乌鲁木齐和成都两地机场雷暴降水水汽条件的分析研究

地基微波辐射计高时间分辨率的水汽密度、积分水汽含量和液态水路径等资料在强对流降水预警预报和研究中具有重要应用潜力和价值。利用这些资料研究了乌鲁木齐和成都两地机场的两次雷暴降水前后不同阶段的水汽分布、水汽演变和汽-液转化等:乌鲁木齐“7·4”雷暴过程中,在水汽输送和垂直运动的作用下,低层水汽密度在降水前显著升高,于降水后迅速恢复。成都“7·15”雷暴降水前,整层水汽经历了先增加后减小的演变过程,水汽积累过程中,最大增量达4.99 g·m-3;水汽转化过程中,整层水汽迅速减小,其中水汽密度在云层高度上减小量更大。云中水汽含量(IWVc)对降水起止的指示效果优于积分水汽含量和液态水路径。乌鲁木齐“7·4”降水前,IWVc分别增大1.8倍和2.2倍,降水结束后,IWVc迅速减小;成都“7·15”降水前,IWVc分别增大1.3倍和1.5倍,强降水期间,云中水汽增长的速度低于水汽转化速度。此外,IWVc的增减对两地降水强度也有较好指示。乌鲁木齐“7·4”稳定性降水中:IWVc增加时,地面降水强度随之增大,且云中水汽的增量越大,地面降水强度越大;IWVc减小时段,降水量均低于0.01 mm。成都“7·15”阵性降水中:IWVc的积累提前于地面降水的发生,IWVc累积得越多,之后地面降水越强。后期逐渐转为稳定性降水时,IWVc和地面降水又恢复到同增减的关系,IWVc增减量的减小也预示了降水的减弱和结束。

塔中一次雷暴降水天气过程边界层风场变化特征

雷达资料可以直观地显示雷暴降水过程随时间变化风场的垂直结构以及各高度层风向风速随时间变化特征,能较好地监测到低空急流以及降水粒子的垂直速度。利用风廓线雷达探测资料对2010年7月12日塔中一次雷暴降水过程中的边界层三维风场进行分析研究。结果表明:雷暴降水过程低层风速增大,高层风速减小;上空存在低空急流,平均风速达17.1m.s-1;雷暴时段,下沉气流垂直速度3.0m.s-1左右;降水时段,降水粒子平均下沉速度5.1m.s-1。

多种观测资料在一次弱降水雷暴大风分析中的综合应用

利用多普勒天气雷达、宝坻和西青两部风廓线雷达、天津250m气象铁塔观测资料,结合NCEP再分析资料、探空资料、地面加密自动站和自动站分钟资料,对2014年6月8日发生在天津地区的一次弱降水雷暴大风过程进行分析。结果表明:(1)此次过程属于西北气流型雷暴大风,低层强垂直风切变和较大的温度直减率为雷暴大风的出现提供有利环境条件;(2)此过程共经历弓形回波复合体、阵风锋和单体弓形回波3个阶段,雷暴大风的强度与强回波核伸展高度以及下落时间有关,回波核伸展高度越高,下落时间越短,雷暴大风强度越强;(3)强冷池的快速移动是弓形回波复合体阶段雷暴大风的直接原因,冷空气首先从2.3km高度入侵,10min后地面出现雷暴大风。天津南部具有不稳定能量高值中心,配合地面中尺度辐合线的触发作用导致单体弓形回波阶段雷暴大风;(4)阵风锋阶段上升与下沉气流共存,下沉速度峰值的下传特征较地面雷暴大风的出现提前20min,2km以上的对流层中低层为上升运动。

一次强降水天气过程的雷暴及闪电活动的特征分析

借助雷达、地闪定位系统、强电场法等先进监测设备和手段,利用大量的气象监测资料,系统研究探讨了甘肃地区及周边地区在发生极强降水运动时,天气系统的雷暴特性。结果表明:当日的活动范围内主要有2种不同类型的雷阵雨天气,这些雷阵雨体的混杂也是导致当日兰州市区重复性强降水和大雨量的一个主要因素。区域的降雨强度变化和相应的雷达回波强变化,具有一定的一致性,强回波通常对应强降水速率,而弱回波通常对应极弱的降雨速率。地闪活动则大多发生在雷阵雨运动的中后期、强回波的边缘区域、雷阵雨活动发展方向的最前部,地闪活动和回波强度之间的关联不甚明确。在该市出现极端强降水时发生的雷暴,上部通常为正电荷区,底部则为更高的负电性区。

雷暴和降水天气现象电码的编报规则

通过图表和大量的实例对电码书中关于雷雨天气现象(7wwW1W2)的编报作了更详细的说明,特别是雷暴前后及雷暴期间的降水过去天气现象的选报规则,有助于测报工作者深入了解编报的要点,正确运用编码的规则,减少编报错误。

双多普勒雷达风场反演对一次后向传播雷暴过程的分析

利用常规观测、雷达和加密自动站资料,对2013年9月13日上海地区的一次以后向传播为主要特征、伴有强降水和大风的强对流过程进行了分析,并采用双多普勒雷达风场反演等技术,对其形成的环境条件及后向传播机制进行了研究。由于上海连续多日处在副热带高压(副高)西北侧边缘,具备了充足的水汽和较强的不稳定条件,地面辐合线在上海北部触发了初始对流,其出流与地面风场的辐合在西南侧不断触发出新的对流单体,出现了与引导气流相反、指向西南方向的雷暴传播矢量,当单体的新生传播速率大于引导流速率时,雷暴整体产生了与引导气流相反的后向移动。针对该后向传播机制的研究表明:对流单体强下沉运动形成的阵风锋在其西南方向与环境西南风辐合,并与该处原有的地面辐合线碰撞造成更强烈的上升气流,触发新的单体生成,新单体发展成熟后产生强降水和强下沉运动,加强和维持了其西南侧的阵风锋,使得阵风锋向西南方向推进并继续触发新单体生成;风场反演的垂直运动分布和演变也显示了多个对流单体从东北向西南依次表现出消散、成熟和新生阶段的特征。因此,本次过程中形成了"雷暴单体新生发展—成熟后缓慢东北向移动—产生强降水、下沉运动和大风在其西南侧触发新单体"的循环;向西南方向推进的地面阵风锋与原有的地面辐合线共同形成了雷暴西南侧局地锋生区,与新生对流区的位置一致,是该次过程后向传播的主要原因。

1980-2010年中国南方雷暴频次的统计特征及其变化

利用1980-2010年中国南方20站逐日多时次天气观测资料,统计了雷暴的日、季节、多年变化特征,以及相应的大气物理量和环流特征变化。结果表明:雷暴频次的日变化呈午后到凌晨多,12:00(世界时,下同)频次最高(9%),03:00最低(2%);夏季频次高冬季低,其中7-8月最高(>35%),12月至次年1月最低(<1%)。20世纪80年代至21世纪初,年际和夏季(7-8月)雷暴频次均呈下降的趋势,分别为-1%·(10a)-1和-3.5%·(10a)-1,21世纪00年代后则有弱的增加趋势。全年统计雷暴日降水占总降水的48%,而在夏季则为64%。全年和夏季雷暴日降水比率的变化,均与雷暴频次的变化有较好的一致性,相关系数分别达0.46和0.71。对应雷暴频次的年际变化,东亚地区大气环流场表现出大尺度的异常变化。雷暴频次偏高时,西太平洋副热带高压异常偏弱,南方对流层中上层有异常的上升运动。同时,从热力不稳定指标上看,夏季异常偏高的全总指数、异常偏高的对流有效位能指数均与夏季雷暴频次显著相关,分别为0.58和0.76。而近30年南方雷暴频次与对应的地面气温存在统计上的关联,但这是否与雷暴热力和动力因子对全球气候变化的响应有关,尚需深入研究。

夏季雷州半岛强降水雨滴谱个例分析及降水与闪电相关性统计分析

利用2007年8月在雷州半岛观测雷暴获得的雨滴谱和地闪资料,重点分析了8月6日遂溪、湛江一次雷暴云降水个例的雨滴谱特征,对闪电特征与降水的相关性进行了统计分析。结果表明,遂溪站的雨滴谱谱型多为双峰或多峰型,而湛江站的雨滴谱谱型多呈单峰型分布;平均雨滴谱符合Gamma分布;雨强I>10mm/h时发生地闪的频率较高,且发生地闪频率随着距测站的距离减少而增加;随着雨强的增大发生正地闪的概率明显增加;降水过程中的闪电频率和距离校准后闪电电流强度的相关性表明,地闪发生的距离越近,频率越高对应雨滴谱谱宽越宽和降水强度越大。