一次华南暖区暴雨及锋面暴雨等熵位涡对比分析

利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)每天间隔6 h、分辨率为0.125°×0.125°的ERA-Interim再分析资料,应用等熵位涡对华南一次双雨带过程进行分析,重点对比在相同的大尺度环境场下暖区暴雨和锋面暴雨的差异。结果显示,暖区暴雨发生时高层辐散起到主要作用,锋面暴雨的发生受高层辐散和低层辐合共同影响;暖区暴雨的辐合辐散强度小及垂直速度明显慢;通过等熵位涡分析,高层高位涡中心和强降水中心对应关系较好,正位涡中心东北部的北风形成风场的辐散区促使抽吸作用加强,最终导致对流发展。锋面暴雨在对流层中层存在等熵位涡的大值中心,中层冷空气下沉引起锋面暴雨的发展维持,而暖区暴雨发生过程中受冷空气影响较小。

基于ECMWF模式的江西及周边地区锋面暴雨预报检验和订正

利用全国降水资料(包括江西加密降水资料)、探空资料、ECMWF模式72—24 h降水和形势预报资料,采用天气学检验、SAL定量降水预报检验等方法,对2017—2019年江西及附近地区锋面暴雨的实况和模式产品进行检验分析,检验主要影响天气系统预报效果,得出ECMWF模式降水预报误差分布特征及原因,并对模式的暴雨预报进行订正。结果表明:ECMWF模式对2017—2019年锋面暴雨过程预报较实况大多偏北,落区预报误差主要源于大尺度降水。从锋面暴雨三种SAL分析误差可见,落区预报较实况大多偏北,暴雨过程强度多数较实况偏弱,结构较实况偏小。对误差较大个例的分析得出两点订正思路:1)锋区南侧有较明显动力热力对流发展的弱锋区暴雨,暴雨落区可订正至925 hPa锋区南侧高温高湿区。2)较强锋面暴雨,当中低层切变辐合抬升区重叠时,暴雨落区可向925 hPa锋区位置调整,暴雨通常不易出现在锋区北侧冷区。

广西重大锋面暴雨天气过程的特征分析

对1970～2006年汛期（4～9月）发生在广西的重大锋面暴雨天气过程作一系统分析，得出汛期广西重大锋面暴雨过程的月际分布具有明显的“单峰型，”桂北锋面暴雨明显比桂南偏多。高空深槽型是锋面暴雨的主要类型，4～9月都有此型重大锋面暴雨的发生。

广西超大范围锋面暴雨发生特征及预报方法研究

利用常规气象资料、EC资料及广西气象台降水资料,采用统计、诊断方法,分析了广西1960年以来日暴雨30站以上的锋面暴雨过程,了解该类暴雨的发生特征。表明:(1)该类暴雨年平均出现0.8次,1990年以后呈增多趋势,月分布最多出现在5月;(2)有7次过程引发主要江河超警戒洪水,主要出现在汛期5～7月;(3)暴雨落区频数分析显示,最大频数位于桂北;(4)持续2d超大范围锋面暴雨过程出现2次,主要出现在2008年以后;(5)暴雨预报关键区南风指数≥45m.s-1,同时北风指数≤0m.s-1,是该类暴雨预报的关键指标,过程比例为72.2%,处于合理预报指标范围,可以作为该类暴雨预报指标。

近两年广东省典型锋面暴雨过程的ECMWF模式预报评估

针对2019—2020年广东省开汛前后至季风爆发前的典型锋面暴雨过程,利用业务常用评分和空间检验指标对ECMWF模式进行检验评估,发现模式在降水中心位置、雨区面积以及平均(极值)雨量偏差分布均较为集中,对锋面过程的有较高的预报参考价值。另外,模式命中和漏报过程的降水预报演变特征及其对应的天气形势中,多数命中过程模式表现为强降水启动(结束)时间偏迟;多数的漏报过程表现为粤西有暴雨以上降水漏报,这通常与弱冷空气带来的偏北、偏东气流和南海北部的偏南气流在低层形成两广交界地区气旋式环流的加强有关,而模式对弱锋面低层对流触发的预报能力有限,易形成上述地区的暴雨降水的漏报发生。

广西大范围锋面暴雨概念模型

通过对1970～2008年广西大范围锋面暴雨天气过程进行分析与研究,归纳、总结得出广西大范围锋面暴雨天气过程的时空分布特征和主要影响系统,并根据高低空环流形势相互之间的配置与锋面暴雨的关系,建立四类广西大范围锋面暴雨天气过程的天气概念模型。

梅雨期间强对流暴雨与锋面暴雨的对比分析

本文用比较分析方法研究了长江流域梅雨期间一种难以预报的强对流暴雨的物理特征。这类发生在远离锋区的暖区內的强对流暴雨,高层辐散区与低层辐合区经常不同步移动。当高层辐散区沿副高边缘东移叠加在低层准静止辐合区上空时,暴雨发生;当它移离辐合区时暴雨结束。因此,对这类暴雨要着重对200hPa以上辐散场的分析,配以低层辐合条件,才可获得较好的预报效果。

江淮锋面暴雨中尺度降水概念模式及短时预报

本文应用雨量自记资料,采用时空转换的分析方法,探讨了江淮锋面暴雨内中尺度降水的结构。根据中尺度降水系统与锋面的相对位置综合得出锋面暴雨中尺度降水的概念模式。通过地面逐时流场分析,揭示中尺度天气系统与中尺度降水系统之间的关系,为暴雨的短时预报提供了依据。

广西大范围锋面暴雨天气过程的特征分析

对1970-2006年汛期（4～9月）发生在广西的大范围锋面暴雨天气过程作一系统分析，得出汛期广西大范围锋面暴雨过程的月际分布具有明显的“单峰型，”桂北锋面暴雨明显比桂南偏多。高空深槽型是锋面暴雨的主要类型，4～9月都有此型大范围锋面暴雨的发生。

“6·5”桂东北锋面暴雨过程的诊断分析

利用常规气象资料和广西自动雨量站实测雨量资料、及雷达，对2014年6月5日桂东北锋面暴雨过程进行分析研究。结果表明，高空槽、低层切变线和地面静止锋是造成这次重要天气过程的主要天气系统：低层持续较强的水汽辐合，有利的地形和高低空有利配置，以及强的不稳定层结的共同作用导致了这场强降水的发生。同时，雷达资料硅示，是一次典型的热带降水型过程。

华南西部重大锋面暴雨天气过程研究

对1970—2006年汛期(4—9月)发生在华南西部(广西)的重大锋面暴雨天气过程进行分析研究。结果表明:华南西部重大锋面暴雨天气平均每年汛期出现10d,暴雨过程日数月总值分布具有明显的"单峰型"特征,峰值出现在6月;广西北部地区发生重大锋面暴雨天气过程比南部地区明显偏多;造成华南西部重大锋面暴雨过程的天气形势特征主要有五种类型:湘黔桂低涡型、深槽型、波动型、华北槽+南支槽型和南支槽+高后型;广西区域的925hPa的水汽通量散度、850hPa垂直速度和θse500～850等物理量场,较好地反映了华南西部大范围锋面暴雨天气过程物理量场的变化,可作为华南西部重大锋面暴雨天气过程的物理强信号和预报着眼点。

桂东北一次暖区暴雨向锋面暴雨演变特征分析

利用micaps常规观测资料和多普勒雷达产品,对2014年5月10日至11日广西出现的一次强降水天气过程进行分析,结果表明:强降水天气过程是西南季风暴发,加强多空横切变线及地面冷空气共同影响造成的,过程前期的降水为暖区暴雨特征,后期转为锋面暴雨特征;强降水过程的天气条件,动力抬升条件过程不稳定条件十分充足;中尺度系统在暖区强烈发展。

2013年4月29—30日景德镇地区锋面暴雨过程分析

利用常规气象观测资料、NCEP 1°×1°格点数据以及FY-2E相当黑体亮温(TBB)资料,对2013年4月29—30日景德镇地区锋面暴雨产生的原因进行了初步分析。结果表明,500 hPa槽前负变高大值区诱使低层低值系统发展,850 hPa低涡沿切变线快速东移,配合西南急流的发展北伸,为暴雨区水汽辐合抬升提供了有利条件。伴随着冷锋南下,近地面层冷平流的侵入使得暖湿空气抬升,对流不稳定性增加,上升运动加强,是造成此次强降水的触发机制。景德镇上空不断有对流单体经过、东移,是造成景德镇地区出现暴雨的直接原因,强降水大多出现在TBB低值附近或其梯度区。此次暴雨过程水汽主要来自超低空急流输送,925 hPa水汽通量散度与暴雨落区、强度对应关系较好。

河源市秋季锋面暴雨的概念模型和物理量分析

利用1964—2013年河源市5个国家气象观测站日降水量和NCEP/NCAR逐日4次2.5°×2.5°再分析资料,对河源市秋季锋面暴雨进行环流分型和物理量合成分析。结果表明:河源市秋季锋面暴雨可以分为5种类型,分别为南北槽型、丁字槽型、阶梯槽型、蒙古低槽型和纬向多波动型,出现最多的为南北槽型。南北槽型、丁字槽型和阶梯槽型的主要水汽来源分别为西太平洋的东南风经南海进入华南的输送、青藏高原南侧和孟加拉湾的西南风汇合、西太平洋副高南侧东风在南海地区转向进入华南地区的输送及青藏高原南侧的西南风的输送;河源地区低层辐合、高层辐散的配置为暴雨的产生和维持提供了所需的动力条件;高温高湿的大气层结,为暴雨的形成提供有利的对流不稳定条件;与华南汛期暴雨相比,低层辐合、高层辐散及垂直速度中心的最大值均偏小,且南北槽型和阶梯槽型的温湿条件也差一些;环流分型和物理量合成分析揭示了秋季锋面暴雨产生的共同特点,为今后预报该类暴雨提供参考,但此方法同时可能会平滑部分个性特征,在分析和预报过程中,系统强弱和物理量上可能存在一定的差异。

广西2010年一次锋面暴雨致灾的非地转湿Q矢量诊断分析

应用非地转湿Q矢量理论对2010年6月1～2日广西一次锋面暴雨过程进行诊断分析,结果表明,500 hPa高空槽东移、850 hPa切变线南压、地面冷空气南下是此次广西前汛期锋面暴雨的主要影响系统;非地转湿Q矢量的垂直分布反映了次级环流的方向和强弱,暴雨落区位于次级环流的上升支附近;低层850 hPa等Q*x值线梯度最大区域和较强的.Q*负值区重叠的区域与未来24 h暴雨落区有很好的对应关系。

2022年赣州市一次极端区域性暴雨过程分析

利用常规气象观测、多普勒天气雷达、ERA-5再分析资料,对2022年6月发生在赣南的1次致灾性暴雨过程进行了综合分析。结果表明:此次暴雨发生在西风槽东移和切变线南压、西南急流加强的环流背景下,前阶段降水为西南急流加强的风速辐合的暖区暴雨,后阶段为锋面暖区一侧暴雨;在“暖区暴雨”的2个降水集中时段中,雷达回波均呈带状分布,且回波形态的方向与其移动方向平行,容易导致“列车效应”而带来暴雨天气。从韶关雷达双偏振参量上发现,Z_(DR)和K_(DP)能在一定程度上反映降水强度,由于2个“暖区暴雨”集中降水时段均未出现冰雹,因此,CC都接近1;在“锋面暴雨”中,降水主要出现在冷锋前,由于冷锋前沿的暖湿气流水汽丰富,带来的锋前降水雨强较大,且由于锋面移动速度不快,因而累积雨量大而产生暴雨。

广州前汛期暴雨气候特征分析

利用广州站1951～2009年的降水资料和历史天气图资料分析广州在过去59年前汛期(4～6月)暴雨气候变化特征以及暴雨产生的天气形势分类得出以下结论:1)广州前汛期暴雨累积雨量与前汛期降水变化趋势一致,呈逐年增加趋势,前汛期暴雨贡献率呈现波动变化;2)5、6月份的暴雨占前汛期累积雨量的比例呈10年左右的周期变化,未来10年广州可能再次进入5月份暴雨高发期;3)前汛期暴雨频次约占全年暴雨频次52.1%,其小波功率谱呈现4～8年的周期振荡,且在1987～2003年最为显著;4)广州前汛期暴雨偏多的年份,冷暖气团势力相当,在华南地区交汇的机会多,广州暴雨偏多,而暴雨偏少的年份,是极圈附近冷气团过于强盛而海上暖气团过于弱或者冷气团有一定的势力,但是海上暖气团过于强盛,华南地区由单一气团控制,广州暴雨偏少。

北京汛期暴雨气候特征分析

利用北京站(54511)1951~2012年的降水资料、环流特征量资料和历史天气图资料对过去62年北京汛期(6~8月)暴雨气候变化特征以及暴雨产生的天气形势分类进行分析。得出以下结论:1) 北京汛期暴雨累积雨量与汛期累积雨量变化趋势一致,呈逐年减少趋势,汛期暴雨贡献率呈现波动变化;2) 7、8月份的暴雨占前汛期累积雨量的比例呈一定左右的周期变化,未来10年北京可能再次进入暴雨高发期;3) 汛期暴雨频次的小波功率谱显示其存在2~3年和准5年的周期变化,估计2013年暴雨频次有偏少趋势;4) 北京汛期暴雨偏多的年份,副高面积偏大,强度偏强,脊线偏北、偏西,太阳黑子处于非活跃期;暴雨频次较少的年份,副高面积偏小,强度偏弱,脊线偏北、偏西,海温偏低,太阳黑子处于活跃期。

湖南省西南涡暴雨的分类研究

基于2012—2016年西南低涡年鉴资料、欧洲中心ERA-Interim再分析资料、湖南省站点降水数据及热带测雨卫星TRMM格点降水产品,对西南涡影响下的湖南省暴雨天气过程进行了普查与分析,并进一步利用多变量EOF法和k均值聚类法对西南涡暴雨天气进行了客观分类。结果表明:(1)西南涡暴雨占湖南总暴雨日数的三分之一,大多由偏东路径的盆地涡和九龙涡造成。(2)湖南省西南涡暴雨天气主要分为暖区类、回流类和锋面类,其中暖区类暴雨强度最强,回流类和锋面类强度相当。(3)西南涡暖区暴雨发生在西南涡槽前深厚的暖湿气流中,落区集中在湘中以北。回流暴雨主要形成于低空高压后部东风回流和西南涡槽前西南气流耦合区,落区集中在湘东南,该类是秋季西南涡暴雨的主要天气形势。锋面暴雨因锋区与西南涡槽前耦合叠加,落区位于锋面附近并沿切变线分布。

2020年广西首场区域性暴雨天气过程分析

利用常规气象观测资料和欧洲中心ERA5再分析资料等数据,对2020年3月2—3日广西首场区域性暴雨并伴有雷暴大风、冰雹等强对流天气过程进行分析。结果表明:(1)这次暴雨过程是在高空槽、切变线和地面冷锋共同作用下发生的,有两个主雨带,地面西南暖低压导致冷锋西段南下缓慢,桂东北以锋后稳定性降水为主,桂西则以锋面对流性降水为主;(2)暴雨发生前,大尺度环流形势与华南前汛期暴雨形势场相似;(3)强降雨落区与925hPa水汽辐合区基本吻合,925hPa东南急流水汽输送是造成本次暴雨的关键条件之一。在预报广西早春暴雨过程时,应注重分析925hPa水汽输送对强降水的贡献。