时推动其左前方中尺度涡旋的发展,导致MCS-Ⅳ所在地的气旋性涡度大大增加,加强了以急流轴为中心的垂直次级环流发展,造成MCS-Ⅳ的发展维持,形成华北平原地区以雄安新区为中心的东西向大暴雨带。 展开更多
关键词 准静止中尺度对流系统 对流单体合并 冷池 地面辐合线 中尺度边界层急流 中尺度涡旋
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一例底层涡旋扰动触发强对流的中尺度分析 被引量:1
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作者 章元直 苏涛 +1 位作者 沈杭锋 翟国庆 《浙江大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期65-72,共8页
通过对2009年6月5日一例皖北强灾害天气过程的中尺度分析,发现底层大气中存在西南气流的中尺度汇合线,在汇合线附近、基本西南气流的流场环境下,隐含着中尺度涡旋扰动.利用Shuman-Shapiro平滑滤波方案对日本中尺度再分析资料进行处理,... 通过对2009年6月5日一例皖北强灾害天气过程的中尺度分析,发现底层大气中存在西南气流的中尺度汇合线,在汇合线附近、基本西南气流的流场环境下,隐含着中尺度涡旋扰动.利用Shuman-Shapiro平滑滤波方案对日本中尺度再分析资料进行处理,揭示了滤波后出现的中尺度涡旋扰动,该涡旋扰动对应边界层中尺度辐合区和辐合中心,以及气流的最强上升支.这些中尺度扰动特征与之后初始对流回波单体的发生有较好的对应关系,说明中尺度扰动涡旋中心附近及东侧易发生对流,或者扰动涡旋率先触发了对流. 展开更多
关键词 强对流天气 触发机制 中尺度分析 中尺度扰动涡旋 平滑滤波
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三维非均匀涡旋流上中尺度扰动的发展
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作者 宋晓亮 陆汉城 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 1999年第4期312-321,共10页
从适于研究深对流运动的柱坐标系非弹性近似(anelasticapptoximation)方程组出发,利用WKBJ方法导出了包含径向辐合辐散及垂直运动的、非梯度风平衡、非静力平衡、非轴对称三维非均匀时变涡旋基流上扰动的... 从适于研究深对流运动的柱坐标系非弹性近似(anelasticapptoximation)方程组出发,利用WKBJ方法导出了包含径向辐合辐散及垂直运动的、非梯度风平衡、非静力平衡、非轴对称三维非均匀时变涡旋基流上扰动的波作用量方程,并对中尺度扰动的发展作了定性讨论. 展开更多
关键词 非均匀涡旋 扰动发展 WKBJ方法 中尺度 涡旋
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大气对黑潮延伸区中尺度海洋涡旋的响应——冬季暖、冷涡个例分析 被引量:15
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作者 马静 徐海明 董昌明 《大气科学》 CSCD 北大核心 2014年第3期438-452,共15页
采用动态合成、带通滤波等方法,通过对冬季黑潮延伸区暖、冷两个中尺度海洋涡旋的分析,研究了大气对中尺度海洋涡旋的响应特征。结果表明,海表温度(SST)与近海面风速的正相关关系在涡旋的动态合成图上清晰可见,暖(冷)涡上空对应10 m风... 采用动态合成、带通滤波等方法,通过对冬季黑潮延伸区暖、冷两个中尺度海洋涡旋的分析,研究了大气对中尺度海洋涡旋的响应特征。结果表明,海表温度(SST)与近海面风速的正相关关系在涡旋的动态合成图上清晰可见,暖(冷)涡上空对应10 m风速的极大(小)值,即海洋对大气的强迫作用在日时间尺度上表现显著;SST高低值中心基本对应10 m风无辐散区,暖(冷)涡上空为异常正(负)涡度分布;暖(冷)涡上空潜热、感热通量增大(减小),降低(增大)大气稳定度,从而加强(减弱)边界层垂直混合作用,使得海洋大气边界层增厚(变薄)。暖(冷)涡旋上空对应摩擦速度极大(小)值,反映了湍流粘性力在高(低)海温中心增大(减小)的特征,表明动量垂直混合机制在中小尺度海气相互作用中起着主要作用。中尺度海洋涡旋能够影响大气瞬变扰动,大气瞬变扰动强度在暖(冷)涡下游上空出现极大(小)值,该影响不仅表现在海洋大气边界层,在自由大气中低层也有较为清晰的反映。此外,从能量转换的角度入手,发现斜压能量转换在中尺度海洋涡旋影响大气瞬变扰动强度中贡献明显。 展开更多
关键词 黑潮延伸区 中尺度海洋涡旋 动态合成 海洋大气边界层 瞬变扰动
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2007年淮河流域致洪暴雨及其中尺度系统特征的分析 被引量:74
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作者 赵思雄 张立生 孙建华 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2007年第6期713-727,共15页
针对2007年6-7月的淮河致洪暴雨,采用NCEP资料、卫星TBB(Temperature of Black Body)资料、地面加密资料和1 h的降水资料对此次暴雨过程进行了详细的分析,得到结果如下:1)2007年6-7月主汛期的暴雨带主要位于淮河流域,而不是像通常... 针对2007年6-7月的淮河致洪暴雨,采用NCEP资料、卫星TBB(Temperature of Black Body)资料、地面加密资料和1 h的降水资料对此次暴雨过程进行了详细的分析,得到结果如下:1)2007年6-7月主汛期的暴雨带主要位于淮河流域,而不是像通常那样集中在长江中下游。时间长达30余天,超过2003年(持续20余天)。2)整个汛期从6月19日开始至7月26日结束,根据影响系统和雨区分布的不同,可将降水分为3个阶段。其中,第2阶段(6月29日-7月10日)降水最强,影响最大,与梅雨的降水有更多相似。在第2阶段中又有4次降水过程,其中第4次过程(7月7-9日)降水最强,导致10日在王家坝开闸泄洪。3)高纬度的阻塞形势(西阻型)有利于环流的稳定维持和暴雨的持续发生。4)副热带高压稳定在26°N,有利于雨带维持在32°N,另外南海季风涌沿副高西侧将大量水汽输送至淮河流域。5)在阻高和副高之间的西风带上,巴尔喀什湖为低槽区,不断有小股冷空气经我国西北和黄河上游沿偏西路径移至淮河流域,西风槽加深甚至在中国大陆出现切断低压,这在过去淮河暴雨期间不太多见,表明存在明显的中低纬度的相互作用。与此同时,在7月8日高空急流入口区(右侧)与低空急流出口区(左侧)相迭置耦合,非常有利于垂直运动的加强和暴雨的发生。6)在暴雨期间有中尺度低压(扰动)的发生发展,并有与之相关的中尺度云团、雨团甚至更小的中尺度对流系统出现,致使8日寿县24h降水量达262 mm之多。该次强暴雨与淮河流域前期多场强降水形成的高水位“遭遇”,引发了严重的洪水,其影响超过了2003年,成为了1954年以来淮河流域最严重的洪涝。 展开更多
关键词 淮河流域 致洪暴雨 季风涌 西风槽 中尺度涡旋(扰动)
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台风内中尺度混合波的动力学特征 被引量:8
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作者 陆汉城 康建伟 +2 位作者 寇正 程艳红 钟玮 《自然科学进展》 北大核心 2004年第5期541-546,T002,共7页
用模拟台风的高分辨率模式输出资料反演的雷达回波和扰动物理量进行诊断,揭示了台风内中尺度螺旋雨带及嵌在其中的深对流带的结构和传播特征;根据台风不同区域物理量特征尺度的差异,分析了眼壁区低层的超梯度流非平衡现象;在此基础上,... 用模拟台风的高分辨率模式输出资料反演的雷达回波和扰动物理量进行诊断,揭示了台风内中尺度螺旋雨带及嵌在其中的深对流带的结构和传播特征;根据台风不同区域物理量特征尺度的差异,分析了眼壁区低层的超梯度流非平衡现象;在此基础上,用柱坐标下中尺度斜压模型的波动频散关系证明扰动具有混合涡旋Rossby-重力惯性波的性质,并指出切向基流的涡度梯度是混和型扰动的发展因子. 展开更多
关键词 台风 中尺度混合波 中尺度扰动 混合涡旋Rossby-重力惯性波 涡度梯度
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2021年河南“7.20”极端暴雨动、热力和水汽特征观测分析 被引量:83
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作者 冉令坤 李舒文 +6 位作者 周玉淑 杨帅 马淑萍 周括 申冬冬 焦宝峰 李娜 《大气科学》 CSCD 北大核心 2021年第6期1366-1383,共18页
利用MICAPS观测降水数据、欧洲气象中心ERA5再分析资料和FY-4A卫星云顶亮温数据,对2021年7月20日河南极端暴雨进行综合分析。结果表明,此次暴雨受200 hPa两槽一脊、大陆高压、副热带高压(副高)西伸北抬和台风"烟花"西移、&qu... 利用MICAPS观测降水数据、欧洲气象中心ERA5再分析资料和FY-4A卫星云顶亮温数据,对2021年7月20日河南极端暴雨进行综合分析。结果表明,此次暴雨受200 hPa两槽一脊、大陆高压、副热带高压(副高)西伸北抬和台风"烟花"西移、"查帕卡"台风倒槽等多尺度天气系统共同影响,黄淮气旋的西南气流与副高和"烟花"之间的东南气流稳定控制河南地区,边界层急流供应充沛水汽,在太行山和嵩山迎风坡辐合抬升,致使河南暴雨长时间维持,产生极端降水量。西南气流穿过从广东和广西延伸到河南的高湿带,副高和"烟花"引导东南气流经过从东海洋面延伸到河南的相对较弱湿区,这两条水汽输送带在太行山和嵩山地形阻挡下汇合在河南北部,为暴雨供应水汽。丰富的可降水量、水汽过饱和、深厚暖云层以及降水系统较强的水汽消耗率为郑州高降水效率提供有利条件。郑州低层大气经历多次从强层结不稳定到弱层结不稳定的转化,边界层急流引起的垂直风切变和气流辐合对层结稳定度变化有重要影响。黄淮气旋内部中尺度涡旋对河南暴雨发生发展至关重要,不但提供西南气流,还产生较强的位势高度纬向平流,增强边界层急流。嵩山与太行山余脉构成喇叭口地形,边界层急流在嵩山北侧和东侧爬坡,促使山前水汽堆积,激发和加强暴雨。中尺度云团合并小尺度云团,发展成结构密实的孤立云团,稳定少动,对暴雨有重要影响。降水区上空广义湿位涡异常,由于广义湿位涡能够刻画中尺度系统的垂直风切变、涡度以及大气湿斜压性和层结不稳定等动力和热力因素垂直结构特点,所以对中尺度系统和降水落区有一定指示意义。 展开更多
关键词 极端暴雨 中尺度涡旋 边界层急流 广义湿位涡
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长江中下游梅雨期中小尺度涡旋族发生演变分析 被引量:31
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作者 翟国庆 王智 何斌 《测绘科技动态》 CSCD 2003年第6期661-672,共12页
利用密集的地面观测资料和高分辨率的中尺度数值模拟结果 ,分析了 1999年 6月 2 2日长江中下游地区的梅雨过程。分析发现 :暴雨过程是由排列于边界层中尺度辐合线上近乎同时产生的小扰动所致 ;涡旋扰动的初始动力条件和触发系统与边界... 利用密集的地面观测资料和高分辨率的中尺度数值模拟结果 ,分析了 1999年 6月 2 2日长江中下游地区的梅雨过程。分析发现 :暴雨过程是由排列于边界层中尺度辐合线上近乎同时产生的小扰动所致 ;涡旋扰动的初始动力条件和触发系统与边界层内的中尺度辐合和低压倒槽有关 ;随着涡旋中心降水量的增大 ,近地面γ中尺度涡旋扰动出现气旋式的辐散环流 ,导致涡旋在低层减弱 ,同时又促使相邻γ中尺度涡旋发展的涡旋族相互作用过程。 展开更多
关键词 长江中下游地区 梅雨期 中尺度数值模拟 暴雨分析 涡旋 低涡扰动 演变分析 中尺度扰动
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赤峰地区“7·23”暴雨天气形成条件及对应云系特征 被引量:2
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作者 赵国生 李亚林 贾东 《内蒙古气象》 2010年第3期8-10,共3页
文章选取了赤峰市地区发生在2009年7月23日午后暴雨天气过程(简称"7·23"暴雨天气)的卫星云图资料,并结合天气图和自动雨量站降水资料进行对比分析。结果发现:引发"·23"暴雨天气不仅与东北冷涡环流、暴雨... 文章选取了赤峰市地区发生在2009年7月23日午后暴雨天气过程(简称"7·23"暴雨天气)的卫星云图资料,并结合天气图和自动雨量站降水资料进行对比分析。结果发现:引发"·23"暴雨天气不仅与东北冷涡环流、暴雨落区附近低层暖湿切变风场有关,而且在卫星云图显示的对流云体上有相应云系特征。暴雨发生即与当时大的环流云场相关联,也与降水强度、落区的云场中的一些特殊云形云系存在一定内在关系。分析研究这些天气条件和云图特征信息对做好大暴雨预报服务有着重要意义。 展开更多
关键词 中尺度涡旋云系 边界层辐合线 暴雨天气
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