2000—2021年影响山东的北上台风分类及降水落区分析

将2000—2021年影响山东的15个台风,按大尺度环流形势进行分类,以台风登陆之后500 hPa中纬度是否存在槽进行分类,可以分为3类:(1)中纬度有槽且形成闭合中心,台风与槽结合,在山东产生暴雨以上量级的降水;(2)中纬度只有高空槽,降水范围最大;(3)中纬度无明显槽脊,降水量和降水范围最小。以西太平洋副热带高压(简称“副高”)的位置分类,可分为3类:(1)副高西伸脊点过120°E且北部边缘过40°N,台风沿副高外围移动,降水最少;(2)副高西伸脊点不过120°E且北部边缘过40°N,高空槽与副高在中国沿海交汇,降水范围广,山东降水与台风位置有关。位置偏西,降水范围大;位置偏东,降水主要集中在山东半岛地区;(3)副高西伸脊点不过120°E且北部边缘不过40°N,台风环流中心较强,降水最强。以700 hPa环流形势分类,分为3类:(1)700 hPa有高压坝,降水范围最小;(2)700 hPa无高压坝,东北地区有冷涡,山东降水量和降水范围最大;(3)700 hPa无高压坝,中纬度存在大槽,降水量均可达大暴雨量级。

东北冷涡不稳定能量分布特征及其与降水落区的关系

应用地面自动站1 h雨量资料和NCEP再分析资料,以一次典型的东北冷涡过程（2005年7月8～14日）为例,根据冷涡环流特征,将冷涡过程划分为发展期、成熟期、减弱期3个阶段。发现冷涡发展阶段降水主要由其南部西风锋区湿斜压不稳定产生,属于大范围混合型降水;而其他阶段降水主要由对流不稳定产生,以局地对流性降水为主。冷涡的不同发展阶段均可对应不稳定能量区,但其分布有较大差异,对流层低层的暖湿输送及辐合是不稳定能量积累的关键。发展阶段不稳定能量区分布于离冷涡中心较远的东南部;成熟期位于接近冷涡中心东南部;减弱期位于冷涡减弱形成的低压槽中。不同发展阶段不稳定能量与对流降水有不同的对应关系,冷涡发展期对流有效位能与较大的水汽通量是影响降水落区的主要因素;成熟期对流降水基本发生在对流有效位能区和925 hPa湿区的重叠区域;减弱期对流降水不但与对流有效位能、低层相对湿度有关,而且还取决于对流层低层辐合线。

山东省多模式强降水落区预报检验

由于模式对于强降水落区预报有一定的偏差,TS评分不能完美的刻画模式预报强降水的问题,制定了强降水落区偏离程度的检验方法,基于此种方法对多模式(EnWRF、WRF-RUC、T639和EC-thin)山东省2014、2015年5—9月16次强降水过程预报的降水落区形态进行检验。结果表明:除了副高摆动引起的局地强对流天气外,其他过程模式预报均有指示意义,其中预报效果最好的是EnWRF和EC-thin,降水落区的形态与实况的相似度极高,并且表现出一定的互补性。多数情况下,模式预报的强降水中心整体比实况偏小,EC-thin和EnWRF漏报次数最少、准确次数最多,T639次之,WRF-RUC漏报次数最多并且准确次数最少。对于预报有偏离的过程,各模式整体雨区的偏离方向大多偏西或偏北。

东北冷涡暴雨过程中干侵入特征及其与降水落区的关系

利用NCEP/NCAR1°×1°再分析资料、FY-2C卫星资料及常规气象观测资料,对一次典型东北冷涡暴雨过程中干侵入特征及其对东北冷涡暴雨发生发展的作用机制进行分析。结果表明,干侵入在卫星水汽图像上明显,为暗区,该暗区与大气动力场有较好的配置,与350hPa位涡高值区分布一致;干侵入区是高位涡和低湿的重叠区,干侵入前沿为降水落区,表明了干侵入与强降水落区存在密切联系;对流层高层低湿、高位涡的冷空气下传有利于冷涡暴雨的发生发展,暴雨强度随着干侵入强度增强而增大。同时冷平流效应非常重要,其对干侵入强度指数的变化起到主要作用。

降水落区多模式超级集合预报系统

利用多个数值模式的雨量预报集合为站点雨量预报初值,遵循预报员对降水预报分析的思路,将其以系统、能量、水汽、地形等因子对降水所作的定性预报分析结论转换为因子信度,利用因子信度对站点雨量预报初值作增减的强迫运算,并将地面站点上的相关要素转换为强迫系数,再次对站点雨量预报值作增减的强迫运算,由此得出包含多模式集合预报值、人对诸多定性因子分析信息、站点地面要素差异等综合因素的站点雨量定时定量预报值,从而实现降水客观、定点、定量预报。

台风“梅花”影响山东的降水落区及路径特征分析

本文利用高空观测资料、地面观测资料、NCEP/NCAR全球再分析资料、加密自动站资料、FY-2E卫星云图资料、雷达等资料对2011年第9号台风"梅花"影响山东的降水落区和路径特征进行了分析。结果表明:台风引起的降水分布与水汽通量辐合区、相对湿度大值区、上升运动对应较好。在台风北上过程的中后期,暴雨落区与台风当时的位置和干冷空气的强度有关。台风的对称性对降水的影响较大。此次台风"梅花"生命史长,路径不确定性大。高空引导气流和副高位置和强度的变化对台风路径的预报是一个重要的参考指标。与某些台风影响山东形成远距离暴雨的预报相比,台风"梅花"降水的预报难度更大,要更多的依赖卫星云图、雷达、加密自动站等资料的综合运用,发挥短时临近预报的作用。

多模式集成分级降水概率及落区预报试验

利用欧洲中心模式(EC-thin),日本模式(JAP),德国模式(GER),T639模式(T639)以及天津WRF模式(TJ-WRF)的格点降水预报资料和历史实况资料,分别基于Rank方法、平均法、相关法设计了三种集成降水概率预报方案,并对2014年4-10月进行集成降水概率预报试验及RPS、BS评分、ROC曲线检验,探讨了集成降水概率预报产品在实际降水预报业务中的应用方案。研究表明:对于各个量级的降水概率预报,Rank方法的预报准确性好于平均法和相关法。基于Rank方法的集成降水概率预报具有可预报性,通过晴雨概率阈值的试验分析,发现当集成降水概率预报达到40%时,降水预报准确率最高,晴雨预报准确率可达到85.1%,通过对各量级概率阈值的试验分析,发现基于集成概率预报阈值得到的分级降水预报产品的ETS评分明显高于单一模式成员;通过个例检验,多模式集成降水概率预报大于40%的区域对降水落区具有较好的指示意义,降水落区预报击中的准确率达到62.3%,典型个例分析显示,对天津小概率极端性的全区性暴雨落区和概率较大的一般性降水落区均有较好的预报效果。

气流的垂直分布对地形雨落区的影响

从大气运动的基本方程出发, 讨论了华北地区太行山东侧低空东风气流背景下不同垂直分布气流对降水落区的影响。认为: 当垂直于山体的气流随高度减小时, 地形的作用表现为迎风坡上水平辐合, 造成气旋式涡度增加, 产生风场切变, 因此对迎风坡降水产生明显的增幅作用。当气流的垂直分布随高度增加时, 迎风坡方向表现为反气旋涡度增强, 而在背风坡方向产生辐合作用, 造成气旋式涡度增加, 发生风场切变。

成都区域气象中心高低分辨率η模式降水预报检验分析

利用成都区域气象中心 η坐标模式 ,对 2 0 0 2年汛期及主要降水过程进行了 η坐标模式降水预报检验 ,对典型个例进行了详细的分析。结果表明 :模式对夏季区域性过程有较强的预报能力 ,模式预报雨量中心强度有 5 0 %与实况相差小于 2 5毫米。模式对晴雨预报有较好的指导意义 ,对降水强度的预报通常偏弱 ,对落区的预报位置易偏西、偏北。模式易漏报不易空报 ,当模式预报有较大量级的降水时 ,实况出现的概率很大 ,但要注意落区的位置。高分辨率模式在降水中心强度的预报较低分辨率模式接近实况 ,低分辨率模式在降水落区和中心位置预报上较接近实况。

青海省降雨落区预报自动化系统

选用08时(北京时间)常规资料和数值预报产品作为系统输入资料,将关键区要素场作切贝雪夫正交多项式展开,取切贝雪夫系数作预报因子,由 B-P 神经元网络进行训练。分别建立了全省各片未来24 h 有无大于(等于)5 mm、10 mm 和25mm 降水天气过程的人工神经元降水落区预报网络。从学习结果看,历史概括率均达96%以上,经1994年6、7、8三个月的业务试用,效果较好。

抚顺地区一次东北冷涡降水过程分析

利用常规气象观测、FY-2E卫星云图及欧洲中心(ECMWF)数值预报产品资料,对2015年8月2—4日抚顺地区一次东北冷涡降水过程进行分析。结果表明:在东北冷涡降水过程中,不仅要考虑大尺度环流形势演变,也要考虑在有利的大尺度环流背景下中尺度系统的触发条件。8月2日抚顺降水预报偏大原因主要是EC形势场对850 h Pa切变线的位置和500 h Pa等高线的位置预报存在误差,而3日抚顺西北部的预报误差是因为忽视了低层切变线的触发作用。4日抚顺大雨到暴雨降水过程是在东北低涡冷空气南下,与加强的850 h Pa切变线、地面气旋合并等有利的高低空配置下产生。

山东省极端强降水天气概念模型研究

利用山东省1971—1999年逐日降水资料,采用百分位法确定各站极端强降水阈值。据此阈值,在2000—2009年中挑选了39个极端强降水天气过程并进行天气分型,得到高空槽类、副高外围类、切变线类、气旋类、热带气旋类5类极端强降水概念模型。研究表明:切变线类、气旋类和热带气旋类暴雨区范围较大,而高空槽类和副高外围类暴雨区范围较零散;5类极端强降水均伴有低空急流,暴雨区一般位于700 hPa与850 hPa切变线(或槽线)之间、低空急流左侧风向风速辐合处;高空槽类、副高外围类、切变线类一型和气旋类均有冷空气影响,暴雨区位于850 hPa冷温度槽前部;5类极端强降水的产生机制不同,落区与θse的配置也不尽相同。

HLAFS显式云降水方案及其对暴雨和云的模拟(II)暴雨和云的模拟

在HLAFS业务数值预报模式的动力框架下 ,利用文章 (I)所述的显式云降水方案 ,对一次暴雨过程和伴随着的云物理过程进行了模拟研究和分析。模拟结果表明 ,显式方案对降水落区和强降水中心位置的预报较原HLAFS的大尺度饱和凝结方案有明显改进。模式能合理地揭示出暴雨发生、发展过程中的云系演变规律和云物理过程。冰相过程对降水、中尺度热力和动力场有明显影响 ,特别是冰相过程有利于降水的早期的形成速率。与卫星TBB资料的对比分析表明 ,引进显式方案后 ,模式能较合理地模拟出云系的轮廓、位置、范围、强度、生消和移向 ,模式模拟出的云顶温度与卫星测量出的云顶温度较为一致。

螺旋度诊断分析与短时强降水面雨量预报

利用T1 0 6细网格多个基本要素场和物理量预报场 ,诊断分析高低空Z 螺旋度在暴雨形成中的贡献 ,结合其他动力、热力物理量场 ,采用动态方法 ,建立降水量的逐步回归方程 ,作未来

FY-3A水汽资料在江淮梅雨强降水系统湿动力诊断中的应用

中国卫星FY-3A水汽产品为大气水汽混合比,对大气各层水汽条件具有精细化描述能力。将卫星水汽混合比空间分布与区域流场对应叠加,进行综合量化分析,是目前卫星监测反演数据研究分析与业务应用的形式之一。由于卫星数据与流场数据为非同源数据,具有各自的坐标系,综合分析需要将坐标系统一,卫星坐标系随时间变化,因此向固定的流场坐标系转化。整个数据预处理过程,包括卫星数据插值至标准等压面层,卫星轨道网格转为经纬等距标准网格;双权重法异常数据剔除;平滑滤除高分辨率"噪音";十折交叉相关检验确认卫星资料精细化特征保持良好。对流场分析首先选择关键系统,江淮梅雨强降水系统主要为浅薄低涡和辐合线,近5 a的统计显示3/5的低涡活跃在江南,2/3的辐合线活跃在淮北。诊断分析合成的江淮梅雨强降水典型系统,获得辐合线系统纬向湿度锋区更强,低涡系统湿舌经向度大,显示更多干湿气团混合。进而将预处理后的FY-3A水汽分布与强降水系统低层流场对应时刻综合比对,结果显示:与流场气旋性辐合区对应的卫星湿区对强降水落区具有精细化指示性。同时FY-3A湿度产品计算的大气低层(1 000~850 h Pa)可降水量、以及降水区对应的假相当位温高能区及高能锋区,均与降水强度呈正比关系。将卫星水汽资料诊断方法应用于近海海域,可估测系统强降水落区以及降水强度,有利于改善海上缺乏降水观测站的问题。

用日本数值预报产品预报桂林市强降水的检验

用日本数值预报产品 JFU FE5 0 2、JFU FE5 0 3,对桂林市大雨以上强降水过程进行分析检验 ,结果表明有较好的预报能力 ,只是预报值偏小 ;在不同天气系统影响下 ,其预报性能也有所不同。实际运用时 ,结合天气形势、实际预报经验和其它预报方法进行有效订正 。

临沧市:运用“1262”机制提升防灾减灾能力

自开展作风革命效能革命以来,临沧市深化拓展“1262”精细化预报与响应联动机制,细化实化工作措施,最大限度减少自然灾害造成的人员伤亡和财产损失。2023年入汛以来,全市因洪涝等灾害造成的受灾人口、直接经济损失较上年同期分别下降22.19%、49.39%。该做法入选2023年作风革命效能革命第八批先进典型。精细网格防控“1262”是指气象部门“提前12小时预报强降水落区精细到县,提前6小时和2小时预报强降水落区精细到乡镇”,应急防汛部门根据气象强降水落区预报提前做好应急防范。

1995．7．17陕北强降水诊断分析

１９９５．７．１７陕北强降水诊断分析段桂兰，梁生俊（陕西省气象台西安·７１００１５）１９９５年７月１７日０８时到１８日０８时，陕北出现一次强对流性强降水过程，陕北六县出现暴雨，其中，府谷、子洲两县大暴雨。１天气形势１７日０８时３００ｈＰａ高空图上，河...

2010年7月31日吉林省东南部短时强降水过程分析

利用吉林省加密站实时观测资料、NCEP 1°×1°再分析资料和白山观测站多普勒雷达资料等,对2010年7月31日吉林省东南部短时强降水天气过程进行分析。结果表明:500 hPa平直锋区上短波扰动出现往往伴随强对流天气的发生;上冷下暖的热力垂直结构有利于低层辐合抬升;当风场引起的辐合抬升仅存在于底层时降水不会发生,故更需关注整层风场的结构变化。强降水水汽来自于暴雨区前期降水的积累,缺外来水汽的持续输送是此次强降水历时短的主要原因之一。小股冷空气入侵高温高湿气团是导致不稳定能量释放的主要原因,强降水落区对应于冷空气侵入高能区位置,强降水时段对应K指数由极大值减小的过程。多普勒雷达资料中雷达回波的强度和缺口、径向速度的大小和零线形状以及逆风区,对预报短时强降水具有较好的指示意义。

Q矢量诊断在肇庆前汛期强降水预报中的释用

利用Micaps提供的MM5数值预报产品计算Q矢量,并通过两个前汛期强降水过程的个例分析,诊断其在强降水落区的预报中的释用。结果显示,计算所得的Q矢量预报场在500 hPa上的Q矢量散度分布与强降水落区有较好的对应关系,对肇庆前汛期强降水落区有一定的预报能力。