一次罕见的雷暴高压引起洛阳机场风切变过程浅析

利用气压场、风场、雷达资料,对洛阳机场出现突发性风切变做一浅析,以便当洛阳机场周边有雷暴时,对洛阳机场突发性大风切变天气的预报提供一些借鉴。

三次雷暴导致的阵风锋过程分析

利用多普勒天气雷达资料和自动站资料对2012年5月16日江苏、6月9日京津冀地区以及7月10日河北的三次阵风锋过程进行综合分析。结果表明:持续下沉的冷空气形成雷暴高压是阵风锋产生的直接原因。雷暴高压形成过程中,一方面,下沉气流在较小区域内迅速堆积形成雷暴高压,另一方面,新旧单体不断更替,风暴内稳定的下沉气流使雷暴高压发展。雷暴高压内强辐散气流与环境空气形成阵风锋。随着雷暴高压的移动和增强,阵风锋向前移动和增强,当雷暴高压减弱,阵风锋也逐渐消亡。温度梯度与气压梯度越大,瞬时大风越强,阵风锋也越强。阵风锋产生的瞬时大风与窄带回波的强度值不一定成正比。中层径向辐合对阵风锋产生有提前预示作用,提前量为半小时左右,辐合持续时间越长,阵风锋生命史越长。

冷涡背景下河北雷暴大风环境条件与对流风暴演变个例分析

2017年7月9日河北中南部出现一次区域性雷暴大风天气过程,该过程属于典型的高空冷平流强迫型强对流天气,对流云团先后影响河北中南部的南(Ⅰ)、北(Ⅱ)两个区域。利用常规地面高空观测资料以及卫星云图、多普勒天气雷达、区域自动站与NCEP 1°×1°再分析资料,分析了此过程发生的环境条件以及对流风暴的演变特征。结果表明:(1)本次过程发生在蒙古冷涡天气背景下,冷涡后部冷空气与低层暖湿空气在河北南部形成“上干冷下暖湿”的不稳定层结以及较强垂直风切变,区域Ⅰ对流由地形抬升触发,并在高空西北气流作用下向东南方向移动,而区域Ⅱ对流由冷锋直接触发,在平流和传播的共同作用下向东偏北方向移动。(2)造成区域Ⅰ大风的对流系统有飑线、与中气旋伴随的超级单体,飑线成熟阶段后侧入流急流在1 km以下超过31 m·s^-1,地面大风出现在大风速核前沿、雷暴高压移向的前方和小时正变压中心附近;造成区域Ⅱ大风的对流系统有多种形态,如超级单体、块状回波和飑线,飑线大风出现在阵风锋后侧到小时正变压中心之间。飑线回波强度减弱后冷池密度流、动量下传和变压风共同作用仍可造成地面大风。(3)雷达低仰角径向速度图超过30m·s^-1的大风速核配合地面5 hPa以上的小时正变压,风廓线雷达5 km以下的7~10 m·s^-1下沉速度伴随1 km以下强的西北风,可作为地面8级以上雷暴大风0~2 h临近预警的参考指标。

成都一次雷暴大风的中尺度特征分析

利用常规观测资料、加密自动站资料、自动站5 min资料、天气雷达资料和风廓线雷达组网资料,对2017年7月27日夜间出现在成都地区的一次雷暴大风天气过程进行分析,结果表明:本次过程发生在副热带高压和切变线共同影响下,地面辐合线、弱垂直风切变、层结不稳定和较大的对流有效位能为雷暴大风的发生提供了有利的环境条件。此次雷暴大风天气过程是由多单体风暴产生的;雷达回波具有窄带回波、反射率因子质心快速下降、风暴前侧出流、后侧入流和中层径向辐合等特征,这些特征对监测和预警雷暴大风有很好的指示意义。雷暴高压和强冷中心对雷暴大风的形成和维持有着重要作用。在大风过程中,风向突变伴有瞬时风速增大,但风向突变出现时间较最大瞬时风速出现提前了5 min左右,中尺度气旋式辐合的出现时间较最大瞬时风速有15 min的提前量。阵风锋坡度愈大,前侧上升气流坡度愈大;阵风锋后部的垂直风速变化落后于水平风速的变化。

广西一次飑线大风天气的成因和预警分析

本文利用常规探测资料、多普勒天气雷达资料、自动站观测资料等对2013年3月27-28日发生在广西的一次飑线大风天气过程进行跟踪及监测预警,对其大尺度环流背景、雷达回波特征以及灾害性大风形成原因进行了较为详细的分析与研究。结果表明:此次飑线过程是由高空冷槽与地面高压后部形势所引起的;假相当位温、T-logp图等分析表明广西上空具有较好的热力、动力条件;地面辐合线触发初始对流活动;发展成熟的飑线地面气压场上存在雷暴高压、飑前低压和飑后低压等中尺度特征;飑线大风等灾害性天气出现在地面高压前侧气压梯度大值区和飑线的断裂处;雷达图像上中层径向辐合、反射率因子核心和中层风速大值区逐渐降低以及垂直风廓线图中低层风的转变等特征信息对地面大风天气临近预警有较好的指示意义;降水粒子的拖曳作用和飑线的快速移动都对地面大风的产生及增幅有一定的作用。

“090603”强飑线过程动力结构特征的观测与模拟分析

利用各种观测资料和数值模拟结果,分析了2009年6月3-4日黄淮地区一次罕见强飑线过程的中尺度动力结构演变特征和发展机理。结果表明,在稳定的东北冷涡环境下,冷涡后部与短波扰动相伴的冷平流叠加于对流层低层暖脊之上,为飑线的发生构建了有利的大气不稳定层结;飑线的发生、发展与地面中尺度辐合线密切相关,两者相互依存、促进;飑线的移动对应着对流层低层水平涡管的传播。在传播过程中,水平涡管的倾斜会使垂直涡度向水平涡度转化,促进飑线的发展;在飑线发展的不同阶段,动力结构有显著的差异,发展成熟阶段的飑线结构具有较强的组织性,而当其减弱、消散时,动力结构逐渐松散,各因子间不再有密切的配合,其特定的对流组织作用就会不复存在。另外,在飑线的发展过程中,地面气压场呈明显的中尺度扰动特征,飑线后部产生的中尺度雷暴高压与风场的辐散中心相伴是地面大风形成的主要原因之一。

2007年济南“7.18”大暴雨的持续拉长状对流系统研究

利用常规观测、中尺度自动站、卫星和雷达等资料,分析了2007年7月18—19日造成华北南部强降水的持续拉长状对流系统(Permanent elongated convective system,简称PECS)的发生和发展过程。结果表明:持续拉长状对流系统的发生发展与低层来自东北方向冷空气和正在减弱的中尺度对流复合体尾部的向外气流有关。云图分析表明:这次持续拉长状对流系统先后由10个对流单体复合而成,其中2个α中尺度的对流单体复合时造成了济南市北部的商河县强降水,并且强降水发生在持续拉长状对流系统发展阶段,位于持续拉长状对流系统的后部,与低于201K的冷云盖相对应;当对流单体复合时,在可见光云图上出现云线(即飑锋),并且在窄小的云线中又包含4个γ中尺度的对流单体,其中一个产生高达13 km的降水回波;当云线出现时,地面冷锋后部出现γ中尺度雷暴高压,随后逐渐发展成为α中尺度的雷暴群,降水产生在雷暴高压前和冷锋后。济南市强降水过程则是由合并后的对流单体内部的2个强度不同的上冲云顶合并成一个更强的上冲云顶时造成的。雷达回波分析进一步显示,这次持续拉长状对流系统降水回波表现出后部扩建类和回波交叉类的特征,其中商河县的降水由主冷空气涌产生,而济南市强降水可能与主冷空气涌与次冷空气涌合并所形成的2个β中尺度和1个γ中尺度的多单体雷暴有关。

水汽含量对飑线组织结构和强度影响的数值试验

利用2009年6月3～4日一次产生大风、冰雹强对流天气的飑线个例进行数值试验,研究整层水汽含量及其垂直分布对中尺度对流系统的发生发展过程、组织类型和强度等的影响.本文的试验表明环境场中不同的水汽含量和垂直分布,会影响下沉气流和冷池的强度,从而影响对流的组织形态、维持时间和强度.整层水汽试验表明,增加（减少）水汽,对流增强（减弱）,冷池和雷暴高压增强（减弱）导致大风增强（减弱）.增加水汽越多发展阶段冷池强度越强,最大风速越强,但成熟阶段后期冷池减弱的越快,层状云区的后部入流减弱,不利于雷暴大风的出现和维持.不同层次水汽试验表明,在保持整层水汽含量不变的情况下,线状对流和雷暴大风易发生在中层干、下层湿的环境中,这种层结条件对雷暴高压的增强有重要作用,但不利于整个对流系统的长时间维持.

不同强度台风相伴随的内陆台前飑线对比分析

本文应用多种常规观测资料和非常规观测资料,以两个强度差异较大的台风(201409号台风威马逊和200606号台风派比安)在内陆造成的台前飑线为研究对象,从飑线产生的实况、大尺度环流背景及飑线不同阶段进行分析,重点以飑线初生阶段的环境条件和成熟阶段的地面中尺度特征、垂直结构进行对比分析。分析结果表明:(1)"威马逊"飑线主要是台风倒槽和副热带高压(以下简称"副高")的相互作用引起的;而"派比安"飑线则是由台风倒槽、副高、西风槽相互作用引起的;两次过程副高位置的不同造成台风外围东南急流位置的差异,"派比安"飑线过程中东南急流更有利于飑线的持续。(2)飑线初生阶段,充沛的水汽来源、明显的条件不稳定、不稳定能量的积累、对流抑制能量的减小均为飑线的初生提供了有利的条件,地面辐合线使得离散的对流单体组织发展成飑线;而水汽条件、地面辐合线位置的差异导致了两次飑线初生位置的不同;对流有效位能(CAPE)、对流抑制位能(CIN)差异预示着"派比安"飑线过程对流发展潜势强于"威马逊"飑线过程。(3)飑线成熟阶段:由地面温压场特征分析出"派比安"飑线冷池中心比"威马逊"飑线更明显;垂直动力结构更有利于强对流的产生和发展。(4)西风槽底部和台风倒槽顶部在湘北的结合,使得已衰减的"派比安"飑线再次增强发展形成Ⅱ阶段飑线。(5)和以往研究的西风带飑线相比,这两次飑线过程并没有分析出那么强的"雷暴高压"、正变压,但有冷池、明显的温度梯度、气压梯度,低层的垂直风切变主要是由风的方向变化所导致。

安徽北部一次局地特大暴雨过程的中尺度特征分析

利用NCEP 0.25°×0.25°再分析资料、自动站加密观测资料、卫星和雷达资料,对2018年6月27—28日安徽北部出现的一次局地特大暴雨过程进行特征分析,结果表明:(1)此次特大暴雨过程发生在冷涡后部的大尺度天气背景中,低槽具有前倾结构,环境场提供了充足的水汽和能量条件;(2)降水具有低质心暖云降水特征,后向传播、低槽移动缓慢和引导气流弱是导致降水长时间维持的主要原因;(3)雷暴高压的地面出流和环境西南风的辐合导致的边界层中尺度辐合线是对流的主要触发、维持和增强机制,与对流风暴主体靠近时边界层中尺度辐合线触发、维持和增强作用强,远离对流风暴主体时作用减弱;(4)边界层中尺度辐合线的位置与等温线密集带暖侧保持一致,对流单体主要在其冷侧新生或发展增强,强降水中心位于雷暴高压冷中心附近;(5)位于风暴后部的边界层中尺度辐合线呈准静止状是造成后向传播长时间维持,进而强降水持续降落在安徽北部地区的重要原因。

2013年6月30日鄂尔多斯市暴雨、冰雹天气分析

对2013年6月30日鄂尔多斯市强对流天气过程进行了分析讨论,首先分析了天气过程的降水实况,结果表明强对流天气过程的主要发生时间段集中在30日14时至16时左右,较大量级的降水落区及强对流灾害发生区主要集中在鄂市中东部地区。从对天气形势的分析可以表明本次暴雨天气过程的主要影响系统为高层短波槽伴随低空急流的建立、低层切变、地面河套气旋以及副高的西伸北抬。从中尺度及探空资料分析表明不稳定层结及MCS的发生发展,从雷达图的分析显示表明此次强对流天气的生成、发展全过程。

华南地区西风带飑线和台风飑线环境场特征统计对比分析

利用2012—2015年3—9月华南地区的雷暴大风和雷达数据,挑选了华南地区20次典型飑线过程并进行统计分析表明:华南地区的西风带飑线出现于春季和初夏,台风飑线出现于盛夏;3—4月的西风带飑线一般在凌晨开始发展,中午前后趋于减弱,而7—9月的台风飑线一般在中午或下午开始发展,前半夜趋于减弱。挑选了4次西风带飑线过程和4次台风飑线过程,使用2012—2014年的NCEP物理量分析场,在考虑季节变化的基础上分析两类飑线各种物理量的异同点,结果表明:西风带飑线850 h Pa与500 h Pa的温差较大,台风飑线则是925 h Pa与700 h Pa的温差较大;西风带飑线低层暖平流较强但中层不明显,台风飑线相反;在西风带飑线造成的雷暴大风出现前,500 h Pa温度平流随时间的变化为显著负值,台风飑线则不明显;西风带飑线的高层辐散和低层辐合较台风飑线更强;台风飑线925 h Pa的相对湿度较西风带飑线小,在西风带飑线造成的雷暴大风出现前,500 h Pa以干平流为主而925 h Pa以湿平流为主,台风飑线则相反。对两种飑线过程进行对比分析表明,雷暴高压的持续加强、扩大及相应冷池的扩大导致西风带飑线的不断加强发展,而台风倒槽的气旋性切变和高低压之间的等压线锋区可能对回波的生成和前期发展有重要作用。

激光测风雷达研究微下击暴流引发的低空风切变

较强的低空风切变会引发超低空复飞,对飞机安全威胁较大。为了提高飞行安全保障能力,利用激光测风雷达和风廓线雷达提供的资料,对2018-04-26西宁机场突发的一次风切变进行了细致结构分析和形成机理研究。结果表明,微下击暴流是造成此次低空风切变的主要原因,雷暴高压向外辐散气流和环境风同向叠加是低空风切变形成的直接原因;干冷空气在2.0km高度处加速下沉,到达近地面形成雷暴高压,随后外流形成水平尺度约3.0km的辐散气流,而触发低空风切变;此次低空风切变影响时间约8min,对飞行安全威胁最大是下击暴流产生初期;0.4km^2.0km高度处上升气流迅速转为下沉气流的时刻,较低空风切变发生有约4min的提前量。该研究对如何利用测风雷达进一步提高飞行安全保障能力是有意义的。

2012年4月2日华东灾害性飑线大风成因分析

2012年4月2-3日华东地区出现8～11级灾害性大风，此次大风影响时间长，持续强度大，造成了严重的人员伤亡和经济损失。为探讨大风天气成因，运用传统的天气学方法和多普勒雷达等资料，对此次飑线大风过程产生的天气背景及中尺度发展演变特征进行了分析。结果表明，此次大风是由中尺度系统飑线和冷空气共同影响造成的。前期是在江淮气旋天气背景下，近地面激发出中尺度飑线系统，飑线经历了形成、发展、减弱三个阶段，在每个阶段，雷达强度图上的回波形状、强度、回波顶高，以及速度图上的逆风区、速度模糊等特征都与实况有很好的对应关系；在发展成熟阶段出现了冷湿雷暴高压和冷池，加剧了大风的发展和维持。后期大风主要是受冷空气影响产生。在实际业务工作中，传统的天气学分析方法和以多普勒雷达为代表的先进探测手段相结合，是监测和预警此类强对流天气的主要手段，能够在一定程度上弥补数值预报模式的不足。

一次飑线天气过程的综合分析

利用常规观测资料和自动气象站资料、雷达回波图,从天气学、不稳定层结及水汽条件和雷达回波特征等方面综合分析了2006年6月25日影响洛阳的一次飑线天气过程的活动规律和物理成因。分析表明:此次较强的飑线天气过程是在高空冷涡后部西北气流的天气尺度形势下出现的,中尺度对流系统飑线以后续线型为主的型式形成。高空弱冷空气的入侵加剧了层结的不稳定性。弓形或带状回波、强(55 dB z以上)又高(或高度突降)的雷达反射率因子、逆风区、入流缺口、强的风速辐合带、高VIL值(50 kg.m-2以上)或VIL值突变及冰雹指数等雷达回波特征,对此类强对流天气的发生有较好的预警作用。

2019年4月9日四川东北部一次飑线大风的成因分析

利用常规观测资料、多普勒天气雷达资料、自动站观测资料等多种资料,对2019年4月9日发生在四川东北部的一次飑线大风天气进行了分析。结果表明:此次飑线大风天气过程为低层暖平流强迫类型,低层西南急流和暖脊使得不稳定能量快速增长,配合冷槽东移影响,加强了层结的不稳定性,在地面辐合线的作用下,最终触发了本次飑线天气过程。飑线后部存在的中尺度雷暴高压和超强冷池,造成了强冷池密度流,有利于产生大风;后向入流和低层显著干区加强了降水粒子的蒸发、冷却,形成了强烈的下沉气流;高空动量下传,对地面大风有增幅作用;在前向传播作用下飑线移动迅速,有利于大风的产生。

关于黑龙江省雷电预报的几点思考

介绍了雷电的形成原理,分析了黑龙江省雷电发生的集中天气形式,并在此基础上,概括了雷电几种形式,并提出了雷电预报的服务措施。

一次秋季强对流天气过程分析

引言 在浙江省,秋季是强对流天气的少发季节,而1993年9月17日傍晚至18日凌晨在浙北地区出现了6个站的雷雨大风和8个站的暴雨天气过程,在9月中旬末出现如此大范围的强对流天气,历史上亦属少见。本文应用常规气象资料着重从预报角度进行分析,发观本次过程有如下特点:1.强对流天气与低层辐合中心相关,低层辐合中心在一定程度上可以作为强对流天气预报的指标。2.中低层冷空气是浙北地区强对流天气发生/发展的触发机制。3.中尺度系统活跃。

飑线过程分析及其影响——以武汉机场一次飑线发生为例

利用武汉新一代多普勒雷达、常规天气图和地面观测资料,对2011年7月26日武汉机场的一次强对流天气过程进行诊断,主要分析了飑线的多普勒基本反射率因子与基本速度特征,并与超极单体进行了比较分析。结果发现这次过程是受高空槽配合弱冷空气东移与南方暖湿空气共同影响;副高的东退形成正不稳定能量区,K指数高,低层水气和能量形成了对流不稳定层,特别是中高层,有弱冷空气入侵,形成了中低层的垂直风切变,前方的斜上升气流,后方的下沉气流使飑线得以维持;正是飑线过境时出现了阵风锋,强下冲气流及地面大风及雷暴高压;与超级单体形成的下击暴流相比,在飑线运动的前方形成的雷雨及地面大风范围更大,强度更强。这次飑线过程对农业、交通及日常生活造成了较大影响,最后提出要提高对灾害天气预警能力及气象服务能力。

2018年3月4日中国南方强对流大风天气分析

利用常规地面、高空观测资料、FY-2G卫星云图、ERA-Interim再分析资料和南昌昌北机场逐分钟自动观测数据,对2018年3月4日发生在华南、江南地区的一次大风强对流天气过程进行了分析。结果表明:本次大风天气过程是由暖区中的西南大风天气过程和冷区中的冷空气偏北大风共同构成;暖区西南大风是雷暴高压与江南地面倒槽低压中心异常偏大的气压梯度直接造成的;江南、华南地区在4日白天出现的异常高温,使锋区温差更大,有利于加强这些地区的抬升作用;午后,江南地区逐渐达到当天最高气温,与雷暴高压冷池的温差更大,TBB低于-52℃区域面积开始有明显增加。暖区和冷区的地面辐合线,江南地区高DCAPE和CAPE值,均有利于触发强对流天气。南昌昌北机场地面自动观测数据表明,在雷暴高压来临之前,地面气压有一个陡降的过程。在雷暴高压开始影响机场时,出现了29.7 m/s的最强瞬时大风,气温也出现大幅度下降,最大降温幅度达到1.5℃/min。